JP2018115265A - 樹脂微粒子含有組成物 - Google Patents

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Shinya Nakano
慎也 中野
竜也 松窪
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竜也 松窪
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健司 山内
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Abstract

【課題】樹脂微粒子の分散性、並びに、乾燥後に再分散させた場合の分散性に優れ、長期に渡って適度な分散性の維持ができ、高い塗工性の実現が可能な樹脂微粒子含有組成物、及び、該樹脂微粒子含有組成物を用いたコーティング材料の提供。【解決手段】平均粒子径50nm〜10μmの樹脂微粒子を含有する樹脂微粒子含有組成物であって、前記樹脂微粒子は、架橋重合体及び常温固体の極性基含有化合物を含有し、前記極性基含有化合物は、分子中に水酸基又はカルボキシル基を1〜2個有し、20℃の水への溶解性が0〜6g/100mL、沸点が150〜400℃である樹脂微粒子含有組成物。架橋重合体が、重合性モノマー及び架橋性モノマーを共合合した共重合体であり、全モノマー100重量部に対し、架橋性モノマーを5〜80重量部含有することが、望ましい、樹脂微粒子含有組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、樹脂微粒子の分散性、及び、乾燥後に再分散させた場合の分散性に優れるとともに、長期に渡って適度な分散性を維持することができ、高い塗工性を実現することが可能な樹脂微粒子含有組成物、及び、該樹脂微粒子含有組成物を用いたコーティング材料に関する。
有機微粒子を含有するスラリーとしては、水を溶媒とする水性スラリーが知られているが、水性スラリーを接着剤やコーティング材料として用いると、PET等のフィルム基材に塗工する際に、塗工性が悪い等の諸問題があった。また、水を含む場合、エポキシやイソシアネート等の成分の反応性に悪影響を及ぼすという問題もあった。
一方で、水性スラリーを乾燥させた後、所定の有機溶媒等へ分散させると、激しく凝集し、スラリー内で所望の分散径が得られないという問題があった。
これに対して、特許文献1には、親水性高分子からなる微粒子の水分散物を、有機溶媒相へ転相、分散させて有機溶媒分散物を作製する方法において、親水性高分子と水素結合可能な官能基を有する合成高分子の溶液と、水分散物とを混合する方法が提案されている。
しかしながら、この方法で得られる有機溶媒分散物は、水分を含んだ状態となるため、残存水分量に影響を受けやすいハードコートフィルム等への用途には不適であった。
また、特許文献2には、有機溶剤中で樹脂粒子が凝集したり膨潤したりしない樹脂粒子溶剤分散体として、樹脂粒子の平均粒子径が0.1〜1.0μm、樹脂粒子の材質が、メタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルに由来する構造単位、多官能ビニル系単量体に由来する構造単位を所定量含むものであり、有機溶剤の溶解度パラメータが8.0〜12.5の範囲内であるものが開示されている。
しかしながら、このような樹脂粒子溶剤分散体は、有機溶剤の種類が限定されるため、幅広い用途に応用できないものとなっていた。
特許第4446116号公報 特開2015−4007号公報
本発明は、基板へのコーティング材料、屈折率調整材料、表面賦形剤等の再分散が必要とされる用途において、有機溶剤への再分散性に優れるとともに、長期に渡って適度な分散性を維持することができ、高い塗工性を実現することが可能な樹脂微粒子含有組成物、及び、該樹脂微粒子含有組成物を用いたコーティング材料を提供することを目的とする。
本発明は、平均粒子径50nm〜10μmの樹脂微粒子を含有する樹脂微粒子含有組成物であって、前記樹脂微粒子は、架橋重合体及び常温固体の極性基含有化合物を含有し、前記極性基含有化合物は、分子中に水酸基又はカルボキシル基を1〜2個有し、20℃の水への溶解性が0〜6g/100mL、沸点が150〜400℃である樹脂微粒子含有組成物である。
以下に本発明を詳述する。
本発明者らは、鋭意検討の結果、樹脂微粒子を含有する樹脂微粒子含有組成物において、樹脂微粒子として、架橋重合体及び所定の成分からなる常温固体の極性基含有化合物を含有するものを用いることで、樹脂微粒子の分散性、及び、乾燥後に再分散させた場合の分散性に優れるとともに、長期に渡って適度な分散性を維持することができ、高い塗工性を実現できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
本発明の樹脂微粒子含有組成物は、樹脂微粒子を含有する。
上記樹脂微粒子は、架橋重合体及び常温固体の極性基含有化合物を含有する。
上記架橋重合体は、重合性モノマー及び架橋性モノマーを重合した重合体であることが好ましい。
上記重合性モノマーは、後述する架橋性モノマーとは異なるものであり、ラジカル重合性二重結合を1つ有する単官能性モノマーであることが好ましい。
上記重合性モノマーとしては、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、プロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、クミル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ミリスチル(メタ)アクリレート、パルミチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等の極性基含有(メタ)アクリル系モノマー、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−クロロスチレン等のスチレン系モノマー、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン含有モノマー、ビニルピリジン、2−アクリロイルオキシエチルフタル酸、イタコン酸、フマル酸、エチレン、プロピレン等が挙げられ、これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記重合性モノマーの含有量は特に限定されないが、全モノマー100重量部に対して、好ましい下限は20重量部、好ましい上限は95重量部である。上記重合性モノマーの含有量を20重量部以上とすることで、架橋密度が非常に高い樹脂微粒子を製造することができ、95重量部以下とすることで、溶媒に溶解せずに膨潤するような樹脂微粒子を製造することができる。
上記架橋性モノマーとしては、ラジカル重合性二重結合を2つ以上有する多官能性モノマーが挙げられ、具体例には例えば、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、重量平均分子量が200〜600であるポリエチレングリコールのジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリアリルホルマールトリ(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ヘキサ(メタ)アクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記架橋性モノマーの含有量は特に限定されないが、全モノマー100重量部に対して、好ましい下限は5重量部、好ましい上限は80重量部である。上記架橋性モノマーの含有量を5重量部以上とすることで、溶媒に溶解せずに、膨潤するような樹脂微粒子とすることができ、80重量部以下とすることで、非常に架橋密度が高い樹脂微粒子とすることができる。上記架橋性モノマーの含有量の好ましい下限は10重量部、好ましい上限は70重量部である。
上記樹脂微粒子の平均粒子径は、下限が50nm、上限が10μmである。
上記樹脂微粒子の平均粒子径が上記好ましい下限以上、且つ、上記好ましい上限以下であると、反射防止やブロッキング防止、さらには造孔、賦形等の様々な用途で本発明の樹脂微粒子含有組成物を用いることができる。
上記樹脂微粒子の平均粒子径は、好ましい下限が150nm、好ましい上限が5μmである。なお、上記樹脂微粒子の平均粒子径は、動的光散乱法を利用して測定した平均粒子径を意味する。
本発明の樹脂微粒子含有組成物における上記樹脂微粒子の含有量は特に限定されないが、好ましい下限は83重量%、好ましい上限は99重量%である。上記樹脂微粒子の含有量を83重量%以上とすることで、樹脂微粒子を用いる用途において用いる他の材料への影響を小さくすることができ、99重量%以下とすることで、有機溶媒への再分散性を好適に発現することができる。ここで、樹脂微粒子含有組成物における上記樹脂微粒子含有量とは、(水等の)溶媒を除去した状態での含有比率と定義する。
上記樹脂微粒子は、上記重合性モノマー、架橋性モノマーを含有するモノマー組成物を重合することで得られる。上記重合の方法としては、例えば、乳化重合、懸濁重合、シード重合、ソープフリー重合、マイクロサスペンジョン重合等が挙げられ、乳化重合、懸濁重合が好ましく用いられる。
上記重合に使用される重合開始剤は特に限定されず、特に懸濁重合では、例えば、有機過酸化物、アゾ化合物等が挙げられる。上記有機過酸化物として、例えば、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート等が挙げられる。上記アゾ化合物として、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等が挙げられる。これらの重合開始剤は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、乳化重合では2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]スルファトハイドレイト、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジハイドロクロライド等をはじめとするイミダゾール系アゾ化合物の酸混合物、もしくは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]テトラハイドレート、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、4,4’−アゾビス−4−シアノバレリックアシッド等の水溶性アゾ化合物もしくは、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ソーダ等のオキソ酸類、過酸化水素、過酢酸、過ギ酸、過プロピオン酸等の過酸化物等が挙げられ、なかでも、残留量が少なく、ガスバリア性への影響が少ないことから、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ソーダ等のオキソ酸類が好ましく用いられる。
上記樹脂微粒子を作製する際、極性基含有化合物のうち、添加した全量が水に溶解する場合には、極性含有化合物を重合前または重合中に添加してもよく、重合後に添加してもよい。添加した極性含有化合物の一部のみ水に溶解する場合、または水に溶解しない場合は、極性含有化合物を重合前あるいは重合中に添加することが好ましい。
また、上記モノマー組成物には、上述した重合性モノマー、架橋性モノマー、極性基含有化合物、重合開始剤に加えて、必要に応じて、溶剤、カップリング剤、分散剤、増粘剤、消泡剤、界面活性剤等の添加剤を含有してもよい。
上記樹脂微粒子は、常温固体の極性基含有化合物を含有する。
上記極性基含有化合物は、常温固体であり、分子中に水酸基又はカルボキシル基を1〜2個有し、20℃の水への溶解性が0〜6g/100mL、沸点が150〜400℃の化合物である。なお、上記極性基含有化合物は、上記重合性モノマー、架橋性モノマーとは異なるものであり、ラジカル重合性二重結合を有しないものであることが好ましい。
上記樹脂微粒子は、粒子表面に極性基含有化合物を有することが好ましい。これにより、乾燥後の再分散性を向上させることが可能となる。なお、極性基含有化合物の存在位置については、粒子表面を有機溶剤(ヘキサン等)で洗い流し、洗い流した有機溶剤(ヘキサン等)を乾燥させたときの固形分の有無により確認することができる。
上記極性基含有化合物は、常温で固体である。上記極性基含有化合物が常温で固体であることにより、上記樹脂微粒子を乾燥した際に樹脂微粒子の粒子表面に極性基含有化合物が存在する構成とすることができる。
上記極性基含有化合物は、沸点が150〜400℃である。また、融点は24〜250℃(昇華点含む)であることが好ましい。上記極性基含有化合物の融点、沸点を上記範囲内とすることで、乾燥後も樹脂微粒子の粒子表面に残留させることが可能となる。上記極性基含有化合物の沸点の好ましい下限は200℃、好ましい上限は300℃である。上記極性基含有化合物の融点の好ましい下限は40℃、好ましい上限は200℃である。なお、上記沸点は、常圧における沸点を意味する。
上記極性基含有化合物は、20℃の水への溶解性が0〜6g/100mLである。例えば、重合性モノマーがメチルメタクリレートである場合、メチルメタクリレートの水への溶解性は約1.6g/100mLであり、上記極性基含有化合物の溶解性を上記範囲内とすることで、樹脂微粒子の主成分である重合性モノマーよりも高極性な極性基含有化合物を用いたときに、重合の際、粒子形成時の粒子径への影響が少なく、乳化もしくは懸濁ミセル中で極性基含有化合物を粒子表面へ偏在させることが可能となる。
上記極性基含有化合物の20℃の水への溶解性の好ましい下限は0g/100mL、好ましい上限は3g/100mLである。
上記極性基含有化合物は分子中に水酸基又はカルボキシル基を1〜2個有する。上記水酸基又はカルボキシル基を1〜2個有することで、得られる樹脂微粒子含有組成物の分散安定性を高めることができる。
上記極性基含有化合物は、上述の要件を満たすものであれば特に限定されないが、炭素数が5以上20未満の脂肪鎖を有するアルコール系化合物が好ましく、ジオール系化合物がより好ましい。また、カルボン酸やジカルボン酸であることが好ましい。
上記極性基含有化合物としては、例えば、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、2,2−ジエチル1,3−プロパンジオール、2−ブチル2−エチル1,3−プロパンジオール、ラウリルアルコール、ステアリルアルコール、ジブチルヒドロキシトルエン、没食子酸、マロン酸、コハク酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、安息香酸、フタル酸、サリチル酸、アジピン酸、フマル酸、ソルビン酸等が挙げられる。
上記樹脂微粒子における上記極性基含有化合物の含有量は特に限定されないが、樹脂微粒子100重量部に対して、好ましい下限は1重量部、好ましい上限は35重量部である。上記極性基含有化合物の含有量を1重量部以上とすることで、樹脂微粒子含有組成物を乾燥させた後、有機溶媒中へ容易に再分散が可能にすることができ、35重量部以下とすることで、樹脂微粒子に添加する他の材料への影響を最小限にすることができる。
本発明の樹脂微粒子含有組成物は、更に、溶媒を含有することが好ましい。
上記溶媒としては、上記樹脂微粒子を分散させることができるものであれば特に限定されず、例えば、水、アルコール、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン、トルエン、イソプロピルアルコール、N−メチルピロリドンが挙げられる。なかでも、水が好ましい。上記溶媒は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の樹脂微粒子含有組成物を製造する方法としては、特に限定されず、例えば、上記樹脂微粒子、溶媒及び必要に応じて添加する各種添加剤をボールミル、ブレンダーミル、3本ロール等の各種混合機を用いて混合する方法が挙げられる。
また、上記樹脂微粒子の作製に使用した重合溶媒をそのまま溶媒として使用してもよい。
本発明の樹脂微粒子含有組成物は、例えば、基材上に塗布し、乾燥する工程を経ることで、コーティング材料が形成される。このようなコーティング材料も本発明の1つである。
また、本発明の樹脂微粒子含有組成物は、プラスチックフィルムのブロッキング防止剤、積層セラミックコンデンサのグリーンシートの離型フィルムとの張り付き防止、固体酸化物形燃料電池の電極造孔材料、光拡散板や光拡散シートの凹凸賦形材料、各種インク、塗料、接着剤等として用いることができる。
本発明によれば、樹脂微粒子の分散性、及び、乾燥後に再分散させた場合の分散性に優れるとともに、長期に渡って適度な分散性を維持することができ、高い塗工性を実現することが可能な樹脂微粒子含有組成物、及び、該樹脂微粒子含有組成物を用いたコーティング材料を提供できる。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
(実施例1)
攪拌機及びジャケットを備えた反応容器に、純水570g、イソブチルメタクリレート21g、トリメチロールプロパントリアクリレート9g、ミリスチルアルコール(沸点:286℃、20℃の水への溶解性:0g/100mL)0.3g、ジ−s−ブチルパーオキシジカーボネート(日油社製、パーロイルSBP)0.2g及びt−ブチルパーオキシピバレート(日油社製、パーブチルPV)0.4g、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(第一工業製薬、ネオゲンS−20F)7.5gを投入し、ホモジナイザーで3分間混合した後、150rpmで撹拌しながら窒素ガスを供給して窒素雰囲気とすることでモノマー組成物を調製した。次いで、ジャケットにより70℃に昇温して水懸濁重合を開始した。
重合開始3時間後に80℃に昇温して、更に1時間水懸濁重合を行い、水懸濁重合を終了することで樹脂微粒子含有組成物を得た。
得られた樹脂微粒子含有組成物を希釈した後、ゼータサイザー(マルバーン社製、ゼータサイザーナノZS90)に供給して平均粒子径を測定したところ、平均粒子径(Z平均粒子径)は243nmであった。
また、得られた樹脂微粒子含有組成物を乾燥後、樹脂微粒子5gを25gのヘキサンに投入し、30分間放置した。次いで、樹脂微粒子を取り除き、ヘキサンを乾燥させた後の固形分の有無を確認した。固形分が確認された場合、ミリスチルアルコール(極性基含有化合物)が樹脂微粒子の表面に存在するものと認定した。以下の実施例、比較例についても同様の確認を行った。
(実施例2)
攪拌機及びジャケットを備えた反応容器に、純水570g、n−ブチルメタクリレート27g、ポリエチレングリコールジアクリレート3g、セチルアルコール(沸点:344℃、20℃の水への溶解性:0g/100mL)10.0g、ジ−s−ブチルパーオキシジカーボネート(パーロイルSBP)0.2g、t−ブチルパーオキシピバレート(パーブチルPV)0.4g、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(ネオゲンS−20F)7.5gを投入し、ホモジナイザーで3分間混合した後、150rpmで撹拌しながら窒素ガスを供給して窒素雰囲気とすることでモノマー組成物を調製した。次いで、ジャケットにより70℃に昇温して水懸濁重合を開始した。
重合開始3時間後に80℃に昇温して、更に1時間水懸濁重合を行い、水懸濁重合を終了することで樹脂微粒子含有組成物を得た。得られた樹脂微粒子含有組成物を希釈した後、ゼータサイザーに供給して平均粒子径を測定したところ、平均粒子径(Z平均粒子径)は265nmであった。
(実施例3)
攪拌機及びジャケットを備えた反応容器に、純水570g、イソブチルメタクリレート27g、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート3g、ラウリン酸(沸点:298℃、20℃の水への溶解性:0g/100mL)3g、ペルオキソ二硫酸カリウム0.6g、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(第一工業製薬、ネオゲンS−20F)7.5gを投入し、ホモジナイザーで3分間混合した後、150rpmで撹拌しながら窒素ガスを供給して窒素雰囲気とすることでモノマー組成物を調製した。次いで、ジャケットにより80℃に昇温して乳化重合を開始した。
重合開始後、3時間撹拌を行い、乳化重合を終了することで樹脂微粒子含有組成物を得た。得られた樹脂微粒子含有組成物を希釈した後、ゼータサイザーに供給して平均粒子径を測定したところ、平均粒子径(Z平均粒子径)は60nmであった。
(実施例4)
攪拌機及びジャケットを備えた反応容器に、純水570g、スチレン15g、トリメチロールプロパントリアクリレート15g、2−ブチル,2−エチル−1,3−プロパンジオール(沸点:178℃、20℃の水への溶解性:0g/100mL)5.0g、ペルオキソ二硫酸カリウム0.6g、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(ネオゲンS−20F)7.5gを投入し、ホモジナイザーで3分間混合した後、150rpmで撹拌しながら窒素ガスを供給して窒素雰囲気とすることでモノマー組成物を調製した。次いで、ジャケットにより80℃に昇温して乳化重合を開始した。
重合開始後、3時間撹拌を行い、乳化重合を終了することで樹脂微粒子含有組成物を得た。得られた樹脂微粒子含有組成物を希釈した後、ゼータサイザーに供給して平均粒子径を測定したところ、平均粒子径(Z平均粒子径)は68nmであった。
(実施例5)
攪拌機及びジャケットを備えた反応容器に、純水570g、n−ブチルメタクリレート27gにポリプロピレングリコールジアクリレート3g、ジブチルヒドロキシトルエン(沸点:265℃、20℃の水への溶解性:0g/100mL)10g、ペルオキソ二硫酸カリウム0.6g、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(第一工業製薬、ネオゲンS−20F)7.5gを投入し、ホモジナイザーで3分間混合した後、150rpmで撹拌しながら窒素ガスを供給して窒素雰囲気とすることでモノマー組成物を調製した。次いで、ジャケットにより80℃に昇温して乳化重合を開始した。
重合開始後、3時間撹拌を行い、乳化重合を終了することで樹脂微粒子含有組成物を得た。得られた樹脂微粒子含有組成物を希釈した後、ゼータサイザーに供給して平均粒子径を測定したところ、平均粒子径(Z平均粒子径)は71nmであった。
(実施例6)
攪拌機及びジャケットを備えた反応容器に、純水570g、n−ブチルメタクリレート28.5g、ネオペンチルグリコールジメタクリレート1.5g、ソルビン酸(沸点:228℃、20℃の水への溶解性:0.25g/100mL)3g、ペルオキソ二硫酸カリウム0.6g、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(第一工業製薬、ネオゲンS−20F)7.5gを投入し、ホモジナイザーで3分間混合した後、150rpmで撹拌しながら窒素ガスを供給して窒素雰囲気とすることでモノマー組成物を調製した。次いで、ジャケットにより80℃に昇温して乳化重合を開始した。
重合開始後、3時間撹拌を行い、乳化重合を終了することで樹脂微粒子含有組成物を得た。得られた樹脂微粒子含有組成物を希釈した後、ゼータサイザーに供給して平均粒子径を測定したところ、平均粒子径(Z平均粒子径)は71nmであった。
(比較例1)
攪拌機及びジャケットを備えた反応容器に、純水570g、n−ブチルメタクリレート30g、ペルオキソ二硫酸カリウム0.6g、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(第一工業製薬、ネオゲンS−20F)7.5gを投入し、ホモジナイザーで3分間混合した後、150rpmで撹拌しながら窒素ガスを供給して窒素雰囲気とすることでモノマー組成物を調製した。次いで、ジャケットにより80℃に昇温して乳化重合を開始した。
重合開始後、3時間撹拌を行い、乳化重合を終了することで樹脂微粒子含有組成物を得た。得られた樹脂微粒子含有組成物を希釈した後、ゼータサイザーに供給して平均粒子径を測定したところ、平均粒子径(Z平均粒子径)は71nmであった。
(比較例2)
攪拌機及びジャケットを備えた反応容器に、純水570g、メチルメタクリレート30g、ジ−s−ブチルパーオキシジカーボネート(パーロイルSBP)0.2g、t−ブチルパーオキシピバレート(パーブチルPV)0.4g、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(ネオゲンS−20F)7.5gを投入し、ホモジナイザーで3分間混合した後、150rpmで撹拌しながら窒素ガスを供給して窒素雰囲気とすることでモノマー組成物を調製した。次いで、ジャケットにより70℃に昇温して水懸濁重合を開始した。
重合開始3時間後に80℃に昇温して、更に1時間水懸濁重合を行い、水懸濁重合を終了することで樹脂微粒子含有組成物を得た。得られた樹脂微粒子含有組成物を希釈した後、ゼータサイザーに供給して平均粒子径を測定したところ、平均粒子径(Z平均粒子径)は305nmであった。
(比較例3)
攪拌機及びジャケットを備えた反応容器に、純水570g、イソブチルメタクリレート21g、トリメチロールプロパントリアクリレート9g、1,6−ヘキサンジオール(沸点:250℃、20℃の水への溶解性:100g/100mL)0.3g、ジ−s−ブチルパーオキシジカーボネート(日油社製、パーロイルSBP)0.2g及びt−ブチルパーオキシピバレート(日油社製、パーブチルPV)0.4g、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(第一工業製薬、ネオゲンS−20F)7.5gを投入し、ホモジナイザーで3分間混合した後、150rpmで撹拌しながら窒素ガスを供給して窒素雰囲気とすることでモノマー組成物を調製した。次いで、ジャケットにより70℃に昇温して水懸濁重合を開始した。
重合開始3時間後に80℃に昇温して、更に1時間水懸濁重合を行い、水懸濁重合を終了することで樹脂微粒子含有組成物を得た。
得られた樹脂微粒子含有組成物を希釈した後、ゼータサイザー(マルバーン社製、ゼータサイザーナノZS90)に供給して平均粒子径を測定したところ、平均粒子径(Z平均粒子径)は264nmであった。
<評価>
実施例及び比較例で得られた樹脂微粒子含有組成物について以下の評価を行った。結果を表1に示した。
(1)再分散性評価
(1−1)2−ブタノン再分散性
得られた樹脂微粒子含有組成物2gをアルミカップに注ぎ、60℃で15時間乾燥した後、2−ブタノン20gに添加してマグネチックスターラーで10分撹拌し、再分散させた。得られた2−ブタノン再分散液をゼータサイザーに供給して、平均粒子径(Z平均粒子径)を測定した。なお、再分散後に樹脂微粒子が凝集し、平均粒子径が測定不能であった場合は「凝集」とした。
(1−2)2−ブタノン3日後再分散性
再分散した2−ブタノン再分散液を3日間静置した後、再度マグネチックスターラーで10分撹拌し、再分散させた。得られた2−ブタノン再分散液(3日後)をゼータサイザーに供給して、平均粒子径(Z平均粒子径)を測定した。なお、「(1−1)2−ブタノン再分散性」の評価が「凝集」である場合は、2−ブタノン3日後再分散性の評価は行わなかった。
(2)塗工性評価
得られた微粒子含有組成物を、予め離型処理したポリエチレンテレフタレート(PET)からなる支持フィルム(幅400mm,長さ30mm,厚さ38μm)上にブレードコーターを用いて塗布し、形成された塗膜を100℃で10分間乾燥することにより溶剤を除去して支持フィルム上に微粒子含有樹脂層を形成した。
得られた微粒子含有樹脂層の状態について目視で確認し、均一に塗工できている場合を「〇」、はじいて均一でない場合を「×」とした。
(3)含水量測定
得られた微粒子含有組成物を乾燥用のバットに入れ、60℃の乾燥機に入れて、6時間乾燥した。乾燥後の含有水分量(含水量)測定を 加熱式迅速水分計(メトラー HR83)を用いて測定した。なお、乾燥後の含水量が少ない場合、有機溶剤に対する再分散性が高いものとなる。
Figure 2018115265
本発明によれば、樹脂微粒子の分散性、及び、乾燥後に再分散させた場合の分散性に優れるとともに、長期に渡って適度な分散性を維持することができ、高い塗工性を実現することが可能な樹脂微粒子含有組成物、及び、該樹脂微粒子含有組成物を用いたコーティング材料を提供できる。

Claims (5)

  1. 平均粒子径50nm〜10μmの樹脂微粒子を含有する樹脂微粒子含有組成物であって、
    前記樹脂微粒子は、架橋重合体及び常温固体の極性基含有化合物を含有し、
    前記極性基含有化合物は、分子中に水酸基又はカルボキシル基を1〜2個有し、20℃の水への溶解性が0〜6g/100mL、沸点が150〜400℃である
    ことを特徴とする樹脂微粒子含有組成物。
  2. 架橋重合体は、重合性モノマー及び架橋性モノマーを重合した重合体であり、全モノマー100重量部に対して架橋性モノマーの含有量が5〜80重量部であることを特徴とする請求項1記載の樹脂微粒子含有組成物。
  3. 樹脂微粒子は、粒子表面に極性基含有化合物を有することを特徴とする請求項1又は2記載の樹脂微粒子含有組成物。
  4. 更に、溶媒を含有することを特徴とする請求項1、2又は3記載の樹脂微粒子含有組成物。
  5. 請求項1、2、3又は4記載の樹脂微粒子含有組成物を含有することを特徴とするコーティング材料。
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