JP2016069385A - Aqueous coating material and coated article - Google Patents

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悦 王
Yue Wang
悦 王
辰介 原口
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辰介 原口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coated film excellent in stain resistance by exhibiting high hydrophilic property and to provide an aqueous coating material excellent in coating workability with high thixotropy and excellent in storage stability.SOLUTION: There is provided an aqueous coating material containing a polymer (I), a colloidal silica (II), an organic solvent having solubility to water of 100 g under a condition of 20°C of 2 g or more (III), an alkali swelling type thickening (IV) and a nonion-based surfactant having HLB of 16 or more with the colloidal silica (II) of 0.1 to 18 pts.mass and the nonion-based surfactant (V) of 0.01 to 10 pts.mass based on 100 pts.mass of the polymer (I). There is also provided a coated film obtained from the aqueous coating material.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、水性被覆材及び塗装物に関する。   The present invention relates to an aqueous coating material and a coated article.

近年、塗料分野においては、環境保全、安全衛生の面から、有機溶剤系塗料から水性塗料への変換が図られている。しかし、水性塗料は有機溶剤系塗料に比べて貯蔵安定性や耐汚染性、耐水性などの塗膜性能が低いという問題があり、これらの課題の解決を目的とした水性塗料の開発が行われている。
例えば、得られる塗膜の耐候性等が比較的良好であるという特長から、乳化重合によるアクリル樹脂のエマルションが水性塗料用の樹脂として注目されている。
In recent years, in the paint field, conversion from organic solvent-based paints to water-based paints has been attempted from the viewpoints of environmental protection and safety and health. However, water-based paints have the problems of low coating stability such as storage stability, stain resistance, and water resistance compared to organic solvent-based paints, and water-based paints have been developed to solve these problems. ing.
For example, an emulsion of an acrylic resin by emulsion polymerization has attracted attention as a resin for water-based paints because of the characteristic that the resulting coating film has relatively good weather resistance and the like.

例えば、特許文献1には、ラジカル重合性基を2つ以上有する単量体を含む単量体を共重合して得られるアクリル系重合体と、コロイダルシリカと、HLBが16以上のノニオン系界面活性剤とを含む、耐汚染性に優れた水性被覆材が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a nonionic interface having an acrylic polymer obtained by copolymerizing a monomer containing a monomer having two or more radical polymerizable groups, colloidal silica, and an HLB of 16 or more. An aqueous coating material having an excellent antifouling property containing an active agent is disclosed.

また、特許文献2には、ラジカル重合性基を有する有機アルコキシシランを含む単量体を共重合して得られるアクリル系重合体と、コロイダルシリカと界面活性剤とを含む、耐水性に優れた水性被覆材が開示されている。   Patent Document 2 also has excellent water resistance, including an acrylic polymer obtained by copolymerizing a monomer containing an organic alkoxysilane having a radical polymerizable group, colloidal silica, and a surfactant. An aqueous coating material is disclosed.

WO2010/143413号パンフレットWO2010 / 143413 pamphlet 特開平7−157709号公報JP 7-157709 A

しかし、特許文献1に記載の水性被覆材は、チキソ性が低く、使用する用途によっては、「タレ」の問題が生じるなど、塗装性に課題があった。また、特許文献2に記載の水性被覆材は、HLBが16以上のノニオン系界面活性剤が含まれていないため、親水性が発現せず、外装用途などにて用いた場合、耐汚染性が不十分であった。本発明の目的は、水性被覆材が高いチキソ性を有することにより塗装作業性に優れ、さらには貯蔵安定性および水性被覆材から得られる塗膜の耐汚染性に優れる水性被覆材を提供することにある。   However, the water-based coating material described in Patent Document 1 has low thixotropy, and has a problem in paintability, such as a problem of “sag” depending on the application to be used. Moreover, since the aqueous coating material described in Patent Document 2 does not contain a nonionic surfactant having an HLB of 16 or more, hydrophilicity does not develop, and when used in exterior applications, etc., it has stain resistance. It was insufficient. An object of the present invention is to provide an aqueous coating material having excellent coating workability due to the high thixotropy of the aqueous coating material, and further excellent in storage stability and stain resistance of the coating film obtained from the aqueous coating material. It is in.

本発明の第1の要旨は、重合体(I)、コロイダルシリカ(II)、20℃条件下で100gの水への溶解度が2g以上である有機溶剤(III)、アルカリ膨潤型増粘剤(IV)およびHLBが16以上のノニオン系界面活性剤(V)を含む水性被覆材であって、前記重合体(I)100質量部に対して、コロイダルシリカ(II)を0.1〜18質量部、ノニオン系界面活性剤(V)を0.01〜10質量部含む、水性被覆材。本発明の第2の要旨は、前記水性被覆材から得られる塗膜にある。   The first gist of the present invention is a polymer (I), colloidal silica (II), an organic solvent (III) having a solubility in 100 g of water at 20 ° C. of 2 g or more, an alkali swelling thickener ( IV) and an aqueous coating material containing a nonionic surfactant (V) having an HLB of 16 or more, and 0.1 to 18 parts by mass of colloidal silica (II) with respect to 100 parts by mass of the polymer (I). Aqueous coating material containing 0.01 to 10 parts by mass of nonionic surfactant (V). The second gist of the present invention resides in a coating film obtained from the aqueous coating material.

本発明の水性被覆材は、高いチキソ性を有するため塗装作業性に優れ、貯蔵安定性にも優れる。また、本発明の水性被覆材から得られる塗膜は、優れた耐汚染性を有する。   Since the aqueous coating material of the present invention has high thixotropy, it is excellent in coating workability and storage stability. Moreover, the coating film obtained from the aqueous coating material of the present invention has excellent stain resistance.

<水性被覆材>
以下、本発明の水性被覆材について詳細に説明する。
本発明の水性被覆材は、重合体(I)、コロイダルシリカ(II)、20℃条件下で100gの水への溶解度が2g以上である有機溶剤(III)、アルカリ膨潤型増粘剤(IV)およびHLBが16以上のノニオン系界面活性剤(V)を含む。
<Water-based coating material>
Hereinafter, the aqueous coating material of the present invention will be described in detail.
The aqueous coating material of the present invention comprises a polymer (I), colloidal silica (II), an organic solvent (III) having a solubility in 100 g of water of 2 g or more at 20 ° C., an alkali swelling thickener (IV ) And a nonionic surfactant (V) having an HLB of 16 or more.

[重合体(I)]
本発明の重合体(I)は、ラジカル重合性単量体またはラジカル重合性単量体混合物を少なくとも1段以上で重合して得ることができる。
好ましくは、加水分解性シリル基含有ラジカル重合性単量体及び/又はラジカル重合性基を2つ以上有する単量体(a)、カルボキシル基含有ラジカル重合性単量体(b)、その他の単量体(c)を含むラジカル重合性単量体混合物を重合して得られる重合体である。
[Polymer (I)]
The polymer (I) of the present invention can be obtained by polymerizing a radical polymerizable monomer or a radical polymerizable monomer mixture in at least one stage.
Preferably, the hydrolyzable silyl group-containing radically polymerizable monomer and / or the monomer (a) having two or more radically polymerizable groups, the carboxyl group-containing radically polymerizable monomer (b), and other single monomers. It is a polymer obtained by polymerizing a radical polymerizable monomer mixture containing the monomer (c).

〈単量体(a)〉
単量体(a)は、加水分解性シリル基含有ラジカル重合性単量体及び/又はラジカル重合性基を2つ以上有する単量体である。単量体(a)を用いることにより、耐汚染性、耐候性、耐水性に優れた塗膜が得られる。
<Monomer (a)>
The monomer (a) is a hydrolyzable silyl group-containing radical polymerizable monomer and / or a monomer having two or more radical polymerizable groups. By using the monomer (a), a coating film excellent in stain resistance, weather resistance and water resistance can be obtained.

加水分解性シリル基含有ラジカル重合性単量体としては、例えば、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジクロロシラン、ビニルトリクロロシラン等のビニルシラン類;γ−アクリロイルオキシエチルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシエチルトリエトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロイルオキシエチルメチルジクロロシラン、γ−アクリロイルオキシエチルトリクロロシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジクロロシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリクロロシラン等のアクリロイルオキシアルキルシラン類;γ−メタクリロイルオキシエチルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシエチルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシエチルメチルジクロロシラン、γ−メタクリロイルオキシエチルトリクロロシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジクロロシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリクロロシラン等のメタクリロイルオキシアルキルシラン類等が挙げられる。   Examples of the hydrolyzable silyl group-containing radical polymerizable monomer include vinyl silanes such as vinylmethyldimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldichlorosilane, and vinyltrichlorosilane; γ-acryloyloxyethyl Methyldimethoxysilane, γ-acryloyloxyethyltrimethoxysilane, γ-acryloyloxyethyltriethoxysilane, γ-acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-acryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloyloxypropyltriethoxysilane, γ -Acryloyloxyethylmethyldichlorosilane, gamma-acryloyloxyethyltrichlorosilane, gamma-acryloyloxypropylmethyldichlorosilane, gamma-acrylic Acryloyloxyalkylsilanes such as yloxypropyltrichlorosilane; γ-methacryloyloxyethylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloyloxyethyltrimethoxysilane, γ-methacryloyloxyethyltriethoxysilane, γ-methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, γ -Methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloyloxyethylmethyldichlorosilane, γ-methacryloyloxyethyltrichlorosilane, γ-methacryloyloxypropylmethyldichlorosilane, γ-methacryloyloxypropyltrichlorosilane And methacryloyloxyalkylsilanes.

ラジカル重合性基を2つ以上有する単量体としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(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、2−ヒドロキシ−1,3−ジ(メタ)アクリロキシプロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシエトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(メタクリロキシエトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシ・ポリエトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(メタクリロキシ・ポリエトキシ)フェニル]プロパン、2−ヒドロキシ−1−アクリロキシ−3−メタクリロキシプロパン、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性水添ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性水添ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのジグリシジルエーテルにヒドロキシ(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを付加させたエポキシ(メタ)アクリレート、ポリオキシアルキレン化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート等のジオールと(メタ)アクリル酸のジエステル化合物;ジ(メタ)アクリル酸亜鉛等の金属含有ラジカル重合性単量体;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(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、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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の1分子当たり3個以上の水酸基を有する化合物と(メタ)アクリル酸のポリエステル化合物;アリル(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、ε−カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレートが挙げられる。   Examples of the monomer having two or more radically polymerizable groups include ethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, Polypropylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 2-hydroxy-1,3-di (Meth) acryloxypropane, 2,2-bis [4- (acryloxyethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (methacryloxyethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- ( Acryloxy polyethoxy) phenyl Propane, 2,2-bis [4- (methacryloxy polyethoxy) phenyl] propane, 2-hydroxy-1-acryloxy-3-methacryloxypropane, ethylene oxide modified bisphenol A di (meth) acrylate, propylene oxide modified bisphenol A di (Meth) acrylate, ethylene oxide-modified hydrogenated bisphenol A di (meth) acrylate, propylene oxide-modified hydrogenated bisphenol A di (meth) acrylate, diglycidyl ether of bisphenol A and hydroxyalkyl (meth) such as hydroxy (meth) acrylate Diester compound of (meth) acrylic acid with diol such as epoxy (meth) acrylate with added acrylate, polyoxyalkylenated bisphenol A di (meth) acrylate, etc. Metal-containing radical polymerizable monomers such as zinc di (meth) acrylate; trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethanetri (meth) acrylate, tetramethylolmethanetetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri ( (Meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and other compounds having 3 or more hydroxyl groups per molecule and polyester of (meth) acrylic acid Compound: Allyl (meth) acrylate, divinylbenzene, ε-caprolactone-modified tris (acryloxyethyl) isocyanurate.

特に、アリル基を2つ以上有する単量体を含むことで、得られる塗膜の耐汚染性、耐水性がさらに向上する。中でも、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、イソ(テレ)フタル酸ジアリル、イソシアヌル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル等が好ましく、アリル基を3つ有するトリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートが最も好ましい。
単量体(a)は、1種のみを単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
In particular, by including a monomer having two or more allyl groups, the stain resistance and water resistance of the obtained coating film are further improved. Among them, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, diallyl iso (tere) phthalate, diallyl isocyanurate, diallyl maleate and the like are preferable, and triallyl cyanurate and triallyl isocyanurate having three allyl groups are most preferable.
As the monomer (a), only one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

単量体(a)の含有量は、単量体混合物の合計100質量%に対して、0.2〜10質量%であることが好ましく、0.3〜5質量%であることがより好ましい。さらに好ましくは0.5〜3質量%、最も好ましくは0.5〜2質量%である。単量体(a)の含有量が前記範囲内であれば、耐汚染性、耐候性、耐水性に優れた塗膜が得られる。   The content of the monomer (a) is preferably 0.2 to 10% by mass and more preferably 0.3 to 5% by mass with respect to a total of 100% by mass of the monomer mixture. . More preferably, it is 0.5-3 mass%, Most preferably, it is 0.5-2 mass%. If content of a monomer (a) is in the said range, the coating film excellent in stain resistance, a weather resistance, and water resistance will be obtained.

〈単量体(b)〉
単量体(b)は、カルボキシル基含有ラジカル重合性単量体である。単量体(b)を用いることにより、優れた耐汚染性および貯蔵安定性が得られる。
カルボキシル基含有ラジカル重合性単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノブチル、イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノブチル、ビニル安息香酸、シュウ酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフタル酸モノヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、5−メチル−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、マレイン酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、マレイン酸ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフタル酸モノヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
得られる塗膜の耐汚染性の観点から、アクリル酸が好ましい。
単量体(b)は、1種のみを単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
単量体(b)の含有量は、単量体混合物の合計100質量%に対して、0.1〜5質量%であることが好ましく、0.5〜2質量%であることがより好ましい。単量体(b)の含有量が前記範囲内であれば、耐汚染性、耐候性、耐水性に優れた塗膜が得られる。
<Monomer (b)>
The monomer (b) is a carboxyl group-containing radical polymerizable monomer. By using the monomer (b), excellent stain resistance and storage stability can be obtained.
Examples of the carboxyl group-containing radical polymerizable monomer include (meth) acrylic acid, itaconic acid, citraconic acid, maleic acid, monomethyl maleate, monobutyl maleate, monomethyl itaconate, monobutyl itaconate, vinylbenzoic acid, Acid monohydroxyethyl (meth) acrylate, tetrahydrophthalic acid monohydroxyethyl (meth) acrylate, tetrahydrophthalic acid monohydroxypropyl (meth) acrylate, 5-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid monohydroxyethyl (meth) acrylate, Monohydroxyethyl (meth) acrylate phthalate, Monohydroxypropyl (meth) acrylate phthalate, Monohydroxyethyl (meth) acrylate maleate, Hydroxypropyl maleate ( Data) acrylate, tetrahydrophthalic acid mono-hydroxybutyl (meth) acrylate.
Acrylic acid is preferred from the viewpoint of stain resistance of the resulting coating film.
A monomer (b) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
The content of the monomer (b) is preferably 0.1 to 5% by mass and more preferably 0.5 to 2% by mass with respect to 100% by mass in total of the monomer mixture. . If content of a monomer (b) is in the said range, the coating film excellent in stain resistance, a weather resistance, and water resistance will be obtained.

〈単量体(c)〉
単量体(c)は、単量体(a)および単量体(b)以外のその他のラジカル重合性単量体である。
<Monomer (c)>
The monomer (c) is a radical polymerizable monomer other than the monomer (a) and the monomer (b).

その他のラジカル重合性単量体としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の炭素原子数1〜18のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート類;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシル基含有ラジカル重合性単量体;ヒドロキシポリエチレンオキシドモノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシポリプロピレンオキシドモノ(メタ)アクリレート等の末端ヒドロキシ型ポリアルキレンオキシド基含有ラジカル重合性単量体;メトキシポリエチレンオキシドモノ(メタ)アクリレート等のアルキル基末端型ポリアルキレンオキシド基含有ラジカル;グリシジル(メタ)アクリレート等のオキシラン基含有ラジカル重合性単量体;1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル(メタ)アクリレート、2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル(メタ)アクリレート等の光安定化作用を有する(メタ)アクリレート;2−[2´−ヒドロキシ−5´−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]−2H−ベンゾトリアゾール等の紫外線吸収性成分を有する(メタ)アクリレート;2−アミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノアルキル(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有ラジカル重合性単量体;ジ(メタ)アクリル酸亜鉛等の金属含有ラジカル重合性単量体;(メタ)アクリロニトリル、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート等の他の(メタ)アクリル系単量体;スチレン、メチルスチレン等の芳香族ビニル系単量体;アクロレイン、ジアセトンアクリルアミド、ホルミルスチロール、ビニルアルキルケトン等のカルボニル基および/またはアルデヒド基含有エチレン性不飽和単量体:1,3−ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン系単量体;酢酸ビニル、塩化ビニル、エチレン等のラジカル重合性単量体が挙げられる。   Examples of other radical polymerizable monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, t -Alkyl (meth) acrylates having an alkyl group of 1 to 18 carbon atoms such as butyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, etc. Hydroxyl group-containing radical polymerizable monomers such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate; terminal hydroxy type poly such as hydroxypolyethylene oxide mono (meth) acrylate and hydroxypolypropylene oxide mono (meth) acrylate Rulylene oxide group-containing radical polymerizable monomer; alkyl group-terminated polyalkylene oxide group-containing radical such as methoxypolyethylene oxide mono (meth) acrylate; oxirane group-containing radical polymerizable monomer such as glycidyl (meth) acrylate; (Meth) acrylate having a light stabilizing action such as 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl (meth) acrylate, 2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl (meth) acrylate; (Meth) acrylate having an ultraviolet-absorbing component such as 2- [2′-hydroxy-5 ′-(meth) acryloyloxyethylphenyl] -2H-benzotriazole; Aminoalkyl such as 2-aminoethyl (meth) acrylate ( (Meth) acrylates; amide groups such as (meth) acrylamide Radical polymerizable monomers; metal-containing radical polymerizable monomers such as zinc di (meth) acrylate; (meth) acrylonitrile, benzyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, etc. Other (meth) acrylic monomers; aromatic vinyl monomers such as styrene and methylstyrene; ethylenic compounds containing carbonyl groups and / or aldehyde groups such as acrolein, diacetone acrylamide, formyl styrene, vinyl alkyl ketone Unsaturated monomers: Conjugated diene monomers such as 1,3-butadiene and isoprene; and radical polymerizable monomers such as vinyl acetate, vinyl chloride and ethylene.

さらに本発明では、単量体(c)に、カルボニル基および/又はアルデヒド基含有エチレン性不飽和単量体を含むことが好ましい。カルボニル基および/又はアルデヒド基含有エチレン性不飽和単量体としては、アクロレイン、ジアセトンアクリルアミド、ホルミルスチロール、炭素数4〜7個のビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソブチルケトン、(メタ)アクリルオキシアルキルプロパナール、(メタ)アクリルアミド、ピバリンアルデヒド、ジアセトン(メタ)アクリレート、アセトニルアクリレート、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート等があげられる。
これらの単量体を共重合した重合体(I)を含む本発明の水性被覆材に、分子中に少なくとも2個のヒドラジノ基を有する有機ヒドラジン化合物(以下、「ヒドラジン化合物」という。)を配合し塗料化すると、重合体(I)中のカルボニル基と、ヒドラジン化合物のヒドラジノ基との間で架橋反応が進行し、耐汚染性、耐候性、耐水性に優れた塗膜が得られる。
前記単量体の含有量は、単量体混合物の合計100質量%に対して、0.2〜10質量%であることが好ましい。
Furthermore, in this invention, it is preferable that a monomer (c) contains a carbonyl group and / or an aldehyde group containing ethylenically unsaturated monomer. Examples of the carbonyl group and / or aldehyde group-containing ethylenically unsaturated monomer include acrolein, diacetone acrylamide, formylstyrene, vinyl methyl ketone having 4 to 7 carbon atoms, vinyl ethyl ketone, vinyl isobutyl ketone, and (meth) acrylic. Examples thereof include oxyalkylpropanal, (meth) acrylamide, pivalinaldehyde, diacetone (meth) acrylate, acetonyl acrylate, acetoacetoxyethyl (meth) acrylate, and the like.
An organic hydrazine compound having at least two hydrazino groups in the molecule (hereinafter referred to as “hydrazine compound”) is added to the aqueous coating material of the present invention containing the polymer (I) copolymerized with these monomers. When converted into a paint, a crosslinking reaction proceeds between the carbonyl group in the polymer (I) and the hydrazino group of the hydrazine compound, and a coating film excellent in stain resistance, weather resistance, and water resistance is obtained.
It is preferable that content of the said monomer is 0.2-10 mass% with respect to a total of 100 mass% of a monomer mixture.

また、ヒドラジン化合物としては、例えば、エチレン−1,2−ジヒドラジン、プロピレン−1,3−ジヒドラジン、ブチレン−1,4−ジヒドラジン、シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジド等の炭素数が2〜15のジカルボン酸のジヒドラジドや、1,3−ビス(ヒドラジノカルボエチル)−5−イソプロピルヒダントイン、1,3−ビス(ヒドラジノカルボエチル)−5−(2−メチルメルカプトエチル)ヒダントイン、1−ヒドラジノカルボエチル−3−ヒドラジノカルボイソプロピル−5−(2−メチルメルカプトエチル)ヒダントイン等のヒダントイン骨格を有する化合物が挙げられる。   Examples of the hydrazine compound include ethylene-1,2-dihydrazine, propylene-1,3-dihydrazine, butylene-1,4-dihydrazine, oxalic acid dihydrazide, malonic acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, and glutaric acid. Dihydrazides of dicarboxylic acids having 2 to 15 carbon atoms such as dihydrazide, adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, maleic acid dihydrazide, fumaric acid dihydrazide, isophthalic acid dihydrazide, itaconic acid dihydrazide, and 1,3-bis (hydrazinocarboethyl) ) -5-isopropylhydantoin, 1,3-bis (hydrazinocarboethyl) -5- (2-methylmercaptoethyl) hydantoin, 1-hydrazinocarboethyl-3-hydrazinocarboisopropyl-5- (2-methylmercap) Compounds having a hydantoin skeleton ethyl) hydantoin, and the like.

ヒドラジン化合物は、1種のみを単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、前記単量体とヒドラジン化合物の比率は、単量体混合物全量中に含まれる前記単量体のモル数を(P)、重合体(I)の分散液に配合されるヒドラジン化合物のヒドラジノ基のモル数を(Q)としたとき、比率(P)/(Q)を0.1〜10とすることが好ましく、0.8〜2とすることがより好ましい。(P)/(Q)が0.1以上であれば、未反応のヒドラジン化合物による塗膜の耐水性の低下を抑制しやすい。(P)/(Q)が10以下であれば、塗膜の耐汚染性、耐候性、耐水性がより向上する。   A hydrazine compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. The ratio of the monomer to the hydrazine compound is such that the number of moles of the monomer contained in the total amount of the monomer mixture is (P), and the hydrazino of the hydrazine compound blended in the dispersion of the polymer (I). When the number of moles of the group is (Q), the ratio (P) / (Q) is preferably 0.1 to 10, and more preferably 0.8 to 2. If (P) / (Q) is 0.1 or more, it is easy to suppress a decrease in water resistance of the coating film due to the unreacted hydrazine compound. When (P) / (Q) is 10 or less, the stain resistance, weather resistance, and water resistance of the coating film are further improved.

また、本願発明では、ポリオルガノシロキサン重合体を含む水性分散液中で、前記単量体混合物を共重合することが好ましい。ポリオルガノシロキサン重合体を含む水性分散液中で、前記単量体混合物を共重合することで、ポリオルガノシロキサン重合体を含む重合体(I)が得られる。   In the present invention, the monomer mixture is preferably copolymerized in an aqueous dispersion containing a polyorganosiloxane polymer. By copolymerizing the monomer mixture in an aqueous dispersion containing a polyorganosiloxane polymer, a polymer (I) containing a polyorganosiloxane polymer is obtained.

ポリオルガノシロキサン重合体は、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等のジメチルジアルコキシシラン類や、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、テトラデカメチルシクロヘプタシロキサン、ジメチルサイクリックス(ジメチルシロキサン環状オリゴマー3〜7量体混合物)等のジメチルシロキサン環状オリゴマー類や、ジメチルジクロロシラン等を原料として公知の方法で合成することができる。
得られる水性被覆剤の熱安定性等の性能やコストに優れる点から、ジメチルシロキサン環状オリゴマーを用いることが好ましい。
さらに、得られる塗膜の透明性が向上するため、加水分解性シリル基含有ラジカル重合性単量体を上記記載のジメチルシロキサン環状オリゴマー類やジメチルジクロロシラン等に共重合することがより好ましい。
Examples of the polyorganosiloxane polymer include dimethyldialkoxysilanes such as dimethyldimethoxysilane and dimethyldiethoxysilane, hexamethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, dodecamethylcyclohexasiloxane, It can be synthesized by a known method using dimethylsiloxane cyclic oligomers such as tetradecamethylcycloheptasiloxane and dimethylcyclics (dimethylsiloxane cyclic oligomer 3-7 mer mixture), dimethyldichlorosilane and the like as raw materials.
It is preferable to use a dimethylsiloxane cyclic oligomer from the viewpoint of excellent performance such as thermal stability and cost of the obtained aqueous coating agent.
Furthermore, in order to improve the transparency of the resulting coating film, it is more preferable to copolymerize the hydrolyzable silyl group-containing radical polymerizable monomer with the above-described dimethylsiloxane cyclic oligomer, dimethyldichlorosilane, or the like.

前記ポリオルガノシロキサン重合体の質量平均分子量は、10,000以上であることが好ましく、50,000以上であることがより好ましい。前記ポリオルガノシロキサン重合体の質量平均分子量が10,000以上であれば、得られる塗膜に充分な耐候性が発現しやすい。
前記ポリオルガノシロキサン重合体は重合体(I)中、0.3〜50質量部用いることが耐汚染性と耐水性および耐候性の点から好ましい。より好ましくは0.5〜10質量部であり、更に好ましくは0.5〜3質量部である。
The mass average molecular weight of the polyorganosiloxane polymer is preferably 10,000 or more, and more preferably 50,000 or more. When the mass average molecular weight of the polyorganosiloxane polymer is 10,000 or more, sufficient weather resistance is easily exhibited in the obtained coating film.
The polyorganosiloxane polymer is preferably used in an amount of 0.3 to 50 parts by mass in the polymer (I) from the viewpoint of stain resistance, water resistance and weather resistance. More preferably, it is 0.5-10 mass parts, More preferably, it is 0.5-3 mass parts.

また、重合体(I)の平均粒子径は、優れた親水性、耐汚染性と耐候性、耐水性、耐凍害性を兼ね備えるために、80〜200nmであることが好ましく、80〜170nmであることがより好ましい。さらに好ましくは、100〜150nmである。平均粒子径が80nm以上であると、本発明により得られた水性被覆材の貯蔵安定性や塗膜の耐汚染性が向上しやすい。また、平均粒子径が200nm以下であると、塗膜の耐水性が向上しやすい。
なお、重合体(I)の平均粒子径は、動的光散乱法により検出された微粒子に起因する散乱強度分布を正規分布に当てはめて平均粒子径を算出するキュムラント解析法により求める。この測定は濃厚系粒径アナライザーFPAR−1000(大塚電子(株)製)を用い、付属のソフトウェアにより解析処理することで算出する。
The average particle size of the polymer (I) is preferably 80 to 200 nm, and preferably 80 to 170 nm in order to have excellent hydrophilicity, stain resistance and weather resistance, water resistance, and frost damage resistance. It is more preferable. More preferably, it is 100-150 nm. When the average particle size is 80 nm or more, the storage stability of the aqueous coating material obtained by the present invention and the stain resistance of the coating film are likely to be improved. Moreover, the water resistance of a coating film is easy to improve that an average particle diameter is 200 nm or less.
The average particle size of the polymer (I) is determined by a cumulant analysis method that calculates the average particle size by applying the scattering intensity distribution caused by the fine particles detected by the dynamic light scattering method to the normal distribution. This measurement is carried out by using a dense particle size analyzer FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) and analyzing with attached software.

[コロイダルシリカ(II)]
コロイダルシリカ(II)は、本願発明の水性被覆材から得られる塗膜に親水性を
付与し、それにより耐汚染性を向上させる成分である。
前記コロイダルシリカ(II)としては、例えば、酸性を示す水性コロイダルシリカ、アルカリ性を示す水性コロイダルシリカ、カチオン性コロイダルシリカ等が挙げられる。
酸性を示す水性コロイダルシリカとしては、例えば、商品名:スノーテックスO(SiO2固形分20%、日産化学工業(株)製)が挙げられる。
[Colloidal silica (II)]
Colloidal silica (II) is a component that imparts hydrophilicity to the coating film obtained from the aqueous coating material of the present invention, thereby improving stain resistance.
Examples of the colloidal silica (II) include acidic aqueous colloidal silica, alkaline aqueous colloidal silica, and cationic colloidal silica.
Examples of the aqueous colloidal silica exhibiting acidity include trade name: Snowtex O (SiO2 solid content 20%, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.).

アルカリ性を示す水性コロイダルシリカとしては、例えば、日産化学工業(株)製の商品名:スノーテックスXS(SiO2固形分20%)、スノーテックスNXS(SiO2固形分20%)、スノーテックスN(SiO2固形分20%)、スノーテックスS(SiO2固形分30%)、スノーテックスNS(SiO2固形分20%)等が挙げられる。
カチオン性コロイダルシリカとしては、例えば、スノーテックスAK(日産化学工業(株)製、SiO2固形分19%)が挙げられる。これらのコロイダルシリカは、1種のみを単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
また、前記コロイダルシリカ(II)は、水を分散媒にしたものであっても有機溶剤を分散媒としたものであってもよい。
Examples of the aqueous colloidal silica exhibiting alkalinity include, for example, product names manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd .: Snowtex XS (SiO2 solid content 20%), Snowtex NXS (SiO2 solid content 20%), Snowtex N (SiO2 solid content) Mintex 20%), Snowtex S (SiO2 solid content 30%), Snowtex NS (SiO2 solid content 20%) and the like.
Examples of the cationic colloidal silica include Snowtex AK (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., SiO2 solid content 19%). These colloidal silicas may be used alone or in combination of two or more.
The colloidal silica (II) may be one using water as a dispersion medium or one using an organic solvent as a dispersion medium.

本願発明の水性被覆材中のコロイダルシリカ(II)の含有量は、重合体(I)100質量部に対して、固形分換算で0.1〜18質量部である。前記コロイダルシリカ(II)の含有量が0.1質量部以上であれば、優れた耐汚染性と優れた貯蔵安定性が得られる。また、前記コロイダルシリカ(II)の含有量が18質量部以下であれば、塗膜の耐水性を低下させることなく、優れた耐汚染性と優れた貯蔵安定性が得られる。前記コロイダルシリカ(II)の含有量は、好ましくは0.5〜10質量部であり、更に好ましくは1〜5質量部である。   Content of colloidal silica (II) in the aqueous coating material of this invention is 0.1-18 mass parts in conversion of solid content with respect to 100 mass parts of polymers (I). When the content of the colloidal silica (II) is 0.1 parts by mass or more, excellent stain resistance and excellent storage stability can be obtained. Moreover, if content of the said colloidal silica (II) is 18 mass parts or less, the outstanding stain resistance and the outstanding storage stability will be obtained, without reducing the water resistance of a coating film. The content of the colloidal silica (II) is preferably 0.5 to 10 parts by mass, and more preferably 1 to 5 parts by mass.

また、前記コロイダルシリカ(II)の平均粒子径は、1〜60nmであることが好ましく、40nm未満であることがより好ましく、20nm未満であることがさらに好ましい。平均粒子径が60nm以下であれば、本発明により得られた水性被覆材の乾燥工程においてコロイダルシリカ(II)が塗膜表層に偏在化し耐汚染性が向上しやすくなる。   The average particle size of the colloidal silica (II) is preferably 1 to 60 nm, more preferably less than 40 nm, and even more preferably less than 20 nm. If the average particle size is 60 nm or less, the colloidal silica (II) is unevenly distributed in the coating surface layer in the drying step of the aqueous coating material obtained by the present invention, and the contamination resistance is likely to be improved.

[20℃条件下で100gの水への溶解度が2g以上である有機溶剤(III)]
本発明の水性被覆材は、20℃条件下で100gの水への溶解度が2g以上である有機溶剤(III)を含むことが必要である。有機溶剤(III)は本発明の水性被覆材から得られる塗膜の成膜性と親水性を向上させ、耐汚染性、耐候性、耐水性に優れた塗膜が得られる。さらには水性被覆材の貯蔵安定性が向上させるという効果を有する。好ましくは溶解度が2g以上40g未満であり、より好ましくは2g以上20g未満がより好ましい。
[Organic solvent (III) having a solubility in 100 g of water of 2 g or more at 20 ° C.]
The aqueous coating material of the present invention needs to contain an organic solvent (III) having a solubility in 100 g of water of 2 g or more under 20 ° C. conditions. The organic solvent (III) improves the film formability and hydrophilicity of the coating film obtained from the aqueous coating material of the present invention, and a coating film excellent in stain resistance, weather resistance and water resistance can be obtained. Furthermore, it has the effect of improving the storage stability of the aqueous coating material. The solubility is preferably 2 g or more and less than 40 g, more preferably 2 g or more and less than 20 g.

有機溶剤(III)としては、例えば、直鎖状、分岐状または環状の脂肪族アルコール類;芳香族基を含有するアルコール類;一般式HO−(CHCHXO)−R(ここにおいて、Rは炭素原子数1〜10の直鎖または分岐状のアルキル基であり、Xは水素原子またはメチル基であり、pは5以下の整数である。)で表される(ポリ)エチレングリコールまたは(ポリ)プロピレングリコール等のモノエーテル類;一般式RCOO−(CHCHXO)−R(ここにおいて、RおよびRは、それぞれ独立して、炭素原子数1〜10の直鎖または分岐状のアルキル基であり、Xは水素原子またはメチル基であり、qは5以下の整数である。)で表される(ポリ)エチレングリコールエーテルエステルまたは(ポリ)プロピレングリコールエーテルエステル類;が挙げられる。
好ましくはプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコール-n-プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールである。
好ましくはジプロピレングリコールn−ブチルエーテル(DPnB、100gの水への溶解度が3g)、ジメチルプロピレンジグリコール(DMFDG、100gの水への溶解度が37g)、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ、100gの水への溶解度が無限大)である。
Examples of the organic solvent (III) include linear, branched or cyclic aliphatic alcohols; alcohols containing an aromatic group; general formula HO— (CH 2 CHXO) p —R 1 (wherein R 1 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, X is a hydrogen atom or a methyl group, and p is an integer of 5 or less.) (Poly) ethylene glycol or monoethers of (poly) propylene glycol, and the like; in the general formula R 2 COO- (CH 2 CHXO) q -R 3 ( wherein, R 2 and R 3 are each independently of 1 to 10 carbon atoms A linear or branched alkyl group, X is a hydrogen atom or a methyl group, and q is an integer of 5 or less. ) Propylene glycol ether esters; and the like.
Preferred are propylene glycol methyl ether, dipropylene glycol methyl ether, propylene glycol-n-propyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, and 3-methoxy-3-methyl-1-butanol.
Preferably dipropylene glycol n-butyl ether (DPnB, solubility in 100 g of water is 3 g), dimethylpropylene diglycol (DMFDG, solubility in 100 g of water is 37 g), ethylene glycol monobutyl ether (butyl cellosolve, in 100 g of water) Solubility is infinite).

有機溶剤(III)は、水性被覆材の最低造膜温度が20℃以下になる量を添加するのが好ましい。   The organic solvent (III) is preferably added in such an amount that the minimum film-forming temperature of the aqueous coating material is 20 ° C. or lower.

[アルカリ膨潤型増粘剤(IV)]
増粘剤とは、水性被覆材の粘度を所望の範囲とするために配合されるものであり、アルカリ膨潤型増粘剤、ウレタン会合型増粘剤、セルロース系増粘剤、天然高分子系増粘剤などが知られている。本発明においては、アルカリ膨潤型増粘剤を用いることが必要である。
アルカリ膨潤型増粘剤とは、一般に酸価の高い共重合体をアルカリ中和により膨潤することにより、系の粘度を増加させる働きを有するものである。このような増粘剤としては例えばポリアクリル酸系の増粘剤が挙げられる。
[Alkali swelling thickener (IV)]
Thickeners are blended in order to bring the viscosity of the aqueous coating material to a desired range. Alkali swelling thickeners, urethane-associative thickeners, cellulosic thickeners, natural polymers Thickeners are known. In the present invention, it is necessary to use an alkali swelling type thickener.
The alkali swelling type thickener generally has a function of increasing the viscosity of the system by swelling a copolymer having a high acid value by alkali neutralization. Examples of such thickeners include polyacrylic acid thickeners.

ポリアクリル酸系増粘剤としては、例えば、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸−ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合体(アクリル酸系共重合体)などが挙げられる。また、ポリアクリル酸系増粘剤として、上記したポリアクリル酸が予め中和された中和物、すなわち、ポリアクリル酸塩なども挙げられる。ポリアクリル酸塩としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウムなどが挙げられる。また、ポリアクリル酸系増粘剤として、例えば、カルボキシル基の一部が、スチレン基、アルキル基などの疎水基によって変性された疎水基変性ポリアクリル酸なども挙げられる。
ポリアクリル酸系増粘剤の酸価は、例えば、30〜300mg/KOH、好ましくは、80〜280mg/KOHである。
Examples of the polyacrylic acid thickener include polyacrylic acid, polyacrylic acid-poly (meth) acrylic acid alkyl ester copolymer (acrylic acid copolymer), and the like. Moreover, as a polyacrylic acid type | system | group thickener, the neutralized material by which the above-mentioned polyacrylic acid was neutralized previously, ie, polyacrylate, etc. are mentioned. Examples of the polyacrylate include sodium polyacrylate and potassium polyacrylate. Examples of the polyacrylic acid thickener include hydrophobic group-modified polyacrylic acid in which a part of the carboxyl group is modified with a hydrophobic group such as a styrene group or an alkyl group.
The acid value of the polyacrylic acid thickener is, for example, 30 to 300 mg / KOH, or preferably 80 to 280 mg / KOH.

これら増粘剤は、市販品を用いることができ、具体的には、例えば、プライマルASE−60、プライマルTT−615、プライマルASE−75、プライマルASE−95、プライマルASE−108、プライマルRM−5(以上ローム・アンド・ハース社製)、ゾーゲン100、ゾーゲン150、ゾーゲン200、ゾーゲン250、ゾーゲン350(以上RHEOX社製)、SNシックナーA−815、SNシックナーA−818、SNシックナーA−850、SNシックナー630、SNシックナー636、SNシックナー640(以上サンノプコ社製)、RHEOVIS CR(一方社油脂社製)、アロンB−300K、アロンB−500、アロンA−7070(以上東亞合成社製)、チクゾールK−150B(共栄社油脂化学工業社製)、アクリセットWR−503、アクリセットWR−650(以上日本触媒社製)などが挙げられる。中でも、耐汚染性と貯蔵安定性の観点からプライマルASE−60とSNシックナー636が好ましい。   As these thickeners, commercially available products can be used. Specifically, for example, primal ASE-60, primal TT-615, primal ASE-75, primal ASE-95, primal ASE-108, primal RM-5. (From Rohm and Haas), Sogen 100, Sogen 150, Sogen 200, Sogen 250, Sogen 350 (from RHEOX), SN thickener A-815, SN thickener A-818, SN thickener A-850, SN thickener 630, SN thickener 636, SN thickener 640 (manufactured by San Nopco), RHEOVIS CR (manufactured by Yushi Co., Ltd.), Aron B-300K, Aron B-500, Aron A-7070 (manufactured by Toagosei) Chikuzol K-150B (Kyoeisha Yushi Chemical Industry) Ltd.), ACRYSET WR-503, ACRYSET WR-650 (all manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.). Among these, Primal ASE-60 and SN thickener 636 are preferable from the viewpoint of contamination resistance and storage stability.

[HLBが16以上のノニオン系界面活性剤(V)]
本発明の水性被覆材はHLBが16以上のノニオン系界面活性剤(V)を含む。HLBが16以上のノニオン系界面活性剤(V)を含むことにより、得られる塗膜の耐汚染性が向上する。
HLB(Hydrophile−Lipophile Balance)とは、親水親油バランスのことであり、下記式(1)から求められるグリフィン法(全訂版 新・界面活性剤入門、p128)により算出した値である。
非イオン界面活性剤のHLB=(親水基部分の分子量/界面活性剤の分子量)×20 (1)
HLBの値は、好ましくは17以上であり、得られる塗膜表面の親水性がさらに高くなるため18以上がより好ましい。
[Nonionic surfactant (V) having an HLB of 16 or more]
The aqueous coating material of the present invention contains a nonionic surfactant (V) having an HLB of 16 or more. By including a nonionic surfactant (V) having an HLB of 16 or more, the stain resistance of the resulting coating film is improved.
HLB (Hydrophile-Lipophile Balance) is a hydrophilic / lipophilic balance, and is a value calculated by the Griffin method (all revised edition, introduction to surfactants, p128) obtained from the following formula (1).
Nonionic surfactant HLB = (molecular weight of hydrophilic group portion / molecular weight of surfactant) × 20 (1)
The HLB value is preferably 17 or more, and more preferably 18 or more because the hydrophilicity of the resulting coating film surface is further increased.

HLBが16以上のノニオン系界面活性剤(V)としては、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシアルキレンアリールエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテル、ソルビタン誘導体、ポリオキシアルキレンアリールエーテルのホルマリン縮合物、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテルのホルマリン縮合物が挙げられる。中でも、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが特に好ましい。   Examples of the nonionic surfactant (V) having an HLB of 16 or more include polyoxyalkylene alkyl ethers, polyoxyalkylene alkylphenol ethers, polyoxyalkylene aryl ethers, polyoxyalkylene alkyl aryl ethers, sorbitan derivatives, polyoxyalkylene aryls. Examples include a formalin condensate of ether and a formalin condensate of polyoxyalkylene alkylaryl ether. Among these, polyoxyalkylene alkyl ether is particularly preferable.

ノニオン系界面活性剤(V)におけるポリオキシアルキレンアルキルエーテルのアルキル部は、例えば、炭素原子数1〜36の直鎖型もしくは分岐型アルキル基が挙げられる。また、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルのポリオキシアルキレン部は、特に優れた親水性と制電性を有する塗膜が得られる点から、ポリオキシエチレンであることが好ましい。また、ポリオキシエチレンの繰り返し単位数は、30以上であることが好ましく、40以上であることがより好ましい。   Examples of the alkyl part of the polyoxyalkylene alkyl ether in the nonionic surfactant (V) include a linear or branched alkyl group having 1 to 36 carbon atoms. Moreover, it is preferable that the polyoxyalkylene part of polyoxyalkylene alkyl ether is a polyoxyethylene from the point from which the coating film which has the especially outstanding hydrophilic property and antistatic property is obtained. Further, the number of repeating units of polyoxyethylene is preferably 30 or more, and more preferably 40 or more.

ポリオキシアルキレンアルキルエーテルのノニオン系界面活性剤のうち、特に好ましいのは下記式(2)で表される界面活性剤である。
O−(C0)−H (2)
(ただし、mは0または正の整数であり、Rは炭素原子数1〜36の直鎖型もしくは分岐型アルキル基である。)
式(2)で表されるノニオン系界面活性剤(V)の具体例としては、例えば、エマルゲン1150S−60(商品名、花王(株)製、R:主に炭素原子数11のアルキル基、m=50、HLB=18.5)、エマルゲン1135S−70(商品名、花王(株)製、R:主に炭素原子数11のアルキル基、m=35、HLB=17.9)、等が挙げられる。
Of the nonionic surfactants of polyoxyalkylene alkyl ether, a surfactant represented by the following formula (2) is particularly preferable.
R 4 O- (C 2 H 4 0) m -H (2)
(However, m is 0 or a positive integer, and R 4 is a linear or branched alkyl group having 1 to 36 carbon atoms.)
Specific examples of the nonionic surfactant (V) represented by the formula (2) include, for example, Emulgen 1150S-60 (trade name, manufactured by Kao Corporation, R 4 : mainly an alkyl group having 11 carbon atoms. , M = 50, HLB = 18.5), Emulgen 1135S-70 (trade name, manufactured by Kao Corporation, R 4 : mainly alkyl group having 11 carbon atoms, m = 35, HLB = 17.9), Etc.

本発明の水性被覆材におけるノニオン系界面活性剤(V)の含有量は、重合体(I)100質量部に対して、0.01〜10質量部である。0.01〜3質量部であることが好ましく、0.1〜2質量部であることがより好ましい。ノニオン系界面活性剤(V)の前記含有量が0.01質量部以上であれば、得られる塗膜の耐汚染性が向上する。また、前記含有量が10質量部以下であれば、貯蔵安定性と塗膜の耐水性を損なうことなく、塗膜の耐汚染性が向上する。   Content of nonionic surfactant (V) in the aqueous coating material of this invention is 0.01-10 mass parts with respect to 100 mass parts of polymers (I). It is preferable that it is 0.01-3 mass parts, and it is more preferable that it is 0.1-2 mass parts. If the said content of nonionic surfactant (V) is 0.01 mass part or more, the stain resistance of the coating film obtained will improve. Moreover, if the said content is 10 mass parts or less, the stain resistance of a coating film will improve, without impairing storage stability and the water resistance of a coating film.

[その他の配合物]
その他、本発明の水性被覆材は、アニオン系界面活性剤を含むことが好ましい
<アニオン系界面活性剤>
アニオン系界面活性剤は、ノニオン系界面活性剤(IV)と併用することにより、得られる塗膜表面に占めるコロイダルシリカ(II)の面積を大きくさせ、塗膜の耐汚染性を向上させる役割を果たす。
アニオン系界面活性剤は、特に限定されないが、ポリオキシアルキレンアリールエーテルの硫酸エステル塩及びポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテルの硫酸エステル塩等が好ましい。尚、前述の硫酸エステル塩にはホルマリン縮合物も含む。これらのアニオン系界面活性剤は、1種のみを単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
[Other compounds]
In addition, the aqueous coating material of the present invention preferably contains an anionic surfactant.
<Anionic surfactant>
The anionic surfactant, when used in combination with the nonionic surfactant (IV), increases the area of the colloidal silica (II) in the surface of the obtained coating film and improves the stain resistance of the coating film. Fulfill.
The anionic surfactant is not particularly limited, but a polyoxyalkylene aryl ether sulfate ester salt, a polyoxyalkylene alkyl aryl ether sulfate ester salt, and the like are preferable. The above-mentioned sulfate ester salt includes a formalin condensate. These anionic surfactants may be used alone or in combination of two or more.

アニオン系界面活性剤の具体例としては、ポリオキシアルキレンアリールエーテルの硫酸エステル塩については、例えばCP−12Na等のCPシリーズ(商品名、東邦化学工業(株)製)、ニューコール707SF等のニューコール700番シリーズ(商品名、日本乳化剤(株)製)、ハイテノールNF−13等のハイテノールNFシリーズ(第一工業製薬(株)製)等が挙げられる。
また、ポリオキシアルキレンアリールエーテルの硫酸エステル塩のホルマリン縮合物としては、例えばSP−185FNa(商品名、東邦化学工業(株)製)等が挙げられる。
また、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテルの硫酸エステル塩のホルマリン縮合物としては、例えばAntox MS−60(商品名、日本乳化剤(株)製)等が挙げられる。
Specific examples of anionic surfactants include polyoxyalkylene aryl ether sulfate salts such as CP series such as CP-12Na (trade name, manufactured by Toho Chemical Co., Ltd.), New Coal 707SF, and the like. Cole 700 series (trade name, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.), and Hightenol NF series (produced by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) such as Hytenol NF-13.
Examples of the formalin condensate of polyoxyalkylene aryl ether sulfate ester salt include SP-185FNa (trade name, manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.).
Examples of the formalin condensate of the polyoxyalkylene alkylaryl ether sulfate ester salt include Antox MS-60 (trade name, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.).

水性被覆材中のアニオン系界面活性剤の含有量は、重合体(I)100質量部に対して、0.5〜10質量部が好ましく、1〜5質量部であることがより好ましい。さらに好ましくは2〜4質量部である。アニオン系界面活性剤の前記含有量が0.5〜10質量部であれば、塗料化配合時の安定性および貯蔵安定性が向上し、得られる塗膜の耐汚染性が向上する。   0.5-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of polymers (I), and, as for content of the anionic surfactant in an aqueous coating material, it is more preferable that it is 1-5 mass parts. More preferably, it is 2-4 mass parts. If the said content of an anionic surfactant is 0.5-10 mass parts, the stability at the time of paint formulation and storage stability will improve, and the stain resistance of the coating film obtained will improve.

本発明の水性被覆材の固形分は、10〜80質量%であることが好ましい。   The solid content of the aqueous coating material of the present invention is preferably 10 to 80% by mass.

また、本発明の水性被覆材は、コーティング材料として優れた性能を発現させる点から、各種顔料、消泡剤、顔料分散剤、レベリング剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、酸化防止剤、耐熱性向上剤、スリップ剤、防腐剤、可塑剤等の各種添加剤が含まれていてよく、さらにポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂等の他のエマルション樹脂、水溶性樹脂、メラミン類、イソシアネート類等の硬化剤を配合し、水性被覆材とすることができる。   In addition, the aqueous coating material of the present invention has various pigments, antifoaming agents, pigment dispersants, leveling agents, matting agents, ultraviolet absorbers, light stabilizers, oxidation agents from the viewpoint of developing excellent performance as a coating material. Various additives such as inhibitors, heat resistance improvers, slip agents, preservatives, and plasticizers may be included, and polyester resins, polyurethane resins, acrylic resins, acrylic silicone resins, silicone resins, Other emulsion resins such as fluorine resins and epoxy resins, water-soluble resins, melamines, isocyanates and other curing agents can be blended to form an aqueous coating material.

[製造方法]
以下、本発明の水性被覆材の製造方法について説明する。
本発明の水性被覆材は、重合体(I)を調製し、コロイダルシリカ(II)、20℃条件下で100gの水への溶解度が2g以上である有機溶剤(III)、アルカリ膨潤型増粘剤(IV)およびHLBが16以上のノニオン系界面活性剤(V)を配合することによって得られる。これら配合の順序は特に問わない。
[Production method]
Hereinafter, the manufacturing method of the aqueous coating material of this invention is demonstrated.
The aqueous coating material of the present invention is prepared by preparing polymer (I), colloidal silica (II), organic solvent (III) having a solubility in 100 g of water at 20 ° C. of 2 g or more, alkali swelling type thickening It is obtained by blending agent (IV) and nonionic surfactant (V) having an HLB of 16 or more. The order of blending is not particularly limited.

重合体(I)の調製方法としては、乳化重合が好ましい。
開始剤としては、一般的にラジカル重合に使用されるものが使用可能であり、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩類、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2−フェニルアゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル等の油溶性アゾ化合物類;2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシエチル)]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]及びその塩類、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]及びその塩類、2,2’−アゾビス[2−(3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]及びその塩類、2,2’−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−メチルプロパン)及びその塩類、2,2’−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}及びその塩類、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)及びその塩類、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]及びその塩類等の水溶性アゾ化合物;過酸化ベンゾイル、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート等の有機過酸化物類が挙げられる。
As a method for preparing the polymer (I), emulsion polymerization is preferred.
As the initiator, those generally used for radical polymerization can be used. For example, persulfates such as potassium persulfate, sodium persulfate and ammonium persulfate, azobisisobutyronitrile, 2,2 ′ -Azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2-phenylazo Oil-soluble azo compounds such as -4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile; 2,2′-azobis {2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) -2-hydroxyethyl] propion Amide}, 2,2′-azobis {2-methyl-N- [2- (1-hydroxyethyl)] propionamide}, 2,2′-azobis {2-methyl-N- [2- 1-hydroxybutyl)] propionamide}, 2,2′-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] and its salts, 2,2′-azobis [2- (2- Imidazolin-2-yl) propane] and salts thereof, 2,2′-azobis [2- (3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] and salts thereof, 2,2′-azobis ( 1-imino-1-pyrrolidino-2-methylpropane) and salts thereof, 2,2′-azobis {2- [1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane} and salts thereof, Water-soluble azotization of 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) and its salts, 2,2′-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] and its salts Things; benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, t- butyl hydroperoxide, t- butyl peroxy-2-ethylhexanoate, t- butyl organic peroxides of peroxy isobutyrate and the like.

これらの開始剤は、1種のみを単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
また、重合速度の促進、及び70℃以下での低温の重合が望まれる場合は、10時間半減期温度が70℃以下である2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]及びその塩類等の水溶性アゾ化合物、もしくは重亜硫酸ナトリウム、硫酸第一鉄、アスコルビン酸塩、ロンガリット等の還元剤をラジカル重合触媒と組み合わせて用いることが好ましい。
また、水性被覆材及び塗料の貯蔵安定性、及び、塗膜の耐水性、耐候性の点から、t−ブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物類と硫酸第一鉄、アスコルビン酸塩等の還元剤の組み合わせが好ましい。
ラジカル重合開始剤の添加量は、通常、重合体(I)100質量部に対して0.01〜10質量部であるが、重合の進行や反応の制御を考慮に入れると、0.02〜5質量部であることが好ましい。
These initiators may be used alone or in combination of two or more.
When acceleration of the polymerization rate and low temperature polymerization at 70 ° C. or lower are desired, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) having a 10-hour half-life temperature of 70 ° C. or lower is desired. It is preferable to use a water-soluble azo compound such as) propane] and its salts, or a reducing agent such as sodium bisulfite, ferrous sulfate, ascorbate, or longalite in combination with a radical polymerization catalyst.
In addition, from the viewpoint of storage stability of water-based coating materials and paints, and water resistance and weather resistance of coating films, organic peroxides such as t-butyl hydroperoxide, ferrous sulfate, ascorbate, etc. A combination of reducing agents is preferred.
The addition amount of the radical polymerization initiator is usually 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer (I), but 0.02 to 0.02 in view of the progress of polymerization and the control of the reaction. It is preferably 5 parts by mass.

重合体(I)の分子量を調整する場合には、分子量調整剤として、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、n−ヘキシルメルカプタン等のメルカプタン類;四塩化炭素、臭化エチレン等のハロゲン化合物;α−メチルスチレンダイマー等の公知の連鎖移動剤を用いてもよい。分子量調整剤の使用量は、通常、重合体(I)100質量部に対して1質量部以下である。   In the case of adjusting the molecular weight of the polymer (I), as a molecular weight adjusting agent, mercaptans such as n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-tetradecyl mercaptan, n-hexyl mercaptan; Halogen compounds such as carbon chloride and ethylene bromide; known chain transfer agents such as α-methylstyrene dimer may be used. The usage-amount of a molecular weight regulator is 1 mass part or less normally with respect to 100 mass parts of polymers (I).

乳化重合により得たエマルション粒子分散液は、重合後、塩基性化合物の添加により系のpHを中性領域〜弱アルカリ性、すなわちpH6.5〜11.0程度に調整することが好ましい。さらに、貯蔵安定性の観点からpH8.5〜11.0程度に調整することがより好ましい。最も好ましくは、pH9.0〜10.0である。
塩基性化合物としては、例えば、アンモニア、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジブチルアミン、アミルアミン、1−アミノオクタン、2−ジメチルアミノエタノール、エチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、1−アミノ−2−プロパノール、2−アミノ−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、3−アミノ−1−プロパノール、1−ジメチルアミノ−2−プロパノール、3−ジメチルアミノ−1−プロパノール、2−プロピルアミノエタノール、エトキシプロピルアミン、アミノベンジルアルコール、モルホリン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが挙げられる。好ましくは、アンモニアである。
In the emulsion particle dispersion obtained by emulsion polymerization, it is preferable to adjust the pH of the system from neutral to weakly alkaline, that is, about pH 6.5 to 11.0 by adding a basic compound after polymerization. Furthermore, it is more preferable to adjust the pH to about 8.5 to 11.0 from the viewpoint of storage stability. Most preferably, the pH is 9.0 to 10.0.
Examples of the basic compound include ammonia, triethylamine, propylamine, dibutylamine, amylamine, 1-aminooctane, 2-dimethylaminoethanol, ethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol, 1-amino-2-propanol, 2- Amino-1-propanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, 3-amino-1-propanol, 1-dimethylamino-2-propanol, 3-dimethylamino-1-propanol, 2-propylaminoethanol, Examples include ethoxypropylamine, aminobenzyl alcohol, morpholine, sodium hydroxide, and potassium hydroxide. Ammonia is preferable.

<塗装物>
本発明の塗装物は、前述の水性被覆材が塗布された塗装物である。
本発明の水性被覆材を塗布することにより得られる塗膜としては、特にその塗膜形成箇所に制約はなく、種々の物品(以下、便宜的に「基体」と称する。)に成膜して塗装物とすることができる。
基体としては、例えば、セメントモルタル、スレート板、石膏ボード、押し出し成形板、発泡性コンクリート、金属、ガラス、磁器タイル、アスファルト、木材、防水ゴム材、プラスチック、珪酸カルシウム基材、塩ビシート、FRP(Fiber Reinforced Plastics)基材等が挙げられる。本発明の水性被覆材による塗膜は、これらの各種基体の表面仕上げ等に位置付けることができる。
<Painted object>
The coated product of the present invention is a coated product to which the above-described aqueous coating material is applied.
The coating film obtained by applying the aqueous coating material of the present invention is not particularly limited in the position where the coating film is formed, and is formed on various articles (hereinafter referred to as “substrate” for convenience). Can be painted.
Examples of the substrate include cement mortar, slate board, gypsum board, extruded board, foamable concrete, metal, glass, porcelain tile, asphalt, wood, waterproof rubber material, plastic, calcium silicate base material, PVC sheet, FRP ( (Fiber Reinforced Plastics) substrate and the like. The coating film by the aqueous coating material of the present invention can be positioned for surface finishing of these various substrates.

本発明の水性被覆材を塗布することにより得られる塗膜を有する塗装物の具体例としては、例えば、建材、建物外装、建物内装、窓枠、窓ガラス、構造部材、板材、乗物の外装、機械装置や物品の外装、防塵カバー、道路標識用反射板、視線誘導標示体、路面標示、各種表示装置、広告塔、道路用遮音壁、鉄道用遮音壁、道路用化粧板、信号機用光源カバー、屋外表示板、橋梁、ガードレール、トンネル内装、トンネル内照明装置、ガラス、太陽電池カバー、太陽熱温水器集熱カバー、テント、ビニールハウス、車両用照明灯のカバー、道路用鏡、車両用鏡、二輪車用計量カバー及び計量盤、ガラスレンズ、プラスチックレンズ、ヘルメットシールド、ゴーグル、家屋並びに自動車及び鉄道車両用窓ガラス、乗物風防ガラス、ショーケース、保温ショーケース、膜構造材、熱交換用フィン、種々の場所のガラス表面、ブラインド、タイヤホイール、屋根材、屋根樋、アンテナ、送電線、住宅設備、便器、浴槽、洗面台、照明器具、照明カバー、台所用品、食器、食器収納器、食器洗浄機、食器乾燥機、流し、調理レンジ、キッチンフード、換気扇、鑑賞用水槽材料、循環水利用施設において循環水と接触する部分の表面材料、抗血栓性材料、抗蛋白質付着材料、脂質付着防止性材料、コンタクトレンズ、導尿カテーテル、経皮デバイス、人工臓器、血液バック、採血バック、肺ドレナージ、船底、テント地キャンバス、滑走具、機能性繊維、テレビやパソコン等の表示画面であるディスプレイ、及び前記物品に貼付させるフィルム等が挙げられる。   Specific examples of the coated material having a coating film obtained by applying the aqueous coating material of the present invention include, for example, building materials, building exteriors, building interiors, window frames, window glass, structural members, plate materials, vehicle exteriors, Exteriors of machinery and articles, dust covers, road sign reflectors, gaze guidance signs, road markings, various displays, advertising towers, road noise barriers, railway noise barriers, road decorative panels, traffic light source covers, outdoor Display boards, bridges, guard rails, tunnel interiors, lighting equipment in tunnels, glass, solar battery covers, solar water heater heat collection covers, tents, greenhouses, vehicle lighting cover, road mirrors, vehicle mirrors, motorcycles Measuring covers and weighing panels, glass lenses, plastic lenses, helmet shields, goggles, houses and window glass for automobiles and railway vehicles, vehicle windshields, showcases, Warm showcase, membrane structure, heat exchange fins, glass surfaces at various locations, blinds, tire wheels, roofing materials, roof tiles, antennas, power lines, housing equipment, toilets, bathtubs, washstands, lighting fixtures, lighting Cover, kitchen utensils, tableware, tableware storage, dishwasher, dish dryer, sink, cooking range, kitchen hood, ventilation fan, aquarium material for viewing, surface materials of parts that come in contact with circulating water in facilities using circulating water, anti-resistance Thrombotic material, anti-protein adhesion material, lipid adhesion prevention material, contact lens, urinary catheter, transdermal device, artificial organ, blood bag, blood collection bag, lung drainage, ship bottom, tent canvas, slide, functional fiber And a display which is a display screen of a television or a personal computer, and a film to be attached to the article.

水性被覆材を各種基体の表面に塗布する方法としては、例えば、噴霧コート法、ローラーコート法、バーコート法、エアナイフコート法、刷毛塗り法、ディッピング法等の各種塗装法を適宜選択することができる。また、塗布後は、常温乾燥、又は40〜200℃で加熱乾燥することで充分に成膜した塗膜を得ることができる。   As a method of applying the aqueous coating material to the surface of various substrates, for example, various coating methods such as spray coating method, roller coating method, bar coating method, air knife coating method, brush coating method, dipping method, etc. may be appropriately selected. it can. Moreover, after application | coating, the coating film fully formed into a film can be obtained by drying at normal temperature or heat-drying at 40-200 degreeC.

以上説明した本発明の塗装物は、本発明の水性被覆材が塗布されているため、優れた耐汚染性を発現することができる。   Since the coated material of the present invention described above is coated with the aqueous coating material of the present invention, it can exhibit excellent stain resistance.

以下、実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載によっては限定されない。尚、本実施例における「部」は「質量部」を意味する。
本実施例における水性被覆材の物性試験は、以下に示す方法で行った。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited by the following description. In the present embodiment, “part” means “part by mass”.
The physical property test of the aqueous coating material in the present example was performed by the following method.

[水接触角評価用試験板の作製]
各水性被覆材をガラス板に4MILアプリケーター(ウェット膜厚:約100μm)にて塗装し、30℃で12時間乾燥した。流水で洗浄した後、室温で1日間乾燥したものを、水接触角の評価用塗板とした。
[Preparation of test plate for water contact angle evaluation]
Each aqueous coating material was coated on a glass plate with a 4MIL applicator (wet film thickness: about 100 μm) and dried at 30 ° C. for 12 hours. What was dried for 1 day at room temperature after washing with running water was used as a coating plate for evaluation of water contact angle.

[評価方法]
(1)水接触角
自動接触角計DM500(協和界面科学(株)製)を用い、23℃雰囲気下において評価用塗板に1μLの蒸留水を滴下し、30秒経過後の水接触角を測定した。評価は以下の基準で行った。水接触角が低いほど、得られる塗膜の表面は親水性が高く、雨水による自浄作用によって耐汚染性が向上する。
水接触角が
○:45°以下
△:45°を超え65°以下
×:65°を超える
[Evaluation method]
(1) Water contact angle automatic contact angle meter DM500 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) was used, and 1 μL of distilled water was dropped on the evaluation coating plate in an atmosphere at 23 ° C., and the water contact angle after 30 seconds was measured. did. Evaluation was performed according to the following criteria. The lower the water contact angle, the higher the hydrophilicity of the surface of the resulting coating film, and the contamination resistance is improved by the self-cleaning action of rainwater.
Water contact angle ○: 45 ° or less △: Over 45 ° and 65 ° or less ×: Over 65 °

(2)貯蔵安定性(50℃貯蔵後の水接触角)
貯蔵安定性は、各水性被覆材をガラス瓶に封入し、50℃の温水に浸漬し30日後に室温に戻した水性被覆材を用い、前記記載の水接触角評価用試験板の作製と同様の方法で、評価用試験板を作製し、前記(1)の方法と同様の方法で水接触角を測定し、評価も同様の基準で行った。
(2) Storage stability (water contact angle after storage at 50 ° C)
The storage stability is the same as the preparation of the test plate for water contact angle evaluation described above using an aqueous coating material in which each aqueous coating material is enclosed in a glass bottle, immersed in warm water at 50 ° C. and returned to room temperature after 30 days. A test plate for evaluation was prepared by the method, the water contact angle was measured by the same method as the method (1), and the evaluation was performed based on the same criteria.

(3)チキソ性(TI値)
TVB−10形粘度計(東機産業製)にてローター回転数を6rpmと60rpmで粘度測定し、6rpmにおける粘度値を60rpmにおける粘度値で除したTI値で評価した。評価は以下の基準で行った。
TI値が
○:4.0を超える
△:2.0を超え4.0以下
×:2.0以下
(3) Thixotropic (TI value)
Viscosity was measured with a TVB-10 viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at a rotor rotation speed of 6 rpm and 60 rpm, and the viscosity value at 6 rpm was divided by the viscosity value at 60 rpm and evaluated. Evaluation was performed according to the following criteria.
TI value is over: 4.0: over Δ: over 2.0 and below 4.0 ×: below 2.0

[製造例1] ポリオルガノシロキサン重合体水分散液の調製
下記原料組成物をホモミキサーで予備混合し、圧力式ホモジナイザーを用いて200kg/cmの圧力で乳化して、プレエマルションを得た。
次いで、水(90部)およびドデシルベンゼンスルホン酸(10部)を、攪拌機、還流冷却管、温度制御装置および滴下ポンプを備えたフラスコに仕込み、攪拌下に、フラスコの内温を85℃に保ちながら、前記プレエマルションを4時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間重合を進行させ、得られたポリオルガノシロキサン共重合体の分散液を冷却し、さらに下記水酸化ナトリウム水溶液を加えてポリオルガノシロキサン共重合体水分散液(SiEm)を調製した。前記SiEmの固形分は18質量%であった。
原料組成物:
環状ジメチルシロキサンオリゴマーの3〜7量体混合物 98部
γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン 2部
脱イオン水 310部
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 0.7部
水酸化ナトリウム水溶液:
水酸化ナトリウム 1.5部
脱イオン水 30部
[Production Example 1] Preparation of polyorganosiloxane polymer aqueous dispersion The following raw material compositions were premixed with a homomixer and emulsified with a pressure homogenizer at a pressure of 200 kg / cm 2 to obtain a pre-emulsion.
Next, water (90 parts) and dodecylbenzenesulfonic acid (10 parts) were charged into a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a temperature controller and a dropping pump, and the internal temperature of the flask was kept at 85 ° C. with stirring. The pre-emulsion was added dropwise over 4 hours. After completion of the dropwise addition, the polymerization is further allowed to proceed for 1 hour, the resulting polyorganosiloxane copolymer dispersion is cooled, and the following sodium hydroxide aqueous solution is added to obtain a polyorganosiloxane copolymer aqueous dispersion (SiEm). Prepared. The solid content of the SiEm was 18% by mass.
Raw material composition:
3 to 7-mer mixture of cyclic dimethylsiloxane oligomer 98 parts γ-methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane 2 parts deionized water 310 parts sodium dodecylbenzenesulfonate 0.7 part sodium hydroxide aqueous solution:
Sodium hydroxide 1.5 parts Deionized water 30 parts

[製造例2]重合体(I)−1の製造
攪拌機、還流冷却管、温度制御装置、および滴下ポンプを備えたフラスコに下記のSiEm、脱イオン水、第1単量体混合物を仕込み、フラスコの内温を40℃に昇温した後に下記還元剤水溶液および第1開始剤水溶液を添加した。重合発熱によるピークトップ温度を確認後、フラスコの内温を75℃に保持した。
初期原料混合物:
SiEm(固形分:18%) 5部
脱イオン水 74部
第1単量体混合物:
メチルメタクリレート 6.0部
2−エチルヘキシルアクリレート 24.0部
グリシジルメタクリレート 3.0部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 1.0部
トリアリルシアヌレート 1.0部
ニューコール707SF(商品名、日本乳化剤(株)製) 2.5部
脱イオン水 13部

還元剤水溶液:
硫酸鉄(II)七水和物 0.0002部
エチレンジアミン四酢酸 0.00027部
L−アスコルビン酸ナトリウム 0.12部
脱イオン水 6部
第1開始剤水溶液:
パーブチルH69(商品名、日本油脂(株)製) 0.02部
脱イオン水 1部

次いで、還元剤水溶液を添加してから0.5時間後に、第2単量体混合物を2.75時間かけて滴下した。また、第2開始剤水溶液は、第2単量体混合物と異なる滴下ポンプから、3時間かけて並列滴下した。

第2単量体混合物:
メチルメタクリレート 36.30部
n−ブチルメタクリレート 22.33部
2−エチルヘキシルアクリレート 3.20部
アクリル酸 1.67部
ダイアセトンアクリルアミド 1.50部
ニューコール707SF 4.20部
脱イオン水 25部
第2開始剤水溶液:
パーブチルH69 0.03部
脱イオン水 5部

75℃で1時間保持した後、得られた分散液を室温まで冷却し、28%アンモニア水を1.45部、アジピン酸ジヒドラジドを0.7部、ニューコール707SFを5.0部添加し、75℃で1時間保持した後、前記分散液を室温まで冷却し、重合体(I)−1の水分散液を得た。最終的に得られた水分散液の固形分は42.2%であった。
[Production Example 2] Production of polymer (I) -1 A flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a temperature controller, and a dropping pump was charged with the following SiEm, deionized water, and the first monomer mixture. After raising the internal temperature to 40 ° C., the following reducing agent aqueous solution and first initiator aqueous solution were added. After confirming the peak top temperature due to the polymerization exotherm, the internal temperature of the flask was maintained at 75 ° C.
Initial raw material mixture:
SiEm (solid content: 18%) 5 parts Deionized water 74 parts First monomer mixture:
Methyl methacrylate 6.0 parts 2-Ethylhexyl acrylate 24.0 parts Glycidyl methacrylate 3.0 parts 2-Hydroxyethyl methacrylate 1.0 part Triallyl cyanurate 1.0 part New Coal 707SF (trade name, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.) ) 2.5 parts deionized water 13 parts

Reducing agent aqueous solution:
Iron (II) sulfate heptahydrate 0.0002 parts Ethylenediaminetetraacetic acid 0.00027 parts Sodium L-ascorbate 0.12 parts Deionized water 6 parts First initiator aqueous solution:
Perbutyl H69 (trade name, manufactured by NOF Corporation) 0.02 parts Deionized water 1 part

Subsequently, 0.5 hours after adding the reducing agent aqueous solution, the second monomer mixture was added dropwise over 2.75 hours. Moreover, the 2nd initiator aqueous solution was dripped in parallel over 3 hours from the dripping pump different from a 2nd monomer mixture.

Second monomer mixture:
Methyl methacrylate 36.30 parts n-Butyl methacrylate 22.33 parts 2-Ethylhexyl acrylate 3.20 parts Acrylic acid 1.67 parts Diacetone acrylamide 1.50 parts Newcol 707SF 4.20 parts Deionized water 25 parts Second start Aqueous solution:
Perbutyl H69 0.03 parts Deionized water 5 parts

After maintaining at 75 ° C. for 1 hour, the resulting dispersion was cooled to room temperature, 1.45 parts of 28% aqueous ammonia, 0.7 parts of adipic acid dihydrazide, and 5.0 parts of Neucor 707SF were added, After maintaining at 75 ° C. for 1 hour, the dispersion was cooled to room temperature to obtain an aqueous dispersion of polymer (I) -1. The solid content of the finally obtained aqueous dispersion was 42.2%.

[製造例3]重合体(I)−2の製造
第1単量体混合物および第2単量体混合物を以下に示す通りに変更した以外は、製造例2と同様にして重合体(I)−2の水分散液を得た。最終的に得られた水分散液の固形分は42.2%であった。

第1単量体混合物:
メチルメタクリレート 25部
n−ブチルアクリレート 2部
グリシジルメタクリレート 1部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 1部
トリアリルシアヌレート 1部
ニューコール707SF 2.5部
脱イオン水 13部
第2単量体混合物:
メチルメタクリレート 20部
n−ブチルメタクリレート 26.33部
2−エチルヘキシルアクリレート 20.5部
アクリル酸 1.67部
ダイアセトンアクリルアミド 1.5部
ニューコール707SF 4.2部
脱イオン水 25.0部
[Production Example 3] Production of polymer (I) -2 Polymer (I) was produced in the same manner as in Production Example 2 except that the first monomer mixture and the second monomer mixture were changed as shown below. -2 aqueous dispersion was obtained. The solid content of the finally obtained aqueous dispersion was 42.2%.

First monomer mixture:
Methyl methacrylate 25 parts n-butyl acrylate 2 parts glycidyl methacrylate 1 part 2-hydroxyethyl methacrylate 1 part triallyl cyanurate 1 part Neucor 707SF 2.5 parts deionized water 13 parts Second monomer mixture:
Methyl methacrylate 20 parts n-butyl methacrylate 26.33 parts 2-ethylhexyl acrylate 20.5 parts Acrylic acid 1.67 parts Diacetone acrylamide 1.5 parts New Coal 707SF 4.2 parts Deionized water 25.0 parts

[実施例1]
製造例2で得られた重合体(I)−1に対し、コロイダルシリカ(II)、有機溶剤(III)、アルカリ膨潤型増粘剤(IV)、ノニオン系界面活性剤(V)、消泡剤を表1に示す通りに配合し、ディスパー攪拌後、一晩静置し、水性被覆材とした。
[Example 1]
Colloidal silica (II), organic solvent (III), alkali swelling type thickener (IV), nonionic surfactant (V), antifoaming to polymer (I) -1 obtained in Production Example 2 The agent was blended as shown in Table 1, and after stirring the disper, it was allowed to stand overnight to obtain an aqueous coating material.

[実施例2〜5、比較例1〜6]
重合体(I)、コロイダルシリカ(II)、有機溶剤(III)、アルカリ膨潤型増粘剤(IV)、ノニオン系界面活性剤(V)、消泡剤を表1に示す通りに変更した以外は、実施例1と同様にして水性被覆材を得た。
[Examples 2 to 5, Comparative Examples 1 to 6]
Except for changing the polymer (I), colloidal silica (II), organic solvent (III), alkali swelling thickener (IV), nonionic surfactant (V), and antifoaming agent as shown in Table 1. Obtained an aqueous coating material in the same manner as in Example 1.

表1中の略号は、以下の化合物を示す。
DPnB:ジプロピレングリコールn−ブチルエーテル
DMFDG:ジメチルプロピレンジグリコール
ブチルセロソルブ:エチレングリコールモノブチルエーテル
テキサノール:2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタジオール1−イソブチラート
The abbreviations in Table 1 indicate the following compounds.
DPnB: Dipropylene glycol n-butyl ether DMFDG: Dimethylpropylene diglycol Butyl cellosolve: Ethylene glycol monobutyl ether Texanol: 2,2,4-trimethyl-1,3-pentadiol 1-isobutyrate

表1の結果より、本発明の実施例1〜5の水性被覆材は優れた親水性、貯蔵安定性および高いチキソ性を有していた。
一方、比較例1では、コロイダルシリカ(II)を欠いており、親水性が劣っていた。
比較例2では、コロイダルシリカ(II)が過剰であり、貯蔵安定性が劣っていた。
比較例3では、20℃条件下で100gの水への溶解度が2g以上である有機溶剤(III)を欠いており、貯蔵安定性が劣っていた。
比較例4および5では、アルカリ膨潤型増粘剤(IV)を欠いており、貯蔵安定性もしくはチキソ性が不足していた。
比較例6では、ノニオン系界面活性剤(V)を欠いており、親水性が劣っていた。
From the results of Table 1, the aqueous coating materials of Examples 1 to 5 of the present invention had excellent hydrophilicity, storage stability and high thixotropy.
On the other hand, Comparative Example 1 lacked colloidal silica (II) and was inferior in hydrophilicity.
In Comparative Example 2, colloidal silica (II) was excessive and storage stability was poor.
In Comparative Example 3, the organic solvent (III) having a solubility in 100 g of water of 2 g or more under the condition of 20 ° C. was lacking, and the storage stability was poor.
In Comparative Examples 4 and 5, the alkali swelling type thickener (IV) was lacking, and the storage stability or thixotropy was lacking.
In Comparative Example 6, the nonionic surfactant (V) was lacking and the hydrophilicity was poor.

Claims (4)

重合体(I)、コロイダルシリカ(II)、20℃条件下で100gの水への溶解度が2g以上である有機溶剤(III)、アルカリ膨潤型増粘剤(IV)およびHLBが16以上のノニオン系界面活性剤(V)を含む水性被覆材であって、前記重合体(I)100質量部に対して、コロイダルシリカ(II)を0.1〜18質量部、ノニオン系界面活性剤(V)を0.01〜10質量部含む、水性被覆材。   Polymer (I), colloidal silica (II), organic solvent (III) having a solubility in 100 g of water at 20 ° C. of 2 g or more, alkali swelling thickener (IV), and nonion having an HLB of 16 or more An aqueous coating material containing a surfactant (V), wherein 0.1 to 18 parts by weight of colloidal silica (II) and nonionic surfactant (V) are added to 100 parts by weight of the polymer (I). ) In an amount of 0.01 to 10 parts by mass. 重合体(I)が加水分解性シリル基含有ラジカル重合性単量体及び/又はラジカル重合性基を2つ以上有する単量体(a)、カルボキシル基含有ラジカル重合性単量体(b)、その他の単量体(c)を含むラジカル重合性単量体混合物を重合して得られる請求項1に記載の水性被覆材。   Polymer (I) is a hydrolyzable silyl group-containing radical polymerizable monomer and / or a monomer (a) having two or more radical polymerizable groups, a carboxyl group-containing radical polymerizable monomer (b), The aqueous coating material according to claim 1, obtained by polymerizing a radical polymerizable monomer mixture containing another monomer (c). さらにアニオン系界面活性剤を含む請求項1または請求項2に記載の水性被覆材。   The aqueous coating material according to claim 1 or 2, further comprising an anionic surfactant. 請求項1〜3のいずれかに記載の水性被覆材から得られる塗膜。   The coating film obtained from the aqueous coating material in any one of Claims 1-3.
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