JP2015078274A - Aqueous resin dispersion composition and their use - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous resin dispersion composition providing coated film having high adhesion property to various plastic such as PMMA and PET.SOLUTION: There is provided an aqueous resin dispersion composition by dispersing at least a polyurethane resin (A), a compound having a polymerizable unsaturated bond (B) and colloidal silica (C) in an aqueous solvent where the colloidal silica (C) is 15 to 40 wt.% based on the total weight of (A), (B) and (C), and there are also provided a curable composition, a coating composition and a coating agent composition containing the aqueous resin dispersion. The concentration of the polymerizable unsaturated bond is preferably 2.7 to 6.0 mmol/g. The particle size of the colloidal silica is preferably 18 to 50 nm.

Description

本発明は、紫外線をはじめとする活性エネルギー線や熱で硬化可能な水性樹脂分散体組成物及びその使用に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to an aqueous resin dispersion composition that can be cured by active energy rays such as ultraviolet rays or heat, and use thereof.

ポリカーボネートポリオールはポリウレタン樹脂の原料となる有用な化合物であり、イソシアネート化合物との反応により、硬質フォーム、軟質フォーム、塗料、接着剤、合成皮革、インキバインダー等に用いられるポリウレタン樹脂を製造することができる。また、ポリカーボネートポリオールを原料とした水性ポリウレタン樹脂分散体を塗布して得られる塗膜は、耐光性、耐候性、耐熱性、耐加水分解性、耐油性に優れることが知られている(特許文献1参照)。   Polycarbonate polyol is a useful compound that can be used as a raw material for polyurethane resins, and can react with isocyanate compounds to produce polyurethane resins used in rigid foams, flexible foams, paints, adhesives, synthetic leather, ink binders, and the like. . A coating film obtained by applying an aqueous polyurethane resin dispersion using polycarbonate polyol as a raw material is known to have excellent light resistance, weather resistance, heat resistance, hydrolysis resistance, and oil resistance (Patent Documents). 1).

中でも、脂肪族ポリカーボネートポリオールを用いた水性ウレタン樹脂分散体を塗布して得られる塗膜は、基材への密着性や耐ブロッキング性が向上することからアンダーコート剤として用いられることが知られている(特許文献2参照)。しかしながら、脂肪族ポリカーボネートポリオールのみを原料として用いた場合には、水性ポリウレタン樹脂分散体から得た塗膜の硬度や耐薬品性は、例えば自動車の内装材、携帯電話筐体、家電製品筐体、パーソナルコンピュータ筐体、加飾フィルム、光学フィルム、フローリング等の床材等の合成樹脂成形体の塗料分野やコーティング剤の分野において充分ではないという問題があった。   Among them, a coating film obtained by applying an aqueous urethane resin dispersion using an aliphatic polycarbonate polyol is known to be used as an undercoat agent because of improved adhesion to a substrate and blocking resistance. (See Patent Document 2). However, when only aliphatic polycarbonate polyol is used as a raw material, the hardness and chemical resistance of the coating film obtained from the aqueous polyurethane resin dispersion are, for example, automotive interior materials, mobile phone housings, home appliance housings, There has been a problem that it is not sufficient in the field of paints and coating agents for synthetic resin moldings such as personal computer cases, decorative films, optical films, flooring materials such as flooring.

塗膜硬度、耐薬品性を上げることを目的に、ウレタン(メタ)アクリレートを用いることも検討されており、例えば、(メタ)アクリル化ポリウレタンからなる水性放射線樹脂組成物(特許文献3参照)、および、(メタ)アクリル化ポリウレタン及びエチレン不飽和化合物を含む水性放射線硬化性組成物(特許文献4参照)が提案されている。このような水性放射線硬化性組成物は、耐薬品性に優れた硬い塗膜を与えるため、例えば自動車の内装材、携帯電話筐体、家電製品筐体、パーソナルコンピュータ筐体、加飾フィルム、光学フィルム、フローリング等の床材等の合成樹脂成形体の塗料、コーティング剤、プライマー、接着剤の原料として用いることができる。   For the purpose of increasing the coating film hardness and chemical resistance, the use of urethane (meth) acrylate has also been studied, for example, an aqueous radiation resin composition comprising a (meth) acrylated polyurethane (see Patent Document 3), And the aqueous radiation-curable composition (refer patent document 4) containing a (meth) acrylated polyurethane and an ethylenically unsaturated compound is proposed. Such an aqueous radiation curable composition gives a hard coating film excellent in chemical resistance. For example, automotive interior materials, mobile phone housings, home appliance housings, personal computer housings, decorative films, optical films, etc. It can be used as a raw material for paints, coating agents, primers, and adhesives for synthetic resin moldings such as flooring materials such as films and flooring.

また、水性放射線硬化性組成物の耐薬品性をさらに向上させる方法として、コロイダルシリカと水性放射線照射硬化性組成物とから成る組成物が提案されている(特許文献5参照)。このような水性放射線硬化性組成物は、耐薬品性に優れるため、塗装金属材料などに使用することができる。   Further, as a method for further improving the chemical resistance of the aqueous radiation curable composition, a composition comprising colloidal silica and an aqueous radiation irradiation curable composition has been proposed (see Patent Document 5). Such an aqueous radiation curable composition is excellent in chemical resistance, and can be used for a painted metal material or the like.

特開平10−120757号公報JP-A-10-120757 特開2005−281544号公報JP 2005-281544 A 特開2010−202869号公報JP 2010-202869 A 特表2009−533504号公報Special table 2009-533504 gazette 特許第4246061号公報Japanese Patent No. 4246061

しかしながら、特許文献3、4において開示されるような水性放射線硬化性組成物を用いた場合、プラスチック基材への密着性、特にポリメタクリル酸メチル(PMMA)やポリエチレンテレフタレート(PET)への密着性が十分ではないという欠点があった。
特許文献5に記載のコロイダルシリカを添加する方法を適用した場合においても、PMMAやPETへの密着性が低い場合があった。
However, when an aqueous radiation curable composition as disclosed in Patent Documents 3 and 4 is used, adhesion to a plastic substrate, particularly adhesion to polymethyl methacrylate (PMMA) or polyethylene terephthalate (PET). There was a drawback that was not enough.
Even when the method of adding colloidal silica described in Patent Document 5 is applied, the adhesion to PMMA and PET may be low.

本発明は、プラスチック基材への密着性、特にPMMAやPETへの密着性が高く、また、硬度も高い塗膜を与え、かつ、少なくとも1週間は貯蔵安定性に優れた水性樹脂分散体組成物を提供することを課題とする。   The present invention provides a water-based resin dispersion composition having a high adhesion to a plastic substrate, in particular, a high adhesion to PMMA and PET, and a coating film having a high hardness, and having excellent storage stability for at least one week. The issue is to provide goods.

本発明者らは、前記の従来技術の問題点を克服すべく種々の検討を行った結果、少なくとも、ポリウレタン樹脂(A)(以下、「(A)」ともいう。)と、重合性不飽和結合を有する化合物(B)(以下、「(B)」ともいう。)と、コロイダルシリカ(C)(以下「(C)」ともいう。)とを水系媒体中に分散させてなる水性樹脂分散体組成物であって、コロイダルシリカ(C)が、(A)、(B)、および(C)の総重量中の15〜40重量%であることを特徴とする水性樹脂分散体組成物を使用することで問題点を解決できるとの知見を得て、本発明に至った。   As a result of various studies to overcome the problems of the prior art, the present inventors have found that at least the polyurethane resin (A) (hereinafter also referred to as “(A)”) and polymerizable unsaturated. An aqueous resin dispersion obtained by dispersing a compound (B) having a bond (hereinafter also referred to as “(B)”) and colloidal silica (C) (hereinafter also referred to as “(C)”) in an aqueous medium. An aqueous resin dispersion composition characterized in that the colloidal silica (C) is 15 to 40% by weight in the total weight of (A), (B), and (C). The knowledge that the problem can be solved by the use has been obtained, and the present invention has been achieved.

本発明(1)は、少なくとも、ポリウレタン樹脂(A)と、重合性不飽和結合を有する化合物(B)と、コロイダルシリカ(C)とを水系媒体中に分散させてなる水性樹脂分散体組成物であって、前記コロイダルシリカ(C)の含有量が、(A)、(B)及び(C)の総重量に対して15〜40重量%であることを特徴とする水性樹脂分散体組成物に関する。
本発明(2)は、ポリウレタン樹脂(A)、重合性不飽和結合を有する化合物(B)及びコロイダルシリカ(C)の総重量中の重合性不飽和結合の濃度が、2.7〜6.0mmol/gであることを特徴とする前記本発明(1)に記載の水性樹脂分散体組成物に関する。
本発明(3)は、コロイダルシリカ(C)の粒子径が、18〜50nmであることを特徴とする前記本発明(1)又は(2)に記載の水性樹脂分散体組成物に関する。
本発明(4)は、ポリウレタン樹脂(A)が、少なくとも、酸性基を有さないポリオール(Aa)と、酸性基含有ポリオール(Ab)と、ポリイソシアネート(Ac)と、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)とを反応させて得られる前記本発明(1)〜(3)のいずれか一つに記載の水性樹脂分散体組成物に関する。
本発明(5)は、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)が、水酸基価が80〜120mgKOH/gのジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートとジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートとの混合物として、ポリウレタン樹脂(A)を得るための反応に付される前記本発明(4)に記載の水性樹脂分散体組成物に関する。
本発明(6)は、前記本発明(1)〜(5)のいずれか一つに記載の水性樹脂分散体組成物と、重合開始剤とを含有する硬化性組成物に関する。
本発明(7)は、前記本発明(1)〜(5)のいずれか一つに記載の水性樹脂分散体組成物を含有する塗料組成物に関する。
本発明(8)は、前記本発明(1)〜(5)のいずれか一つに記載の水性樹脂分散体組成物を含有するコーティング剤組成物に関する。
本発明(9)は、合成樹脂層の少なくとも1つの面に、前記本発明(7)に記載の塗料組成物を塗布して乾燥させた層が積層された積層体に関する。
本発明(10)は、合成樹脂層の少なくとも1つの面に、前記本発明(8)に記載のコーティング剤組成物を塗布して乾燥させた層が積層された積層体に関する。
本発明(11)は、合成樹脂層が、ポリメタクリル酸メチル樹脂層又はポリエチレンテレフタレート樹脂層である前記本発明(9)又は(10)に記載の積層体に関する。
The present invention (1) is an aqueous resin dispersion composition comprising at least a polyurethane resin (A), a compound (B) having a polymerizable unsaturated bond, and colloidal silica (C) dispersed in an aqueous medium. The content of the colloidal silica (C) is 15 to 40% by weight based on the total weight of (A), (B) and (C), and the aqueous resin dispersion composition is characterized in that About.
In the present invention (2), the concentration of the polymerizable unsaturated bond in the total weight of the polyurethane resin (A), the compound (B) having a polymerizable unsaturated bond and the colloidal silica (C) is 2.7 to 6. It is 0 mmol / g, It is related with the aqueous resin dispersion composition as described in this invention (1) characterized by the above-mentioned.
The present invention (3) relates to the aqueous resin dispersion composition according to the present invention (1) or (2), wherein the colloidal silica (C) has a particle size of 18 to 50 nm.
In the present invention (4), the polyurethane resin (A) is at least a polyol (Aa) having no acidic group, an acidic group-containing polyol (Ab), a polyisocyanate (Ac), and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate. It is related with the aqueous resin dispersion composition as described in any one of said this invention (1)-(3) obtained by making (Ad) react.
In the invention (5), the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) is a polyurethane as a mixture of dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and dipentaerythritol penta (meth) acrylate having a hydroxyl value of 80 to 120 mgKOH / g. It is related with the aqueous resin dispersion composition as described in the said this invention (4) attached | subjected to reaction for obtaining resin (A).
The present invention (6) relates to a curable composition containing the aqueous resin dispersion composition according to any one of the present inventions (1) to (5) and a polymerization initiator.
The present invention (7) relates to a coating composition containing the aqueous resin dispersion composition according to any one of the present inventions (1) to (5).
The present invention (8) relates to a coating agent composition containing the aqueous resin dispersion composition according to any one of the present inventions (1) to (5).
The present invention (9) relates to a laminate in which a layer obtained by applying and drying the coating composition according to the present invention (7) is laminated on at least one surface of a synthetic resin layer.
The present invention (10) relates to a laminate in which a layer obtained by applying and drying the coating composition according to the present invention (8) is laminated on at least one surface of a synthetic resin layer.
The present invention (11) relates to the laminate according to the present invention (9) or (10), wherein the synthetic resin layer is a polymethyl methacrylate resin layer or a polyethylene terephthalate resin layer.

本発明によれば、プラスチック基材への密着性、特にPMMAやPETへの密着性が高く、また、硬度も高い塗膜を与え、かつ、少なくとも1週間は貯蔵安定性に優れた水性樹脂分散体組成物を提供することができる。   According to the present invention, an aqueous resin dispersion having a high adhesion to a plastic substrate, in particular, a high adhesion to PMMA and PET, and a coating with high hardness and excellent storage stability for at least one week. A body composition can be provided.

本発明は、少なくとも、ポリウレタン樹脂(A)と、重合性不飽和結合を有する化合物(B)と、コロイダルシリカ(C)とを水系媒体中に分散させてなる水性樹脂分散体組成物である。
前記ポリウレタン樹脂(A)は、少なくとも、酸性基を有さないポリオール(Aa)と、酸性基含有ポリオール(Ab)と、ポリイソシアネート(Ac)とを反応させて得られるものであり、場合により、水酸基を有する重合性不飽和結合含有化合物(Ad)を反応させてもよく、さらに鎖延長剤(D)を反応させたものでもよい。
得られる塗膜の硬度が上がる点から、水酸基を有する重合性不飽和結合含有化合物(Ad)を反応させたポリウレタン樹脂が好ましい。また、紫外線硬化前の塗膜のタックフリー性が上がることから、鎖延長剤(D)を反応させたポリウレタン樹脂が好ましい。
水酸基を有する重合性不飽和結合含有化合物(Ad)と鎖延長剤(D)を反応させたポリウレタン樹脂、あるいは、水酸基を有する重合性不飽和結合含有化合物(Ad)を反応させたポリウレタン樹脂と鎖延長剤(D)を反応させたポリウレタン樹脂を併用することがより好ましい。
The present invention is an aqueous resin dispersion composition in which at least a polyurethane resin (A), a compound (B) having a polymerizable unsaturated bond, and colloidal silica (C) are dispersed in an aqueous medium.
The polyurethane resin (A) is obtained by reacting at least a polyol (Aa) having no acidic group, an acidic group-containing polyol (Ab), and a polyisocyanate (Ac). A polymerizable unsaturated bond-containing compound (Ad) having a hydroxyl group may be reacted, and further a chain extender (D) may be reacted.
A polyurethane resin obtained by reacting a polymerizable unsaturated bond-containing compound (Ad) having a hydroxyl group is preferable from the viewpoint of increasing the hardness of the resulting coating film. Moreover, since the tack-free property of the coating film before ultraviolet curing increases, a polyurethane resin reacted with the chain extender (D) is preferable.
A polyurethane resin obtained by reacting a polymerizable unsaturated bond-containing compound (Ad) having a hydroxyl group with a chain extender (D), or a polyurethane resin and a chain obtained by reacting a polymerizable unsaturated bond-containing compound (Ad) having a hydroxyl group. More preferably, a polyurethane resin reacted with the extender (D) is used in combination.

<ポリウレタン樹脂(A)>
<<酸性基を有さないポリオール(Aa)>>
酸性基を有さないポリオール(Aa)(以下「(Aa)」ともいう。)としては、例えば、高分子量ポリオールや低分子量ポリオールを用いることができる。水性樹脂分散体組成物の製造の容易さから、高分子量ジオールや低分子量ジオールを用いることが好ましい。
前記酸性基とは、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、フェノール性水酸基等のことであり、脂肪族炭化水素や脂環式炭化水素に結合した水酸基は含まない。
<Polyurethane resin (A)>
<< Polyol (Aa) not having an acidic group >>
As the polyol (Aa) having no acidic group (hereinafter also referred to as “(Aa)”), for example, a high molecular weight polyol or a low molecular weight polyol can be used. From the viewpoint of ease of production of the aqueous resin dispersion composition, it is preferable to use a high molecular weight diol or a low molecular weight diol.
The acidic group is a carboxy group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a phenolic hydroxyl group or the like, and does not include a hydroxyl group bonded to an aliphatic hydrocarbon or an alicyclic hydrocarbon.

前記高分子量ポリオールは、特に制限はないが、数平均分子量が400〜8000であることが好ましい。数平均分子量がこの範囲であれば、適切な粘度及び良好な取り扱い性が容易に得られる。ソフトセグメントとしての性能の確保が容易であり、得られたポリウレタン樹脂を含む水性樹脂分散体組成物を用いて塗膜を形成した場合に、割れの発生を抑制し易く、更にポリイソシアネート(Ac)との反応性が充分で、ポリウレタン樹脂(A)の製造を効率的に行なうこともできる。酸性基を有さないポリオール(Aa)は、数平均分子量が400〜4000の高分子量ポリオールであることがより好ましく、数平均分子量が800〜4000の高分子量ジオールであることが特に好ましい。   Although the said high molecular weight polyol does not have a restriction | limiting in particular, It is preferable that a number average molecular weight is 400-8000. If the number average molecular weight is in this range, an appropriate viscosity and good handleability can be easily obtained. It is easy to ensure the performance as a soft segment, and when a coating film is formed using the aqueous resin dispersion composition containing the obtained polyurethane resin, it is easy to suppress the occurrence of cracks, and further polyisocyanate (Ac) And the polyurethane resin (A) can be produced efficiently. The polyol (Aa) having no acidic group is more preferably a high molecular weight polyol having a number average molecular weight of 400 to 4000, and particularly preferably a high molecular weight diol having a number average molecular weight of 800 to 4000.

本願明細書において、数平均分子量は、JIS K 1577に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出した数平均分子量とする。具体的には、水酸基価を測定し、末端基定量法により、(56.1×1000×価数)/水酸基価 [mgKOH/g]で算出する。前記式中において、価数は1分子中の水酸基の数である。   In the present specification, the number average molecular weight is a number average molecular weight calculated based on a hydroxyl value measured in accordance with JIS K 1577. Specifically, the hydroxyl value is measured, and is calculated as (56.1 × 1000 × valence) / hydroxyl value [mgKOH / g] by a terminal group quantification method. In the above formula, the valence is the number of hydroxyl groups in one molecule.

前記高分子量ポリオールとしては、例えば、ポリカーボネートジオール、ポリエステルジオール、ポリエーテルジオール等が挙げられる。得られたポリウレタン樹脂を含む水性樹脂分散体組成物、及びそれから得られる塗膜の耐光性、耐候性、耐熱性、耐加水分解性、耐油性の点から、ポリカーボネートジオールが好ましい。   Examples of the high molecular weight polyol include polycarbonate diol, polyester diol, and polyether diol. From the viewpoint of light resistance, weather resistance, heat resistance, hydrolysis resistance and oil resistance of the aqueous resin dispersion composition containing the obtained polyurethane resin and the coating film obtained therefrom, polycarbonate diol is preferred.

前記ポリカーボネートジオールの中でも、ジオール成分が脂肪族ジオール及び/又は脂環族ジオールであることが好ましく、ポリウレタン樹脂(A)の水分散性が良好な点から、ジオール成分が脂肪族ジオールであることがより好ましい。   Among the polycarbonate diols, the diol component is preferably an aliphatic diol and / or an alicyclic diol, and the diol component is an aliphatic diol from the viewpoint of good water dispersibility of the polyurethane resin (A). More preferred.

前記ポリカーボネートポリオールは、1種以上のポリオールモノマーと、炭酸エステルやホスゲンとを反応させることにより得られる。製造が容易な点及び末端塩素化物の副生成がない点から、1種以上のポリオールモノマーと、炭酸エステルとを反応させて得られるポリカーボネートポリオールが好ましい。
本発明でいうポリカーボネートポリオールには、1分子中の平均のカーボネート結合の数と同等以下の数のエーテル結合やエステル結合を含有していてもよい。
The polycarbonate polyol can be obtained by reacting one or more polyol monomers with carbonate ester or phosgene. A polycarbonate polyol obtained by reacting one or more polyol monomers with a carbonate ester is preferred because it is easy to produce and has no by-product formation of terminal chlorinated products.
The polycarbonate polyol referred to in the present invention may contain an ether bond or an ester bond having a number equal to or less than the average number of carbonate bonds in one molecule.

前記ポリカーボネートポリオールの原料となる前記ポリオールモノマーは、特に制限されないが、例えば、脂肪族ポリオールモノマー、脂環構造を有するポリオールモノマー、芳香族ポリオールモノマー、ポリエステルポリオールモノマー、ポリエーテルポリオールモノマー等が挙げられる。   Although the said polyol monomer used as the raw material of the said polycarbonate polyol is not restrict | limited in particular, For example, an aliphatic polyol monomer, a polyol monomer which has an alicyclic structure, an aromatic polyol monomer, a polyester polyol monomer, a polyether polyol monomer etc. are mentioned.

前記脂肪族ポリオールモノマーとしては、特に制限されないが、例えば、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール等の直鎖状脂肪族ジオール;2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,9−ノナンジオール等の分岐鎖状脂肪族ジオール;トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の3官能以上の多価アルコール等が挙げられる。   The aliphatic polyol monomer is not particularly limited. For example, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, Linear aliphatic diols such as 1,8-octanediol and 1,9-nonanediol; 2-methyl-1,3-propanediol, 2-methyl-1,5-pentanediol, 3-methyl-1, Examples include branched aliphatic diols such as 5-pentanediol and 2-methyl-1,9-nonanediol; trifunctional or more polyhydric alcohols such as trimethylolpropane and pentaerythritol.

前記脂環構造を有するポリオールモノマーとしては、特に制限されないが、例えば、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロペンタンジオール、1,4−シクロヘプタンジオール、2,5‐ビス(ヒドロキシメチル)−1,4−ジオキサン、2,7−ノルボルナンジオール、テトラヒドロフランジメタノール、1,4‐ビス(ヒドロキシエトキシ)シクロヘキサン等の主鎖に脂環式構造を有するジオール等が挙げられる。   The polyol monomer having an alicyclic structure is not particularly limited, and examples thereof include 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanediol, 1,3-cyclopentanediol, , 4-cycloheptanediol, 2,5-bis (hydroxymethyl) -1,4-dioxane, 2,7-norbornanediol, tetrahydrofuran dimethanol, 1,4-bis (hydroxyethoxy) cyclohexane, etc. Examples thereof include diols having a cyclic structure.

前記芳香族ポリオールモノマーとしては、特に制限されないが、例えば、1,4−ベンゼンジメタノール、1,3−ベンゼンジメタノール、1,2−ベンゼンジメタノール、4,4’−ナフタレンジメタノール、3,4’−ナフタレンジメタノール等が挙げられる。   The aromatic polyol monomer is not particularly limited. For example, 1,4-benzenedimethanol, 1,3-benzenedimethanol, 1,2-benzenedimethanol, 4,4′-naphthalenediethanol, 3, 4'-naphthalene diethanol and the like can be mentioned.

前記ポリエステルポリオールモノマーとしては、特に制限されないが、例えば、6−ヒドロキシカプロン酸とヘキサンジオールとのポリエステルポリオール等のヒドロキシカルボン酸とジオールとのポリエステルポリオール、アジピン酸とヘキサンジオールとのポリエステルポリオール等のジカルボン酸とジオールとのポリエステルポリオール等が挙げられる。   The polyester polyol monomer is not particularly limited. For example, a polyester polyol of hydroxycarboxylic acid and diol such as polyester polyol of 6-hydroxycaproic acid and hexanediol, or a dicarboxylic such as polyester polyol of adipic acid and hexanediol. Examples include polyester polyols of acid and diol.

前記ポリエーテルポリオールモノマーとしては、特に制限されないが、例えば、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールやポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコール等が挙げられる。   The polyether polyol monomer is not particularly limited, and examples thereof include polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol.

前記炭酸エステルとしては、特に制限されないが、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の脂肪族炭酸エステル、ジフェニルカーボネート等の芳香族炭酸エステル、エチレンカーボネート等の環状炭酸エステル等が挙げられる。その他に、ポリカーボネートポリオールを生成することができるホスゲン等も使用できる。中でも、ポリカーボネートポリオールの製造のしやすさから、脂肪族炭酸エステルが好ましく、ジメチルカーボネートが特に好ましい。   The carbonate ester is not particularly limited, and examples thereof include aliphatic carbonate esters such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate, aromatic carbonate esters such as diphenyl carbonate, and cyclic carbonate esters such as ethylene carbonate. In addition, phosgene or the like capable of producing a polycarbonate polyol can be used. Among these, aliphatic carbonates are preferable and dimethyl carbonate is particularly preferable because of easy manufacture of polycarbonate polyols.

前記ポリオールモノマー及び前記炭酸エステルからポリカーボネートポリオールを製造する方法としては、例えば、反応器中に炭酸エステルと、この炭酸エステルのモル数に対して過剰のモル数のポリオールとを加え、温度160〜200℃、圧力50mmHg程度で5〜6時間反応させた後、更に数mmHg以下の圧力において200〜220℃で数時間反応させる方法が挙げられる。上記反応においては副生するアルコールを系外に抜き出しながら反応させることが好ましい。その際、炭酸エステルが副生するアルコールと共沸することにより系外へ抜け出る場合には、過剰量の炭酸エステルを加えてもよい。また、上記反応において、チタニウムテトラブトキシド等の触媒を使用してもよい。   As a method for producing a polycarbonate polyol from the polyol monomer and the carbonate ester, for example, a carbonate ester and a polyol having an excess number of moles relative to the number of moles of the carbonate ester are added to a reactor, and a temperature of 160 to 200 is added. A method of reacting at 200 ° C. to 220 ° C. for several hours at a pressure of several mmHg or less after reacting at 5 ° C. for 5 to 6 hours at a temperature of about 50 mmHg. In the above reaction, it is preferable to carry out the reaction while extracting by-produced alcohol out of the system. At that time, if the carbonate ester escapes from the system by azeotroping with the by-produced alcohol, an excessive amount of carbonate ester may be added. In the above reaction, a catalyst such as titanium tetrabutoxide may be used.

前記高分子量ポリオールとしてのポリエステルジオールは、特に制限されないが、例えば、ポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオール、ポリエチレンブチレンアジペートジオール、ポリへキサメチレンイソフタレートアジペートジオール、ポリエチレンサクシネートジオール、ポリブチレンサクシネートジオール、ポリエチレンセバケートジオール、ポリブチレンセバケートジオール、ポリ−ε−カプロラクトンジオール、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレンアジペート)ジオール、1,6−へキサンジオールとダイマー酸の重縮合物等が挙げられる。   The polyester diol as the high molecular weight polyol is not particularly limited. For example, polyethylene adipate diol, polybutylene adipate diol, polyethylene butylene adipate diol, polyhexamethylene isophthalate adipate diol, polyethylene succinate diol, polybutylene succinate diol. Polyethylene sebacate diol, polybutylene sebacate diol, poly-ε-caprolactone diol, poly (3-methyl-1,5-pentylene adipate) diol, polycondensate of 1,6-hexanediol and dimer acid, etc. Is mentioned.

前記高分子量ポリオールとしてのポリエーテルジオールは、特に制限されないが、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシド、エチレンオキシドとブチレンオキシドとのランダム共重合体やブロック共重合体等が挙げられる。更に、エーテル結合とエステル結合とを有するポリエーテルポリエステルポリオール等を用いてもよい。   The polyether diol as the high molecular weight polyol is not particularly limited. For example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, ethylene oxide and propylene oxide, ethylene oxide and butylene oxide random copolymer, block copolymer, etc. Is mentioned. Further, a polyether polyester polyol having an ether bond and an ester bond may be used.

低分子量ポリオールとしては、特に制限されないが、例えば、数平均分子量が60以上400未満のものが挙げられる。例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等の炭素数2〜9の脂肪族ジオール;1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−ビス(ヒドロキシエチル)シクロヘキサン、2,7−ノルボルナンジオール、テトラヒドロフランジメタノール、2,5−ビス(ヒドロキシメチル)−1,4−ジオキサン等の炭素数6〜12の脂環式構造を有するジオール等を挙げることができる。更に、前記低分子量ポリオールとして、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の低分子量多価アルコールを用いてもよい。   The low molecular weight polyol is not particularly limited, and examples thereof include those having a number average molecular weight of 60 or more and less than 400. For example, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,9-nonanediol, 2-methyl-1,8-octanediol Aliphatic diol having 2 to 9 carbon atoms such as diethylene glycol, triethylene glycol and tetraethylene glycol; 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-bis (Hydroxyethyl) cyclohexane, 2,7-norbornanediol, tetrahydrofuran Examples thereof include diols having an alicyclic structure having 6 to 12 carbon atoms such as methanol and 2,5-bis (hydroxymethyl) -1,4-dioxane. Furthermore, low molecular weight polyhydric alcohols such as trimethylolpropane, pentaerythritol, and sorbitol may be used as the low molecular weight polyol.

酸性基を有さないポリオール(Aa)は、単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。   The polyol (Aa) which does not have an acidic group may be used independently and may use multiple types together.

<<酸性基含有ポリオール(Ab)>>
酸性基含有ポリオール(Ab)(以下「(Ab)」ともいう。)は、1分子中に2個以上の水酸基と、1個以上の酸性基を含有するものである。酸性基としては、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、フェノール性水酸基等が挙げられる。酸性基含有ポリオール(Ab)として、1分子中に2個の水酸基と1個のカルボキシ基を有する化合物を含有するものが好ましい。酸性基含有ポリオール(Ab)は、単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。
<< Acid group-containing polyol (Ab) >>
The acidic group-containing polyol (Ab) (hereinafter also referred to as “(Ab)”) contains two or more hydroxyl groups and one or more acidic groups in one molecule. Examples of the acidic group include a carboxy group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and a phenolic hydroxyl group. The acidic group-containing polyol (Ab) preferably contains a compound having two hydroxyl groups and one carboxy group in one molecule. An acidic group containing polyol (Ab) may be used independently and may use multiple types together.

酸性基含有ポリオール(Ab)としては、具体的には、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸等のジメチロールアルカン酸、N,N−ビスヒドロキシエチルグリシン、N,N−ビスヒドロキシエチルアラニン、3,4−ジヒドロキシブタンスルホン酸、3,6−ジヒドロキシ−2−トルエンスルホン酸等が挙げられる。中でも入手の容易さの観点から、2個のメチロール基を含む炭素数4〜12のジメチルロールアルカン酸が好ましく、ジメチロールアルカン酸の中でも、2,2−ジメチロールプロピオン酸がより好ましい。   Specific examples of the acidic group-containing polyol (Ab) include 2,2-dimethylolpropionic acid, dimethylolalkanoic acid such as 2,2-dimethylolbutanoic acid, N, N-bishydroxyethylglycine, N, N-bishydroxyethylalanine, 3,4-dihydroxybutanesulfonic acid, 3,6-dihydroxy-2-toluenesulfonic acid and the like can be mentioned. Among them, from the viewpoint of easy availability, dimethylol alkanoic acid having 4 to 12 carbon atoms containing two methylol groups is preferable, and 2,2-dimethylolpropionic acid is more preferable among dimethylolalkanoic acids.

本発明において、酸性基を有さないポリオール(Aa)と、酸性基含有ポリオール(Ab)との合計の水酸基当量数は、120〜600であることが好ましい。水酸基当量数が、この範囲であれば、得られたポリウレタン樹脂を含む水性樹脂分散体組成物の製造が容易であり、硬度の点で優れた塗膜が得られやすい。得られる水性樹脂分散体組成物の貯蔵安定性と塗布して得られる塗膜の硬度の観点から、水酸基当量数は、好ましくは130〜600、より好ましくは150〜500、特に好ましくは170〜400である。   In the present invention, the total number of hydroxyl equivalents of the polyol (Aa) having no acidic group and the acidic group-containing polyol (Ab) is preferably 120 to 600. If the number of hydroxyl equivalents is within this range, the aqueous resin dispersion composition containing the obtained polyurethane resin can be easily produced, and a coating film excellent in hardness can be easily obtained. From the viewpoint of the storage stability of the resulting aqueous resin dispersion composition and the hardness of the coating film obtained by coating, the number of hydroxyl equivalents is preferably 130 to 600, more preferably 150 to 500, and particularly preferably 170 to 400. It is.

水酸基当量数は、以下の式(1)及び(2)で算出することができる。
各ポリオールの水酸基当量数=各ポリオールの分子量/各ポリオールの水酸基の数・・・(1)
ポリオールの合計の水酸基当量数=M/ポリオールの合計モル数・・・(2)
ポリウレタン樹脂(A)の場合、式(2)において、Mは、[〔酸性基を有さないポリオール(Aa)の水酸基当量数×酸性基を有さないポリオール(Aa)のモル数〕+〔酸性基含有ポリオール(Ab)の水酸基当量数×酸性基含有ポリオール(Ab)のモル数〕]を示す。
The number of hydroxyl equivalents can be calculated by the following formulas (1) and (2).
Number of hydroxyl equivalents of each polyol = molecular weight of each polyol / number of hydroxyl groups of each polyol (1)
Total number of hydroxyl equivalents of polyol = M / total number of moles of polyol (2)
In the case of the polyurethane resin (A), in the formula (2), M is [[number of hydroxyl equivalents of polyol (Aa) having no acidic group × number of moles of polyol (Aa) having no acidic group] + [ The number of hydroxyl group equivalents of the acidic group-containing polyol (Ab) × the number of moles of the acidic group-containing polyol (Ab)]].

<<ポリイソシアネート(Ac)>>
ポリイソシアネート(Ac)(以下「(Ac)」ともいう。)としては、特に制限されないが、例えば、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート等が挙げられる。
<< Polyisocyanate (Ac) >>
Although it does not restrict | limit especially as polyisocyanate (Ac) (henceforth "(Ac)"), For example, aromatic polyisocyanate, aliphatic polyisocyanate, alicyclic polyisocyanate etc. are mentioned.

芳香族ポリイソシアネートとしては、具体的には、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート(TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4’’−トリフェニルメタントリイソシアネート、m−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート、p−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート等が挙げられる。   Specific examples of the aromatic polyisocyanate include 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate (TDI), 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4′-. Diphenylmethane diisocyanate (MDI), 2,4-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diisocyanatobiphenyl, 3,3′-dimethyl-4,4′-diisocyanatobiphenyl, 3,3′-dimethyl-4,4 Examples include '-diisocyanatodiphenylmethane, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4', 4 ''-triphenylmethane triisocyanate, m-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate, p-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate, and the like.

脂肪族ポリイソシアネートとしては、具体的には、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート等が挙げられる。   Specific examples of the aliphatic polyisocyanate include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene diisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, and 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate. Lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethyl caproate, bis (2-isocyanatoethyl) fumarate, bis (2-isocyanatoethyl) carbonate, 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexano Eate.

脂環式ポリイソシアネートとしては、具体的には、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水素添加MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水素添加TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−ジクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−ノルボルナンジイソシアネート、2,6−ノルボルナンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(水素添加XDI)等が挙げられる。   Specific examples of the alicyclic polyisocyanate include isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate (hydrogenated TDI), bis (2 -Isocyanatoethyl) -4-dichlorohexene-1,2-dicarboxylate, 2,5-norbornane diisocyanate, 2,6-norbornane diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (hydrogenated XDI), etc. Can be mentioned.

ポリイソシアネートの1分子当たりのイソシアナト基は通常2個であるが、本発明におけるポリウレタン樹脂がゲル化をしない範囲で、トリフェニルメタントリイソシアネートのようなイソシアナト基を3個以上有するポリイソシアネートも使用することができる。   The number of isocyanato groups per molecule of the polyisocyanate is usually two, but a polyisocyanate having three or more isocyanato groups such as triphenylmethane triisocyanate is also used as long as the polyurethane resin in the present invention does not gel. be able to.

ポリイソシアネートの中でも、活性エネルギー線(例えば、紫外線)による硬化後の硬度が高くなるという観点から、脂環構造を有する脂環式ポリイソシアネートが好ましく、反応の制御が行いやすいという点から、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水素添加MDI)が特に好ましい。   Among the polyisocyanates, alicyclic polyisocyanates having an alicyclic structure are preferable from the viewpoint of increasing the hardness after curing with active energy rays (for example, ultraviolet rays), and isophorone diisocyanate is preferable because the reaction can be easily controlled. (IPDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI) is particularly preferred.

ポリイソシアネートは、単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。   Polyisocyanate may be used independently and may use multiple types together.

<<水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)>>
場合により、ポリウレタン樹脂(A)の原料として、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)(以下「(Ad)」ともいう)を用いることもできる。前記水酸基含有(メタ)アクリレートは、1級水酸基を有する(メタ)アクリレート、2級水酸基含有(メタ)アクリレートを用いることができる。ポリウレタン樹脂(A)の製造時間が短くなる点から、1級水酸基を有する(メタ)アクリレートが好ましい。
本願明細書における「1級水酸基」とは、水酸基の酸素原子がメチレン基に結合している水酸基を意味する。また、本願明細書における「(メタ)アクリロイル化合物」、「(メタ)アクリレート」、「(メタ)アクリレート」とは、いずれもアクリロイル基を有する化合物とメタクリロイル基を有する化合物とを包含する概念であり、アクリロイル基とメタクリロイル基を両方有していてもよい。
<< Hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) >>
In some cases, a hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) (hereinafter also referred to as “(Ad)”) can be used as a raw material for the polyurethane resin (A). The hydroxyl group-containing (meth) acrylate may be a (meth) acrylate having a primary hydroxyl group or a secondary hydroxyl group-containing (meth) acrylate. In view of shortening the production time of the polyurethane resin (A), a (meth) acrylate having a primary hydroxyl group is preferred.
The “primary hydroxyl group” in the present specification means a hydroxyl group in which an oxygen atom of the hydroxyl group is bonded to a methylene group. In addition, “(meth) acryloyl compound”, “(meth) acrylate”, and “(meth) acrylate” in the present specification are concepts including a compound having an acryloyl group and a compound having a methacryloyl group. And may have both an acryloyl group and a methacryloyl group.

前記水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)の中で、1級水酸基含有(メタ)アクリレートであるものとしては、2−ヒドロキシエチル(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、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ジグリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ソルビトールペンタ(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、ジグリセリンモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、ソルビトールモノ(メタ)アクリレートジグリセリンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ソルビトールジ(メタ)アクリレート、ソルビトールトリ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Among the hydroxyl group-containing (meth) acrylates (Ad), those that are primary hydroxyl group-containing (meth) acrylates include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 4-hydroxybutyl. (Meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, diglycerin tri (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, sorbitol penta (meth) acrylate, glycerin mono (meth) acrylate , Diglycerin mono (meth) acrylate, pentaerythritol mono (meth) acrylate, sorbitol mono (meth) acrylate diglycerin di (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate Dipentaerythritol di (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, sorbitol di (meth) acrylate, sorbitol tri (meth) acrylate, sorbitol tetra (meth) acrylate, etc. Is mentioned.

前記水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)の中で、2級水酸基含有(メタ)アクリレートであるものとしては、グリシジル(メタ)アクリレートと(メタ)アクリル酸の付加物、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、ジグリセリンモノ(メタ)アクリレート、ソルビトールモノ(メタ)アクリレートジグリセリンジ(メタ)アクリレート、ソルビトールジ(メタ)アクリレート、ソルビトールトリ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ(メタ)アクリレート、2分子の(メタ)アクリル酸と1分子の1,6−ヘキサンジオールジグリシジルとの反応生成物(例えばナガセケムテック社製「DA−212」)、2分子のエポキシ(メタ)アクリル酸と1分子のネオペンチルグリコールジグリシジルとの反応生成物、2分子の(メタ)アクリル酸と1分子のビスフェノールAジグリシジルとの反応生成物(例えばナガセケムテック社製「DA−250」)、2分子の(メタ)アクリル酸とビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物のジグリシジル体との反応生成物、2分子の(メタ)アクリル酸と1分子のフタル酸ジグリシジルとの反応生成物(例えばナガセケムテック社製「DA−721」)、2分子の(メタ)アクリル酸と1分子のポリエチレングリコールジグリシジルとの反応生成物(例えばナガセケムテック社製「DM−811」、「DM−832」、「DM−851」)、2分子の(メタ)アクリル酸と1分子のポリプロピレングリコールジグリシジルとの反応生成物等の(メタ)アクリル酸とポリオールジグリシジルとの反応生成物等が挙げられる。   Among the hydroxyl group-containing (meth) acrylates (Ad), those that are secondary hydroxyl group-containing (meth) acrylates include adducts of glycidyl (meth) acrylate and (meth) acrylic acid, glycerin mono (meth) acrylate, Diglycerin mono (meth) acrylate, sorbitol mono (meth) acrylate diglycerin di (meth) acrylate, sorbitol di (meth) acrylate, sorbitol tri (meth) acrylate, sorbitol tetra (meth) acrylate, 2 molecules of (meth) acrylic Reaction product of acid and 1 molecule of 1,6-hexanediol diglycidyl (eg, “DA-212” manufactured by Nagase Chemtech) 2 molecules of epoxy (meth) acrylic acid and 1 molecule of neopentyl glycol diglycidyl Product of reaction with 2 molecules (meta Reaction product of acrylic acid and 1 molecule of bisphenol A diglycidyl (eg, “DA-250” manufactured by Nagase ChemteX Corp.) Reaction of 2 molecules of (meth) acrylic acid and diglycidyl compound of propylene oxide adduct of bisphenol A Product: Reaction product of 2 molecules of (meth) acrylic acid and 1 molecule of diglycidyl phthalate (eg “DA-721” manufactured by Nagase Chemtech) 2 molecules of (meth) acrylic acid and 1 molecule of polyethylene Reaction product with glycol diglycidyl (eg, “DM-811”, “DM-832”, “DM-851” manufactured by Nagase Chemtech) 2 molecules (meth) acrylic acid and 1 molecule polypropylene glycol diglycidyl Reaction products of (meth) acrylic acid and polyol diglycidyl such as reaction products of

中でも、活性エネルギー線(例えば、紫外線)による硬化後の硬度が高くなるという観点から、1分子中の(メタ)アクリロイル基の数が、3個以上のものが好ましい。このような(メタ)アクリレートとして、ジグリセリントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ソルビトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ソルビトールトリ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Among them, those having 3 or more (meth) acryloyl groups in one molecule are preferable from the viewpoint of increasing the hardness after curing with active energy rays (for example, ultraviolet rays). As such (meth) acrylate, diglycerin tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, sorbitol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, Examples include dipentaerythritol penta (meth) acrylate, sorbitol tri (meth) acrylate, and sorbitol tetra (meth) acrylate.

1分子中の(メタ)アクリロイル基の数が、3個以上の水酸基含有(メタ)アクリレートの中でも、ポリウレタン樹脂(A)の製造時間を短くすることができる点で、1級水酸基のみを持つ(メタ)アクリレートがより好ましい。このような(メタ)アクリレートとして、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートが挙げられる。塗膜の硬度と製造時間の観点から、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートが特に好ましい。   The number of (meth) acryloyl groups in one molecule has only primary hydroxyl groups in that the production time of the polyurethane resin (A) can be shortened among the hydroxyl group-containing (meth) acrylates having 3 or more hydroxyl groups ( More preferred is (meth) acrylate. Examples of such (meth) acrylates include pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, and dipentaerythritol penta (meth) acrylate. From the viewpoint of the hardness of the coating film and the production time, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate and dipentaerythritol penta (meth) acrylate are particularly preferable.

水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)は、単独であってもよいし、複数種を併用してもよい。   The hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) may be used alone or in combination of two or more.

水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、市販のものをそのまま用いてもよい。   A commercially available product may be used as it is as the hydroxyl group-containing (meth) acrylate.

水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)は、イソシアナト基に不活性な(メタ)アクリレートとの混合物として、ポリウレタン樹脂(A)を得るための反応に付すことができる。未反応のイソシアナト基に不活性な(メタ)アクリレートは、重合性不飽和結合を有する化合物(B)を構成することとなる。   The hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) can be subjected to a reaction for obtaining the polyurethane resin (A) as a mixture with (meth) acrylate that is inert to the isocyanato group. The (meth) acrylate that is inert to the unreacted isocyanato group constitutes the compound (B) having a polymerizable unsaturated bond.

混合物としては、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートは、市販のジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートとジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートとジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートとの混合物、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートとジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートとの混合物等が挙げられる。ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートは、イソシアナト基に不活性な(メタ)アクリレートに相当する。   As the mixture, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, commercially available dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate and dipentaerythritol hexa (meth) Examples thereof include a mixture with acrylate, a mixture of dipentaerythritol penta (meth) acrylate and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and the like. Dipentaerythritol hexa (meth) acrylate corresponds to (meth) acrylate that is inert to the isocyanato group.

ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートとジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートとジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートとの混合物、あるいはジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートとジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートとの混合物の水酸基価は、80mgKOH/g以上であることが好ましい。水酸基価が、この範囲であれば、ポリウレタン樹脂(A)の製造に時間がかかって樹脂が着色するといった問題を容易に回避することができる。ポリウレタン樹脂(A)の製造時に粘度上昇を抑制し、ゲル化を回避する点からは、水酸基価は、80〜130mgKOH/gが好ましい。さらに好ましくは、水酸基価は、85〜120mgKOH/gである。水酸基価が80mgKOH/g以上のジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートとジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートとの混合物としては、例えば、東亞合成社製アロニックスM403等が挙げられる。   A mixture of dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, or dipentaerythritol penta (meth) acrylate and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate The hydroxyl value of the mixture is preferably 80 mgKOH / g or more. If the hydroxyl value is within this range, it is possible to easily avoid the problem that the production of the polyurethane resin (A) takes time and the resin is colored. The hydroxyl value is preferably 80 to 130 mgKOH / g from the viewpoint of suppressing an increase in viscosity during production of the polyurethane resin (A) and avoiding gelation. More preferably, the hydroxyl value is 85 to 120 mg KOH / g. Examples of the mixture of dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and dipentaerythritol penta (meth) acrylate having a hydroxyl value of 80 mgKOH / g or more include Aronix M403 manufactured by Toagosei Co., Ltd.

また、混合物として、ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートとの混合物も用いることができる。この場合、前記混合物の水酸基価は、100〜280mgKOH/gであることが好ましい。水酸基価が、この範囲であれば、ポリウレタン樹脂(A)の製造に時間がかかって樹脂が着色するといった問題を容易に回避することができる。ポリウレタン樹脂(A)の製造時に粘度上昇を抑制し、ゲル化を回避する点からは、前記混合物の水酸基価は、120〜250mgKOH/gが好ましい。さらに好ましい水酸基価は、140〜220mgKOH/gである。水酸基価が100〜280mgKOH/gのペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートとの混合物としては、例えば、東亞合成社製アロニックスM305、M306等が挙げられる。   Moreover, the mixture of a pentaerythritol triacrylate and a pentaerythritol tetraacrylate can also be used as a mixture. In this case, the hydroxyl value of the mixture is preferably 100 to 280 mgKOH / g. If the hydroxyl value is within this range, it is possible to easily avoid the problem that the production of the polyurethane resin (A) takes time and the resin is colored. From the viewpoint of suppressing an increase in viscosity during the production of the polyurethane resin (A) and avoiding gelation, the hydroxyl value of the mixture is preferably 120 to 250 mgKOH / g. A more preferred hydroxyl value is 140 to 220 mgKOH / g. Examples of the mixture of pentaerythritol triacrylate having a hydroxyl value of 100 to 280 mg KOH / g and pentaerythritol tetraacrylate include Aronix M305 and M306 manufactured by Toagosei Co., Ltd.

上記の混合物の水酸基価は、JIS K 0070に記載の方法で、測定される。   The hydroxyl value of the above mixture is measured by the method described in JIS K0070.

水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)の量は、ポリウレタン樹脂(A)の重量中の25〜70重量%であることが好ましい。この範囲であれば、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)とイソシアナト基の反応時間を適切な時間内とし、活性エネルギー線(例えば、紫外線)硬化後の塗膜の硬度を適切な範囲とすることができ、かつ得られたポリウレタン樹脂を含む水性樹脂分散体組成物の貯蔵安定性を良好に保つことができる。水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)は、より好ましくは、30〜70重量%である。   The amount of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) is preferably 25 to 70% by weight in the weight of the polyurethane resin (A). Within this range, the reaction time of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) and the isocyanato group should be within an appropriate time, and the coating film hardness after curing with active energy rays (for example, ultraviolet rays) should be within an appropriate range. And the storage stability of the aqueous resin dispersion composition containing the obtained polyurethane resin can be kept good. The hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) is more preferably 30 to 70% by weight.

水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)を、イソシアナト基に不活性な(メタ)アクリレートとの混合物(具体的には、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートとジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートとジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートとの混合物、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートとジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートとの混合物、ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートとの混合物等)として、反応に用いる場合、混合物の添加量は、得られる塗膜の硬度、水性樹脂分散体組成物の安定性の点から、ポリウレタン樹脂(A)の重量に対し、0.3〜4.0倍が好ましく、より好ましくは、1.0〜2.5倍である。   Hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) is mixed with isocyanato group-inactive (meth) acrylate (specifically, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate and dipenta As a mixture of erythritol hexa (meth) acrylate, a mixture of dipentaerythritol penta (meth) acrylate and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, a mixture of pentaerythritol triacrylate and pentaerythritol tetraacrylate, etc. In this case, the addition amount of the mixture is preferably 0.3 to 4.0 times the weight of the polyurethane resin (A) from the viewpoint of the hardness of the obtained coating film and the stability of the aqueous resin dispersion composition, and more Preferably, 1.0 to 2.5 It is.

水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)を用いる場合、酸性基を有さないポリオール(Aa)と、酸性基含有ポリオール(Ab)と、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)の全水酸基のモル数に対する、ポリイソシアネート(Ac)のイソシアナト基のモル数の比は、0.1〜0.9が好ましい。   When the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) is used, the polyol (Aa) having no acidic group, the acidic group-containing polyol (Ab), and the number of moles of all hydroxyl groups of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) The ratio of the number of isocyanato groups in the polyisocyanate (Ac) is preferably 0.1 to 0.9.

この範囲であれば、水酸基のモル数が少なすぎることによって、反応時間が長くなる問題を回避しやすい一方、水酸基のモル数が多すぎることによって、未反応の酸性基を有さないポリオール(Aa)と、酸性基含有ポリオール(Ab)と、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)が多量に残り、貯蔵安定性が低下するという問題も容易に回避できる。全水酸基のモル数に対する、ポリイソシアネート(Ac)のイソシアナト基のモル数の比は、好ましくは0.15〜0.8、特に好ましくは0.2〜0.7である。   Within this range, it is easy to avoid the problem that the reaction time is prolonged due to the too few moles of hydroxyl groups, while the polyol having no unreacted acidic group (Aa) due to too many moles of hydroxyl groups. ), Acidic group-containing polyol (Ab), and hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) remain in large amounts, and the problem of reduced storage stability can be easily avoided. The ratio of the number of moles of isocyanato groups of the polyisocyanate (Ac) to the number of moles of all hydroxyl groups is preferably 0.15 to 0.8, particularly preferably 0.2 to 0.7.

酸性基を有さないポリオール(Aa)、酸性基含有ポリオール(Ab)、ポリイソシアネート(Ac)及び水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)の反応は、(Aa)、(Ab)、(Ad)を順不同で、(Ac)と反応させてもよく、複数種を混合して(Ac)と反応させてもよい。水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)は、イソシアナト基に不活性な(メタ)アクリレートとの混合物として反応に付してもよい。   The reaction of polyol (Aa) having no acidic group, acidic group-containing polyol (Ab), polyisocyanate (Ac) and hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) is obtained by (Aa), (Ab), (Ad). They may be reacted with (Ac) in any order, and a plurality of types may be mixed and reacted with (Ac). The hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) may be subjected to the reaction as a mixture with (meth) acrylate that is inert to the isocyanato group.

酸性基を有さないポリオール(Aa)、酸性基含有ポリオール(Ab)、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)及びポリイソシアネート(Ac)を反応させる際には、触媒を用いることもできる。   When reacting the polyol (Aa) having no acidic group, the acidic group-containing polyol (Ab), the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) and the polyisocyanate (Ac), a catalyst may be used.

触媒は、特に制限されないが、例えば、スズ(錫)系触媒(トリメチル錫ラウレート、ジブチル錫ジラウレート等)や鉛系触媒(オクチル酸鉛等)等の金属と有機及び無機酸の塩、並びに有機金属誘導体、アミン系触媒(トリエチルアミン、N−エチルモルホリン、トリエチレンジアミン等)、ジアザビシクロウンデセン系触媒等が挙げられる。中でも、反応性の観点から、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレートが好ましい。   The catalyst is not particularly limited, and examples thereof include salts of metals such as tin (tin) catalysts (trimethyltin laurate, dibutyltin dilaurate, etc.) and lead catalysts (lead octylate, etc.), organic and inorganic acids, and organic metals. Derivatives, amine catalysts (triethylamine, N-ethylmorpholine, triethylenediamine, etc.), diazabicycloundecene catalysts, and the like can be given. Of these, dibutyltin dilaurate and dioctyltin dilaurate are preferable from the viewpoint of reactivity.

反応させる際の反応温度は、特に制限されないが、40〜120℃が好ましい。この範囲であれば、原料の溶解性もよく、得られたウレタン樹脂(A)の粘度が適切で、充分に撹拌することができ、(メタ)アクリロイル基が重合反応を起こし、ゲル化したり、イソシアナト基が副反応を起こしたりするといった不具合が発生しにくい。反応温度は、更に好ましくは60〜100℃である。   Although the reaction temperature at the time of making it react is not restrict | limited in particular, 40-120 degreeC is preferable. If it is this range, the solubility of the raw material is good, the viscosity of the obtained urethane resin (A) is appropriate and can be sufficiently stirred, the (meth) acryloyl group causes a polymerization reaction, gelled, Problems such as the isocyanato group causing side reactions are less likely to occur. The reaction temperature is more preferably 60 to 100 ° C.

水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)と、ポリイソシアネート(Ac)とを反応させる際には、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)の(メタ)アクリロイル基の不必要な消費を避けるため、酸素存在下で行うのが好ましい。   When the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) is reacted with the polyisocyanate (Ac), oxygen is present to avoid unnecessary consumption of the (meth) acryloyl group of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad). Preferably it is carried out below.

また、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)の(メタ)アクリロイル基の不必要な消費を避けるため、反応系中に重合禁止剤を添加しておくこともできる。   In order to avoid unnecessary consumption of the (meth) acryloyl group of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad), a polymerization inhibitor may be added to the reaction system.

重合禁止剤としては、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、ベンゾキノン、2−tert−ブチルヒドロキノン、p−tert−ブチルカテコール、2,5−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブチル)ヒドロキノン、2,5−ビス(1,1−ジメチルブチル)ヒドロキノン等のキノン系重合禁止剤;2,6−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2,4−ジ−tert−ブチルフェノール、2−tert−ブチル−4,6−ジメチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,4,6−トリ−tert−ブチルフェノール等のアルキルフェノール系重合禁止剤;フェノチアジン等の芳香族アミン系重合禁止剤;アルキル化ジフェニルアミン、N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、フェノチアジン、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1,4−ジヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−ヒドロキシ−4−ベンゾイリオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、ジ−p−フルオロフェニルアミン、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル(TEMPO)等のアミン系重合禁止剤;2,2−ジフェニルピクリルヒドラジル(DPPH)、トリ−p−ニトロフェニルメチル、N−(3N−オキシアニリノ−1,3−ジメチルブチリデン)−アニリンオキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド等の第4級アンモニウムクロリド;ジエチルヒドロキシルアミン、環状アミド、ニトリル化合物、置換尿素、ベンゾチアゾール、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)セバケート、乳酸、シュウ酸、クエン酸、酒石酸、安息香酸等の有機酸;有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。これらは、単独であってもよく、複数種を併用してもよい。特にキノン系重合禁止剤とアルキルフェノール系重合禁止剤とを併用することにより、(メタ)アクリロイル基の重合による消費をより少なくすることができる。   As the polymerization inhibitor, hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, benzoquinone, 2-tert-butylhydroquinone, p-tert-butylcatechol, 2,5-bis (1,1,3,3-tetramethylbutyl) hydroquinone, 2, Quinone polymerization inhibitors such as 5-bis (1,1-dimethylbutyl) hydroquinone; 2,6-bis (1,1-dimethylethyl) -4-methylphenol, 2,6-di-tert-butylphenol, 2 , 4-di-tert-butylphenol, 2-tert-butyl-4,6-dimethylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 2,4,6-tri-tert-butylphenol, etc. Alkylphenol polymerization inhibitors; aromatic amine polymerization inhibitors such as phenothiazine; alkylated diph Nilamine, N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine, phenothiazine, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1 , 4-dihydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1-hydroxy-4-benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, di-p-fluorophenylamine, 2,2 Amine polymerization inhibitors such as 1,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (TEMPO); 2,2-diphenylpicrylhydrazyl (DPPH), tri-p-nitrophenylmethyl, N- (3N-oxyanilino) Quaternary anions such as -1,3-dimethylbutylidene) -aniline oxide, benzyltrimethylammonium chloride, etc. Nitric chloride; diethylhydroxylamine, cyclic amide, nitrile compound, substituted urea, benzothiazole, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl) sebacate, lactic acid, oxalic acid, citric acid, tartaric acid, benzoic acid Organic acids such as acids; organic phosphines, phosphites and the like. These may be single and may use multiple types together. In particular, by using a quinone polymerization inhibitor and an alkylphenol polymerization inhibitor in combination, the consumption due to polymerization of the (meth) acryloyl group can be further reduced.

重合禁止剤の量としては、酸性基を有さないポリオール(Aa)、酸性基含有ポリオール(Ab)、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)及びポリイソシアネート(Ac)の合計100重量部に対し0.001〜1重量部とすることができ、好ましくは0.01〜0.5重量部である。   The amount of the polymerization inhibitor is 0 with respect to a total of 100 parts by weight of the polyol (Aa) having no acidic group, the acidic group-containing polyol (Ab), the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) and the polyisocyanate (Ac). 0.001 to 1 part by weight, preferably 0.01 to 0.5 part by weight.

酸性基を有さないポリオール(Aa)、酸性基含有ポリオール(Ab)、ポリイソシアネート(Ac)及び水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)との反応は、無溶媒で行ってもよいし、有機溶媒の存在下で行なってもよい。有機溶媒としては、アセトン、エチルメチルケトン、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドン、酢酸エチル等が挙げられる。中でも、アセトン、エチルメチルケトン、酢酸エチルは、ポリウレタン樹脂(A)を、水に分散させた後に加熱減圧により除去できるので好ましい。また、N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドンは、得られたポリウレタン樹脂を含む水性樹脂分散体組成物を用いて、塗膜を作製する際に造膜助剤として働くため好ましい。   The reaction with the polyol (Aa) having no acidic group, the acidic group-containing polyol (Ab), the polyisocyanate (Ac) and the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) may be carried out without a solvent, or an organic solvent. May be performed in the presence of Examples of the organic solvent include acetone, ethyl methyl ketone, methyl isobutyl ketone, tetrahydrofuran, dioxane, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, and ethyl acetate. Among these, acetone, ethyl methyl ketone, and ethyl acetate are preferable because the polyurethane resin (A) can be removed by heating and decompression after being dispersed in water. Further, N-methylpyrrolidone and N-ethylpyrrolidone are preferable because they function as a film-forming aid when a coating film is prepared using the aqueous resin dispersion composition containing the obtained polyurethane resin.

有機溶媒の量は、酸性基を有さないポリオール(Aa)、酸性基含有ポリオール(Ab)、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)及びポリイソシアネート(Ac)の全量に対して重量基準で、好ましくは0〜2.0倍であり、より好ましくは0.05〜0.7倍である。この範囲であれば、有機溶媒を除去する工程に時間がかかったり、得られたポリウレタン樹脂の水への分散性も良好で、また、水性樹脂分散体組成物を用いて作製した塗膜中に有機溶媒が残存して塗膜物性が低下したりするといった問題を回避することができる。   The amount of the organic solvent is preferably based on weight based on the total amount of polyol (Aa) having no acidic group, acidic group-containing polyol (Ab), hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) and polyisocyanate (Ac). Is 0 to 2.0 times, more preferably 0.05 to 0.7 times. If it is this range, the process which removes an organic solvent takes time, the dispersibility to the water of the obtained polyurethane resin is also favorable, and in the coating film produced using the aqueous resin dispersion composition, The problem that the organic solvent remains and the physical properties of the coating film deteriorate can be avoided.

<鎖延長剤(D)>
場合により、鎖延長剤(D)(以下「D」ともいう。)として、イソシアナト基と反応性を有する化合物を用いることができる。例えば、エチレンジアミン、1,4−テトラメチレンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,4−ヘキサメチレンジアミン、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、キシリレンジアミン、ピペラジン、アジポイルヒドラジド、ヒドラジン、2,5−ジメチルピペラジン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のアミン化合物、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等のジオール化合物、ポリエチレングリコールに代表されるポリアルキレングリコール類、水等が挙げられ、中でも好ましくは1級ジアミン化合物が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<Chain extender (D)>
In some cases, a compound having reactivity with an isocyanato group can be used as the chain extender (D) (hereinafter also referred to as “D”). For example, ethylenediamine, 1,4-tetramethylenediamine, 2-methyl-1,5-pentanediamine, 1,4-butanediamine, 1,6-hexamethylenediamine, 1,4-hexamethylenediamine, 3-aminomethyl -Amines such as 3,5,5-trimethylcyclohexylamine, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, xylylenediamine, piperazine, adipoylhydrazide, hydrazine, 2,5-dimethylpiperazine, diethylenetriamine, triethylenetetramine Compounds, diol compounds such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, polyalkylene glycols typified by polyethylene glycol, water, etc., among which primary diamine compounds are preferred. And the like. These may be used alone or in combination of two or more.

鎖延長剤(D)を使用する場合、(D)の量は、適宜、選択することができる。下記の第2の製造方法により、水性ポリウレタン樹脂分散体を製造する場合、水以外の鎖延長剤中のイソシアナト基と反応性を有する基と、ポリウレタンプレポリマー中のイソシアナト基とが、モル比で、2:1以下となる量で使用することができる。モル比は、1:1〜0.8:1であることがより好ましい。   When the chain extender (D) is used, the amount of (D) can be appropriately selected. When an aqueous polyurethane resin dispersion is produced by the second production method described below, the isocyanate group in the chain extender other than water and a group having reactivity with the isocyanate group in the polyurethane prepolymer are in a molar ratio. It can be used in an amount of 2: 1 or less. The molar ratio is more preferably 1: 1 to 0.8: 1.

また、本発明では、必要に応じて末端停止剤を使用することができる。末端停止剤の具体例としては、たとえばn−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジエタノールアミン等のモノアミン;エタノール、イソプロパノール、ブタノール等の1価アルコール等が挙げられ、これらの末端停止剤は、単独でまたは2種以上を混合して用いられる。また、先に挙げた鎖延長剤と共に用いてもよい。   Moreover, in this invention, a terminal terminator can be used as needed. Specific examples of the terminal stopper include monoamines such as n-butylamine, di-n-butylamine and diethanolamine; monohydric alcohols such as ethanol, isopropanol and butanol. These terminal stoppers may be used alone or Two or more kinds are mixed and used. Moreover, you may use with the chain extender mentioned above.

<重合性不飽和結合を有する化合物(B)>
本発明の水性樹脂分散体組成物は、重合性不飽和結合を有する化合物(B)を含む。重合性不飽和結合を有する化合物(B)は、ラジカル重合性化合物であることが好ましい。
ラジカル重合性化合物は、光ラジカル発生剤の共存下や、熱ラジカル発生剤の共存下で重合するものであれば特に制限されないが、(メタ)アクリレートが、好ましい。
<Compound (B) having polymerizable unsaturated bond>
The aqueous resin dispersion composition of the present invention contains a compound (B) having a polymerizable unsaturated bond. The compound (B) having a polymerizable unsaturated bond is preferably a radical polymerizable compound.
The radical polymerizable compound is not particularly limited as long as it is polymerized in the presence of a photo radical generator or in the presence of a thermal radical generator, but (meth) acrylate is preferable.

ラジカル重合性化合物としては、モノマー類の(メタ)アクリレートやポリマー類の(メタ)アクリレートが挙げられる。   Examples of the radical polymerizable compound include (meth) acrylate monomers and (meth) acrylate polymers.

前記モノマー類の(メタ)アクリレートとしては、モノ(メタ)アクリレートやジ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリレート、テトラ(メタ)アクリレート、ペンタ(メタ)アクリレート、ヘキサ(メタ)アクリレート等のポリ(メタ)アクリレートが挙げられる。   Examples of the (meth) acrylate of the monomers include poly (meth) acrylate such as mono (meth) acrylate, di (meth) acrylate, tri (meth) acrylate, tetra (meth) acrylate, penta (meth) acrylate, and hexa (meth) acrylate. And (meth) acrylate.

前記モノ(メタ)アクリレートとしては、例えば、アクリロイルモルホリン、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、スチレン、メチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、N−ビニル−2−ピロリドン、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコールーテトラメチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコールポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the mono (meth) acrylate include acryloylmorpholine, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, styrene, methyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, Dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (Meth) acrylate, polyethylene glycol-polypropylene glycol mono (meth) acrylate, poly (ethylene glycol-tetramethylene glycol) ) Mono (meth) acrylate, poly (propylene glycol-tetramethylene glycol) mono (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, octoxypolyethyleneglycol-polypropyleneglycol mono (meth) acrylate, lauroxypolyethyleneglycol Examples include mono (meth) acrylate, stearoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, nonylphenoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, and nonylphenoxypolypropylene glycol polyethylene glycol mono (meth) acrylate.

前記ジ(メタ)アクリレートとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(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、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコールーテトラメチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコールポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、2分子の(メタ)アクリル酸と1分子の1,6−ヘキサンジオールジグリシジルとの反応生成物(例えばナガセケムテック社製「DA−212」)、2分子のエポキシ(メタ)アクリル酸と1分子のネオペンチルグリコールジグリシジルとの反応生成物、2分子の(メタ)アクリル酸と1分子のビスフェノールAジグリシジルとの反応生成物(例えばナガセケムテック社製「DA−250」)、2分子の(メタ)アクリル酸とビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物のジグリシジル体との反応生成物、2分子の(メタ)アクリル酸と1分子のフタル酸ジグリシジルとの反応生成物(例えばナガセケムテック社製「DA−721」)、2分子の(メタ)アクリル酸と1分子のポリエチレングリコールジグリシジルとの反応生成物(例えばナガセケムテック社製「DM−811」、「DM−832」、「DM−851」)、2分子の(メタ)アクリル酸と1分子のポリプロピレングリコールジグリシジルとの反応生成物等の(メタ)アクリル酸とポリオールジグリシジルとの反応生成物、グリシジル(メタ)アクリレートと(メタ)アクリル酸の付加物等が挙げられる。   Examples of the di (meth) acrylate include ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, and polypropylene glycol di (meth). Acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) ) Acrylate, polyethylene glycol-polypropylene glycol di (meth) acrylate, poly (ethylene glycol-tetramethylene glycol) di (meth) acrylate, poly (propylene) Pyreneglycol-tetramethyleneglycol) di (meth) acrylate, methoxypolyethyleneglycol di (meth) acrylate, octoxypolyethyleneglycol-polypropyleneglycoldi (meth) acrylate, lauroxypolyethyleneglycoldi (meth) acrylate, stearoxypolyethyleneglycoldi Reaction of (meth) acrylate, nonylphenoxypolyethylene glycol di (meth) acrylate, nonylphenoxypolypropylene glycol polyethylene glycol di (meth) acrylate, 2 molecules of (meth) acrylic acid and 1 molecule of 1,6-hexanediol diglycidyl Product (for example, “DA-212” manufactured by Nagase Chemtech) 2 molecules of epoxy (meth) acrylic acid and 1 molecule of neopentylglyco Reaction product with diglycidyl, reaction product of 2 molecules of (meth) acrylic acid and 1 molecule of bisphenol A diglycidyl (for example, “DA-250” manufactured by Nagase Chemtech Co.), 2 molecules of (meth) acrylic acid and A reaction product of a propylene oxide adduct of bisphenol A with a diglycidyl compound, a reaction product of two molecules of (meth) acrylic acid and one molecule of diglycidyl phthalate (for example, “DA-721” manufactured by Nagase Chemtech) Reaction product of two molecules of (meth) acrylic acid and one molecule of polyethylene glycol diglycidyl (for example, “DM-811”, “DM-832”, “DM-851” manufactured by Nagase Chemtech) (Meth) acrylic acid and polyol jig such as a reaction product of (meth) acrylic acid and one molecule of polypropylene glycol diglycidyl Reaction products with ricidyl, adducts of glycidyl (meth) acrylate and (meth) acrylic acid and the like can be mentioned.

前記トリ(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド(6モル)変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(BASF社製Laromer(登録商標) LR8863)等のアルキレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(BASF社製Laromer(登録商標) PO33F)等が挙げられる。   Examples of the tri (meth) acrylate include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene oxide modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, propylene oxide modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and pentaerythritol tri (meth) acrylate. , Alkylene oxide-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate (BASF, Laromer (registered trademark) PO33F) such as ethylene oxide (6 mol) modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate (BASF, Laromer (registered trademark) LR8863) Etc.

前記テトラ(メタ)アクリレートとしては、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド(4モル)変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート(ダイセル・サイテック社、Ebecryl 40)等のアルキレンオキシド変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the tetra (meth) acrylate include pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, and ethylene oxide (4 mol) -modified pentaerythritol tetra (meth) acrylate (Daicel Cytec, Ebecryl 40). An alkylene oxide-modified pentaerythritol tetra (meth) acrylate such as

前記ペンタ(メタ)アクリレートとしては、例えば、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the penta (meth) acrylate include dipentaerythritol penta (meth) acrylate.

前記ヘキサ(メタ)アクリレートとしては、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   As said hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate etc. are mentioned, for example.

前記ポリマー類の(メタ)アクリレートとしては、公知のものを用いることができる。
前記ポリマー類の(メタ)アクリレートとしては、ポリウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート系化合物、ポリアルキレン(メタ)アクリレート系化合物等のポリ(メタ)アクリレートが挙げられる。
As the (meth) acrylate of the polymers, known ones can be used.
Examples of the (meth) acrylates of the polymers include poly (meth) acrylates such as polyurethane (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate compounds, and polyalkylene (meth) acrylate compounds.

これらのラジカル重合性化合物の中でも、得られる塗膜の硬度の点から、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、および、これらの混合物が好ましい。   Among these radically polymerizable compounds, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa ( Meth) acrylates and mixtures thereof are preferred.

これらのラジカル重合性化合物は、1種類のみを用いてもよいし、複数種類を用いてもよい。   These radically polymerizable compounds may use only 1 type and may use multiple types.

ポリウレタン樹脂(A)を得るために、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)とイソシアナト基と反応し得る基を有しない(メタ)アクリレートとの混合物として反応に付した場合、反応系に含まれるイソシアナト基と反応し得る基を有しない(メタ)アクリレートは、重合性不飽和結合を有する化合物(B)を構成することができる。   In order to obtain a polyurethane resin (A), when subjected to the reaction as a mixture of a hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) and a (meth) acrylate having no group capable of reacting with an isocyanato group, the isocyanate contained in the reaction system The (meth) acrylate having no group capable of reacting with the group can constitute the compound (B) having a polymerizable unsaturated bond.

ポリウレタン樹脂(A)中の水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)成分及び重合性不飽和結合を有する化合物(B)が有する重合性不飽和結合の濃度は、(A)、(B)、(C)の総重量に対して2.7〜6.0mmol/gであることが好ましい。(A)、(B)、(C)の総重量に対する前記重合性不飽和結合の濃度が、2.7mmol/g以上とすることにより、水性樹脂分散体組成物を用いて作製した塗膜の硬度を高くすることができる。また、前記重合性不飽和結合の濃度を6.0mmol/g以下とすることにより、水性樹脂分散体組成物の貯蔵安定性を向上させることができる。(A)、(B)、(C)の総重量に対する前記重合性不飽和結合を有する化合物(B)の合計量は、より好ましくは、3.0〜5.5mmol/gであり、更に好ましくは、3.3〜5.0mmol/gである。
前記重合性不飽和結合の濃度は、以下の式により算出することができる。
The concentration of the polymerizable unsaturated bond of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) component and the compound (B) having a polymerizable unsaturated bond in the polyurethane resin (A) is (A), (B), (C ) To a total weight of 2.7 to 6.0 mmol / g. When the concentration of the polymerizable unsaturated bond relative to the total weight of (A), (B), and (C) is 2.7 mmol / g or more, the coating film produced using the aqueous resin dispersion composition Hardness can be increased. Moreover, the storage stability of the aqueous resin dispersion composition can be improved by setting the concentration of the polymerizable unsaturated bond to 6.0 mmol / g or less. The total amount of the compound (B) having a polymerizable unsaturated bond relative to the total weight of (A), (B), and (C) is more preferably 3.0 to 5.5 mmol / g, still more preferably. Is 3.3-5.0 mmol / g.
The concentration of the polymerizable unsaturated bond can be calculated by the following formula.

[数1]
重合性不飽和結合の濃度[mmol/g]=(重合性不飽和結合を有する化合物のミリモル数[mmol])×(1分子中の重合性不飽和結合の数)/((A)、(B)、(C)の総重量[g])
[Equation 1]
Concentration of polymerizable unsaturated bond [mmol / g] = (mmol of compound having polymerizable unsaturated bond [mmol]) × (number of polymerizable unsaturated bonds in one molecule) / ((A), ( B), (C) total weight [g])

前記重合性不飽和結合の濃度を算出する式において、重合性不飽和結合を有する化合物のミリモル数は、原料の仕込み量から算出することができるし、H−NMRでも測定することができる。
また、重合性不飽和結合を有する化合物が複数種類存在するときは、各重合性不飽和結合を有する化合物の「重合性不飽和結合の濃度」を算出し、足し合わせることで、全体の重合性不飽和結合の濃度を算出することができる。
In the formula for calculating the concentration of the polymerizable unsaturated bond, the number of millimoles of the compound having a polymerizable unsaturated bond can be calculated from the charged amount of the raw material, and can also be measured by 1 H-NMR.
In addition, when there are multiple types of compounds having polymerizable unsaturated bonds, the "polymerizable unsaturated bond concentration" of each compound having polymerizable unsaturated bonds is calculated and added to obtain a total polymerizable property. The concentration of unsaturated bonds can be calculated.

本発明の水性樹脂分散体組成物は、ポリウレタン樹脂(A)と重合性不飽和結合を有する化合物(B)とが水系媒体中に分散されている。水系媒体としては、水や、水と親水性有機溶媒との混合媒体等が挙げられる。   In the aqueous resin dispersion composition of the present invention, the polyurethane resin (A) and the compound (B) having a polymerizable unsaturated bond are dispersed in an aqueous medium. Examples of the aqueous medium include water and a mixed medium of water and a hydrophilic organic solvent.

水としては、例えば、上水、イオン交換水、蒸留水、超純水等が挙げられる。中でも入手の容易さや塩の影響で粒子が不安定になること等を考慮して、イオン交換水を用いることが好ましい。   Examples of water include clean water, ion exchange water, distilled water, and ultrapure water. Among them, it is preferable to use ion-exchanged water in consideration of the availability and the fact that the particles become unstable due to the influence of salt.

親水性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等の低級1価アルコール;エチレングリコール、グリセリン等の多価アルコール;N−メチルモルホリン、ジメチルスルホキサイド、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等の非プロトン性の親水性有機溶媒等が挙げられる。水系媒体中の親水性有機溶媒の量としては、0〜20重量%が好ましい。   Examples of hydrophilic organic solvents include lower monohydric alcohols such as methanol, ethanol and propanol; polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerin; N-methylmorpholine, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone and the like. Examples include aprotic hydrophilic organic solvents. The amount of the hydrophilic organic solvent in the aqueous medium is preferably 0 to 20% by weight.

本発明において、水性樹脂分散体の酸価は、10〜80mgKOH/gが好ましい。この範囲であれば、良好な水系媒体への分散性及び塗膜の耐水性を確保し易い。酸価は、具体的には、下記式(3)によって導き出すことができる。
〔水性樹脂組成物の酸価〕=〔酸性基含有ポリオール(Ab)の酸性基のモル数〕×56.11/〔ポリウレタン樹脂(A)と重合性不飽和結合を有する化合物(B)の合計の重量〕・・・(3)
酸価は、より好ましくは12〜70mgKOH/gであり、更に好ましくは14〜60mgKOH/gである。
In the present invention, the acid value of the aqueous resin dispersion is preferably 10 to 80 mgKOH / g. If it is this range, it will be easy to ensure the dispersibility to an aqueous medium and the water resistance of a coating film. Specifically, the acid value can be derived from the following formula (3).
[Acid Value of Aqueous Resin Composition] = [Number of Mole of Acidic Group in Acidic Group-Containing Polyol (Ab)] × 56.11 / [Total Polyurethane Resin (A) and Compound (B) Having Polymerizable Unsaturation Bond Weight] ... (3)
The acid value is more preferably 12 to 70 mgKOH / g, and still more preferably 14 to 60 mgKOH / g.

本発明において、ポリウレタン樹脂水分散体の固形分を100重量部とした場合、酸性基を有さないポリオール(Aa)の割合が2〜50重量部であり、酸性基含有ポリオール(Ab)の割合が1〜15重量部となるように、ポリウレタン樹脂(A)を調製することが好ましい。   In the present invention, when the solid content of the polyurethane resin aqueous dispersion is 100 parts by weight, the proportion of the polyol (Aa) having no acidic group is 2 to 50 parts by weight, and the proportion of the acidic group-containing polyol (Ab) It is preferable to prepare the polyurethane resin (A) so as to be 1 to 15 parts by weight.

酸性基を有さないポリオール(Aa)の割合が上記範囲であれば、ポリウレタン樹脂(A)の水系媒体中への分散性が良好であり、かつ良好な製膜性を得ることができる。また、酸性基含有ポリオール(Ab)の割合が上記範囲であれば、塗膜の耐水性が良好で、かつポリウレタン樹脂(A)の水系媒体中への分散性も良好とすることができる。
ポリウレタン樹脂水分散体の固形分を100重量部とした場合において、酸性基を有さないポリオール(Aa)の割合は、より好ましくは3〜40重量部、特に好ましくは5〜30重量部であり、酸性基含有ポリオール(Ab)の割合は、より好ましくは2〜10重量部、特に好ましくは3〜7重量部である。
If the ratio of the polyol (Aa) which does not have an acidic group is the said range, the dispersibility to the aqueous medium of a polyurethane resin (A) will be favorable, and favorable film forming property can be obtained. Moreover, if the ratio of acidic group containing polyol (Ab) is the said range, the water resistance of a coating film will be favorable and the dispersibility to the aqueous medium of a polyurethane resin (A) can also be made favorable.
When the solid content of the polyurethane resin aqueous dispersion is 100 parts by weight, the proportion of the polyol (Aa) having no acidic group is more preferably 3 to 40 parts by weight, and particularly preferably 5 to 30 parts by weight. The ratio of the acidic group-containing polyol (Ab) is more preferably 2 to 10 parts by weight, particularly preferably 3 to 7 parts by weight.

<中和剤>
ポリウレタン樹脂(A)の酸性基を中和する中和剤としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−フェニルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、N−メチルモルホリン、ピリジン等の有機アミン類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機アルカリ類、アンモニア等が挙げられる。上記の中でも好ましくは有機アミン類であり、より好ましくは3級アミンであり、最も好ましくはトリエチルアミンである。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<Neutralizing agent>
The neutralizing agent for neutralizing the acidic group of the polyurethane resin (A) includes trimethylamine, triethylamine, triisopropylamine, tributylamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-phenyldiethanolamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine. Organic amines such as N-methylmorpholine and pyridine; inorganic alkalis such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; ammonia and the like. Among these, organic amines are preferable, tertiary amines are more preferable, and triethylamine is most preferable. These may be used alone or in combination of two or more.

<水性樹脂分散体>
本発明の水性樹脂分散体において、その固形分は、水性樹脂分散体全体の1〜70重量%であることが好ましく、5〜50重量%であることがより好ましい。
本発明において、水性樹脂分散体の固形分とは、水性樹脂分散体を基材に塗布して乾燥させ、光照射又は/及び加熱により架橋させた後に塗膜として残る成分である。よって、水系媒体や中和剤は固形分に含まれない。
また、本発明の水性樹脂分散体は、後述する重合開始剤を添加せずに硬化性組成物としてもよい。
<Aqueous resin dispersion>
In the aqueous resin dispersion of the present invention, the solid content is preferably 1 to 70% by weight, and more preferably 5 to 50% by weight of the entire aqueous resin dispersion.
In the present invention, the solid content of the aqueous resin dispersion is a component that remains as a coating film after the aqueous resin dispersion is applied to a substrate, dried, and crosslinked by light irradiation or / and heating. Therefore, the aqueous medium and the neutralizing agent are not included in the solid content.
Moreover, the aqueous resin dispersion of the present invention may be a curable composition without adding a polymerization initiator described later.

<水性樹脂分散体の製造方法>
水性ポリウレタン樹脂分散体(A)の製造方法は、特に制限されず、例えば、以下のような製造方法が挙げられる。
第1の製造方法は、原料を全て混合し、反応させて、水系媒体中に分散させることにより水性ポリウレタン樹脂分散体を得る方法である。
第2の製造方法は、ポリオール化合物(Aa)、酸性基含有ポリオール化合物(Ab)、及び、ポリイソシアネート(Ac)、場合により、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)を反応させてポリウレタンプレポリマーを製造し、前記ポリウレタンプレポリマーの酸性基を中和した後、水系媒体中に分散させ、場合により、鎖延長剤(D)を反応させることにより水性ポリウレタン樹脂分散体を得る方法である。本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体の製造方法としては、分散性の観点から、第2の製造方法が好ましい。
重合性不飽和結合を有する化合物(B)は、前記ポリウレタンプレポリマーに混合した後に水系媒体中に分散させてもよいし、前記ポリウレタンプレポリマーと同時に別途水系媒体中に分散させてもよいし、予め重合性不飽和結合を有する化合物(B)を水系媒体中に添加しておき、その後前記ポリウレタンプレポリマーを添加して水系媒体中に分散させてもよい。
<Method for producing aqueous resin dispersion>
The manufacturing method in particular of an aqueous polyurethane resin dispersion (A) is not restrict | limited, For example, the following manufacturing methods are mentioned.
The first production method is a method of obtaining an aqueous polyurethane resin dispersion by mixing all the raw materials, reacting them, and dispersing them in an aqueous medium.
The second production method involves reacting a polyol compound (Aa), an acidic group-containing polyol compound (Ab), and a polyisocyanate (Ac), and optionally a hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad), to form a polyurethane prepolymer. This is a method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion by producing and neutralizing acidic groups of the polyurethane prepolymer, then dispersing in an aqueous medium, and optionally reacting with a chain extender (D). As a manufacturing method of the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention, the second manufacturing method is preferable from the viewpoint of dispersibility.
The compound (B) having a polymerizable unsaturated bond may be dispersed in an aqueous medium after being mixed with the polyurethane prepolymer, or may be separately dispersed in an aqueous medium simultaneously with the polyurethane prepolymer, The compound (B) having a polymerizable unsaturated bond may be added in advance in an aqueous medium, and then the polyurethane prepolymer may be added and dispersed in the aqueous medium.

すなわち、具体的には、本発明の水性ポリウレタン樹脂分散体は、下記工程を含む方法により得ることができる。
酸性基を有さないポリオール(Aa)、酸性基含有ポリオール化合物(Ab)、及び、ポリイソシアネート(Ac)、場合により、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)を反応させてポリウレタンプレポリマー又はポリウレタン樹脂を得る工程(1);
前記ポリウレタンプレポリマー又はポリウレタン樹脂中の酸基を酸性基中和剤により中和する工程(2);
中和されたポリウレタンプレポリマー又はポリウレタン樹脂、および、重合性不飽和結合を有する化合物(B)を水系媒体中に分散させる工程(3);並びに
水系媒体に分散されたポリウレタンプレポリマーに鎖延長剤を反応させる工程(4)。
Specifically, the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention can be obtained by a method including the following steps.
Polyurethane prepolymer or polyurethane resin by reacting polyol (Aa) having no acidic group, acidic group-containing polyol compound (Ab), and polyisocyanate (Ac), and optionally hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) Obtaining step (1);
Step (2) of neutralizing acid groups in the polyurethane prepolymer or polyurethane resin with an acidic group neutralizing agent;
A step (3) of dispersing the neutralized polyurethane prepolymer or polyurethane resin and the compound (B) having a polymerizable unsaturated bond in an aqueous medium; and a chain extender in the polyurethane prepolymer dispersed in the aqueous medium Step (4).

鎖延長剤(D)を用いる場合には、前記工程(1)で得られるものはポリウレタンプレポリマーであり、前記工程(2)ではポリウレタンプレポリマーを中和し、前記工程(3)では中和されたポリウレタンプレポリマーを水系媒体中に分散させ、前記工程(4)を行うこととなる。工程(4)を行う場合は、工程(3)及び(4)は、同時に行ってもよい。また、ポリウレタンプレポリマーを水以外の溶媒に分散した後、さらに水と混合し、次いで溶媒を留去して、所望の水性ポリウレタン樹脂分散体を得ることもできる。この場合、水が鎖延長剤としても機能する。   When the chain extender (D) is used, what is obtained in the step (1) is a polyurethane prepolymer, the polyurethane prepolymer is neutralized in the step (2), and neutralized in the step (3). The finished polyurethane prepolymer is dispersed in an aqueous medium, and the step (4) is performed. When step (4) is performed, steps (3) and (4) may be performed simultaneously. Further, after dispersing the polyurethane prepolymer in a solvent other than water, it is further mixed with water, and then the solvent is distilled off to obtain a desired aqueous polyurethane resin dispersion. In this case, water also functions as a chain extender.

鎖延長剤(D)を用いない場合には、前記工程(1)で得られるものがポリウレタン樹脂であり、前記工程(2)ではポリウレタン樹脂を中和し、前記工程(3)では中和されたポリウレタン樹脂を水系媒体中に分散させ、前記工程(4)は行わない。   When the chain extender (D) is not used, what is obtained in the step (1) is a polyurethane resin, the polyurethane resin is neutralized in the step (2), and neutralized in the step (3). The polyurethane resin was dispersed in an aqueous medium, and the step (4) was not performed.

前記工程(1)は、重合性不飽和結合の不必要な消費を避けるため、酸素存在下で行うのが好ましい。また、必要に応じて反応系内に重合禁止剤を添加することが望ましい。   The step (1) is preferably performed in the presence of oxygen in order to avoid unnecessary consumption of the polymerizable unsaturated bond. Moreover, it is desirable to add a polymerization inhibitor into the reaction system as necessary.

前記工程(1)における反応温度は、重合性不飽和結合の不必要な重合を回避するため、0〜120℃で行うことができる。好ましくは0〜100℃である。   The reaction temperature in the step (1) can be carried out at 0 to 120 ° C. in order to avoid unnecessary polymerization of polymerizable unsaturated bonds. Preferably it is 0-100 degreeC.

前記工程(3)においては、ポリウレタンプレポリマーやポリウレタン樹脂(A)、重合性不飽和結合を有する化合物(B)が水系媒体中に分散できるのであれば、その方法及び操作順序等は、特に制限されない。例えば、ポリウレタンプレポリマーやポリウレタン樹脂(A)に(B)を混合して水系媒体中に分散させる方法や、(B)にポリウレタンプレポリマーやポリウレタン樹脂(A)を混合して水系媒体中に分散させる方法や、ポリウレタンプレポリマーやポリウレタン樹脂(A)を水系媒体中に分散させた後に(B)を混合分散させる方法や、(B)を水系媒体中に分散させた後にポリウレタンプレポリマーやポリウレタン樹脂(A)を混合分散させる方法や、ポリウレタンプレポリマーやポリウレタン樹脂(A)と(B)とをそれぞれ水系媒体中に分散させた後に混合する方法や、ポリウレタンプレポリマーやポリウレタン樹脂(A)の製造時に(B)を混合して水系媒体中に分散させる方法等が挙げられる。   In the step (3), as long as the polyurethane prepolymer, the polyurethane resin (A), and the compound (B) having a polymerizable unsaturated bond can be dispersed in an aqueous medium, the method and operation order thereof are particularly limited. Not. For example, a method in which (B) is mixed with a polyurethane prepolymer or polyurethane resin (A) and dispersed in an aqueous medium, or a polyurethane prepolymer or polyurethane resin (A) is mixed in (B) and dispersed in an aqueous medium. A method in which (B) is mixed and dispersed after the polyurethane prepolymer or polyurethane resin (A) is dispersed in an aqueous medium, or a polyurethane prepolymer or polyurethane resin after (B) is dispersed in an aqueous medium. A method of mixing and dispersing (A), a method of mixing polyurethane prepolymers and polyurethane resins (A) and (B) after being dispersed in an aqueous medium, and production of polyurethane prepolymers and polyurethane resins (A) A method in which (B) is sometimes mixed and dispersed in an aqueous medium is exemplified.

前記工程(1)において、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)を、イソシアナト基に不活性な(メタ)アクリレートとの混合物として反応に付す場合、イソシアナト基に不活性な(メタ)アクリレートは、ポリウレタンプレポリマーやポリウレタン樹脂(A)とともに、前記工程(1)の反応生成物中に含まれ、前記工程(2)及び前記工程(3)に付され、最終的な水性樹脂分散体中では重合性不飽和結合を有する化合物(B)を構成することになる。この場合、前記工程(1)の反応生成物に、酸性基中和剤を添加し、前記工程(3)において更なる重合性不飽和結合を有する化合物(B)とともに水系分散媒体に分散させることができる。更なる重合性不飽和結合を有する化合物(B)を添加する場合には、更なる重合性不飽和結合を有する化合物(B)を水系媒体で希釈してもよい。   In the step (1), when the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) is subjected to a reaction as a mixture with an (meth) acrylate that is inert to an isocyanato group, the (meth) acrylate that is inert to the isocyanato group is a polyurethane. Along with the prepolymer and the polyurethane resin (A), it is contained in the reaction product of the step (1), is subjected to the step (2) and the step (3), and is polymerizable in the final aqueous resin dispersion. The compound (B) having an unsaturated bond is constituted. In this case, an acidic group neutralizing agent is added to the reaction product of the step (1), and is dispersed in the aqueous dispersion medium together with the compound (B) having a further polymerizable unsaturated bond in the step (3). Can do. When the compound (B) having a further polymerizable unsaturated bond is added, the compound (B) having a further polymerizable unsaturated bond may be diluted with an aqueous medium.

各工程における混合や撹拌、分散には、ホモミキサーやホモジナイザー等の公知の撹拌装置を用いることができる。また、ポリウレタンプレポリマーやポリウレタン樹脂(A)、重合性不飽和結合を有する化合物(B)には、粘度調整や作業性向上、分散性向上のために、混合前に予め親水性有機溶媒や水等を加えておくこともできる。   For mixing, stirring, and dispersion in each step, a known stirring device such as a homomixer or a homogenizer can be used. In addition, the polyurethane prepolymer, the polyurethane resin (A), and the compound (B) having a polymerizable unsaturated bond are preliminarily mixed with a hydrophilic organic solvent or water before mixing in order to adjust viscosity, improve workability, and improve dispersibility. Etc. can also be added.

前記工程(3)は、重合性不飽和結合の不必要な消費を避けるため、酸素存在下で行うのが好ましい。また、必要に応じて重合禁止剤を添加してもよい。ポリウレタンプレポリマーやポリウレタン樹脂(A)と、重合性不飽和結合を有する化合物(B)とを混合する際の温度は、重合性不飽和結合の不必要な消費を回避するため、0〜100℃で行うことが好ましく、0〜90℃で行うのがより好ましく、0〜80℃で行うのが更に好ましく、50〜70℃で行うのが特に好ましい。   The step (3) is preferably performed in the presence of oxygen in order to avoid unnecessary consumption of the polymerizable unsaturated bond. Moreover, you may add a polymerization inhibitor as needed. The temperature at which the polyurethane prepolymer or polyurethane resin (A) and the compound (B) having a polymerizable unsaturated bond are mixed is 0 to 100 ° C. in order to avoid unnecessary consumption of the polymerizable unsaturated bond. It is preferably carried out at 0 to 90 ° C, more preferably at 0 to 80 ° C, particularly preferably at 50 to 70 ° C.

本発明の製造方法において、前記工程(2)と、前記工程(3)とは、どちらを先に行ってもよいし、同時に行うこともできる。この場合、各成分を一度に混合してもよいし、酸性基中和剤を予め水系媒体や(B)に混合しておき、これらとポリウレタンプレポリマーやポリウレタン樹脂(A)とを混合してもよい。   In the production method of the present invention, either the step (2) or the step (3) may be performed first or at the same time. In this case, each component may be mixed at once, or an acidic group neutralizing agent is previously mixed in an aqueous medium or (B), and these are mixed with a polyurethane prepolymer or polyurethane resin (A). Also good.

水性樹脂分散体中のポリウレタン樹脂(A)の数平均分子量は、1,000〜1,000,000であることが好ましい。   The number average molecular weight of the polyurethane resin (A) in the aqueous resin dispersion is preferably 1,000 to 1,000,000.

水性樹脂分散体中のポリウレタン樹脂(A)は、2種以上を混合して使用することができる。硬度とタックフリー性の両立の点から、酸性基を有さないポリオール(Aa)と、酸性基含有ポリオール(Ab)と、ポリイソシアネート(Ac)と、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)とから成るポリウレタン樹脂(A)と、酸性基を有さないポリオール(Aa)と、酸性基含有ポリオール(Ab)と、ポリイソシアネート(Ac)と、鎖延長剤(D)とから成るポリウレタン樹脂(A’)の2種類を併用することが好ましい。   Two or more kinds of polyurethane resins (A) in the aqueous resin dispersion can be mixed and used. From the point of coexistence of hardness and tack-free property, from polyol (Aa) having no acidic group, acidic group-containing polyol (Ab), polyisocyanate (Ac), and hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad) A polyurethane resin (A ′), a polyol (Aa) having no acidic group, an acidic group-containing polyol (Ab), a polyisocyanate (Ac), and a chain extender (D). 2) are preferably used in combination.

<コロイダルシリカ(C)>
コロイダルシリカは、平均粒子径が数300nm以下のケイ素を含む無機酸化物の微粒子からなるコロイドである。主成分として二酸化ケイ素(その水和物を含む)を含み、少量成分としてアルミン酸塩を含んでいてもよい。少量成分として含まれることがあるアルミン酸塩としては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウムなどが挙げられる。
<Colloidal silica (C)>
Colloidal silica is a colloid composed of fine particles of inorganic oxide containing silicon having an average particle size of several 300 nm or less. Silicon dioxide (including hydrates thereof) may be included as a main component, and aluminate may be included as a minor component. Examples of the aluminate that may be contained as a minor component include sodium aluminate and potassium aluminate.

またコロイダルシリカには、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化アンモニウム等の無機塩類やテトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の有機塩類が含まれていてもよい。これらの無機塩類および有機塩類は、例えば、コロイドの安定化剤として作用する。   In addition, colloidal silica may contain inorganic salts such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide and ammonium hydroxide, and organic salts such as tetramethylammonium hydroxide. These inorganic salts and organic salts act, for example, as colloid stabilizers.

コロイダルシリカの分散媒としては特に制限はなく、水、有機溶剤、およびこれらの混合物のいずれであってもよい。前記有機溶剤は水溶性有機溶剤であっても非水溶性有機溶剤であってもよいが、水溶性有機溶剤であることが好ましい。具体的には例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n−プロパノール等を挙げることができる。
水性樹脂分散体への混合しやすさの点から、前記分散媒は水であることが望ましい。
There is no restriction | limiting in particular as a dispersion medium of colloidal silica, Any of water, an organic solvent, and these mixtures may be sufficient. The organic solvent may be a water-soluble organic solvent or a water-insoluble organic solvent, but is preferably a water-soluble organic solvent. Specifically, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-propanol etc. can be mentioned.
The dispersion medium is preferably water from the viewpoint of easy mixing with the aqueous resin dispersion.

コロイダルシリカの製造方法には特に制限はなく、通常用いられる方法で製造することができる。例えば、四塩化ケイ素の熱分解によるアエロジル合成や水ガラスから製造することができる。あるいは、アルコキシドの加水分解といった液相合成法などによっても製造することができる。   There is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of colloidal silica, It can manufacture by the method used normally. For example, it can be produced from aerosil synthesis by thermal decomposition of silicon tetrachloride or water glass. Alternatively, it can also be produced by a liquid phase synthesis method such as hydrolysis of alkoxide.

本発明におけるコロイダルシリカに含まれる粒子の平均粒子径としては特に制限はないが、好ましくは15nm〜100nm、より好ましくは18nm〜50nmであり、さらに好ましくは20nm〜30nmである。
平均粒子径が15nmより小さいと、鉛筆硬度、密着性、樹脂水分散体組成物の貯蔵安定性が低下する場合がある。平均粒子径が100nmより大きいと、樹脂水分散体の貯蔵安定性が低下したり、塗膜の透明性が低下したりする場合がある。
本発明においてコロイダルシリカの平均粒子径は、分散粒子の一般的な測定である光散乱法、レーザ回折法などの手法により測定できるが、本発明では、より直接的な手法として、TEM(透過型電子顕微鏡)撮影法により撮影した写真において、300個のコロイダルシリカ粒子の粒径を実測し、その平均値を平均粒子径とした。
なお、本発明において、コロイダルシリカの粒径とは、TEM(透過型電子顕微鏡)撮影法により撮影した写真において、任意の30個のコロイダルシリカ粒子の像を選び、各粒子の像の最も長い直径(φ)と、最も短い直径(φ)とを用いて、下記式を用いて求めた平均の直径である。
[数1]
粒径={(φL1+φL2+・・・+φL30)+(φS1+φS2+・・・+φS30)}/(2×30)
なお、式中において、φL1は1つ目の像のφを、φL2は2つ目の像のφを、φS1は1つ目の像のφを、φS2は2つ目の像のφを表す。
Although there is no restriction | limiting in particular as an average particle diameter of the particle | grains contained in the colloidal silica in this invention, Preferably it is 15-100 nm, More preferably, it is 18-50 nm, More preferably, it is 20-30 nm.
If the average particle size is less than 15 nm, the pencil hardness, adhesion, and storage stability of the resin water dispersion composition may be lowered. When the average particle size is larger than 100 nm, the storage stability of the resin water dispersion may be lowered, or the transparency of the coating film may be lowered.
In the present invention, the average particle diameter of colloidal silica can be measured by a method such as a light scattering method or a laser diffraction method, which is a general measurement of dispersed particles. In the present invention, however, a TEM (transmission type) is more directly used. In a photograph taken by an electron microscope) photographing method, the particle size of 300 colloidal silica particles was measured, and the average value was taken as the average particle size.
In the present invention, the particle diameter of colloidal silica refers to an image of 30 arbitrary colloidal silica particles in a photograph taken by a TEM (transmission electron microscope) photographing method, and the longest diameter of the image of each particle. It is an average diameter obtained by using the following formula using (φ L ) and the shortest diameter (φ S ).
[Equation 1]
Particle size = {(φ L1 + φ L2 +... + Φ L30 ) + (φ S1 + φ S2 +... + Φ S30 )} / (2 × 30)
Note that, in the formula, phi L1 is a phi L of first images, phi L2 is a phi L of the second image, phi S1 is a phi S of first images, phi S2 are two representing the φ S of the eye of the image.

また使用できるコロイダルシリカの形状は、特に限定されない。例えば、球状、長尺の形状、針状、数珠状のいずれであってもよい。   Moreover, the shape of the colloidal silica which can be used is not specifically limited. For example, any of a spherical shape, a long shape, a needle shape, and a bead shape may be used.

本発明に用いることができるコロイダルシリカは、上記製造方法で製造されたものであっても、市販品であってもよい。市販品の具体例としては例えば、 Ludox AM、Ludox AS、Ludox LS、Ludox TM、Ludox HSなど(以上、E.I.Du Pont de Nemouvs & Co製);スノーテックスS、スノーテックスXS、スノーテックス20、スノーテックス30、スノーテックス40、スノーテックスN、スノーテックスC、スノーテックスCM、スノーテックスQAS、スノーテックスOなど(以上、日産化学社製);Syton C−30、Syton ZOOなど(以上、Monsanto Co製);Nalcoag−1060 、Nalcoag−ID21〜64(以上、Nalco Chem Co製);メタノールゾル、IPAゾル、MEKゾル、およびトルエンゾル、クォートロン PL−1、PL−3、PL−7、PL−20(以上、扶桑化学工業製);Cataloid−S、Cataloid−F120、Cataloid SI−350、Cataloid SI−500、Cataloid SI−30、Cataloid S−20L、Cataloid S−20H、CataloidS−30L、Cataloid S−30H、Cataloid SI−40、OSCAL−1432(イソプロピルアルコールゾル)など(以上、日揮触媒化成製);アデライト(旭電化社製);数珠状のコロイダルシリカとして、例えば、スノーテックスST−UP、スノーテックスPS−S、スノーテックスPS−M、スノーテックスST−OUP、スノーテックスPS−SO、スノーテックスPS−MO(以上、日産化学社製)などの商品名で市販されているものを挙げることができ、これらは容易に入手することが出来る。   The colloidal silica that can be used in the present invention may be one produced by the above production method or a commercial product. Specific examples of commercially available products include, for example, Ludox AM, Ludox AS, Ludox LS, Ludox TM, Ludox HS and the like (manufactured by EI Du Pont de Nemours &Co); SNOWTEX S, SNOWTEX XS, SNOWTEX 20, Snowtex 30, Snowtex 40, Snowtex N, Snowtex C, Snowtex CM, Snowtex QAS, Snowtex O (above, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.); Syton C-30, Syton ZOO, etc. (above, Monsanto Co); Nalcoag-1060, Nalcoag-ID 21-64 (above, Nalco Chem Co); methanol sol, IPA sol, MEK sol, and toluene sol, Quattron PL-1, PL-3, PL- 7, PL-20 (manufactured by Fuso Chemical Industries); Cataloid-S, Cataloid-F120, Cataloid SI-350, Cataloid SI-500, Cataloid SI-30, Cataloid S-20L, Cataloid S-20H, Cataloid S-30L , Cataloid S-30H, Cataloid SI-40, OSCAL-1432 (isopropyl alcohol sol), etc. (above, manufactured by JGC Catalysts &Chemicals); Adelite (manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.); As beaded colloidal silica, for example, Snowtex ST- UP, SNOWTEX PS-S, SNOWTEX PS-M, SNOWTEX ST-OUP, SNOWTEX PS-SO, SNOWTEX PS-MO (above, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) Which can be easily obtained.

上記市販のコロイダルシリカ分散液のpHは、酸性またはアルカリ性に調整されているものが多い。これは、コロイダルシリカの安定分散領域が酸性側またはアルカリ性側に存在するためであり、市販のコロイダルシリカを水性樹脂分散体に添加する場合は、コロイダルシリカの安定分散領域のpHと水性樹脂分散体のpHとを考慮して添加する必要がある。コロイダルシリカを添加した水性樹脂分散体の貯蔵安定性が優れる点から、pHが中性領域(pH6−8)で安定なコロイダルシリカ分散液を使用することが好ましい。このようなコロイダルシリカ分散液としては、例えば、スノーテックスC、スノーテックスCM、(以上、日産化学社製);クォートロン PL−1、PL−3、PL−7、PL−20(以上、扶桑化学工業製)などが挙げられる。   The pH of the commercially available colloidal silica dispersion is often adjusted to be acidic or alkaline. This is because the stable dispersion region of colloidal silica exists on the acidic side or alkaline side. When commercially available colloidal silica is added to the aqueous resin dispersion, the pH of the stable dispersion region of colloidal silica and the aqueous resin dispersion It is necessary to add it in consideration of the pH. From the viewpoint of excellent storage stability of the aqueous resin dispersion to which colloidal silica is added, it is preferable to use a colloidal silica dispersion that is stable in a neutral pH range (pH 6-8). Examples of such colloidal silica dispersion include Snowtex C, Snowtex CM, (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.); Quartron PL-1, PL-3, PL-7, PL-20 (more, Fuso Chemical). Industrial)).

本発明の水性樹脂分散体組成物におけるコロイダルシリカ(C)の含有量には、ポリウレタン樹脂(A)、重合性不飽和結合を有する化合物(B)、および、コロイダルシリカ(C)の総重量に対し、15重量%以上40重量%以下であることが好ましい。より好ましくは組成物総量の22重量%以上35重量%以下であり、特に好ましくは、27重量%以上32重量%以下である。
コロイダルシリカ(C)の添加量が、15重量%以下の場合、硬度、密着性が十分でない場合がある。添加量が、40重量%以上の場合、塗膜の硬度、透明性、樹脂水分散体の貯蔵安定性が十分でなかったり、製膜しなかったりする場合がある。
The content of the colloidal silica (C) in the aqueous resin dispersion composition of the present invention includes the total weight of the polyurethane resin (A), the compound (B) having a polymerizable unsaturated bond, and the colloidal silica (C). On the other hand, it is preferably 15% by weight or more and 40% by weight or less. More preferably, it is 22 wt% or more and 35 wt% or less of the total amount of the composition, and particularly preferably 27 wt% or more and 32 wt% or less.
When the amount of colloidal silica (C) added is 15% by weight or less, the hardness and adhesion may not be sufficient. When the addition amount is 40% by weight or more, the hardness of the coating film, the transparency, and the storage stability of the resin water dispersion may be insufficient or the film may not be formed.

本発明の水性樹脂分散体組成物には、必要に応じて、増粘剤、光増感剤、硬化触媒、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、可塑剤、表面調整剤、沈降防止剤等の添加剤を添加することもできる。添加剤は、単独であってもよいし、複数種を併用してもよい。本発明の水性樹脂分散体組成物は、得られる塗膜の硬度、耐薬品性の点から、実質的に、保護コロイド、乳化剤、界面活性剤を含まないことが好ましい。   In the aqueous resin dispersion composition of the present invention, if necessary, a thickener, a photosensitizer, a curing catalyst, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antifoaming agent, a plasticizer, a surface conditioner, an anti-settling agent. Additives such as an agent can also be added. An additive may be individual and may use multiple types together. The aqueous resin dispersion composition of the present invention preferably contains substantially no protective colloid, emulsifier, or surfactant from the viewpoint of the hardness and chemical resistance of the resulting coating film.

本発明の水性樹脂分散体組成物と重合開始剤とを混合し、硬化性組成物とすることができる。前記重合開始剤としては、光重合開始剤、熱重合開始剤、などが挙げられる。これらは1種のみを用いてもよいし、複数種を併用することもできる。また、連鎖移動剤を添加することもできる。   The aqueous resin dispersion composition of the present invention and a polymerization initiator can be mixed to obtain a curable composition. Examples of the polymerization initiator include a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator. These may use only 1 type and can also use multiple types together. A chain transfer agent can also be added.

<光重合開始剤>
本発明の水性樹脂分散体組成物は、光重合開始剤を添加して光硬化性組成物とすることもできる。光重合開始剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、紫外線照射によって、容易に開裂して2個のラジカルができる光開裂型の開始剤、水素引き抜き型の開始剤を使用することができる。これらを併用してもよい。これらの化合物としては、例えば、アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、p,p’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインn−プロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインn−ブチルエーテル、ベンゾインジメチルケタール、チオキサントン、p−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2,4,6,−トリメチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタノン等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよいし、複数種を併用することもできる。好ましくは、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンが挙げられる。
<Photopolymerization initiator>
The aqueous resin dispersion composition of the present invention can be made into a photocurable composition by adding a photopolymerization initiator. As the photopolymerization initiator, known ones can be used. For example, a photocleavage type initiator that can be easily cleaved to form two radicals by irradiation with ultraviolet rays, or a hydrogen abstraction type initiator is used. be able to. These may be used in combination. Examples of these compounds include acetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylaminoacetophenone, benzophenone, 2-chlorobenzophenone, p, p′-bisdiethylaminobenzophenone, benzoin ethyl ether, benzoin n-propyl ether, Benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin n-butyl ether, benzoin dimethyl ketal, thioxanthone, p-isopropyl-α-hydroxyisobutylphenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl -1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpro Down-1-one, 2,4,6, - trimethyl benzophenone, 4-methylbenzophenone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenyl-ethanone, and the like. These may use only 1 type and can also use multiple types together. Preferably, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone is used.

光重合開始剤を添加する場合は、前記工程(3)の後に添加することが好ましい。光重合開始剤の量としては、水性樹脂分散体組成物の全固形分(重合性不飽和結合を有する化合物(B)とコロイダルシリカ(C)を含む)に対して0.1〜5重量%が好ましい。   When adding a photoinitiator, it is preferable to add after the said process (3). The amount of the photopolymerization initiator is 0.1 to 5% by weight with respect to the total solid content of the aqueous resin dispersion composition (including the compound (B) having a polymerizable unsaturated bond and colloidal silica (C)). Is preferred.

<熱重合開始剤>
本発明の水性樹脂分散体組成物は、熱重合開始剤を添加して熱硬化性組成物とすることもできる。熱重合開始剤としては、有機過酸化物等の公知のものを使用することができる。これらの化合物としては、例えば、アゾ系化合物;ジアシルパーオキサイド系化合物;パーオキシエステル系化合物;ハイドロパーオキサイド系化合物;ジアルキルパーオキサイド系化合物;ケトンパーオキサイド系化合物;パーオキシケタール系化合物;アルキルパーオキシエステル系化合物;パーオキシカーボネート系化合物などが挙げられる。これらは1種のみを用いてもよいし、複数種を併用することもできる。
<Thermal polymerization initiator>
The aqueous resin dispersion composition of the present invention can be made into a thermosetting composition by adding a thermal polymerization initiator. As the thermal polymerization initiator, known ones such as organic peroxides can be used. Examples of these compounds include azo compounds; diacyl peroxide compounds; peroxy ester compounds; hydroperoxide compounds; dialkyl peroxide compounds; ketone peroxide compounds; peroxy ketal compounds; Examples include oxyester compounds; peroxycarbonate compounds. These may use only 1 type and can also use multiple types together.

熱重合開始剤を添加する場合は、前記工程(3)の後に添加することが好ましい。熱重合開始剤の量としては、水性樹脂分散体組成物の全固形分(重合性不飽和結合を有する化合物(B)とコロイダルシリカ(C)を含む)に対して0.01〜5重量%が好ましい。   When adding a thermal polymerization initiator, it is preferable to add after the said process (3). The amount of the thermal polymerization initiator is 0.01 to 5% by weight based on the total solid content of the aqueous resin dispersion composition (including the compound (B) having a polymerizable unsaturated bond and colloidal silica (C)). Is preferred.

<塗料組成物及びコーティング剤組成物>
本発明は、上記水性樹脂分散体組成物を含有する塗料組成物及びコーティング剤組成物にも関する。
本発明の塗料組成物及びコーティング剤組成物には、上記水性樹脂分散体組成物以外にも、他の樹脂を添加することもできる。他の樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、ポリオレフィン樹脂等が挙げられる。これらは単独であってもよいし、複数種を併用してもよい。他の樹脂は、1種以上の親水性基を有することが好ましい。親水性基としては、水酸基、カルボキシ基、スルホン酸基、ポリエチレングリコール基等が挙げられる。
<Coating composition and coating agent composition>
The present invention also relates to a coating composition and a coating agent composition containing the aqueous resin dispersion composition.
In addition to the aqueous resin dispersion composition, other resins can be added to the coating composition and the coating composition of the present invention. Examples of other resins include polyester resins, acrylic resins, polyether resins, polycarbonate resins, polyurethane resins, epoxy resins, alkyd resins, and polyolefin resins. These may be single and may use multiple types together. The other resin preferably has one or more hydrophilic groups. Examples of the hydrophilic group include a hydroxyl group, a carboxy group, a sulfonic acid group, and a polyethylene glycol group.

他の樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。   The other resin is preferably at least one selected from the group consisting of a polyester resin, an acrylic resin, and a polyolefin resin.

ポリエステル樹脂は、通常、酸成分とアルコ−ル成分とのエステル化反応又はエステル交換反応によって製造することができる。酸成分としては、ポリエステル樹脂の製造に際して酸成分として通常使用される化合物を使用することができる。酸成分としては、例えば、脂肪族多塩基酸、脂環族多塩基酸、芳香族多塩基酸等を使用することができる。
ポリエステル樹脂の水酸基価は、10〜300mgKOH/g程度が好ましく、50〜250mgKOH/g程度がより好ましく、80〜180mgKOH/g程度が更に好ましい。前記ポリエステル樹脂の酸価は、1〜200mgKOH/g程度が好ましく、15〜100mgKOH/g程度がより好ましく、25〜60mgKOH/g程度が更に好ましい。
ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、500〜500,000が好ましく、1,000〜300,000がより好ましく、1,500〜200,000が更に好ましい。
The polyester resin can be usually produced by an esterification reaction or an ester exchange reaction between an acid component and an alcohol component. As an acid component, the compound normally used as an acid component at the time of manufacture of a polyester resin can be used. As an acid component, an aliphatic polybasic acid, an alicyclic polybasic acid, an aromatic polybasic acid, etc. can be used, for example.
The hydroxyl value of the polyester resin is preferably about 10 to 300 mgKOH / g, more preferably about 50 to 250 mgKOH / g, and still more preferably about 80 to 180 mgKOH / g. The acid value of the polyester resin is preferably about 1 to 200 mgKOH / g, more preferably about 15 to 100 mgKOH / g, and still more preferably about 25 to 60 mgKOH / g.
The weight average molecular weight of the polyester resin is preferably 500 to 500,000, more preferably 1,000 to 300,000, and still more preferably 1,500 to 200,000.

アクリル樹脂としては、水酸基含有アクリル樹脂が好ましい。水酸基含有アクリル樹脂は、水酸基含有重合性不飽和モノマー及び該水酸基含有重合性不飽和モノマーと共重合可能な他の重合性不飽和モノマーとを、例えば、有機溶媒中での溶液重合法、水中でのエマルション重合法等の既知の方法によって共重合させることにより製造できる。
水酸基含有重合性不飽和モノマーは、1分子中に水酸基及び重合性不飽和結合をそれぞれ1個以上有する化合物である。例えば、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、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2〜8の2価アルコールとのモノエステル化物;これらのモノエステル化物のε−カプロラクトン変性体;N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド;アリルアルコール;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)アクリレート等を挙げることができる。
As the acrylic resin, a hydroxyl group-containing acrylic resin is preferable. Hydroxyl group-containing acrylic resin is a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer and other polymerizable unsaturated monomer copolymerizable with the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer, for example, in a solution polymerization method in an organic solvent, in water It can manufacture by making it copolymerize by known methods, such as an emulsion polymerization method.
The hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer is a compound having at least one hydroxyl group and one polymerizable unsaturated bond in one molecule. For example, (meth) acrylic acid such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate and the like and 2 to 8 carbon atoms. Monoesterified products of dihydric alcohols with these compounds; ε-caprolactone modified products of these monoesterified products; N-hydroxymethyl (meth) acrylamide; allyl alcohol; (meth) acrylates having a polyoxyethylene chain whose molecular ends are hydroxyl groups Etc.

水酸基含有アクリル樹脂は、アニオン性官能基を有することが好ましい。アニオン性官能基を有する水酸基含有アクリル樹脂については、例えば、重合性不飽和モノマーの1種として、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基等のアニオン性官能基を有する重合性不飽和モノマーを用いることにより製造できる。
水酸基含有アクリル樹脂の水酸基価は、組成物の貯蔵安定性や得られる塗膜の耐水性等の観点から、1〜200mgKOH/g程度が好ましく、2〜100mgKOH/g程度がより好ましく、3〜60mgKOH/g程度が更に好ましい。
また、水酸基含有アクリル樹脂がカルボキシル基等の酸基を有する場合、該水酸基含有アクリル樹脂の酸価は、得られる塗膜の耐水性等の観点から、1〜200mgKOH/g程度が好ましく、2〜150mgKOH/g程度がより好ましく、5〜100mgKOH/g程度が更に好ましい。
水酸基含有アクリル樹脂の重量平均分子量は、1,000〜200,000が好ましく、2,000〜100,000がより好ましく、更に好ましくは3,000〜50,000の範囲内であることが好適である。
The hydroxyl group-containing acrylic resin preferably has an anionic functional group. For the hydroxyl group-containing acrylic resin having an anionic functional group, for example, a polymerizable unsaturated monomer having an anionic functional group such as a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group is used as one kind of the polymerizable unsaturated monomer. It can be manufactured by using.
The hydroxyl value of the hydroxyl group-containing acrylic resin is preferably about 1 to 200 mgKOH / g, more preferably about 2 to 100 mgKOH / g, and more preferably 3 to 60 mgKOH from the viewpoints of storage stability of the composition and water resistance of the resulting coating film. / G is more preferable.
When the hydroxyl group-containing acrylic resin has an acid group such as a carboxyl group, the acid value of the hydroxyl group-containing acrylic resin is preferably about 1 to 200 mgKOH / g from the viewpoint of water resistance of the resulting coating film, About 150 mgKOH / g is more preferable, and about 5 to 100 mgKOH / g is still more preferable.
The weight average molecular weight of the hydroxyl group-containing acrylic resin is preferably 1,000 to 200,000, more preferably 2,000 to 100,000, and still more preferably in the range of 3,000 to 50,000. is there.

ポリエーテル樹脂としては、エーテル結合を有する重合体又は共重合体が挙げられ、例えばポリオキシエチレン系ポリエーテル、ポリオキシプロピレン系ポリエーテル、ポリオキシブチレン系ポリエーテル、ビスフェノールA又はビスフェノールF等の芳香族ポリヒドロキシ化合物から誘導されるポリエーテル等が挙げられる。   Examples of the polyether resin include polymers or copolymers having an ether bond, and examples include aromatics such as polyoxyethylene-based polyether, polyoxypropylene-based polyether, polyoxybutylene-based polyether, bisphenol A or bisphenol F. And polyethers derived from group polyhydroxy compounds.

ポリカーボネート樹脂としては、ビスフェノール化合物から製造された重合体が挙げられ、例えばビスフェノールA・ポリカーボネート等が挙げられる。   Examples of the polycarbonate resin include a polymer produced from a bisphenol compound, such as bisphenol A / polycarbonate.

ポリウレタン樹脂としては、アクリル、ポリエステル、ポリエーテル、ポリカーボネート等の各種ポリオール成分とポリイソシアネートとの反応によって得られるウレタン結合を有する樹脂が挙げられる。   Examples of the polyurethane resin include resins having a urethane bond obtained by reacting various polyol components such as acrylic, polyester, polyether, and polycarbonate with polyisocyanate.

エポキシ樹脂としては、ビスフェノール化合物とエピクロルヒドリンの反応によって得られる樹脂等が挙げられる。ビスフェノールとしては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールFが挙げられる。   Examples of the epoxy resin include a resin obtained by a reaction between a bisphenol compound and epichlorohydrin. Examples of bisphenol include bisphenol A and bisphenol F.

アルキド樹脂としては、フタル酸、テレフタル酸、コハク酸等の多塩基酸と多価アルコールに、更に油脂・油脂脂肪酸(大豆油、アマニ油、ヤシ油、ステアリン酸等)、天然樹脂(ロジン、コハク等)等の変性剤を反応させて得られたアルキド樹脂が挙げられる。   Alkyd resins include polybasic acids such as phthalic acid, terephthalic acid and succinic acid and polyhydric alcohols, as well as fats and oils and fatty acids (soybean oil, linseed oil, coconut oil, stearic acid, etc.) and natural resins (rosin, succinic acid). Alkyd resin obtained by reacting a modifier such as

ポリオレフィン樹脂としては、オレフィン系モノマーを適宜他のモノマーと通常の重合法に従って重合又は共重合することにより得られるポリオレフィン樹脂を、乳化剤を用いて水分散するか、あるいはオレフィン系モノマーを適宜他のモノマーと共に乳化重合することにより得られる樹脂が挙げられる。また、場合により、前記のポリオレフィン樹脂が塩素化されたいわゆる塩素化ポリオレフィン変性樹脂を用いてもよい。
オレフィン系モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、1−ヘキセン、1−デセン、1−ドデセン等のα−オレフィン;ブタジエン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、1,5−ヘキサジエン、スチレン類、等の共役ジエン又は非共役ジエン等が挙げられ、これらのモノマーは、単独であってもよいし、複数種を併用してもよい。
オレフィン系モノマーと共重合可能な他のモノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、ビニルアルコール、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸等が挙げられ、これらのモノマーは、単独であってもよいし、複数種を併用してもよい。
As the polyolefin resin, a polyolefin resin obtained by polymerizing or copolymerizing an olefin monomer with another monomer in accordance with a normal polymerization method is dispersed in water using an emulsifier, or the olefin monomer is appropriately replaced with another monomer. And a resin obtained by emulsion polymerization. In some cases, a so-called chlorinated polyolefin-modified resin in which the polyolefin resin is chlorinated may be used.
Examples of the olefin monomer include ethylene, propylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 1-heptene, 1-hexene, 1-hexene, Examples include α-olefins such as decene and 1-dodecene; conjugated dienes such as butadiene, ethylidene norbornene, dicyclopentadiene, 1,5-hexadiene, styrenes, and the like. These monomers are used alone. It may also be used in combination.
Examples of other monomers copolymerizable with olefinic monomers include vinyl acetate, vinyl alcohol, maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, and the like. May be used alone or in combination.

本発明の塗料組成物及びコーティング剤組成物は、硬化剤を含むことができ、これにより、塗料組成物又はコーティング剤組成物を用いて得られる塗膜又は複層塗膜、コーティング膜の耐水性等を向上させることができる。   The coating composition and the coating composition of the present invention may contain a curing agent, whereby the coating film or multilayer coating film obtained by using the coating composition or the coating composition, the water resistance of the coating film Etc. can be improved.

硬化剤としては、例えば、アミノ樹脂、ポリイソシアネート、ブロック化ポリイソシアネート、メラミン樹脂、カルボジイミド等を用いることできる。硬化剤は、単独であってもよいし、複数種を併用してもよい。   As the curing agent, for example, amino resin, polyisocyanate, blocked polyisocyanate, melamine resin, carbodiimide and the like can be used. A hardening | curing agent may be individual and may use multiple types together.

アミノ樹脂としては、例えば、アミノ成分とアルデヒド成分との反応によって得られる部分もしくは完全メチロール化アミノ樹脂が挙げられる。前記アミノ成分としては、例えば、メラミン、尿素、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、ステログアナミン、スピログアナミン、ジシアンジアミド等が挙げられる。アルデヒド成分としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンツアルデヒド等が挙げられる。   Examples of the amino resin include a partial or completely methylolated amino resin obtained by a reaction between an amino component and an aldehyde component. Examples of the amino component include melamine, urea, benzoguanamine, acetoguanamine, steroguanamine, spiroguanamine, dicyandiamide and the like. Examples of the aldehyde component include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, and the like.

ポリイソシアネートとしては、例えば、1分子中に2個以上のイソシアナト基を有する化合物が挙げられ、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。   Examples of the polyisocyanate include compounds having two or more isocyanato groups in one molecule, such as hexamethylene diisocyanate and trimethylhexamethylene diisocyanate.

ブロック化ポリイソシアネートとしては、前述のポリイソシアネートのポリイソシアナト基にブロック剤を付加することによって得られるものが挙げられ、ブロック化剤としては、フェノール、クレゾール等のフェノール系、メタノール、エタノール等の脂肪族アルコール系、マロン酸ジメチル、アセチルアセトン等の活性メチレン系、ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等のメルカプタン系、アセトアニリド、酢酸アミド等の酸アミド系、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム等のラクタム系、コハク酸イミド、マレイン酸イミド等の酸イミド系、アセトアルドオキシム、アセトンオキシム、メチルエチルケトオキシム等のオキシム系、ジフェニルアニリン、アニリン、エチレンイミン等のアミン系等のブロック化剤が挙げられる。   Examples of the blocked polyisocyanate include those obtained by adding a blocking agent to the polyisocyanate group of the aforementioned polyisocyanate. Examples of the blocking agent include phenols such as phenol and cresol, methanol, ethanol and the like. Fatty alcohols, active methylenes such as dimethyl malonate and acetylacetone, mercaptans such as butyl mercaptan and dodecyl mercaptan, acid amides such as acetanilide and acetic acid amide, lactams such as ε-caprolactam and δ-valerolactam Blocking agents such as acid imides, acid imides such as maleic imides, oximes such as acetoaldoxime, acetone oxime, methyl ethyl ketoxime, amines such as diphenylaniline, aniline, ethyleneimine The

メラミン樹脂としては、例えば、ジメチロールメラミン、トリメチロールメラミン等のメチロールメラミン;これらのメチロールメラミンのアルキルエーテル化物又は縮合物;メチロールメラミンのアルキルエーテル化物の縮合物等をあげることができる。   Examples of the melamine resin include methylol melamines such as dimethylol melamine and trimethylol melamine; alkyl etherified products or condensates of these methylol melamines; condensates of alkyl etherified products of methylol melamine, and the like.

本発明の塗料組成物及びコーティング剤組成物には、着色顔料や体質顔料、光輝性顔料を添加することができる。
着色顔料としては、例えば、酸化チタン、亜鉛華、カーボンブラック、モリブデンレッド、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリン顔料、スレン系顔料、ペリレン顔料等が挙げられる。これらは、単独であってもよいし、複数種を併用してもよい。特に、着色顔料として、酸化チタン及び/又はカーボンブラックを使用することが好ましい。
体質顔料としては、例えば、クレー、カオリン、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミナホワイト等が挙げられる。これらは、単独であってもよいし、複数種を併用してもよい。特に、体質顔料として、硫酸バリウム及び/又はタルクを使用することが好ましく、硫酸バリウムを使用することがより好ましい。
光輝性顔料は、例えば、アルミニウム、銅、亜鉛、真ちゅう、ニッケル、酸化アルミニウム、雲母、酸化チタンや酸化鉄で被覆された酸化アルミニウム、酸化チタンや酸化鉄で被覆された雲母等を使用することができる。
Coloring pigments, extender pigments, and glitter pigments can be added to the coating composition and coating agent composition of the present invention.
Examples of the color pigment include titanium oxide, zinc white, carbon black, molybdenum red, Prussian blue, cobalt blue, azo pigment, phthalocyanine pigment, quinacridone pigment, isoindoline pigment, selenium pigment, and perylene pigment. These may be single and may use multiple types together. In particular, it is preferable to use titanium oxide and / or carbon black as the color pigment.
Examples of extender pigments include clay, kaolin, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, talc, silica, and alumina white. These may be single and may use multiple types together. In particular, barium sulfate and / or talc are preferably used as extender pigments, and barium sulfate is more preferably used.
As the bright pigment, for example, aluminum, copper, zinc, brass, nickel, aluminum oxide, mica, aluminum oxide coated with titanium oxide or iron oxide, mica coated with titanium oxide or iron oxide, or the like may be used. it can.

本発明の塗料組成物及びコーティング剤組成物には、必要に応じて、増粘剤、硬化触媒、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、可塑剤、表面調整剤、沈降防止剤等の通常の塗料用添加剤を含有することができる。これらは、単独であってもよいし、複数種を併用してもよい。   The coating composition and coating composition of the present invention include a thickener, a curing catalyst, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antifoaming agent, a plasticizer, a surface conditioner, an anti-settling agent, etc., if necessary. Usual paint additives can be contained. These may be single and may use multiple types together.

本発明の塗料組成物及びコーティング剤組成物の製造方法は、特に制限されないが、公知の製造方法を用いることができる。一般的には、塗料組成物及びコーティング剤組成物は、上記水性樹脂分散体組成物と上述した各種添加剤を混合し、水系媒体を添加し、塗装方法に応じた粘度に調製することにより製造される。   Although the manufacturing method in particular of the coating composition and coating agent composition of this invention is not restrict | limited, A well-known manufacturing method can be used. In general, the coating composition and the coating composition are produced by mixing the aqueous resin dispersion composition and the various additives described above, adding an aqueous medium, and adjusting the viscosity according to the coating method. Is done.

塗料組成物の被塗装材質又はコーティング剤組成物の被コーティング材質としては、金属、プラスチック、無機物、木材等が挙げられる。
本発明の塗料組成物及びコーティング剤組成物は、プラスチックに対する密着性が高く、特にPMMA樹脂(ポリ(メタ)アクリル樹脂)やABS樹脂(アクリロニトリル−ブチレン−スチレン樹脂)、PET樹脂(ポリエチレンテレフタレート樹脂)に対する密着性が高い。このため、被塗装材質及び被コーティング材質としては、ポリ(メタ)アクリル酸エステル樹脂、ABS樹脂及びPET樹脂が好ましい。
Examples of the coating material of the coating composition or the coating material of the coating agent composition include metals, plastics, inorganic materials, and wood.
The coating composition and the coating agent composition of the present invention have high adhesion to plastic, and in particular, PMMA resin (poly (meth) acrylic resin), ABS resin (acrylonitrile-butylene-styrene resin), PET resin (polyethylene terephthalate resin). High adhesion to For this reason, as the material to be coated and the material to be coated, poly (meth) acrylate resin, ABS resin and PET resin are preferable.

塗料組成物の塗装方法又はコーティング剤組成物のコーティング方法としては、ベル塗装、スプレー塗装、ロール塗装、シャワー塗装、浸漬塗装等が挙げられる。   Examples of the coating method of the coating composition or the coating method of the coating agent composition include bell coating, spray coating, roll coating, shower coating, and dip coating.

本発明の塗料組成物及びコーティング剤組成物は、塗装又はコーティングした後、加熱下又は非加熱下で、水性媒体の少なくとも一部を蒸発させた後、活性エネルギー線を照射することにより硬化させることが好ましい。活性エネルギー線としては、紫外線が好ましい。   The coating composition and the coating composition of the present invention are cured by irradiating active energy rays after coating or coating, evaporating at least a part of the aqueous medium under heating or non-heating. Is preferred. As the active energy ray, ultraviolet rays are preferable.

紫外線の光源は、キセノンランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク灯、タングステンランプ等が使用できる。照射時間は、重合性不飽和結合を有する化合物の種類、光重合開始剤の種類、塗膜厚、紫外線源等の条件により適宜変えうる。作業性の点から、1〜60秒照射することが好ましい。更に硬化反応を完結させる目的で、紫外線照射後加熱処理することもできる。   As the ultraviolet light source, a xenon lamp, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a carbon arc lamp, a tungsten lamp, or the like can be used. The irradiation time can be appropriately changed depending on conditions such as the type of the compound having a polymerizable unsaturated bond, the type of the photopolymerization initiator, the coating thickness, and the ultraviolet ray source. From the viewpoint of workability, it is preferable to irradiate for 1 to 60 seconds. Further, for the purpose of completing the curing reaction, heat treatment can also be performed after irradiation with ultraviolet rays.

本発明の組成物を硬化させる際に使用する紫外線の照射量としては、速硬化性、作業性の観点から、300〜3,000mJ/cm2が好ましい。 The irradiation amount of ultraviolet rays used when the composition of the present invention is cured is preferably 300 to 3,000 mJ / cm 2 from the viewpoint of fast curability and workability.

活性エネルギー線として電子線等を使用することもできる。電子線により硬化させる場合は、光重合開始剤は添加しなくても良く、100〜500eVのエネルギーを有する電子線加速装置を使用するのが好ましい。   An electron beam or the like can also be used as the active energy ray. In the case of curing with an electron beam, a photopolymerization initiator may not be added, and an electron beam accelerator having an energy of 100 to 500 eV is preferably used.

硬化後の塗膜の厚さは、特に制限されないが、0.01〜100μmの厚さが好ましい。より好ましくは、0.1〜50μmの厚さの塗膜を形成することが好ましい。   Although the thickness of the coating film after hardening is not restrict | limited, The thickness of 0.01-100 micrometers is preferable. More preferably, it is preferable to form a coating film having a thickness of 0.1 to 50 μm.

次に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to these.

[合成例1、ポリカーボネートジオール]
精留塔、攪拌機、温度計、窒素導入管を備えた1000mlのガラス製丸底フラスコに、ジメチルカーボネート372.0g(4.13mol)、1,6−ヘキサンジオール195.6g(1.66mol)、1,5−ペンタンジオール186.8g(1.79mol)、チタンテトラブトキシド0.05gを仕込み、常圧、攪拌下、窒素気流中でメタノールとジメチルカーボネートとの混合物を留去しながら、エステル交換反応を10時間行った。この間、反応温度は95℃から200℃まで徐々に昇温させ、留出物の組成はメタノールとジメチルカーボネートの共沸組成ないしはその近傍となるように調節した。
この後徐々に30mmHgまで減圧し、攪拌下、メタノールとジメチルカーボネートとの混合物を留去しながら、180℃でエステル交換反応をさらに10時間行った。反応終了後(メタノールとジメチルカーボネートの留去終了後)、反応液を室温まで冷却し、ポリカーボネートジオール439.20gを得た。
得られたポリカーボネートジオールの数平均分子量は1054であり、酸価は0.05mgKOH/gであった。
[Synthesis Example 1, Polycarbonate Diol]
In a 1000 ml glass round bottom flask equipped with a rectifying column, a stirrer, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, 372.0 g (4.13 mol) of dimethyl carbonate, 195.6 g (1.66 mol) of 1,6-hexanediol, A transesterification reaction was carried out while 186.8 g (1.79 mol) of 1,5-pentanediol and 0.05 g of titanium tetrabutoxide were charged and a mixture of methanol and dimethyl carbonate was distilled off in a nitrogen stream under normal pressure and stirring. For 10 hours. During this time, the reaction temperature was gradually raised from 95 ° C. to 200 ° C., and the composition of the distillate was adjusted to be the azeotropic composition of methanol and dimethyl carbonate or in the vicinity thereof.
Thereafter, the pressure was gradually reduced to 30 mmHg, and a transesterification reaction was further carried out at 180 ° C. for 10 hours while distilling off a mixture of methanol and dimethyl carbonate with stirring. After completion of the reaction (after completion of distillation of methanol and dimethyl carbonate), the reaction solution was cooled to room temperature to obtain 439.20 g of polycarbonate diol.
The number average molecular weight of the obtained polycarbonate diol was 1054, and the acid value was 0.05 mgKOH / g.

[合成例2、UV−PUD−1]
攪拌機及び加熱器を備えた反応装置で、合成例1で製造したポリカーボネートジオール(数平均分子量1054;水酸基価106mgKOH/g、41.0 g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(14.4 g)と、イソホロンジイソシアネート(56.7 g)とを、N−エチルピロリドン(45.9 g)中、ジブチル錫ジラウリレート(0.2 g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で3時間加熱した。2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(0.4 g)と、4−メトキシフェノール(0.4 g)とを加え、雰囲気を空気とした。さらに、ジペンタエリストールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートとの混合物(水酸基価95mgKOH/g、重合性不飽和結合の濃度9.63 mmol/g、181 g)を入れ、90℃で、7時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、0.23重量%であった。反応混合物のうち、57.9 gを抜き出し、70℃まで冷却し、ジペンタエリストールヘキサアクリレートとジペンタエリスリトールペンタアクリレートとの混合物(水酸基価41mgKOH/g、重合性不飽和結合の濃度9.63mmol/g、14.2 g)と、トリエチルアミン(2.8 g)を添加・混合した。反応混合物を、45℃まで冷却し、攪拌しながら、水(136 g)をゆっくりと加えて、水性樹脂分散体を得た。得られた水性樹脂分散体の固形分中の重合性不飽和結合の濃度は6.74mmol/gであった。
[Synthesis Example 2, UV-PUD-1]
In a reactor equipped with a stirrer and a heater, the polycarbonate diol produced in Synthesis Example 1 (number average molecular weight 1054; hydroxyl value 106 mg KOH / g, 41.0 g) and 2,2-dimethylolpropionic acid (14.4) g) and isophorone diisocyanate (56.7 g) in N-ethylpyrrolidone (45.9 g) in the presence of dibutyltin dilaurate (0.2 g) at 80 to 90 ° C. under nitrogen atmosphere. Heated for hours. 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol (0.4 g) and 4-methoxyphenol (0.4 g) were added and the atmosphere was air. Further, a mixture of dipentaerystol hexaacrylate and dipentaerythritol pentaacrylate (hydroxyl value 95 mg KOH / g, polymerizable unsaturated bond concentration 9.63 mmol / g, 181 g) was added, and the mixture was at 90 ° C. for 7 hours. Heated. The NCO group content at the end of the urethanization reaction was 0.23% by weight. From the reaction mixture, 57.9 g was extracted, cooled to 70 ° C., and a mixture of dipentaerystol hexaacrylate and dipentaerythritol pentaacrylate (hydroxyl value 41 mg KOH / g, polymerizable unsaturated bond concentration 9.63 mmol). / G, 14.2 g) and triethylamine (2.8 g) were added and mixed. The reaction mixture was cooled to 45 ° C. and water (136 g) was slowly added with stirring to obtain an aqueous resin dispersion. The concentration of the polymerizable unsaturated bond in the solid content of the obtained aqueous resin dispersion was 6.74 mmol / g.

[合成例3、UV−PUD−2]
撹拌機と加熱器を備えた反応容器に、ETERNACOLL(登録商標) UM90(1/1)(宇部興産製;数平均分子量916;水酸基価122mgKOH/g;ポリオール成分が1,4−シクロヘキサンジメタノール:1,6−ヘキサンジオール=1:1のモル比のポリオール混合物と炭酸エステルとを反応させて得られたポリカーボネートジオール、179 g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(31.8 g)と、イソホロンジイソシアネート(169 g)とを、N−エチルピロリドン(163 g)中、ジブチル錫ジラウリレート(0.3 g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で3.5時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、5.04重量%であった。
反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン(24.0 g)を添加・混合した。反応混合物(517 g)とペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)とジプロピレングリコールジアクリレート(DPGDA)との混合物(重量比1:1、重合性不飽和結合の濃度9.16mmol/g、147 g)を混合し、強攪拌下のもと水(1438 g)の中に加えた。ついで、35重量%の2−メチル−1,5−ペンタンジアミン水溶液(89.5 g)を加え、水性樹脂分散体を得た。得られた水性樹脂分散体の固形分中の重合性不飽和結合の濃度は、2.49 mmol/gであった。
[Synthesis Example 3, UV-PUD-2]
In a reaction vessel equipped with a stirrer and a heater, ETERNACOLL (registered trademark) UM90 (1/1) (manufactured by Ube Industries; number average molecular weight 916; hydroxyl value 122 mgKOH / g; polyol component is 1,4-cyclohexanedimethanol: 1,6-hexanediol = 1: 1 molar ratio of a polyol mixture obtained by reacting with a carbonate ester, 179 g), 2,2-dimethylolpropionic acid (31.8 g), Isophorone diisocyanate (169 g) was heated in N-ethylpyrrolidone (163 g) in the presence of dibutyltin dilaurate (0.3 g) at 80 to 90 ° C. for 3.5 hours. The NCO group content at the end of the urethanization reaction was 5.04% by weight.
The reaction mixture was cooled to 80 ° C., and triethylamine (24.0 g) was added and mixed thereto. A reaction mixture (517 g), a mixture of pentaerythritol triacrylate (PETA) and dipropylene glycol diacrylate (DPGDA) (weight ratio 1: 1, polymerizable unsaturated bond concentration 9.16 mmol / g, 147 g) Mix and add into water (1438 g) under vigorous stirring. Subsequently, 35% by weight of an aqueous 2-methyl-1,5-pentanediamine solution (89.5 g) was added to obtain an aqueous resin dispersion. The concentration of polymerizable unsaturated bonds in the solid content of the obtained aqueous resin dispersion was 2.49 mmol / g.

[合成例4、PUD]
攪拌機及び加熱器を備えた反応装置で、ETERNACOLL UC100(宇部興産製;数平均分子量964;水酸基価116mgKOH/g;1,4−シクロヘキサンジメタノールと炭酸エステルとを反応させて得られたポリカーボネートジオール、200g)と、2,2−ジメチロールプロピオン酸(29.7g)と、1,4−ブタンジオール(1.3g)と、水素添加MDI(197g)とを、N−エチルピロリドン(180g)中、ジブチルスズジラウリレート(0.4g)存在下、窒素雰囲気下で、80〜90℃で6時間加熱した。ウレタン化反応終了時のNCO基含量は、4.13重量%であった。反応混合物を80℃まで冷却し、これにトリエチルアミン(22.2g)を添加・混合した。反応混合物のうち、488gを抜き出し、強攪拌下のもと水(767g)の中に加えた。ついで35重量%2−メチル−1,5−ペンタンジアミン水溶液(72g)を加え、水性ポリウレタン樹脂分散体を得た。得られた水性ポリウレタン樹脂分散体の固形分中の重合性不飽和結合の濃度は、0mmol/gであった。
[Synthesis Example 4, PUD]
In a reaction apparatus equipped with a stirrer and a heater, ETERNCOLLUC UC100 (manufactured by Ube Industries; number average molecular weight 964; hydroxyl value 116 mg KOH / g; polycarbonate diol obtained by reacting 1,4-cyclohexanedimethanol and carbonate, 200 g), 2,2-dimethylolpropionic acid (29.7 g), 1,4-butanediol (1.3 g), and hydrogenated MDI (197 g) in N-ethylpyrrolidone (180 g), The mixture was heated at 80 to 90 ° C. for 6 hours in the presence of dibutyltin dilaurate (0.4 g) under a nitrogen atmosphere. The NCO group content at the end of the urethanization reaction was 4.13% by weight. The reaction mixture was cooled to 80 ° C., and triethylamine (22.2 g) was added and mixed thereto. From the reaction mixture, 488 g was extracted and added into water (767 g) under vigorous stirring. Subsequently, 35% by weight 2-methyl-1,5-pentanediamine aqueous solution (72 g) was added to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion. The concentration of the polymerizable unsaturated bond in the solid content of the obtained aqueous polyurethane resin dispersion was 0 mmol / g.

[実施例1]
合成例2で製造したUV−PUD−1(固形分30%、7.0g)にスノーテックスCM(日産化学製、粒子径20−30nm、固形分30%、3.0g)を撹拌しながら加えた。得られた水性ポリウレタン樹脂分散体組成物の固形分中の重合性不飽和結合の濃度は、4.7mmol/gであった。
さらに、重合開始剤(IRGACURE500、BASF社製)を3重量%/固形分を添加し、よく撹拌してコーティング剤を得た。
[Example 1]
Snowtex CM (Nissan Chemical, particle size 20-30 nm, solid content 30%, 3.0 g) was added to UV-PUD-1 (solid content 30%, 7.0 g) produced in Synthesis Example 2 with stirring. It was. The concentration of the polymerizable unsaturated bond in the solid content of the obtained aqueous polyurethane resin dispersion composition was 4.7 mmol / g.
Further, 3 wt% / solid content of a polymerization initiator (IRGACURE500, manufactured by BASF) was added and stirred well to obtain a coating agent.

[実施例2〜7、比較例1〜8]
固形分中の重量比が表中に示した数字になるように、UV−PUD−1、UV−PUD−2、PUD、コロイダルシリカを混合した。得られた水性ポリウレタン樹脂分散体組成物中の重合性不飽和結合の濃度を表1及び表2に示す。
さらに、重合開始剤(IRGACURE500、BASF社製)を3重量%/固形分を添加し、よく撹拌してコーティング剤を得た。
[Examples 2-7, Comparative Examples 1-8]
UV-PUD-1, UV-PUD-2, PUD, and colloidal silica were mixed so that the weight ratio in the solid content was the number shown in the table. Tables 1 and 2 show the concentration of polymerizable unsaturated bonds in the obtained aqueous polyurethane resin dispersion composition.
Further, 3 wt% / solid content of a polymerization initiator (IRGACURE500, manufactured by BASF) was added and stirred well to obtain a coating agent.

(貯蔵安定性の評価)
実施例1〜7、および、比較例1〜8の各コーティング剤の外観を、製造1週間後、および製造3ヶ月後に観察し、貯蔵安定性を確認した。評価基準は以下の通りである。
○:増粘が見られない。
×:増粘が見られる。
(Evaluation of storage stability)
The appearance of each coating agent of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 8 was observed 1 week after production and 3 months after production to confirm the storage stability. The evaluation criteria are as follows.
○: No thickening is observed.
X: Thickening is seen.

[タックフリー性の評価]
前記で得られた塗膜(紫外線照射前)に指を押し付け、塗膜の状態を観察した。
塗膜の状態を、以下の3段階で評価した。
×:塗膜が手につく、○:塗膜に指紋がつかない。
[Evaluation of tack-free]
The finger was pressed against the coating film obtained above (before UV irradiation), and the state of the coating film was observed.
The state of the coating film was evaluated in the following three stages.
X: The coating film is attached to the hand, ○: The fingerprint is not attached to the coating film.

[塗膜の透明度の評価]
実施例1〜7、および、比較例1〜8で得られたコーティング剤をポリカーボネート樹脂パネルに最終膜厚が、10〜20μmになるように塗布した。その後、60℃で30分加熱乾燥することで、乾燥塗膜を得た。乾燥塗膜に、高圧水銀ランプを用い、積算光量が1000mJ/cmとなるように紫外線を照射した。
前記で得られたポリカーボネート上の試料について、JIS K 7136に準拠した方法で測定した。なお、基材に用いたポリカーボネート樹脂パネルのみを測定した場合、塗膜のヘイズは、0.2%であった。
[Evaluation of transparency of coating film]
The coating agents obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 8 were applied to a polycarbonate resin panel so that the final film thickness was 10 to 20 μm. Then, the dried coating film was obtained by heat-drying for 30 minutes at 60 degreeC. A high-pressure mercury lamp was used to irradiate the dried coating film with ultraviolet rays so that the integrated light amount was 1000 mJ / cm 2 .
About the sample on the polycarbonate obtained above, it measured by the method based on JISK7136. In addition, when only the polycarbonate resin panel used for the base material was measured, the haze of the coating film was 0.2%.

(硬さの評価)
ポリウレタン樹脂塗膜の鉛筆硬度を測定することにより、評価した。
[鉛筆硬度の測定]
実施例1〜7、および、比較例1〜8で得られたコーティング剤をPMMA樹脂パネルに最終膜厚が、10〜20μmになるように塗布した。その後、60℃で30分加熱乾燥することで、乾燥塗膜を得た。乾燥塗膜に、高圧水銀ランプを用い、積算光量が1000mJ/cmとなるように紫外線を照射した。
前記で得られたPMMA樹脂上のポリウレタン樹脂塗膜において、樹脂塗膜の鉛筆硬度をJIS K 5600−5−4に準拠した方法で測定した。
なお、「H−2H」とは、「H」と「2H」の中間の硬さであることを示す。
(Evaluation of hardness)
It evaluated by measuring the pencil hardness of a polyurethane resin coating film.
[Measurement of pencil hardness]
The coating agents obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 8 were applied to a PMMA resin panel so that the final film thickness was 10 to 20 μm. Then, the dried coating film was obtained by heat-drying for 30 minutes at 60 degreeC. A high-pressure mercury lamp was used to irradiate the dried coating film with ultraviolet rays so that the integrated light amount was 1000 mJ / cm 2 .
In the polyurethane resin coating film on the PMMA resin obtained above, the pencil hardness of the resin coating film was measured by a method based on JIS K 5600-5-4.
Note that “H-2H” indicates an intermediate hardness between “H” and “2H”.

(密着性の評価)
実施例1〜7、および、比較例1〜8で得られたコーティングを各種樹脂パネルに最終膜厚が、10〜20μmになるように塗布した。その後、60℃で30分加熱乾燥することで、乾燥塗膜を得た。乾燥塗膜に、高圧水銀ランプを用い、積算光量が1000mJ/cmとなるように紫外線を照射した。
前記で得られた樹脂上の試料について、碁盤目剥離法により密着性を評価した。すなわち試験片にカッターで4mmの桝目を25個作製し、セロハンテープにより剥離性を調べた。
(剥離しなかった枚数)/25枚、「25/25」は、全く剥離がなかったことを示す。
なお、密着性の評価で用いた樹脂パネルの樹脂は、以下のとおりである。
PMMA:ポリメタクリル酸メチル樹脂
ABS:アクリロニトリル−ブチレン−スチレン樹脂
PET:ポリエチレンテレフタレート樹脂
(Evaluation of adhesion)
The coatings obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 8 were applied to various resin panels so that the final film thickness was 10 to 20 μm. Then, the dried coating film was obtained by heat-drying for 30 minutes at 60 degreeC. A high-pressure mercury lamp was used to irradiate the dried coating film with ultraviolet rays so that the integrated light amount was 1000 mJ / cm 2 .
About the sample on resin obtained above, adhesiveness was evaluated by the cross-cut peeling method. That is, 25 squares of 4 mm 2 were prepared on a test piece with a cutter, and peelability was examined with a cellophane tape.
(Number of sheets not peeled) / 25, “25/25” indicates that no peeling occurred.
In addition, the resin of the resin panel used by adhesive evaluation is as follows.
PMMA: Polymethyl methacrylate resin ABS: Acrylonitrile-butylene-styrene resin PET: Polyethylene terephthalate resin

Figure 2015078274
Figure 2015078274

Figure 2015078274
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表1及び表2において、コロイダルシリカのグレードとして記載されている各記号は、次の物を表す。
CM:日産化学製スノーテックスCM、粒子径20〜30nm、固形分30%
PL−7:扶桑化学製クォートロンPL−7、粒子径75nm、固形分23%
C:日産化学製スノーテックスC、粒子径10〜15nm、固形分20%
In Table 1 and Table 2, each symbol described as a colloidal silica grade represents the following.
CM: Snowtex CM made by Nissan Chemical, particle size 20-30nm, solid content 30%
PL-7: Fuso Chemical's Quartron PL-7, particle size 75 nm, solid content 23%
C: Nissan Chemical Snowtex C, particle size 10-15 nm, solid content 20%

UV−PUD−2を用いた実施例6,7に比べて、UV−PUD−1を用いた実施例1〜5の方が、鉛筆硬度の高い塗膜を得ることができるのが分かる。
また、粒径が20nm未満であるコロイダルシリカを用いた実施例5〜7に比べて、粒径が20nm以上のコロイダルシリカを用いた実施例1〜4は、貯蔵安定性がさらに優れていることが分かる。
さらに、UV−PUDのみを用いた実施例1に比べて、UV−PUDとPUDを含有する実施例2,3は、タックフリー性に優れていることが分かる。
粒径が50nmを超えるコロイダルシリカを用いた実施例3に比べて、粒径が50nm以下のコロイダルシリカを用いた実施例2は、塗膜ヘイズが小さく、透明性に優れていることが分かる。
It turns out that the direction of Examples 1-5 using UV-PUD-1 can obtain a coating film with high pencil hardness compared with Examples 6 and 7 using UV-PUD-2.
In addition, Examples 1 to 4 using colloidal silica having a particle size of 20 nm or more are more excellent in storage stability than Examples 5 to 7 using colloidal silica having a particle size of less than 20 nm. I understand.
Furthermore, it turns out that Example 2 and 3 containing UV-PUD and PUD are excellent in tack-free property compared with Example 1 using only UV-PUD.
Compared to Example 3 using colloidal silica having a particle size of more than 50 nm, Example 2 using colloidal silica having a particle size of 50 nm or less has a small coating film haze and is excellent in transparency.

本発明の水性樹脂分散体組成物は、塗料、コーティング剤、プライマー、接着剤の原料等として広く利用できる。特に、プラスチック(フィルム)コーティング剤、および、その原料等として、好適に利用できる。   The aqueous resin dispersion composition of the present invention can be widely used as a raw material for paints, coating agents, primers, adhesives, and the like. In particular, it can be suitably used as a plastic (film) coating agent and its raw material.

Claims (11)

少なくとも、ポリウレタン樹脂(A)と、重合性不飽和結合を有する化合物(B)と、コロイダルシリカ(C)とを水系媒体中に分散させてなる水性樹脂分散体組成物であって、前記コロイダルシリカ(C)の含有量が、(A)、(B)及び(C)の総重量に対して15〜40重量%であることを特徴とする水性樹脂分散体組成物。   An aqueous resin dispersion composition in which at least a polyurethane resin (A), a compound (B) having a polymerizable unsaturated bond, and colloidal silica (C) are dispersed in an aqueous medium, the colloidal silica Content of (C) is 15 to 40 weight% with respect to the total weight of (A), (B), and (C), The aqueous resin dispersion composition characterized by the above-mentioned. ポリウレタン樹脂(A)、重合性不飽和結合を有する化合物(B)及びコロイダルシリカ(C)の総重量中の重合性不飽和結合の濃度が、2.7〜6.0mmol/gであることを特徴とする請求項1に記載の水性樹脂分散体組成物。   The concentration of the polymerizable unsaturated bond in the total weight of the polyurethane resin (A), the compound (B) having a polymerizable unsaturated bond and the colloidal silica (C) is 2.7 to 6.0 mmol / g. The aqueous resin dispersion composition according to claim 1, wherein コロイダルシリカ(C)の粒子径が、18〜50nmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の水性樹脂分散体組成物。   The aqueous resin dispersion composition according to claim 1 or 2, wherein the colloidal silica (C) has a particle size of 18 to 50 nm. ポリウレタン樹脂(A)が、少なくとも、酸性基を有さないポリオール(Aa)と、酸性基含有ポリオール(Ab)と、ポリイソシアネート(Ac)と、水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)とを反応させて得られる請求項1〜3のいずれか一項に記載の水性樹脂分散体組成物。   The polyurethane resin (A) reacts at least a polyol (Aa) having no acidic group, an acidic group-containing polyol (Ab), a polyisocyanate (Ac), and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad). The aqueous resin dispersion composition as described in any one of Claims 1-3 obtained by the above. 水酸基含有(メタ)アクリレート(Ad)が、水酸基価が80〜120mgKOH/gのジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートとジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートとの混合物として、ポリウレタン樹脂(A)を得るための反応に付される請求項4に記載の水性樹脂分散体組成物。   In order to obtain a polyurethane resin (A) as a mixture of dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and dipentaerythritol penta (meth) acrylate having a hydroxyl value of 80 to 120 mgKOH / g as the hydroxyl group-containing (meth) acrylate (Ad). The aqueous resin dispersion composition according to claim 4, which is subjected to the reaction of 請求項1〜5のいずれか一項に記載の水性樹脂分散体組成物と、重合開始剤とを含有する硬化性組成物。   The curable composition containing the aqueous resin dispersion composition as described in any one of Claims 1-5, and a polymerization initiator. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の水性樹脂分散体組成物を含有する塗料組成物。   The coating composition containing the aqueous resin dispersion composition as described in any one of Claims 1-5. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の水性樹脂分散体組成物を含有するコーティング剤組成物。   The coating agent composition containing the aqueous resin dispersion composition as described in any one of Claims 1-5. 合成樹脂層の少なくとも1つの面に、請求項7に記載の塗料組成物を塗布して乾燥させた層が積層された積層体。   A laminate in which a layer obtained by applying and drying the coating composition according to claim 7 is laminated on at least one surface of a synthetic resin layer. 合成樹脂層の少なくとも1つの面に、請求項8に記載のコーティング剤組成物を塗布して乾燥させた層が積層された積層体。   The laminated body by which the layer which apply | coated and dried the coating agent composition of Claim 8 was laminated | stacked on the at least 1 surface of the synthetic resin layer. 合成樹脂層が、ポリメタクリル酸メチル樹脂層又はポリエチレンテレフタレート樹脂層である請求項9又は10に記載の積層体。   The laminate according to claim 9 or 10, wherein the synthetic resin layer is a polymethyl methacrylate resin layer or a polyethylene terephthalate resin layer.
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