JP2015174888A - Fluorine-containing aqueous dispersion and production method thereof - Google Patents

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Naoko Washimi
直子 鷲見
祐二 原
Yuji Hara
祐二 原
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Takashi Saito
俊 齋藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluorine-containing dispersion which has excellent uniformity of a formed coating film even after long-term storage.SOLUTION: A fluorine-containing aqueous dispersion contains a fluorine-containing copolymer (I) having a structural unit (A) based on a fluoroolefin and a structural unit (B) based on a monomer having cross-linking group and has a pH of 8.2-11.5. A method of producing the fluorine-containing aqueous dispersion includes a first step of emulsion-polymerizing a fluoroolefin (a) and a monomer (b) having a cross-linking group in the presence of an aqueous medium and a polymerization initiator and a second step of adjusting the pH to 8.2-11.5 by adding an alkali compound after the first step.

Description

本発明は、含フッ素水性分散液及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a fluorine-containing aqueous dispersion and a method for producing the same.

テトラフルオロエチレン又はクロロトリフルオロエチレンと、架橋性基を有する単量体又はフッ化ビニリデン等とを重合させて得た含フッ素共重合体を含む含フッ素水性分散液は、耐候性、耐水性、耐薬品性、耐熱性等に優れた塗膜を形成することができる。   A fluorine-containing aqueous dispersion containing a fluorine-containing copolymer obtained by polymerizing tetrafluoroethylene or chlorotrifluoroethylene, a monomer having a crosslinkable group, vinylidene fluoride, or the like has a weather resistance, a water resistance, A coating film excellent in chemical resistance and heat resistance can be formed.

例えば、特許文献1には、フルオロオレフィンに基づく重合した単位、親水性部位を有するマクロモノマーに基づく重合した単位、及び一般式:X−Y−Z(ここでXはラジカル重合性不飽和基、Yは炭素数5以上の直鎖、分岐鎖又は脂環構造を有するアルキレン基を含有する2価の連結基、Zは水酸基)で表される水酸基含有単量体に基づく重合した単位を必須構成成分とする含フッ素共重合体を含む含フッ素水性分散液が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a polymerized unit based on a fluoroolefin, a polymerized unit based on a macromonomer having a hydrophilic site, and a general formula: XYZ (where X is a radically polymerizable unsaturated group, Y is an essential constituent of a polymerized unit based on a hydroxyl group-containing monomer represented by a divalent linking group containing an alkylene group having a straight chain, branched chain or alicyclic structure having 5 or more carbon atoms, and Z is a hydroxyl group). A fluorine-containing aqueous dispersion containing a fluorine-containing copolymer as a component is disclosed.

特開平7−179809号公報JP-A-7-179809

本発明者等は、含フッ素共重合体を含む含フッ素水性分散液が、長期保存すると残存する重合開始剤の分解等によりpHの低下を引き起こすことを見出した。また、特にpHが6以下に低下した含フッ素水性分散液を用いて塗膜を形成すると、硬化の際の硬化速度が上昇することにより、塗膜の均一性が低下することが分かった。
そこで、本発明は、長期保存しても、形成する塗膜の均一性に優れた含フッ素水性分散液組成物を提供することを目的とする。
The present inventors have found that a fluorine-containing aqueous dispersion containing a fluorine-containing copolymer causes a decrease in pH due to decomposition of a remaining polymerization initiator or the like when stored for a long period of time. In addition, it was found that when the coating film was formed using a fluorine-containing aqueous dispersion having a pH lowered to 6 or less, the curing rate during curing increased, and the uniformity of the coating film decreased.
Therefore, an object of the present invention is to provide a fluorine-containing aqueous dispersion composition that is excellent in the uniformity of a coating film to be formed even after long-term storage.

本発明は、以下の[1]〜[4]の構成を有する、含フッ素水性分散液及びその製造方法である。
[1]フルオロオレフィンに基づく構成単位(A)及び架橋性基を有する単量体に基づく構成単位(B)を有する含フッ素共重合体(I)を含み、pHが8.2〜11.5である、含フッ素水性分散液。
[2]前記架橋性基を有する単量体が親水性部位を有するマクロモノマーである、[1]に記載の含フッ素水性分散液。
[3]フルオロオレフィン(a)及び架橋性基を有する単量体(b)を、水性媒体及び重合開始剤の存在下で、乳化重合させる第1工程、並びに、前記第1工程後アルカリ化合物を加えて、pHを8.2〜11.5に調整する第2工程を有する、含フッ素水性分散液の製造方法。
[4]前記架橋性基を有する単量体(b)が親水性部位を有するマクロモノマーである、[3]に記載の含フッ素水性分散液の製造方法。
The present invention is a fluorine-containing aqueous dispersion having the following constitutions [1] to [4] and a method for producing the same.
[1] A fluorine-containing copolymer (I) having a structural unit (A) based on a fluoroolefin and a structural unit (B) based on a monomer having a crosslinkable group, and having a pH of 8.2 to 11.5 A fluorine-containing aqueous dispersion.
[2] The fluorinated aqueous dispersion according to [1], wherein the monomer having a crosslinkable group is a macromonomer having a hydrophilic portion.
[3] A first step of emulsion polymerization of the fluoroolefin (a) and the monomer (b) having a crosslinkable group in the presence of an aqueous medium and a polymerization initiator, and the alkali compound after the first step In addition, the manufacturing method of the fluorine-containing aqueous dispersion which has a 2nd process which adjusts pH to 8.2-11.5.
[4] The method for producing a fluorinated aqueous dispersion according to [3], wherein the monomer (b) having a crosslinkable group is a macromonomer having a hydrophilic portion.

本発明によれば、長期保存しても、形成する塗膜の均一性に優れた含フッ素水性分散液を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a fluorine-containing aqueous dispersion excellent in the uniformity of a coating film to be formed even after long-term storage.

本明細書において「構成単位」とは、単量体が重合することによって形成された該単量体に由来する単位を意味する。重合反応によって直接形成された単位であってもよく、重合体を処理することによって該単位の一部が別の構造に変換された単位であってもよい。
また、「架橋性基」とは、硬化剤と反応することにより架橋構造を形成可能な基、又は架橋性基同士が反応して架橋構造を形成可能な基を意味する。「硬化剤」とは、「架橋性基」と反応可能な基を2個以上有し、架橋性基と反応することにより架橋構造を形成可能な化合物を意味する。
In the present specification, the “structural unit” means a unit derived from a monomer formed by polymerization of the monomer. It may be a unit directly formed by a polymerization reaction, or may be a unit in which a part of the unit is converted into another structure by treating the polymer.
The “crosslinkable group” means a group capable of forming a crosslinked structure by reacting with a curing agent, or a group capable of forming a crosslinked structure by reacting with each other. The “curing agent” means a compound having two or more groups capable of reacting with the “crosslinkable group” and capable of forming a crosslinked structure by reacting with the crosslinkable group.

<含フッ素水性分散液>
本発明の含フッ素水性分散液は、フルオロオレフィンに基づく構成単位(A)(以下、単に「構成単位(A)」という。)及び架橋性基を有する単量体に基づく構成単位(B)(以下、単に「構成単位(B)」という。)を有する含フッ素共重合体(I)を含み、pHが8.2〜11.5である。
<Fluorine-containing aqueous dispersion>
The fluorine-containing aqueous dispersion of the present invention comprises a structural unit (A) based on a fluoroolefin (hereinafter simply referred to as “structural unit (A)”) and a structural unit (B) based on a monomer having a crosslinkable group ( Hereinafter, it includes a fluorine-containing copolymer (I) having simply “structural unit (B)”, and has a pH of 8.2 to 11.5.

[含フッ素共重合体(I)]
本発明の含フッ素共重合体(I)は、構成単位(A)及び構成単位(B)を有する。
(構成単位(A))
構成単位(A)は、フルオロオレフィンに基づく構成単位である。
フルオロオレフィンとしては、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ペンタフルオロプロピレン、ヘキサフルオロプロピレン等の炭素数2〜4程度のフルオロオレフィン等が挙げられる。中でも、耐候性の点から、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンが好ましく、クロロトリフルオロエチレンがより好ましい。
[Fluoropolymer (I)]
The fluorine-containing copolymer (I) of the present invention has a structural unit (A) and a structural unit (B).
(Structural unit (A))
The structural unit (A) is a structural unit based on a fluoroolefin.
Examples of the fluoroolefin include fluoroolefins having about 2 to 4 carbon atoms such as vinylidene fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene, pentafluoropropylene, and hexafluoropropylene. Among these, chlorotrifluoroethylene and tetrafluoroethylene are preferable from the viewpoint of weather resistance, and chlorotrifluoroethylene is more preferable.

(構成単位(B))
構成単位(B)は、架橋性基を有する単量体に基づく構成単位である。
架橋性基は、特に限定されないが、例えば、水酸基、アルコキシシリル基、カルボキシ基、アミノ基、イソシアネート基、エポキシ基等の他、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基等のラジカル重合性不飽和基が挙げられる。
中でも、含フッ素水性分散液の機械的、化学的安定性が良好となり、架橋性も優れることから、水酸基、カルボキシ基、アミノ基、エポキシ基が好ましく、水酸基が特に好ましい。
(Structural unit (B))
The structural unit (B) is a structural unit based on a monomer having a crosslinkable group.
The crosslinkable group is not particularly limited. For example, in addition to a hydroxyl group, an alkoxysilyl group, a carboxy group, an amino group, an isocyanate group, an epoxy group, etc., a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, an isopropenyl group, an acryloyl group, and a methacryloyl group. And radical polymerizable unsaturated groups such as a group.
Among these, a hydroxyl group, a carboxy group, an amino group, and an epoxy group are preferable, and a hydroxyl group is particularly preferable because the mechanical and chemical stability of the fluorine-containing aqueous dispersion becomes good and the crosslinkability is also excellent.

また、水酸基の中でも、下記式(1)で表される基が好ましい。
X−Y−Z[(Xはラジカル重合性不飽和基、Yはn−ノニレン基又はシクロヘキサン−1,4−ジメチレン基、Zは水酸基] ・・・(1)
ここで、Xとしては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基等が挙げられる。また、XとYを連結する結合は、エーテル結合が好ましい。
式(1)で表される基を有する単量体の具体例としては、
(1)CH=CHOCH−cycloC10−CHOH、
(2)CH=CHCHOCH−cycloC10−CHOH、
(3)CH=CHOC18OH、
(4)CH=CHCHOC18OH等が挙げられる。
中でも、フルオロオレフィンとの交互共重合性に優れ、塗膜の耐候性が良好になることから、ビニルエーテル型の構造を有するものが好ましい。
Of the hydroxyl groups, a group represented by the following formula (1) is preferable.
XYZ [(X is a radically polymerizable unsaturated group, Y is an n-nonylene group or cyclohexane-1,4-dimethylene group, Z is a hydroxyl group] (1)
Here, examples of X include a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, an isopropenyl group, an acryloyl group, and a methacryloyl group. The bond connecting X and Y is preferably an ether bond.
As specific examples of the monomer having a group represented by the formula (1),
(1) CH 2 = CHOCH 2 -cycloC 6 H 10 -CH 2 OH,
(2) CH 2 = CHCH 2 OCH 2 -cycloC 6 H 10 -CH 2 OH,
(3) CH 2 = CHOC 9 H 18 OH,
(4) CH 2 = CHCH 2 OC 9 H 18 OH , and the like.
Among them, those having a vinyl ether type structure are preferable because they are excellent in alternating copolymerization with fluoroolefin and have good weather resistance of the coating film.

親水性部位を有するマクロモノマー:
架橋性基として水酸基を有する単量体の好ましい例としては、親水性部位を有するマクロモノマーが挙げられる。
本明細書においてマクロモノマーとは、片末端にラジカル重合性不飽和基を有する低分子量の重合体を意味する。すなわち、片末端にラジカル重合性不飽和基を有し、下記オキシエチレン単位等の繰り返し単位を少なくとも2個有する化合物である。繰り返し単位は、重合性、耐水性等の面から100個以下のものが好ましい。
親水性部位とは、親水性基を有する部位又は親水性の結合を有する部位又はこれらの組合せからなる部位を表している。親水性基としては、イオン性、ノニオン性、両性及びこれらの組合せが挙げられる。
含フッ素水性分散液の化学的安定性の点からは、ノニオン性又は両性の親水性基を有する部位と他の親水性基を有する部位とを組合せるか、又は親水性基を有する部位と親水性の結合を有する部位とを組合せるのが好ましい。
Macromonomer with hydrophilic moiety:
Preferable examples of the monomer having a hydroxyl group as a crosslinkable group include a macromonomer having a hydrophilic portion.
In this specification, the macromonomer means a low molecular weight polymer having a radically polymerizable unsaturated group at one end. That is, it is a compound having a radically polymerizable unsaturated group at one end and having at least two repeating units such as the following oxyethylene units. The number of repeating units is preferably 100 or less in terms of polymerizability and water resistance.
The hydrophilic portion represents a portion having a hydrophilic group, a portion having a hydrophilic bond or a combination thereof. Examples of hydrophilic groups include ionic, nonionic, amphoteric and combinations thereof.
From the viewpoint of the chemical stability of the fluorine-containing aqueous dispersion, a part having a nonionic or amphoteric hydrophilic group and a part having another hydrophilic group are combined, or a part having a hydrophilic group and a hydrophilic group are hydrophilic. It is preferable to combine with the site | part which has sex bond.

具体的な親水性部位を有するマクロモノマーとして、例えば、(1)CH=CHO(CH[O(CHOR(aは1〜10、bは1〜4、cは2〜20の整数、Rは水素原子又は低級アルキル基である。)、(2)CH=CHCHO(CH[O(CHOR(dは1〜10、eは1〜4、fは2〜20の整数、Rは水素原子又は低級アルキル基である。)、(3)CH=CHO(CH(OCHCH(OCHCH(CH))OR(gは1〜10、hは2〜20、kは0〜20の整数、Rは水素原子又は低級アルキル基であり、オキシエチレン単位及びオキシプロピレン単位はブロック、ランダムのいずれの型で配列されていてもよい。)、(4)CH=CHCHO(CH(OCHCH(OCHCH(CH))OR(mは1〜10、nは2〜20、pは0〜20の整数、Rは水素原子又は低級アルキル基であり、オキシエチレン単位とオキシプロピレン単位はブロック、ランダムのいずれの型で配列されていてもよい。)、又は(5)CH=CHO(CHO(CO(CHO)H(qは1〜10、rは1〜10、sは1〜30の整数)等が挙げられる。 As a macromonomer having a specific hydrophilic portion, for example, (1) CH 2 ═CHO (CH 2 ) a [O (CH 2 ) b ] c OR 1 (a is 1 to 10, b is 1 to 4, c is an integer of 2 to 20, R 1 is a hydrogen atom or a lower alkyl group.), (2) CH 2 ═CHCH 2 O (CH 2 ) d [O (CH 2 ) e ] f OR 2 (d is 1 to 10, e is 1 to 4, f is an integer of 2 to 20, R 2 is a hydrogen atom or a lower alkyl group.), (3) CH 2 ═CHO (CH 2 ) g (OCH 2 CH 2 ) h (OCH 2 CH (CH 3 )) k OR 3 (g is 1 to 10, h is 2 to 20, k is an integer of 0 to 20, R 3 is a hydrogen atom or a lower alkyl group, an oxyethylene unit and Oxypropylene units may be arranged in either block or random form There.), (4) CH 2 = CHCH 2 O (CH 2) m (OCH 2 CH 2) n (OCH 2 CH (CH 3)) p OR 4 (m is 1 to 10, n is 2-20, p is an integer of 0 to 20, R 4 is a hydrogen atom or a lower alkyl group, and the oxyethylene unit and the oxypropylene unit may be arranged in any of a block type and a random type), or (5) CH 2 = CHO (CH 2) q O (CO (CH 2) r O) s H (q is 1 to 10, r is 1 to 10, s is from 1 to 30 integer), and the like.

中でも、片末端がビニルエーテル型の構造を有するものがフルオロオレフィンとの共重合性に優れているため好ましい。特に、ポリエーテル鎖部分が、オキシエチレン単位、又は、オキシエチレン単位とオキシプロピレン単位、からなるものが親水性に優れているため好ましい。
また、オキシエチレン単位を2個以上有すれば、安定性等の諸性質が良好になる。また、オキシアルキレン単位の数が大きすぎると、塗膜の耐水性や耐候性等が悪くなる。
このような親水性部位を有するマクロモノマーは、水酸基を有するビニルエーテル若しくはアリルエーテルに、ホルムアルデヒド、ジオールを重合させるか、又はアルキレンオキシド若しくはラクトン環を有する化合物を開環重合させる等の方法により製造できる。
Among these, one having a vinyl ether type structure at one end is preferable because of excellent copolymerizability with a fluoroolefin. In particular, it is preferable that the polyether chain portion is composed of an oxyethylene unit or an oxyethylene unit and an oxypropylene unit because of excellent hydrophilicity.
Moreover, if there are two or more oxyethylene units, various properties such as stability are improved. On the other hand, if the number of oxyalkylene units is too large, the water resistance and weather resistance of the coating film will deteriorate.
Such a macromonomer having a hydrophilic moiety can be produced by a method such as polymerizing formaldehyde or diol with a vinyl ether or allyl ether having a hydroxyl group, or ring-opening polymerization of a compound having an alkylene oxide or a lactone ring.

また、親水性部位を有するマクロモノマーは、親水性のエチレン性不飽和単量体がラジカル重合した鎖を有し、末端にビニルオキシ基又はアリルオキシ基等のラジカル重合性不飽和基を有するマクロモノマーであってもよい。
このような親水性部位を有するマクロモノマーは、山下らがPolym.Bull.,5.335(1981)に述べている方法等により製造できる。すなわち、まず、縮合可能な官能基を有する重合開始剤及び連鎖移動剤の存在下に親水性基を有するエチレン性不飽和単量体をラジカル重合させることにより、縮合可能な官能基を有する重合体を製造する。次いで、この重合体の官能基にグリシジルビニルエーテル、グリシジルアリルエーテル等の化合物を反応させ、末端にラジカル重合性不飽和基を導入する方法である。
ラジカル重合させるエチレン性不飽和単量体としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、2−メトキシエチルアクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、ジアセトンアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、多価アルコールのアクリル酸エステル及び多価アルコールのメタクリル酸エステル及びビニルピロリドン等が挙げられる。
含フッ素共重合体(I)中の構成単位(B)は、1種のみでもよく、2種以上でもよい。
The macromonomer having a hydrophilic portion is a macromonomer having a chain obtained by radical polymerization of a hydrophilic ethylenically unsaturated monomer and having a radical polymerizable unsaturated group such as a vinyloxy group or an allyloxy group at the terminal. There may be.
Macromonomers having such a hydrophilic moiety are described by Yamashita et al. In Polym. Bull. , 5.335 (1981). That is, first, a polymer having a condensable functional group by radical polymerization of an ethylenically unsaturated monomer having a hydrophilic group in the presence of a polymerization initiator having a condensable functional group and a chain transfer agent. Manufacturing. Next, the functional group of this polymer is reacted with a compound such as glycidyl vinyl ether or glycidyl allyl ether to introduce a radical polymerizable unsaturated group at the terminal.
Examples of the ethylenically unsaturated monomer to be radically polymerized include acrylamide, methacrylamide, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, 2-methoxyethyl acrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, diacetone acrylamide, hydroxyethyl acrylate, hydroxy Examples include propyl acrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl methacrylate, acrylic acid ester of polyhydric alcohol, methacrylic acid ester of polyhydric alcohol, and vinylpyrrolidone.
The structural unit (B) in the fluorinated copolymer (I) may be one type or two or more types.

(構成単位(A)と構成単位(B)の配合割合)
構成単位(A)と構成単位(B)の配合割合(A/B)は、0.5〜800が好ましく、1.5〜300がより好ましい。
A/Bが前記下限値以上であれば、塗膜の耐候性、耐水性がより良好になり、一方、前記上限値以下であれば、水分散性がより良好になる。
(Combination ratio of structural unit (A) and structural unit (B))
0.5-800 are preferable and, as for the mixture ratio (A / B) of a structural unit (A) and a structural unit (B), 1.5-300 are more preferable.
If A / B is not less than the lower limit, the weather resistance and water resistance of the coating film will be better, while if not more than the upper limit, water dispersibility will be better.

(単量体(c)に基づく構成単位(C))
本発明の含フッ素共重合体(I)は、構成単位(A)及び構成単位(B)以外に、単量体(c)に基づく構成単位(C)を有していてもよい。
単量体(c)としては、特に限定されず、例えば、エチレン、プロピレン等のオレフィン類、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のビニルエーテル類、ブタン酸ビニルエステル、オクタン酸ビニルエステル等のビニルエステル類、エチルアリルエーテル等のアリルエーテル類、エチルアリルエステル等のアリルエステル類、スチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物類、アクリル酸ブチル、メタクリル酸エチル等の(メタ)アクリル酸エステル類等が挙げられる。中でも、オレフィン類、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、アリルエーテル類、アリルエステル類が好ましい。さらに、オレフィン類は、炭素数が2〜10程度のものが好ましく、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、アリルエーテル類、アリルエステル類は、炭素数が2〜15程度の直鎖状、分岐状又は脂環状のアルキル基を有するものが好ましい。
構成単位(A)と構成単位(B)の総モル数に対する構成単位(C)のモル数の割合(C/(A+B))は、0.01〜1が好ましい。
(Structural unit (C) based on monomer (c))
The fluorine-containing copolymer (I) of the present invention may have a structural unit (C) based on the monomer (c) in addition to the structural unit (A) and the structural unit (B).
The monomer (c) is not particularly limited, and examples thereof include olefins such as ethylene and propylene, vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, and cyclohexyl vinyl ether, butanoic acid vinyl ester, octanoic acid vinyl ester, and the like. Vinyl esters, allyl ethers such as ethyl allyl ether, allyl esters such as ethyl allyl ester, aromatic vinyl compounds such as styrene and vinyl toluene, (meth) acrylic acid esters such as butyl acrylate and ethyl methacrylate And the like. Of these, olefins, vinyl ethers, vinyl esters, allyl ethers, and allyl esters are preferable. Further, olefins preferably have about 2 to 10 carbon atoms, and vinyl ethers, vinyl esters, allyl ethers, and allyl esters are linear, branched or fatty acids having about 2 to 15 carbon atoms. Those having a cyclic alkyl group are preferred.
The ratio (C / (A + B)) of the number of moles of the structural unit (C) to the total number of moles of the structural unit (A) and the structural unit (B) is preferably 0.01 to 1.

[水性媒体]
本発明の含フッ素水性分散液において、含フッ素共重合体(I)は水性媒体中に分散している。
水性媒体としては、水、水と水溶性有機溶媒との混合物等が挙げられる。
水溶性有機溶媒としては、tert−ブタノール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコール等が挙げられる。
水溶性有機溶媒の含有量は、水の100質量部に対して1〜40質量部が好ましく、3〜30質量部がより好ましい。
[Aqueous medium]
In the fluorine-containing aqueous dispersion of the present invention, the fluorine-containing copolymer (I) is dispersed in an aqueous medium.
Examples of the aqueous medium include water, a mixture of water and a water-soluble organic solvent, and the like.
Examples of the water-soluble organic solvent include tert-butanol, propylene glycol, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, and tripropylene glycol.
1-40 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of water, and, as for content of a water-soluble organic solvent, 3-30 mass parts is more preferable.

[任意成分]
含フッ素水性分散液は、上述の含フッ素共重合体(I)以外に、乳化剤、他の重合体、着色剤、硬化剤、その他の添加剤を含んでいてもよい。
[Optional ingredients]
The fluorine-containing aqueous dispersion may contain an emulsifier, another polymer, a colorant, a curing agent, and other additives in addition to the above-mentioned fluorine-containing copolymer (I).

(乳化剤)
本発明の含フッ素水性分散液には、乳化剤を含ませてもよく、含ませなくてもよい。他の原料のみで乳化重合できない場合には、乳化剤を含ませるのが好ましい。
乳化剤としては、アニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤、カチオン性乳化剤等が挙げられる。中でも、ノニオン性乳化剤、アニオン性乳化剤が好ましい。
ノニオン性乳化剤としては、アルキルフェノールエチレンオキシド付加物、高級アルコールエチレンオキシド付加物、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのブロックコポリマー等が挙げられる。
アニオン性乳化剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、リン酸エステル塩等が挙げられる。
乳化剤の含有量は、特に限定されないが、含フッ素水性分散液の総量100質量部に対して0.01〜10質量部が好ましい。
(emulsifier)
The fluorine-containing aqueous dispersion of the present invention may or may not contain an emulsifier. In the case where emulsion polymerization cannot be performed only with other raw materials, it is preferable to include an emulsifier.
Examples of the emulsifier include an anionic emulsifier, a nonionic emulsifier, and a cationic emulsifier. Among these, nonionic emulsifiers and anionic emulsifiers are preferable.
Nonionic emulsifiers include alkylphenol ethylene oxide adducts, higher alcohol ethylene oxide adducts, block copolymers of ethylene oxide and propylene oxide, and the like.
Examples of the anionic emulsifier include alkyl benzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, higher fatty acid salt, alkyl sulfate ester salt, alkyl ether sulfate ester salt, and phosphate ester salt.
Although content of an emulsifier is not specifically limited, 0.01-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of total amounts of a fluorine-containing aqueous dispersion.

(他の重合体)
本発明の含フッ素水性分散液は、上述の含フッ素共重合体(I)以外の、他の重合体を有していてもよい。
他の重合体としては、特に限定されず、例えば、アクリル系重合体、ポリエステル重合体等が挙げられる。
他の重合体の含有量は、特に限定されないが、含フッ素共重合体(I)100質量部に対して0〜200質量部が好ましい。
(Other polymers)
The fluorine-containing aqueous dispersion of the present invention may have another polymer other than the above-mentioned fluorine-containing copolymer (I).
The other polymer is not particularly limited, and examples thereof include an acrylic polymer and a polyester polymer.
Although content of another polymer is not specifically limited, 0-200 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of fluorine-containing copolymers (I).

(着色剤)
本発明の含フッ素水性分散液には、塗料として用いる場合、着色剤を含ませることができる。
着色剤としては、染料、有機顔料、無機顔料等が挙げられる。
着色剤の含有量は、特に限定されないが、含フッ素水性分散液の総量100質量部に対して0〜100質量部が好ましい。
(Coloring agent)
The fluorinated aqueous dispersion of the present invention may contain a colorant when used as a paint.
Examples of the colorant include dyes, organic pigments, and inorganic pigments.
Although content of a coloring agent is not specifically limited, 0-100 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of total amounts of a fluorine-containing aqueous dispersion.

(硬化剤)
含フッ素水性分散液は、耐候性、耐水性、耐薬品性、耐熱性等をさらに向上させるために、硬化剤を含んでいてもよい。本発明の含フッ素水性分散液は、一液型であってもよく、二液型であってもよいが、硬化剤を含ませる場合、二液型とし、使用直前に両液を混合するのが好ましい。
硬化剤としては、例えば、ヘキサメチレンイソシアネート三量体等のブロックイソシアネート又はその乳化分散体、メチル化メラミン、メチロール化メラミン、ブチロール化メラミン等のメラミン樹脂、メチル化尿素、ブチル化尿素等の尿素樹脂等が挙げられる。
硬化剤の含有量は、特に限定されないが、含フッ素共重合体(I)100質量部に対して、0.1〜20質量部が好ましい。
(Curing agent)
The fluorine-containing aqueous dispersion may contain a curing agent in order to further improve the weather resistance, water resistance, chemical resistance, heat resistance and the like. The fluorine-containing aqueous dispersion of the present invention may be a one-component type or a two-component type. However, when a curing agent is included, a two-component type is used, and both solutions are mixed immediately before use. Is preferred.
Examples of the curing agent include blocked isocyanates such as hexamethylene isocyanate trimer or emulsion dispersions thereof, melamine resins such as methylated melamine, methylolated melamine, and butyrololized melamine, and urea resins such as methylated urea and butylated urea. Etc.
Although content of a hardening | curing agent is not specifically limited, 0.1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of fluorine-containing copolymers (I).

(その他の添加剤)
含フッ素水性分散液は、アルカリ化合物由来の成分、可塑剤、紫外線吸収剤、レベリング剤、ハジキ防止剤、皮バリ防止剤等のその他の添加剤を含ませてもよい。
アルカリ化合物由来の成分とは、後述するpHの調整の際に用いるアルカリ化合物の他、該アルカリ化合物が他の成分と塩を形成した場合の該アルカリ化合物由来のイオン等も含むことを意味する。
(Other additives)
The fluorine-containing aqueous dispersion may contain other additives such as a component derived from an alkali compound, a plasticizer, an ultraviolet absorber, a leveling agent, a repellency inhibitor and an anti-burr agent.
The component derived from an alkali compound means that, in addition to an alkali compound used for adjusting the pH described later, ions derived from the alkali compound when the alkali compound forms a salt with other components.

[pH]
本発明の含フッ素水性分散液のpHは8.2〜11.5である。該pHは、8.3〜11.0が好ましく、8.5〜10.5がより好ましく、8.9〜10.0が最も好ましい。
pHが前記下限値以上であれば、含フッ素水性分散液の安定性が良好になり、一方、pHが前記上限値以下であれば、塗料化で顔料を分散させる場合に、顔料分散性が良好になる。
含フッ素水性分散液のpHは、後の含フッ素水性分散液の製造方法で説明するアルカリ化合物を用いて前記範囲内になるように調整される。
[PH]
The pH of the fluorine-containing aqueous dispersion of the present invention is 8.2 to 11.5. The pH is preferably 8.3 to 11.0, more preferably 8.5 to 10.5, and most preferably 8.9 to 10.0.
If the pH is at least the lower limit, the stability of the fluorine-containing aqueous dispersion is good. On the other hand, if the pH is not more than the upper limit, the pigment dispersibility is good when the pigment is dispersed by coating. become.
The pH of the fluorinated aqueous dispersion is adjusted so as to be within the above range using an alkali compound that will be described later in the method for producing a fluorinated aqueous dispersion.

<含フッ素水性分散液の製造方法>
本発明の含フッ素水性分散液の製造方法は、フルオロオレフィン(a)及び架橋性基を有する単量体(b)を、水性媒体及び重合開始剤の存在下で乳化重合させる第1工程、並びに、前記第1工程後アルカリ化合物を加えて、pHを8.2〜11.5に調整する第2工程を有する。
<Method for producing fluorine-containing aqueous dispersion>
The method for producing a fluorine-containing aqueous dispersion of the present invention includes a first step of emulsion polymerization of a fluoroolefin (a) and a monomer (b) having a crosslinkable group in the presence of an aqueous medium and a polymerization initiator, and And a second step of adjusting the pH to 8.2 to 11.5 by adding an alkali compound after the first step.

[第1工程]
第1工程は、フルオロオレフィン(a)及び架橋性基を有する単量体(b)を、水性媒体及び重合開始剤の存在下で乳化重合させて、含フッ素共重合体分散液を得る工程である。
ここで、フルオロオレフィン(a)の種類は、上記の構成単位(A)で説明したものと同様である。架橋性基を有する単量体(b)の種類は、上記の構成単位(B)で説明したものと同様である。
また、前記乳化重合においては、必要に応じて前記その他の単量体(c)も用い、フルオロオレフィン(a)、架橋性基を有する単量体(b)及びその他の単量体(c)を共重合させてもよい。
また、他の原料のみで乳化重合できる場合には、乳化剤は用いなくてもよく、用いてもよい。乳化剤の種類は、上記で説明したものと同様である。
また、水性媒体は、上記で説明したものと同様である。なお、水性媒体が水溶性有機溶媒を含有すると単量体の分散性、及び生成したポリマーの分散性を向上させ、生産性を高めることができる。また、水溶性有機溶媒の含有量も、上記で説明したものと同様である。
[First step]
The first step is a step of obtaining a fluorine-containing copolymer dispersion by emulsion polymerization of the fluoroolefin (a) and the monomer (b) having a crosslinkable group in the presence of an aqueous medium and a polymerization initiator. is there.
Here, the kind of fluoroolefin (a) is the same as that of what was demonstrated by said structural unit (A). The kind of the monomer (b) having a crosslinkable group is the same as that described in the structural unit (B).
In the emulsion polymerization, the other monomer (c) is also used as necessary, and the fluoroolefin (a), the monomer (b) having a crosslinkable group, and the other monomer (c). May be copolymerized.
In addition, when emulsion polymerization can be performed only with other raw materials, an emulsifier may not be used and may be used. The type of emulsifier is the same as that described above.
The aqueous medium is the same as described above. In addition, when an aqueous medium contains a water-soluble organic solvent, the dispersibility of a monomer and the dispersibility of the produced | generated polymer can be improved, and productivity can be improved. Further, the content of the water-soluble organic solvent is the same as that described above.

(重合開始剤)
重合開始剤の種類は、含フッ素共重合体の重合において使用される公知のラジカル重合開始剤であれば特に限定されない。重合開始剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム塩等の過硫酸塩;過酸化水素と亜硫酸水素ナトリウム等との組み合わせからなるレドックス開始剤;第一鉄塩、硝酸銀等の無機系開始剤を混合させた系;ジコハク酸パーオキシド、ジグルタール酸パーオキシド等の二塩基酸過酸化物;アゾビスブチロニトリル等の有機系開始剤等が挙げられる。
重合開始剤の使用量は、特に限定されないが、例えば、使用する単量体の総量100質量部に対して、0.01〜5質量部が好ましい。
(Polymerization initiator)
The kind of polymerization initiator will not be specifically limited if it is a well-known radical polymerization initiator used in superposition | polymerization of a fluorine-containing copolymer. As the polymerization initiator, for example, a persulfate such as ammonium persulfate; a redox initiator composed of a combination of hydrogen peroxide and sodium bisulfite; an inorganic initiator such as ferrous salt and silver nitrate was mixed. Examples thereof include dibasic acid peroxides such as disuccinic acid peroxide and diglutaric acid peroxide; and organic initiators such as azobisbutyronitrile.
Although the usage-amount of a polymerization initiator is not specifically limited, For example, 0.01-5 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of total amounts of the monomer to be used.

(連鎖移動剤)
第1工程の重合では、連鎖移動剤を用いてもよい。連鎖移動剤を用いることにより、含フッ素共重合体(I)の重合度(分子量)を調節することができる。また、水性媒体中の単量体の濃度の合計を高めることもできる。
連鎖移動剤としては、例えば、tert−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、ステアリルメルカプタン等のアルキルメルカプタン;アミノエタンチオール、メルカプトエタノール、3−メルカプトプロピオン酸、2−メルカプトプロピオン酸、チオリンゴ酸、チオグリコール酸、3,3’−ジチオ−ジプロピオン酸、チオグリコール酸2−エチルヘキシル、チオグリコール酸n−ブチル、チオグリコール酸メトキシブチル、チオグリコール酸エチル、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン、四塩化炭素等が挙げられる。
連鎖移動剤の使用量は、特に限定されないが、例えば、使用する単量体の総量100質量部に対して0〜2質量部が好ましい。
(Chain transfer agent)
In the polymerization in the first step, a chain transfer agent may be used. By using a chain transfer agent, the degree of polymerization (molecular weight) of the fluorinated copolymer (I) can be adjusted. Also, the total concentration of monomers in the aqueous medium can be increased.
Examples of the chain transfer agent include alkyl mercaptans such as tert-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, stearyl mercaptan; aminoethanethiol, mercaptoethanol, 3-mercaptopropionic acid, 2-mercaptopropionic acid, thiomalic acid, thioglycolic acid. 3,3′-dithio-dipropionic acid, 2-ethylhexyl thioglycolate, n-butyl thioglycolate, methoxybutyl thioglycolate, ethyl thioglycolate, 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene And carbon tetrachloride.
Although the usage-amount of a chain transfer agent is not specifically limited, For example, 0-2 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of total amounts of the monomer to be used.

(乳化重合)
第1工程の重合は、乳化重合により行われる。
反応器としては、ステンレス製撹拌機付きオートクレーブ(耐圧硝子工業(株)製)等が挙げられる。
乳化重合の方式としては、特に限定されず、例えば、バッチ重合、単量体滴下重合、乳化単量体滴下重合等による方式が挙げられる。
乳化重合の条件としては、特に限定されず、例えば、重合開始温度は、0〜100℃が好ましく、10〜90℃がより好ましい。また、反応圧力は、0.1〜10MPaが好ましく、0.2〜5MPaがより好ましい。
(Emulsion polymerization)
The polymerization in the first step is performed by emulsion polymerization.
Examples of the reactor include a stainless steel autoclave with a stirrer (manufactured by Pressure Glass Industrial Co., Ltd.).
The method of emulsion polymerization is not particularly limited, and examples thereof include batch polymerization, monomer dropping polymerization, emulsion monomer dropping polymerization, and the like.
The conditions for emulsion polymerization are not particularly limited. For example, the polymerization initiation temperature is preferably 0 to 100 ° C, more preferably 10 to 90 ° C. Further, the reaction pressure is preferably 0.1 to 10 MPa, and more preferably 0.2 to 5 MPa.

[第2工程]
第2工程は、重合後、第1工程で得た含フッ素共重合体分散液にアルカリ化合物を加えて、pHを8.2〜11.5に調整する工程である。該pHは、8.3〜11.0が好ましく、8.5〜10.5がより好ましく、8.9〜10.0が最も好ましい。これら数値範囲の意義は、上記のpHで説明したのと同様である。
[Second step]
The second step is a step of adjusting the pH to 8.2 to 11.5 by adding an alkali compound to the fluorine-containing copolymer dispersion obtained in the first step after the polymerization. The pH is preferably 8.3 to 11.0, more preferably 8.5 to 10.5, and most preferably 8.9 to 10.0. The significance of these numerical ranges is the same as described above for pH.

(アルカリ化合物)
pHの調整で用いられるアルカリ化合物としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム、アンモニア等が挙げられる。中でも、含フッ素水性分散液の安定性の観点から、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウムが好ましい。
含フッ素共重合体分散液に添加するアルカリ化合物の形状としては、粉末状であってもよく、水等の溶媒に溶解した液状のものであってもよい。pHを調整する点から、液状であることが好ましく、溶媒として水を用いた水溶液であることがより好ましい。
水溶液中のアルカリ化合物の濃度は、0.1〜50質量%が好ましい。
(Alkali compounds)
Examples of the alkali compound used for adjusting the pH include potassium hydroxide, sodium hydroxide, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, and ammonia. Among these, potassium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, and potassium carbonate are preferable from the viewpoint of the stability of the fluorine-containing aqueous dispersion.
The shape of the alkali compound added to the fluorine-containing copolymer dispersion may be a powder or may be a liquid dissolved in a solvent such as water. From the point of adjusting pH, it is preferably liquid and more preferably an aqueous solution using water as a solvent.
The concentration of the alkali compound in the aqueous solution is preferably 0.1 to 50% by mass.

<本発明による作用効果>
本発明の含フッ素水性分散液によれば、長期保存してもpHが6以下に低下することがないため、塗膜を形成する際に硬化速度が速くなりすぎることがない。そのため、本発明の含フッ素水性分散液によれば、長期保存した後であっても均一性が高い塗膜を形成することができる。
また、本発明の含フッ素水性分散液は、構成単位(A)及び構成単位(B)を有する含フッ素共重合体(I)を含むため、耐候性、耐水性、耐薬品性、耐熱性等に優れた塗膜を形成することができる。
<Operational effects of the present invention>
According to the fluorine-containing aqueous dispersion of the present invention, the pH does not decrease to 6 or less even when stored for a long period of time, so that the curing rate does not become too fast when forming a coating film. Therefore, according to the fluorine-containing aqueous dispersion of the present invention, a highly uniform coating film can be formed even after long-term storage.
Moreover, since the fluorine-containing aqueous dispersion of the present invention contains the fluorine-containing copolymer (I) having the structural unit (A) and the structural unit (B), weather resistance, water resistance, chemical resistance, heat resistance, etc. An excellent coating film can be formed.

以下の実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されない。
(原料)
CHVE:シクロヘキシルビニルエーテル(BASF社製)
2−EHVE:2−エチルヘキシルビニルエーテル(BASF社製)
EOVE:CH=CHOCH−cycloC10−CHO(CHCHO)H、平均分子量830(親水性マクロモノマー)(日本乳化剤(株)製)
HCVE:CH=CHOCH−cycloC10−CHOH(水酸基含有単量体)(BASF社製)
SLS:ラウリル硫酸ナトリウム(アニオン性乳化剤)(日光ケミカルズ(株)製)
CTFE:クロロトリフルオロエチレン(旭硝子(株)製)
TFE:テトラフルオロエチレン(旭硝子(株)製)
The present invention will be specifically described by the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
(material)
CHVE: cyclohexyl vinyl ether (manufactured by BASF)
2-EHVE: 2-ethylhexyl vinyl ether (BASF)
EOVE: CH 2 = CHOCH 2 -cycloC 6 H 10 -CH 2 O (CH 2 CH 2 O) n H, average molecular weight 830 (hydrophilic macromonomer) (Nippon Emulsifier Co., Ltd.)
HCVE: CH 2 = CHOCH 2 -cycloC 6 H 10 -CH 2 OH ( hydroxyl group-containing monomer) (manufactured by BASF)
SLS: Sodium lauryl sulfate (anionic emulsifier) (manufactured by Nikko Chemicals)
CTFE: Chlorotrifluoroethylene (Asahi Glass Co., Ltd.)
TFE: Tetrafluoroethylene (Asahi Glass Co., Ltd.)

(塗膜の外観の評価)
酸化チタン(ディポン社製Tipure(登録商標) R−706)の210質量部、顔料分散剤Disperbyk(登録商標)190(ビックケミー社製、顔料に親和性のある共重合物、酸価10mgKOH/g)の21質量部、消泡剤デヒドラン(登録商標)1620(コグニス社製)の4.5質量部、イオン交換水の64.5質量部、ガラスビーズの300質量部を混合し、分散機を用い分散し、ガラスビーズを濾過により除去して顔料組成物を得た。
該顔料組成物の55gに、各実施例又は各比較例の含フッ素水性分散液の193g、増粘剤ベルモドール2150(アクゾノーベル社製)の0.5g、ジプロピレングリコールモノn−ブチルエーテルの10g、水分散型イソシアネート硬化剤バイヒジュール(登録商標)3100(住化バイエル社製)の15gを加えて混合し、塗料組成物を得た。
クロメート処理アルミ板の片面に、得られた塗料組成物を膜厚20μmになるように塗装し80℃で1時間乾燥させた。乾燥後、得られた塗膜の外観を評価した。外観の評価は、堀場製作所製 IG−410 ハンディー光沢計を用いて測定した60゜光沢が70度以上である場合を○、69度以下である場合を×として評価した。
(Evaluation of appearance of coating film)
210 parts by mass of titanium oxide (Tipure (registered trademark) R-706 manufactured by Dupont), pigment dispersant Disperbyk (registered trademark) 190 (manufactured by BYK Chemie, copolymer having affinity for pigment, acid value of 10 mgKOH / g) 21 parts by mass, 4.5 parts by mass of antifoaming agent Dehydran (registered trademark) 1620 (manufactured by Cognis), 64.5 parts by mass of ion-exchanged water, and 300 parts by mass of glass beads were mixed, and a disperser was used. After dispersion, the glass beads were removed by filtration to obtain a pigment composition.
To 55 g of the pigment composition, 193 g of the fluorine-containing aqueous dispersion of each example or each comparative example, 0.5 g of the thickener Vermodol 2150 (manufactured by Akzo Nobel), 10 g of dipropylene glycol mono n-butyl ether Then, 15 g of water-dispersed isocyanate curing agent Bihijoule (registered trademark) 3100 (manufactured by Sumika Bayer) was added and mixed to obtain a coating composition.
The obtained coating composition was applied to one side of a chromate-treated aluminum plate so as to have a film thickness of 20 μm and dried at 80 ° C. for 1 hour. After drying, the appearance of the obtained coating film was evaluated. Appearance was evaluated as ◯ when the 60 ° gloss measured with an IG-410 handy gloss meter manufactured by HORIBA, Ltd. was 70 degrees or more, and x when it was 69 degrees or less.

(製造例)
内容積2500mLのステンレス製撹拌機付きオートクレーブ(耐圧硝子工業(株)製)中に、CHVEの330g、2−EHVEの183.5g、EOVEの16.6g、HCVEの27.1g、イオン交換水の1020g、炭酸カリウム(KCO)の2.5g、過硫酸アンモニウム(APS)の0.7g、ノニオン性乳化剤(Newcol(登録商標)−1110:日本乳化剤(株)製)の51g、SLSの0.1gを仕込み、氷で冷却して、窒素ガスを0.7MPaになるよう加圧し脱気する。この加圧脱気を2回繰り返した後0.01MPaまで脱気して溶存空気を除去した後、CTFE、TFEの470gを仕込み、50℃で24時間、重合反応を行った。重合反応後、未反応の単量体を除去して、含フッ素共重合体分散液Aを得た。
(Production example)
In an autoclave with a stainless steel stirrer with an internal volume of 2500 mL (manufactured by Pressure Glass Industrial Co., Ltd.), 330 g of CHVE, 183.5 g of 2-EHVE, 16.6 g of EOVE, 27.1 g of HCVE, ion-exchanged water 1020 g, 2.5 g of potassium carbonate (K 2 CO 3 ), 0.7 g of ammonium persulfate (APS), 51 g of nonionic emulsifier (Newcol (registered trademark) -1110: manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.), 0 of SLS .1 g is charged and cooled with ice, and nitrogen gas is pressurized to 0.7 MPa and degassed. This pressure degassing was repeated twice, and after degassing to 0.01 MPa to remove dissolved air, 470 g of CTFE and TFE were charged, and a polymerization reaction was carried out at 50 ° C. for 24 hours. After the polymerization reaction, unreacted monomers were removed to obtain a fluorinated copolymer dispersion A.

(実施例1)
含フッ素共重合体分散液Aの250gに、アルカリ化合物を含有する水溶液として10質量%炭酸カリウム(KCO)水溶液の0.32gを添加し、含フッ素水性分散液を得た。
添加直後と50℃の条件下で2週間保存した後の該含フッ素水性分散液のpHを測定した。また、50℃の条件下で2週間保存した後の該含フッ素水性分散液を用いて形成された塗膜の外観を評価した。
Example 1
To 250 g of the fluorinated copolymer dispersion A, 0.32 g of a 10 mass% potassium carbonate (K 2 CO 3 ) aqueous solution as an aqueous solution containing an alkali compound was added to obtain a fluorinated aqueous dispersion.
The pH of the fluorine-containing aqueous dispersion was measured immediately after the addition and after storage for 2 weeks at 50 ° C. Moreover, the external appearance of the coating film formed using this fluorine-containing aqueous dispersion after storing for 2 weeks on 50 degreeC conditions was evaluated.

(実施例2)
アルカリ化合物を含有する水溶液として10質量%KCO水溶液の0.68gを添加する以外は、実施例1と同様に含フッ素水性分散液を得て、pHを測定し、塗膜の外観を評価した。
(Example 2)
A fluorine-containing aqueous dispersion is obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.68 g of a 10% by mass K 2 CO 3 aqueous solution is added as an aqueous solution containing an alkali compound, and the pH is measured. evaluated.

(実施例3)
アルカリ化合物を含有する水溶液として14.5質量%炭酸水素カリウム(KHCO)水溶液の0.32gを添加する以外は、実施例1と同様に含フッ素水性分散液を得て、pHを測定し、塗膜の外観を評価した。
(Example 3)
A fluorine-containing aqueous dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.32 g of a 14.5 mass% potassium hydrogen carbonate (KHCO 3 ) aqueous solution was added as an aqueous solution containing an alkali compound, and the pH was measured. The appearance of the coating film was evaluated.

(実施例4)
アルカリ化合物を含有する水溶液として14.5質量%KHCO水溶液の0.68gを添加する以外は、実施例1と同様に含フッ素水性分散液を得て、pHを測定し、塗膜の外観を評価した。
Example 4
A fluorine-containing aqueous dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.68 g of a 14.5 mass% KHCO 3 aqueous solution was added as an aqueous solution containing an alkali compound, the pH was measured, and the appearance of the coating film was observed. evaluated.

(実施例5)
ダイキン工業(株)製含フッ素共重合体分散液「ゼッフル(登録商標)SE310」(固形分濃度50質量%)(以下、「含フッ素共重合体分散液B」という。)の250gを用いる以外は、実施例2と同様に含フッ素水性分散液を得て、pHを測定し、塗膜の外観を評価した。
(Example 5)
Other than using 250 g of a fluorinated copolymer dispersion “Zeffle (registered trademark) SE310” (solid content concentration 50 mass%) (hereinafter referred to as “fluorinated copolymer dispersion B”) manufactured by Daikin Industries, Ltd. Obtained the fluorine-containing aqueous dispersion similarly to Example 2, measured pH, and evaluated the external appearance of the coating film.

(比較例1)
アルカリ化合物を含有する水溶液を配合せず、製造直後と50℃の条件下で2週間保存した後の、上記含フッ素共重合体分散液AのpHを測定し、塗膜の外観を評価した。
(Comparative Example 1)
Without adding an aqueous solution containing an alkali compound, the pH of the fluorinated copolymer dispersion A was measured immediately after production and after storage for 2 weeks at 50 ° C., and the appearance of the coating film was evaluated.

(比較例2)
アルカリ化合物を含有する水溶液を配合せず、製品購入直後と50℃の条件下で2週間保存した後の、上記含フッ素共重合体分散液BのpHを測定し、塗膜の外観を評価した。
(Comparative Example 2)
Without adding an aqueous solution containing an alkali compound, the pH of the fluorocopolymer dispersion B was measured immediately after product purchase and after storage for 2 weeks at 50 ° C., and the appearance of the coating film was evaluated. .

以下の表1に、上述の実施例1〜5及び比較例1,2で用いた含フッ素共重合体分散液の種類及び配合量、アルカリ化合物の種類、アルカリ化合物を含有する水溶液の濃度及び添加量、製造直後及び保存後のpHの測定結果、並びに光沢度を示す。   In Table 1 below, the types and blending amounts of the fluorine-containing copolymer dispersions used in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 above, the types of alkali compounds, and the concentrations and additions of aqueous solutions containing alkali compounds The amount, the measurement result of pH immediately after production and after storage, and the glossiness are shown.

Figure 2015174888
Figure 2015174888

以上の結果、アルカリ化合物を添加せず、pHを調整しない比較例1,2の含フッ素水性分散液は、製造後直後におけるpHがそれぞれ8.1、7.0であったが、50℃の条件下で2週間保存した後のpHがそれぞれ5.4、5.1まで低下した。
また、50℃の条件下で2週間保存した後の含フッ素水性分散液を用いて形成された比較例1,2の塗膜は、光沢度が低かった。
一方、アルカリ化合物を添加して、pHをそれぞれ9.1、9.5、8.4、8.9、8.3に調整した実施例1〜5の含フッ素水性分散液は、50℃の条件下で2週間保存した後のpHが6.5以上に維持されていた。特に、pHをそれぞれ9.1、9.5、8.9に調整した実施例1,2,4の含フッ素水性分散液は、50℃の条件下で2週間保存した後のpHが7.1以上に維持されていた。
また、50℃の条件下で2週間保存した後の含フッ素水性分散液を用いて形成された実施例1〜5の塗膜は、光沢度が高かった。
As a result, the fluorine-containing aqueous dispersions of Comparative Examples 1 and 2 in which the alkali compound was not added and the pH was not adjusted had pHs of 8.1 and 7.0 immediately after production, respectively. The pH after storage for 2 weeks under the conditions dropped to 5.4 and 5.1, respectively.
Moreover, the glossiness of the coating films of Comparative Examples 1 and 2 formed using the fluorine-containing aqueous dispersion after being stored for 2 weeks at 50 ° C. was low.
On the other hand, the fluorine-containing aqueous dispersions of Examples 1 to 5, which were adjusted to pH 9.1, 9.5, 8.4, 8.9, and 8.3 by adding an alkali compound, The pH was maintained at 6.5 or higher after 2 weeks storage under the conditions. In particular, the fluorine-containing aqueous dispersions of Examples 1, 2, and 4 adjusted to pH 9.1, 9.5, and 8.9, respectively, had a pH of 7. after being stored at 50 ° C. for 2 weeks. It was maintained at 1 or more.
Moreover, the coating films of Examples 1 to 5 formed using the fluorine-containing aqueous dispersion after being stored for 2 weeks at 50 ° C. had high gloss.

本発明の含フッ素水性分散液は、建築等に用いられる木材やコンクリート、装置等に用いられる金属等の塗装に使用できる。   The fluorine-containing aqueous dispersion of the present invention can be used for coating wood or concrete used in construction or the like, metal used in equipment or the like.

Claims (4)

フルオロオレフィンに基づく構成単位(A)及び架橋性基を有する単量体に基づく構成単位(B)を有する含フッ素共重合体(I)を含み、pHが8.2〜11.5である、含フッ素水性分散液。   Including a fluorine-containing copolymer (I) having a structural unit (A) based on a fluoroolefin and a structural unit (B) based on a monomer having a crosslinkable group, and having a pH of 8.2 to 11.5. Fluorine-containing aqueous dispersion. 前記架橋性基を有する単量体が親水性部位を有するマクロモノマーである、請求項1に記載の含フッ素水性分散液。   The fluorine-containing aqueous dispersion according to claim 1, wherein the monomer having a crosslinkable group is a macromonomer having a hydrophilic portion. フルオロオレフィン(a)及び架橋性基を有する単量体(b)を、水性媒体及び重合開始剤の存在下で乳化重合させる第1工程、並びに、前記第1工程後アルカリ化合物を加えて、pHを8.2〜11.5に調整する第2工程を有する、含フッ素水性分散液の製造方法。   First step of emulsion polymerization of fluoroolefin (a) and monomer (b) having a crosslinkable group in the presence of an aqueous medium and a polymerization initiator, and after the first step, an alkali compound is added to adjust the pH. The manufacturing method of a fluorine-containing aqueous dispersion which has a 2nd process of adjusting to 8.2-11.5. 前記架橋性基を有する単量体(b)が親水性部位を有するマクロモノマーである、請求項3に記載の含フッ素水性分散液の製造方法。   The method for producing a fluorine-containing aqueous dispersion according to claim 3, wherein the monomer (b) having a crosslinkable group is a macromonomer having a hydrophilic portion.
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