JP2645380B2 - アクリル樹脂組成物 - Google Patents

アクリル樹脂組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は低粘性、高架橋反応性で、高物性のフィルム
を与えうるアクリル樹脂組成物に関するものである。本
発明はまた高ゴム弾性の成形用アクリル樹脂組成物に関
する。
従来技術 焼付硬化型の塗料用アクリル樹脂には架橋反応性の水
酸基などが含まれ、また塗料用としては当然に低粘性で
あることが要求せられる。従来、アクリル樹脂の低粘性
化には、例えば炭素鎖長の比較的大きいアクリレート、
メタクリレートなどをモノマー種として選択し、樹脂の
ガラス転移温度(Tg)を下げるとか、樹脂の低分子量化
がはかられていた。しかしながら前者においてはアクリ
レート、メタクリレート量が大となり、架橋サイトが減
少するため架橋反応性が失われてゆく欠点があるし、ま
た後者にあっては官能基のない低分子量の樹脂部分が増
え、粘性は低下しても架橋反応性が共に低下し、低フィ
ルム物性の塗膜しか得られず、従って樹脂の低粘度化に
限度があり、低粘性化と高架橋反応性の両者を満足せし
めることは困難であった。またカプロラクトン系の長鎖
ヒドロキシル含有モノマーを用いたアクリル樹脂も公知
である。このものは従来のアクリル樹脂よりは低粘性で
架橋反応性もかなり良好である。しかしながら鎖長の増
大につれ、常温で結晶化の傾向が大となり流動性がなく
なるため、塗料用には不向きとなるし、またエステル結
合が含まれるため耐加水分解性が比較的悪い欠点を有し
ている。テトラヒドロフランマクロマーを共重合させた
ポリマーも合成されているが、低粘性であっても架橋反
応に必要なヒドロキシル基を含まぬため、焼付硬化型塗
料用樹脂としては不適当である。
発明が解決しようとする問題点 そこで焼付硬化型の塗料用樹脂として用いることがで
き、低粘性で高架橋反応性を有し、柔軟且つ強靭な高弾
性の高フィルム物性の塗膜を与えうるアクリル樹脂組成
物、あるいは成形により高ゴム弾性の製品を与えうるア
クリル樹脂組成物を提供することが本発明目的である。
問題点を解決するための手段 本発明目的は、重合せしめる全単量体の20〜100モル
%に相当する 式 で表される化合物(式中Rは水素またはメチル基;nは3
〜100の実数)と、80〜0モル%に相当する他のα,β
−エチレン性不飽和単量体とを重合させて得られる、数
平均分子量1000〜100,000のアクリル樹脂混合物からな
る塗料用アクリル樹脂組成物により達成せられる。
本発明で使用せられる、式 (式中R、nは前述の通り) で表される化合物は、同一出願人の昭和63年10月21日公
開の特開昭63−255248にかかる「オキシテトラメチレン
構造を有する重合反応性単量体組成物ならびにその製
法」の明細書中に詳述されている如く、(メタ)アクリ
ル酸ハロゲン化物とルイス酸金属塩によりテトラヒドロ
フランを開環重合させ、水あるいはアルカリ水溶液ある
いは水酸化4級アンモニウムで重合反応を停止せしめる
方法、あるいは強プロトン酸によりテトラヒドロフラン
を開環重合させ(メタ)アクリル酸金属塩あるいは(メ
タ)アクリル酸アミン塩により重合反応を停止せしめる
方法により好都合に製造せられ、乳化重合にあってはそ
れ自体界面活性機能を有し、内部乳化剤としても機能し
うる新規な反応性単量体である。
かかる単量体を製造する第1の方法にあっては(メ
タ)アクリル酸ハロゲン化物としては、例えばアクリル
酸クロライド、メタクリル酸クロライド、アクリル酸ブ
ロマイド、メタクリル酸ブロマイドなどが用いられ、ま
たルイス酸の金属塩としては6フッ化アンチモン銀、4
フッ化ホウ素酸銀、過塩素酸銀などが用いられる。
反応は常法に従い、例えば(メタ)アクリル酸ハロゲ
ン化物とルイス酸金属塩を含む溶液に、テトラヒドロフ
ランの所定量を滴下し、加熱撹拌することにより実施さ
れ、水あるいはアルカリ水溶液あるいは水酸化4級アン
モニウムを滴下してオキシテトラメチレンの所望重合度
の段階で反応を停止せしめればよい。アルカリ水溶液と
しては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチ
ウム、水酸化カルシウムなどの、それぞれ水溶液が挙げ
られ、水酸化4級アンモニウムとしては水酸化テトラメ
チルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウムな
どが挙げられる。また上記反応において所望によりジク
ロロメタンなど反応に影響を及ぼさぬ溶剤を使用するこ
ともできる。
第2の方法によれば、かかる単量体組成物は強プロト
ン酸によりテトラヒドロフランを開環重合させ、(メ
タ)アクリル酸金属塩、あるいは(メタ)アクリル酸ア
ミン塩により重合反応を停止せしめる方法により製造す
ることができる。ここで強プロトン酸としては、例えば
3フッ化メタンスルホン酸、3塩化メタンスルホン酸、
過塩素酸、フッ酸、硫酸、塩化スルホン酸、フッ化スル
ホン酸などが用いられる。また上記の強プロトン酸と5
フッ化アンチモンの如きルイス酸の組合せも用いること
ができる。また(メタ)アクリル酸金属塩としてはアク
リル酸あるいはメタクリル酸のナトリウム塩、カリウム
塩、リチウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、バリ
ウム塩、ストロンチウム塩などが用いられ、(メタ)ア
クリル酸アミン塩としては(メタ)アクリル酸アンモニ
ウム塩などが挙げられる。
反応は第1の方法に準じ、常法により実施せられる。
かくして得られる単量体組成物はテトラヒドロフラン
の開環重合法を用いるため、単一化合物ではなく、オキ
シテトラメチレン鎖の繰り返し単位数が幾分異なるもの
の混合物として得られるが、アクリル重合体製造原料と
して用いる場合にそれらを分離、精製することはあまり
意義もないし、また重合性ビニル基の保護目的からして
も好ましくないので、上記オキシテトラメチレン鎖の繰
り返し単位数nは平均値としてとらえれば充分である。
また、この繰り返し単位数nは3以上であれば柔軟性と
いう所期の目的を達成しうるのでかなり大きい数値まで
取りうるが、nが大になるに従い液状から固体状へと変
化し、また溶剤にも溶け難くなるので実用上は約100ま
で、好ましくは3〜50の範囲内で選択せられる。
本発明のアクリル樹脂は、上記の式 (式中Rは水素またはメチル基;nは3〜100の実数) で表される単量体(組成物として)20〜100モル%と他
のα,β−エチレン性不飽和単量体80〜0モル%とを重
合させることにより得られる。重合は乳化重合、溶液重
合、NAD法など任意の手法により実施することができ、
数平均分子量約1000〜100000の重合体組成物として水性
塗料、溶剤型塗料いずれに使用することもできる。重合
には何ら特殊な手段を必要とせず、上記のオキシテトラ
メチレン鎖を有する単量体のホモポリマーあるいは他の
共重合性モノマーとのコポリマーとして提供せられる。
尚、乳化重合に際しては外部乳化剤を必要としない特徴
も注目さるべきである。
本発明にかかるアクリル樹脂組成物は、樹脂骨格に、
式 −CO−(OCH2CH2CH2CH2 nOH で表される柔軟構造のオキシテトラメチレン鎖を有し、
またその側鎖末端に反応性のヒドロキシル基を有するた
め、樹脂自体に極めて望ましい柔軟性が付与されてお
り、高架橋反応性であり、さらにまたnが3〜100程度
においては塗料用として極めて望ましい低粘性であり、
高架橋反応性、高フィルム物性、高ゴム弾性といったす
べての望ましい特性を備え、特に塗料用として有用であ
る。
尚、塗料用、就中ハイソリッド塗料用としては数平均
分子量1000〜10000、より好ましくは1000〜5000程度の
ものが特に有用である。
以下、実施例に従って本発明を詳しく説明するが、本
発明の技術的範囲をこれら実施例に限定するものではな
いことは言うまでもない。
製造例1:モノマーaの製造 モノマーaは下記の構造式で表される化合物を示す。
(式中、RはHあるいはCH3;nは3〜100の実数) よく乾燥させた300mlフラスコに、水分量が1ppm以下
の高純度窒素ガスで充分窒素置換した後蒸留しにTHF153
gと6フッ化アンチモン銀8.2gを水分を持ち込まないよ
う注意深く仕込み、撹拌しながら−40℃に冷却した。所
定の温度に達した後、THF20gに溶解させたメタクリル酸
クロライド2.5gを添加した。同温度で反応を継続し、60
分後にイオン交換水50mlを加え反応を停止させた。反応
終了後、反応液を500ml分液ロートに取り、100mlのエー
テルを加えた後、イオン交換水100mlを加えて激しく震
盪した。静置後水層を除去した。その後水洗を数回繰り
返し、エーテル層を分離した。無水硫酸ナトリウムで脱
水後、エバポレーターを用いて20℃でエーテルを減圧下
に除去し、モノマーa−1を得た。
IRおよび1H−NMRで測定した結果、モノマーa−1のT
HF平均重合度nは3であった。
以下、同様の方法で重合条件を変えて合成を行い、TH
Fの平均重合度の異なるモノマーa−2〜a−4を製造
した。
実施例1 撹拌機、温度計、還流冷却器、窒素ガス導入管および
滴下ロートを備えた反応容器にソルベッソ100(登録商
標、シェル石油製芳香族系溶剤)80部、キシレン20部を
仕込み、窒素ガスを導入しつつ130℃に加熱した後、下
記混合物を滴下ロートにより3時間で等速滴下した。
混合物A モノマーa−1 60部 メチレンメタクリレート 40部 t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエイト3部 上記混合物の滴下終了後30分保温し、t−ブチルパー
オキシ−2−エチルヘキサノエイト0.5部、キシレン10
部の混合液を30分で等速滴下した。滴下終了後、130℃
で1時間熟成の後冷却した。得られた溶液をエバポレー
ターを用いて所定の固形分濃度になるように溶剤を除去
し、樹脂溶液A−1を得た。得られた樹脂および樹脂溶
液の特性を第2表に示す。
実施例2〜13および比較例1〜3 第1表に示す組成および反応温度で実施例1と同様の
反応容器、同様の方法で反応を行い、脱溶剤した後、樹
脂溶液A−2〜A−13およびB−1〜B−3を得た。得
られた樹脂および樹脂溶液の特性を第2表に示す。
実施例14〜26および比較例4〜6 実施例1〜13および比較例1〜3で得られた樹脂溶液
A−1〜A−13およびB−1〜B−3を用い、樹脂固形
分比で70/30になるようにユーバン20N−60(登録商標、
三井東圧製メラミン樹脂)を配合し、樹脂固形分に対し
て2重量%となるようにドデシルベンゼンスルホン酸溶
液を添加して、充分撹拌混合し、各々の混合液を調製し
た。
得られた混合液をバーコーターを用いてブリキ板上に
塗布し、140℃で30分焼付けた。室温放置後、キシレン
とメチルエチルケトンでラビングテストを行った。その
結果を第3表に示す。
また、上記に記載の方法により得たフィルムをブリキ
板上から剥離し、テンシロン(東洋ボールドウィン製)
にて伸び率の測定を行った。その結果を第4表に示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08F 299/00 MRS C08F 299/00 MRS (72)発明者 朝倉 耕治 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本 ペイント株式会社内 (72)発明者 江口 芳雄 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本 ペイント株式会社内

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重合せしめる全単量体の20〜100モル%に
    相当する 式 で表される化合物(式中Rは水素またはメチル基;nは3
    〜100の実数)と、80〜0モル%に相当する他のα,β
    −エチレン性不飽和単量体とを重合させて得られる、数
    平均分子量1000〜100,000のアクリル樹脂混合物からな
    る塗料用アクリル樹脂組成物
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