JP2698536B2 - 水性樹脂分散体の製造方法 - Google Patents

水性樹脂分散体の製造方法

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JP2698536B2
JP2698536B2 JP5211984A JP21198493A JP2698536B2 JP 2698536 B2 JP2698536 B2 JP 2698536B2 JP 5211984 A JP5211984 A JP 5211984A JP 21198493 A JP21198493 A JP 21198493A JP 2698536 B2 JP2698536 B2 JP 2698536B2
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resin dispersion
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雅也 内田
利樹 二栢
賢次 南
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、公知の乳化重合では
安定な水分散体を得ることができない水溶性の極めて低
い重合性単量体を用いて安定に重合を行う水性樹脂分散
体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、重合性単量体を水性媒体中でラジ
カル重合する方法として、乳化重合法および懸濁重合法
が知られている。これらの方法のうち、懸濁重合法は、
安定な水性樹脂分散液の製造には適しておらず、比較的
大きな樹脂粒子を製造する手段に採用されている。一
方、乳化重合法は、乳化剤を用いて分散させた重合性単
量体を水溶性開始剤により水性媒体中で重合させる方法
であり、安定な樹脂分散液を製造する手段として適して
いる。
【0003】ビニル化合物のような重合性単量体を乳化
重合して得られる水性樹脂分散体(樹脂エマルション)
は、無公害性、作業性の良さ、省資源といった利点を有
しているので、これらの利点を生かして、塗料、接着
剤、紙加工剤、繊維加工剤、モルタル改質剤など広範な
応用用途を持っている。重合性単量体の中でも、ステア
リルアクリレートやベヘニルメタクリレートなどの長鎖
(メタ)アクリレートを用いて作られた重合体は、強い
撥水性、潤滑性、離型性および感熱性を有しており、塗
料、繊維や木材の撥水加工剤、ワックスなどに有用であ
る。
【0004】ステアリルアクリレートやベヘニルメタク
リレートなどは、低級アルキル(メタ)アクリレートや
スチレンに比べて、分子量が大きく水溶性が極めて低
い。このような分子量が大きくて水溶性の極めて低い重
合性単量体から水性樹脂分散体を得る方法としては、有
機溶媒中で溶液重合した後に水中に分散する方法、アル
コールなどの水溶性溶媒と水との混合液中で乳化重合す
る方法が知られている。上記乳化重合法を記載した文献
には、使用できる重合性単量体の一例として炭素数が9
〜30の脂肪族炭化水素基を有する単量体が開示されて
いる。
【0005】有機溶媒中で溶液重合する工程を経る、上
記従来の水性樹脂分散体の製造方法は、生産性、火災対
策などの安全性、有機溶剤による環境汚染、被膜性能の
点で満足できるものではなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】他方、分子量が比較的
大きく水溶性の低い単量体を乳化重合して得られる水性
樹脂分散体(樹脂エマルション)は、分散安定性が悪い
ため、重合中に多量の凝集物が発生したり、保存中に沈
降物が観測されたりするという問題点を有している。
【0007】発明者らの研究によれば、上記のごとき長
鎖の脂肪族炭化水素基を有する単量体とその他の単量体
を含む単量体成分を従来のやり方で乳化重合すると、そ
の他の単量体は分散重合体粒子となるが、長鎖の脂肪族
炭化水素基を有する単量体は重合しないまま残存する
か、または、重合塊となって析出するため、樹脂分散液
中には、長鎖の脂肪族炭化水素基を有する単量体の重合
物がほとんど存在していないことが判明した。このよう
な樹脂分散液が長鎖の脂肪族炭化水素基を有する単量体
の重合物に由来する特性を発現しないのは当然のことで
ある。
【0008】そこで、この発明は、ステアリルアクリレ
ートやベヘニルメタクリレートのごとき比較的分子量が
高く水溶性の極めて低い重合性単量体をラジカル重合さ
せても、分散状態が極めて安定で、しかも、被膜を形成
するに際しては、外観性、撥水性、耐水性の良い優れた
被膜を与える、ラジカル重合による水性樹脂分散体の製
造方法を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記課題を
解決するために鋭意研究を重ねた結果、長鎖の脂肪族炭
化水素基を有する単量体を多量に含む単量体成分であっ
ても、該単量体を後述する特定の大きさの分散液滴の状
態で分散させることにより、水性媒体中でも安定に重合
することができ、得られる水性樹脂分散液は長期の分散
安定性を有することを見出し、この発明を完成した。
【0010】すなわち、この発明は、炭素数9〜30の
脂肪族炭化水素基を有する重合性単量体を必須成分とす
る重合性単量体成分を、容積平均粒子径が1μm未満で
あり、3μm以上の粒子径を有する粒子が全粒子の容積
に対して5%以下である微細液滴の状態で水性媒体中に
分散させ、この分散状態を保ちつつ前記単量体成分をラ
ジカル重合する水性樹脂分散体の製造方法である。
【0011】この発明の製造方法においては、炭素数9
〜30の脂肪族炭化水素基を有する第1の単量体を必須
成分とする重合性単量体成分の水性媒体中への分散を、
前記単量体成分、前記水性媒体および分散安定剤を混合
することにより行うことが好ましい。この発明の製造方
法においては、炭素数9〜30の脂肪族炭化水素基を有
する重合性単量体を必須成分とする重合性単量体成分の
水性媒体中への分散を、前記単量体成分と分散安定剤と
前記水性媒体との予備分散混合液を高圧ホモジナイザー
に導入し、前記高圧ホモジナイザー内において100〜
5000kgf/cm2 の圧力により前記予備分散混合液を1
回以上圧送することにより行うことが出来る。
【0012】この発明において、水性樹脂分散体の分散
重合体粒子となる重合体(以下、「第1の重合体」と言
うことがある)を得るために用いられる単量体成分(以
下、「第1の単量体成分」と言うことがある)は、その
一部または全部が炭素数9〜30の脂肪族炭化水素基を
有する重合性単量体(以下、「第1の単量体」と言うこ
とがある)であれば特に限定はない。前記第1の単量体
は、水性媒体を用いる公知の乳化重合法では凝集物を発
生するのに対し、この発明の製造方法によれば、容易に
安定な水性樹脂分散体を生成することができる。
【0013】この発明の方法によれば、前記第1の単量
体を第1の単量体成分の合計重量中10〜100重量%
の比率(残部は、第1の単量体以外の重合性単量体であ
る。)で用いても、凝集物を発生させることなく、安定
な水性樹脂分散体を得ることができる。第1の単量体の
比率が10重量%を下回ると撥水性や潤滑性などを持た
ない重合体が生成することがある。
【0014】
【発明の実施の形態】前記第1の単量体としては、たと
えば、ノニル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)
アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘ
ニル(メタ)アクリレート等のごとき炭素数9〜30の
高級アルキル(メタ)アクリレート類;オレイン酸、リ
ノール酸、リノレン酸のごとき一塩基性直鎖不飽和脂肪
酸とグリシジル(メタ)アクリレート、イソプロペニル
オキサゾリンなどのカルボキシル基と付加反応しうる重
合性単量体との付加物;米ぬか油、大豆油、鯨油などの
動植物の脂肪酸(混合脂肪酸)と前記のごときカルボキ
シル基と付加反応しうる重合性単量体との付加物;ステ
アリルアルコール、オレイルアルコール等の高級アルコ
ールと多価イソシアネート化合物と、ヒドロキシエチル
(メタ)アクリレートなどの水酸基を有する重合性単量
体の付加物;ラウリルマレエート、ステアリルマレエー
ト、ベヘニルマレエート、ジトリデシルマレエート、ジ
ステアリルマレエート、ブチルラウリルマレエートなど
のごとき炭素数9〜30の高級アルキルマレエート類;
ラウリルフマレート、ステアリルフマレート、ベヘニル
フマレート、ジトリデシルフマレート、ジステアリルフ
マレート、エチルラウリルフマレートなどのごとき炭素
数9〜30の高級アルキルフマレート類;ラウリン酸ビ
ニル、ステアリン酸ビニルのごとき高級脂肪酸ビニルエ
ステル類などを挙げることができ、いずれか1つが単独
で使用されたり、2つ以上が併用されたりする。
【0015】前記第1の単量体以外の重合性単量体とし
ては、特に限定はなく、たとえば、後記第2の単量体成
分に用いられる単量体;(メタ)アクリル酸ジメチルア
ミノエステル、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリル
アミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミ
ド、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、ビニルピロ
リドンなどの塩基性不飽和単量体類;(メタ)アクリル
酸とエチレングリコール、1,3−ブチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、1,6−ヘキサングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールな
どの多価アルコールとのエステルなどの分子内に重合性
不飽和基を2個以上有する多官能(メタ)アクリル酸エ
ステル類;N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N
−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミドなどの(メ
タ)アクリルアミド類;ビニルトリメトキシシラン、γ
−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
アリルトリエトキシシラン、トリメトキシシリルプロピ
ルアリルアミンなどの有機珪素基含有不飽和単量体類;
イソプロペニルオキサゾリン、ビニルオキサゾリンなど
のオキサゾリン基含有不飽和単量体類;グリシジルメタ
クリレート、アリルグリシジルエーテルなどのエポキシ
基含有不飽和単量体類;(メタ)アクリル酸2−ヒドロ
キシ−3−クロロプロピレンなどのハロヒドリン基含有
不飽和単量体類;2−アジリジニルエチルメタクリレー
トなどのアジリジニル基含有不飽和単量体類;2−イソ
シアナートエチルメタクリレートとエチルアルコールと
の反応付加物などのブロック化イソシアネート基含有不
飽和単量体類;およびフッ化ビニル、フッ化ビニリデ
ン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ジビニルベンゼン、
ジアリルフタレートなどを挙げることができ、いずれか
1つが単独で使用されたり、2つ以上が併用されたりす
る。
【0016】この発明で用いる水性媒体としては、水の
みを用いるのが好ましいが、重合安定性、水を飛散させ
た後の被膜の物性および安全性に悪影響を及ぼさない範
囲において、水と親水性溶媒との混合物を使用しても良
い。この発明の製造方法においては、第1の単量体成分
を水性媒体中に分散した状態でラジカル重合する。この
分散状態において、第1の単量体成分の分散液滴は、1
μm未満の容積平均粒子径を有し、かつ、3μm以上の
粒子径を有する粒子を分散液滴の合計容積に対して5%
以下の割合で含む微細液滴となっており、好ましくは、
0.5μm以下の容積平均粒子径を有し、かつ、1μm
以上の粒子径を有する粒子を分散液滴の合計容積に対し
て1%以下の割合で含む微細液滴となっている。これに
より、前記分散液滴が、水性媒体中で凝集物を作らず、
前記微細液滴の状態を保持する。第1の単量体成分のラ
ジカル重合により生成する重合体の粒子は、第1の単量
体成分の前記微細液滴と同じ大きさを有する微細粒子と
なっている。ここで、容積平均粒子径は、レーザー回折
式粒度分布測定装置による測定値であり、3μm以上の
(または、1μm以上の)粒子径を有する粒子の割合
は、光学顕微鏡写真により観察した実測値である。前記
分散液滴の容積平均粒子径が1μm以上であるか、また
は、3μm以上の粒子径を有する粒子を5%よりも多い
割合で含むと、第1の単量体成分の水性媒体中への分散
が不安定であり、重合時に凝集物が発生し、また、生成
した水性樹脂分散体の貯蔵安定性が悪くなる。
【0017】この発明で用いる分散安定剤としては、公
知のアニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性の界面
活性剤および保護コロイドが例示される。アニオン性界
面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸ソー
ダ、ラウリル硫酸ソーダ、ナトリウムジオクチルスルホ
サクシネート、アルキルフェニルポリオキシエチレンサ
ルフェートソーダ塩たまはアンモニウム塩などが挙げら
れる。カチオン性界面活性剤としては、ラウリルトリメ
チルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。ノニオ
ン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキル
フェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロッ
ク共重合体などが挙げられる。両性界面活性剤として
は、ラウリルベタインなどが挙げられる。保護コロイド
としては、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセ
ルロースなどが挙げられる。これらの分散安定剤は単独
で使用しても2種以上併用してもよい。これらの界面活
性剤のうち、アニオン性、カチオン性、両性界面活性剤
のようなイオン性界面活性剤を用いると、粒子径の細か
い分散安定性の良い水性樹脂分散体が得られるので好ま
しい。この発明では、分散安定剤として、下記の重合体
および二つの化合物から選ばれる少なくとも1つが使用
される場合に、最も好ましい結果が得られる。前記重合
体はアニオン性界面活性剤であり、第1および第2の化
合物はカチオン性界面活性剤である。
【0018】この発明の製造方法において最も好ましく
用いられる分散安定剤は、水溶性単量体を必須成分とす
る重合性単量体成分を炭素数が6以上のアルキルメルカ
プタンの存在下に重合して得られる炭素数が6以上の末
端アルキル基を有する水溶性もしくは水分散性の重合体
(以下、「第2の重合体」と言うことがある)、分子内
に2個以上の第1級および/または第2級アミノ基を有
するポリアミン化合物と下記一般式(1)
【0019】
【化3】
【0020】〔式(1)中、Rは炭素数4〜28の炭化
水素基を示し、Aは炭素数2〜4のアルキレン基を示
し、nは0または1〜30の整数を示し、Xはアミノ基
と反応しうる官能基を有する原子団を示す〕で表される
化合物とを反応させて得られる化合物(以下、「第1の
化合物」と言うことがある)、および、前記ポリアミン
化合物と前記一般式(1)で表される化合物と下記一般
式(2)
【0021】
【化4】
【0022】〔式(2)中、R′は重合性不飽和基を有
する原子団を示し、Xはアミノ基と反応しうる官能基を
有する原子団を示す〕で表される化合物とを反応させて
得られる化合物(以下、「第2の化合物」と言うことが
ある)から選ばれる少なくとも1つである。
【0023】使用される分散安定剤の量は、好ましくは
第1の単量体成分100重量部に対して、1〜20重量
部の割合、より好ましくは3〜15重量部の割合であ
る。分散安定剤の量が上記範囲内だと、前記微細液滴の
状態となるように第1の単量体成分の粒子径が調節され
る。分散安定剤として用いられる上記第2の重合体は、
第1の単量体成分の重合時の安定性の面で酸価が200
以上であることが好ましい。また、第2の重合体の数平
均分子量は300〜7000の範囲が好ましく、400
〜4000の範囲が特に好適である。第2の重合体の数
平均分子量が300未満かまたは7000超であると、
第1の単量体成分や第1の重合体の十分な分散安定性が
得られなかったり、耐水性や外観に優れた樹脂の被膜が
得られなかったりする場合がある。
【0024】第2の重合体の合成に用いる第2の単量体
成分は、水溶性単量体を必須成分として含むものであ
り、好ましくは水溶性単量体を30〜100重量%、水
溶性単量体以外の重合性単量体を残部とする。水溶性単
量体は、不飽和カルボン酸、(メタ)アクリルアミド
類、ヒドロキシル基含有不飽和単量体類、スルフォン酸
基含有ビニル化合物類などであり、第2の重合体にカル
ボキシル基などの親水性基を導入して第2の重合体に親
水性を付与するために使用される。
【0025】上記不飽和カルボン酸は、分子内にカルボ
キシル基および/またはその塩と重合性不飽和基とを有
するものであれば特に限定されず、たとえば、(メタ)
アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタ
コン酸もしくはこれらの半エステルまたはこれらの塩等
が挙げられ、これらの1種または2種以上の混合物を使
用できる。
【0026】上記(メタ)アクリルアミド類は、(メ
タ)アクリルアミド、N−モノメチル(メタ)アクリル
アミド、N−モノエチル(メタ)アクリルアミド、N,
N′−ジメチル(メタ)アクリルアミド、これらの塩、
および、これらの4級化物等が挙げられ、これらの1種
または2種以上の混合物を使用できる。上記ヒドロキシ
ル基含有不飽和単量体類は、(メタ)アクリル酸−2−
ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキ
シプロピル、(メタ)アクリル酸とポリプロピレングリ
コールもしくはポリエチレングリコールとのモノエステ
ル等が挙げられ、これらの1種または2種以上の混合物
を使用できる。
【0027】上記スルフォン酸基含有ビニル化合物類
は、(メタ)アクリル酸−2−スルフォン酸エチル、ビ
ニルスルフォン酸、スチレンスルフォン酸、および、こ
れらの塩等が挙げられ、これらの1種または2種以上の
混合物を使用できる。分散安定剤となる第2の重合体を
得るために、必要により水溶性単量体とともに使用され
る、水溶性単量体以外の重合性単量体としては、水溶性
単量体と共重合性のあるものであれば特に制限されず、
たとえば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチ
レン、クロルメチルスチレンなどのスチレン類;(メ
タ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、
(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ドデシ
ルなどの、(メタ)アクリル酸と炭素数1〜30のアル
コールのエステル化により合成される(メタ)アクリル
酸エステル類;酢酸ビニル、(メタ)アクリロニトリル
等を挙げることができ、これらの1種または2種以上の
混合物を使用できる。不飽和カルボン酸以外の重合性単
量体は得られる第2の重合体の酸価が200未満となら
ない量で使用するのが好ましい。第2の重合体は、第1
の重合体との相溶性を考慮して、その種類と量を選択す
ることが好ましい。
【0028】この発明において、分散安定剤として用い
られる第2の重合体を製造するために使用できるアルキ
ルメルカプタンとしては、炭素数6以上のアルキル基を
有するメルカプタンであり、たとえば、n−ヘキシルメ
ルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシル
メルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、セチルメル
カプタン、ステアリルメルカプタン等を挙げることがで
き、これらの1種または2種以上の混合物が使用でき
る。アルキルメルカプタンは第2の重合体の末端に炭素
数6以上のアルキル基を導入して界面活性能を付与する
ために使用するもので、炭素数が6未満のアルキルメル
カプタンは、これを使用した第2の重合体が第1の単量
体成分の重合時の安定性および得られた水性樹脂分散体
の貯蔵安定性をもたらさないので、使用できない。アル
キルメルカプタンの使用量は、所望する第2の重合体の
分子量により決定されるものであるが、通常、第2の単
量体成分の100重量部に対し、2〜300重量部の範
囲の割合とされる。
【0029】分散安定剤として用いられる第2の重合体
を得るための重合に用いる重合開始剤は、周知の油溶性
または水溶性の重合開始剤(たとえば、後述する第1の
単量体成分の重合に用いる重合開始剤である。)が使用
できるが、末端アルキル基を有する第2の重合体を効率
良く製造するために、その使用量はアルキルメルカプタ
ン1モルに対し、1モル以下の割合が好ましく、0.1
以下の割合とするのがより好適である。
【0030】第2の重合体は、その性状により塊状重
合、溶液重合、懸濁重合のいずれの方法でも製造するこ
とができる。重合温度としては50〜150℃、重合時
間は1〜8時間が良い。溶液重合の溶剤としては、第2
の単量体成分とアルキルメルカプタンが溶解し、ラジカ
ル重合を阻害しないものであるならば何でも使用するこ
とができる。
【0031】第2の重合体は、それ自身十分な界面活性
能を有するが、重合に用いて目的とする重合時の安定性
および貯蔵安定性の良好な水性樹脂分散体を得るために
カルボキシル基の一部もしくは全量を中和して第2の重
合体の塩として使用に供するのが好ましい。第2の重合
体の中和に用いる中和剤としては、酸の中和に通常使用
されるものを使用することができ、たとえば、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属化合物;
水酸化カルシウム、炭酸カルシウムなどのアルカリ土類
金属化合物;アンモニア;モノメチルアミン、ジメチル
アミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチ
ルアミン、トリエチルアミン、モノプロピルアミン、ジ
メチルプロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタ
ノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミ
ン、ジエチレントリアミンなどの水溶性有機アミン類が
挙げられ、これらの群から選ばれる1種または2種以上
の混合物で使用することができる。被膜の耐水性を向上
させたい場合は、常温あるいは加熱により飛散する、た
とえば、アンモニア、モノエチルアミン、ジメチルアミ
ン、トリエチルアミンなどの低沸点アミン類を使用する
ことが好ましい。
【0032】この発明において、第1の単量体成分が、
カルボキシル基と反応しうる基を有する重合性単量体を
含み、分散安定剤としてカルボキシル基を有する第2の
重合体が用いられると、第1の重合体と第2の重合体と
が反応して共有結合を形成し一体化するため、耐水性な
どの諸性能が一層優れた水性樹脂分散体を得ることがで
きる。カルボキシル基と反応しうる基を有する重合性単
量体としては、前記のヒドロキシル基含有不飽和単量体
類;オキサゾリン基含有不飽和単量体類;エポキシ基含
有不飽和単量体類;アジリジニル基含有不飽和単量体類
などを、第1の単量体成分中0.1〜50重量%、好ま
しくは0.5〜10重量%の量で用いることができる。
【0033】分散安定剤としての第1、第2の化合物を
得るための、ポリアミン化合物は、分子内に第1級アミ
ノ基および第2級アミノ基から選ばれる基を2個以上有
するアミン類またはその誘導体であり、たとえば、エチ
レンイミンの重合によって得られるポリエチレンイミン
などのアルキレンイミン類の重合または共重合によって
得られるポリアルキレンイミン;エチレンジアミン、ジ
エチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラ
エチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなどの
(ポリ)アルキレンポリアミン;ポリアルキレンイミン
および/または(ポリ)アルキレンポリアミンとアジピ
ン酸などの多塩基酸との縮合によって得られるポリアミ
ドポリアミン;ポリアルキレンイミンおよび/または
(ポリ)アルキレンポリアミンおよび/またはアルキレ
ンイミンと尿素との反応によって得られるポリウレアポ
リアミン;アルキレンイミンとフタル酸などの酸無水物
との共重合によって得られるポリアミドポリエステルポ
リアミンなどを挙げることができる。ポリアミン誘導体
としては、前記ポリアミンにエチレンオキシド、プロピ
レンオキシドなどのアルキレンオキシド、アクリル酸ブ
チル、メタクリル酸メチルなどの(メタ)アクリル酸エ
ステル類、アクリルアミドなどのα,β−不飽和酸アミ
ド化合物等を付加反応させた化合物などを挙げることが
できる。この発明においては、優れた界面活性能を得る
うえでポリアミン化合物としてポリエチレンイミンまた
はその誘導体を使用することが好ましい。また、得られ
る反応性界面活性剤の水への溶解性、溶液の粘度、界面
活性能を考慮して、重量平均分子量が5000以下のポ
リエチレンイミンを使用することが好ましい。
【0034】分散安定剤としての第1、第2の化合物を
得るための、上記一般式(1)で表される化合物におい
て、式(1)中のRに相当する炭素数4〜28の炭化水
素基としては、炭素数4〜28の直鎖状もしくは分枝状
のアルキル基、(アルキル)アリール基、(アルキル)
水添アリール基、(アルキル)アラルキル基などを挙げ
ることができる。上記一般式(1)で表される化合物と
しては、たとえば、エチレンオキシド、プロピレンオキ
シド、イソブチレンオキシドなどのアルキレンオキシド
の付加モル数が1から30のn−オクチルポリオキシア
ルキレングリシジルエーテル、n−ノニルポリオキシア
ルキレングリシジルエーテル、ラウリルポリオキシアル
キレングリシジルエーテル、ステアリルポリオキシアル
キレングリシジルエーテル、2−エチルヘキシルポリオ
キシアルキレングリシジルエーテルなどの第1級アルキ
ルポリオキシアルキレングリシジルエーテル類;炭素数
12ないし14の第2級アルコールの混合物にアルキレ
ンオキシドを1から30モル付加し、さらにグリシジル
エーテル化したもの、炭素数10ないし12の第2級ア
ルコールの混合物にアルキレンオキシドを1から30モ
ル付加し、さらにグリシジルエーテル化したものなどの
第2級アルキルポリオキシアルキレングリシジルエーテ
ル類;アルキレンオキシドの付加モル数が1から30の
オクチルフェニルポリオキシアルキレングリシジルエー
テル、ノニルフェニルポリオキシアルキレングリシジル
エーテル、ラウリルフェニルポリオキシアルキレングリ
シジルエーテル、ステアリルフェニルポリオキシアルキ
レングリシジルエーテルなどのアルキルフェニルポリオ
キシアルキレングリシジルエーテル類;アルキレンオキ
シドの付加モル数が1から30のオクチルシクロペンチ
ルポリオキシアルキレングリシジルエーテル、オクチル
シクロヘキシルポリオキシアルキレングリシジルエーテ
ル、ノニルシクロペンチルポリオキシアルキレングリシ
ジルエーテル、ノニルシクロヘキシルポリオキシアルキ
レングリシジルエーテル、ラウリルシクロペンチルポリ
オキシアルキレングリシジルエーテル、ラウリルシクロ
ヘキシルポリオキシアルキレングリシジルエーテル、ス
テアリルシクロペンチルポリオキシアルキレングリシジ
ルエーテル、ステアリルシクロヘキシルポリオキシアル
キレングリシジルエーテルなどのアルキルシクロアルキ
ルポリオキシアルキレングリシジルエーテル類;アルキ
レンオキシドの付加モル数が1から30のオクチルベン
ジルポリオキシアルキレングリシジルエーテル、ノニル
ベンジルポリオキシアルキレングリシジルエーテル、ラ
ウリルベンジルポリオキシアルキレングリシジルエーテ
ル、ステアリルベンジルポリオキシアルキレングリシジ
ルエーテルなどのアルキルベンジルポリオキシアルキレ
ングリシジルエーテル類;オクチルグリシジルエーテ
ル、ラウリルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジ
ルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテルな
どの高級アルコールのグリシジルエーテル類;オクチル
フェニルグリシジルエーテル、ノニルフェニルグリシジ
ルエーテル、ラウリルフェニルグリシジルエーテル、ス
テアリルフェニルグリシジルエーテルなどのアルキルフ
ェノールのグリシジルエーテル類;オクチルシクロペン
チルグリシジルエーテル、オクチルシクロヘキシルグリ
シジルエーテル、ノニルシクロペンチルグリシジルエー
テル、ノニルシクロヘキシルグリシジルエーテル、ラウ
リルシクロペンチルグリシジルエーテル、ラウリルシク
ロヘキシルグリシジルエーテル、ステアリルシクロペン
チルグリシジルエーテル、ステアリルシクロヘキシルグ
リシジルエーテルなどのアルキルシクロアルカノールの
グリシジルエーテル類;オクチルベンジルグリシジルエ
ーテル、ノニルベンジルグリシジルエーテル、ラウリル
ベンジルグリシジルエーテル、ステアリルベンジルグリ
シジルエーテルなどのアルキルベンジルアルコールのグ
リシジルエーテル類;炭素数12または14のα−オレ
フィンエポキシド、炭素数16または18のα−オレフ
ィンエポキシドなどの1,2−エポキシアルカン類;オ
クチルイソシアネート、デシルイソシアネート、オクタ
デシルイソシアネートなどのアルキルイソシアネート
類;オクタノール、ラウリルアルコール、ステアリルア
ルコールなどのアルコール類またはそれらアルコール類
のアルキレンオキシド付加物とトリレンジイソシアネー
トなどのジイソシアネート類との反応により得られるモ
ノイソシアネート化合物類;オクタノール、ラウリルア
ルコール、ステアリルアルコールなどのアルコール類ま
たはそれらアルコール類のアルキレンオキシド付加物の
末端水酸基を塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子で
置換したハロゲン化物類;ラウリン酸、ミリスチン酸、
パルミチン酸、ステアリン酸などの飽和脂肪酸類;オレ
イン酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸
などの不飽和脂肪酸類;(メタ)アクリル酸2−エチル
ヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アク
リル酸ステアリルなどの(メタ)アクリル酸エステル類
などを挙げることができ、これらの群から選ばれる1種
または2種以上を使用することができる。上記一般式
(1)で表される化合物の使用量は特に限定されない
が、充分な界面活性を発現させるためにはポリアミン化
合物の活性アミン水素1個あたり0.01〜0.9分子
の割合で使用するのが好ましい。
【0035】分散安定剤としての第2の化合物を得るた
めの、上記一般式(2)で表される化合物において、式
(2)中のR′に相当する原子団中の重合性不飽和基と
しては、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アリル基、
ビニル基などを挙げることができる。上記一般式(2)
で表される化合物としては、(メタ)アクリル酸2−ク
ロルエチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)
アクリル酸2−イソシアネートエチルなどの分子内にア
ミノ基と反応する基を有する(メタ)アクリル酸エステ
ル類;クロルエチルビニルエーテルなどのビニルエーテ
ル類;(メタ)アリルクロライド、(メタ)アリルブロ
マイド、(メタ)アリルイソチオシアネート、(メタ)
アクリル酸アリル、(メタ)アリルアルコールと無水フ
タル酸あるいは無水コハク酸などのジカルボン酸無水物
との半エステル、(メタ)アリルグリシジルエーテルな
どの(メタ)アリル化合物類;クロルメチルスチレン、
α−メチルクロルメチルスチレンなどの分子内にアミノ
基と反応する基を有するスチレン誘導体類;クロル酢酸
ビニルなどの分子内にアミノ基と反応する基を有する酸
のビニルエステル類などを挙げることができ、これらの
群から選ばれる1種または2種以上を使用することがで
きる。収率良く第2の化合物を得るうえで上記一般式
(2)で表される化合物として、ビニルエーテル類、
(メタ)アリル化合物類、スチレン誘導体類、酸のビニ
ルエステル類を使用することが好ましい。上記一般式
(2)で表される化合物の使用量は特に限定されない
が、ポリアミン化合物の活性アミン水素1個あたり0.
01〜0.9分子の割合で使用するのが好ましい。
【0036】分散安定剤として用いられる上記第1およ
び第2の化合物を得るための反応条件は特に制限され
ず、たとえば、ポリアミン化合物と、上記一般式(1)
で表される化合物と、上記一般式(2)で表される化合
物(第2の化合物を得るために使用される)とをそのま
ま、あるいは、必要に応じて溶剤により希釈して、好ま
しくは、常温〜200℃、より好ましくは50〜100
℃の温度条件下に反応して合成できる。この際、必要に
応じて使用する溶剤はポリアミン化合物、上記一般式
(1)で表される化合物と、上記一般式(2)で表され
る化合物を溶解しうるものであって、かつ、これらに対
し不活性であることが好ましい。反応に際して、反応を
促進するための触媒を使用することは自由である。
【0037】このようにして得られた、第1および第2
の化合物は、酸を配合して塩とすることができる。塩と
することは水に対する溶解性が向上するので好ましい。
配合できる酸としては、塩酸、硫酸およびリン酸などの
無機酸;ギ酸、酢酸および(メタ)アクリル酸などの有
機酸が挙げられる。この発明において、第1の単量体成
分がアミノ基と反応しうる基を有する重合性単量体を含
み、分散安定剤として上記第1の化合物および第2の化
合物から選ばれる少なくとも1つが用いられると、第1
の単量体成分が重合して生成する第1の重合体と、分散
安定剤として用いられる第1および/または第2の化合
物とが反応して共有結合を形成して一体化するため、耐
水性などの諸性能が一層優れた水性樹脂分散体を得るこ
とができる。アミノ基と反応しうる重合性単量体として
は、前記の不飽和カルボン酸類、ヒドロキシル基含有不
飽和単量体類、スルフォン酸基含有ビニル化合物類、有
機珪素基含有不飽和単量体類、オキサゾリン基含有不飽
和単量体類、エポキシ基含有不飽和単量体類、ハロヒド
リン基含有不飽和単量体類、アジリジニル基含有不飽和
単量体類、および、ブロック化イソシアネート基含有不
飽和単量体類などを、第1の単量体成分中、0.1〜5
0重量%、好ましくは0.5〜10重量%の量で用いる
ことができる。
【0038】この発明では、第1の単量体成分の円滑な
重合の促進のためにラジカル重合開始剤を用いる。ラジ
カル重合開始剤は従来公知のものであれば何でも使用す
ることができ、油溶性のものおよび水溶性のもののいず
れでも使用できる。油溶性重合開始剤としては、たとえ
ば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスバレロニト
リル、2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロ
ニトリル)、1,1′−アゾビス−(シクロヘキサン−
1−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス−(2−ア
ミジノプロパン)2塩酸塩、4,4′−アゾビス−(4
−シアノペンタン酸)などのアゾ化合物類;ベンゾイル
パーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジ−
t−ブチルパーオキサイド、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
エートなどの有機過酸化物類などが挙げられる。水溶性
重合開始剤としては、たとえば、過硫酸カリウム、過硫
酸アンモニウム、過酸化水素などが挙げられる。なお、
重合速度を速くするためには、酸化剤型の重合開始剤を
必要に応じて還元剤と組み合わせてレドックス系開始剤
として使用することもできる。重合開始剤の使用量は第
1の単量体成分の100重量部に対して0.01〜5重
量部の範囲の割合である。
【0039】ラジカル重合開始剤は、予め第1の単量体
成分または水性媒体に溶解させておいても良く、また、
第1の単量体成分および水性媒体とは別に加えても良
い。この発明の製造方法においては、第1の単量体成
分、ラジカル重合開始剤、水性媒体および分散安定剤を
混合して強攪拌を加えることにより第1の単量体成分を
上記微細液滴の状態で水性媒体中に分散させる。前記微
細液滴を得るためには、高剪断力の得られる分散機を使
用する攪拌方法が好ましい。ここで高剪断力とは、第1
の単量体成分の粒子を剪断力により引きちぎり、前記微
細液滴の状態になるまで細かくするに足る剪断力であ
る。高剪断力の得られる分散機としては、ホモジナイザ
ー・ポリトロン((株)セントラル科学貿易)、ホモジ
ナイザー・ヒストロン((株)日音医理科器機製作
所)、ターボ型攪拌機((株)小平製作所)、バイオミ
キサー((株)日本精機製作所)、ウルトラディスパー
(浅田鉄鋼(株))、エバラマイルダー(荏原製作所
(株))、TKホモミクサー、TKラボディスパー、T
Kパイプラインミクサー、TKホモミックラインミル、
TKホモジェッター、TKユニミキサー、TKホモミッ
クラインフロー、TKアヂホモディスパー(以上、特殊
機化工業(株))、クレアミックス(エム・テクニック
(株))、ケイディミル(キネティック・ディスパージ
ョン社)等の高速剪断混合機;高圧ホモゲナイザー
((株)イズミフードマシナリ)、高圧ホモジナイザー
(Rannie製)、マイクロフルイダイザー(Microfluidic
s 製)、ナノマイザー(ナノマイザー(株))等の高圧
ホモジナイザー;超音波ホモジナイザー((株)日本精
機製作所)等の超音波ホモジナイザー;スタティックミ
キサー((株)ノリタケカンパニーリミテッド)、スル
ーザーミキサー(住友重機械工業(株))、静止型管内
混合器(東レ(株))、スケアミキサー((株)桜製作
所)、バイブロミキサー(冷化工業(株))、TK−R
OSS LPDミキサー(特殊機化工業(株))等の管
内混合器が挙げられる。
【0040】この発明では、第1の単量体成分を水性媒
体中に上記微細液滴の状態で分散させるために、第1の
単量体成分、水性媒体、ラジカル重合開始剤および分散
安定剤を含む予備分散混合液を高圧ホモジナイザーに導
入し、導入された混合液を該高圧ホモジナイザー内にお
いて100〜5000kgf/cm2 の高圧下、好ましくは3
00〜3000kgf/cm2 の高圧下で圧送することができ
る。この圧送により、予備分散混合液にキャビテーショ
ン、乱流、剪断力、衝撃力などの少なくとも1つが加え
られ、効率良く短時間で上記微細液滴の状態を作りう
る。前記圧力を上回ったり下回ったりすると上記微細液
滴の状態が得られない。また、前記圧力を上回ると該高
圧ホモジナイザーの部品の消耗が激しい。
【0041】被処理物は所望の上記微細液滴の状態にな
るまで高圧ホモジナイザーで1回処理するか、または、
2回以上繰り返し処理してもよい。使用される高圧ホモ
ジナイザーとしては、たとえば、次の3つの分散部を持
った高圧ホモジナイザーが挙げられる。
【0042】第1の分散部の1例が図1に示される。図
1にみるように、第1の分散部は、導入路1、第1の分
散流路2、第2の分散流路3および導出路4を備えてい
る。第1の分散流路2は、導入路1に連通しており、導
入路1の末端に真っ直ぐ連続して設けられる。第1の分
散流路2は、導入路よりも小さい断面積を有する。第2
の分散流路3は、第1の分散流路2に連通しており、第
1の分散流路2の末端に屈曲して設けられる。第2の分
散流路3は、第1の分散流路2よりも小さい断面積を有
する。導出路4は、第2の分散流路3に連通しており、
第2の分散流路3の末端に屈曲して設けられる。被処理
物は高圧ホモジナイザー内において加圧下で導入路1に
導入され、第1の分散流路2に供給される。供給された
被処理物は第1の分散流路2を通って、その流路2末端
で屈曲した壁に衝突して第2の分散流路3に入る。第2
の分散流路3に入った被処理物は第2の分散流路3を通
って、その流路3末端で屈曲した壁に衝突し、導出路4
を通って外部に取り出される。第1の、および、第2の
分散流路の断面積は上記範囲の圧力が達成されるように
適宜設定される。
【0043】第2の分散部の1例が図2に示される。図
2にみるように、第2の分散部は、図2にみるように、
導入路11、第1の分散流路12、第2の分散流路13
および導出路14を備えている。第1の分散流路12
は、導入路11の末端で分岐しており、導入路11の末
端に真っ直ぐ連続して設けられる。第1の分散流路12
は、導入路11よりも小さい断面積を有する。第2の分
散流路13は、第1の分散流路12に連通しており、第
1の分散流路12の末端に屈曲して設けられる。第2の
分散流路13は、第1の分散流路12よりも小さい断面
積を有する。導出路14は、第2の分散流路13に連通
しており、第2の分散流路13の中間部に屈曲して設け
られる。第1の、および、第2の分散流路の断面積は上
記範囲の圧力が達成されるように適宜設定される。
【0044】第3の分散部の1例が図3に示される。図
3のBは、図3のAのα−α′断面を表す。図3にみる
ように、第3の分散部は、導入路21、第1の分散流路
22、第2の分散流路23、第3の分散流路25および
導出路24を備えている。第1の分散流路22は、導入
路21の末端で分岐しており、導入路21の末端に真っ
直ぐ連続して設けられる。第1の分散流路22は、導入
路21よりも小さい断面積を有する。第2の分散流路2
3は、第1の分散流路22に連通しており、第1の分散
流路22の末端に屈曲して設けられる。第2の分散流路
23は、第1の分散流路22よりも小さい断面積を有す
る。第3の分散流路25は、第2の分散流路23の中間
部で分岐しており、第2の分散流路23の中間部に分岐
して設けられる。第3の分散流路25の断面積は、第2
の分散流路23と同じに設定される。導出路24は、第
3の分散流路25に連通しており、第3の分散流路25
の末端に屈曲して設けられる。第1の、および、第2の
分散流路の断面積は上記範囲の圧力が達成されるように
適宜設定される。
【0045】上記第1、第2または第3の分散部におい
て、被処理物(上記予備分散混合液)は、第1の分散流
路2、12、22、第2の分散流路3、13、23、第
3の分散流路25を通過する際に加速されて圧送され
る。前記圧送が上記高圧下で起こるように被処理物の導
入路1への導入時の加圧力が適宜設定される。圧送され
た被処理物が上記第1、第2および第3の分散流路にお
いて壁や互いに衝突することにより、被処理物にキャビ
テーション、乱流、剪断力、衝撃力などの少なくとも1
つが加えられ、第1の単量体成分の液滴が分散、破砕さ
れて、微細化する。これにより、前記微細液滴が水性媒
体中に分散された状態が得られる。
【0046】上記第1〜第3の分散部を持つ高圧ホモジ
ナイザーの市販品としては、高圧ホモジナイザー(Rann
ie製)、マイクロフルイダイザー(Microfluidics
製)、ナノマイザー(ナノマイザー(株))等の高圧ホ
モジナイザーが挙げられる。この発明の製造方法では、
第1の単量体成分を前記微細液滴で水性媒体中に分散し
た状態を保ちつつ重合する。重合に使用する重合装置
は、従来公知のものを適用することができる。重合温度
としては0〜100℃、好ましくは50〜80℃、重合
時間は1〜15時間である。
【0047】この発明の製造方法により得られた水性樹
脂分散体は、第1の単量体に由来する、炭素数9〜30
の脂肪族炭化水素基を有する繰り返し単位(たとえば、
下記一般式(3)および(4)で示される繰り返し単
位)を含有する第1の重合体が容積平均粒子径1μm未
満、3μm以上の粒子径を有する粒子の全粒子の容積に
対する割合5%以下の微細粒子となって水性媒体に分散
しているので、撥水性、潤滑性、離型性、感熱性のある
被膜を与えることができる。
【0048】
【化5】
【0049】上記一般式(3)において、R1 、R2
Dは、それぞれ次のとおりである。R1 は、HまたはC
3 である。R2 は、炭素数9〜30の脂肪族炭化水素
基である。Dは、
【0050】
【化6】
【0051】から選ばれる2価の基のいずれかである。
なお、ここでの表示では、上記Dの右側にR2 が結合す
る。ここで、R3 は、2価の有機基、典型的には炭素数
2〜30の、脂肪族、脂環式または芳香族の炭化水素基
などである。
【0052】
【化7】
【0053】上記一般式(4)において、R4 は、H、
または、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基;R5 は、
H、または、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基であ
り、R4 とR5 の少なくとも一方が炭素数9〜30の脂
肪族炭化水素基である。第1の単量体成分に不飽和脂肪
酸を用いた場合は、それらの特性に加えて被膜に空気硬
化性を付与することができる。前記水性樹脂分散体は、
それらの性質を活かして、コンクリート、木、紙の撥水
処理剤、離型剤、感熱材料、常温硬化性塗料、合成ワッ
クスエマルションとして利用することができるが、用途
はこれらに限定されない。
【0054】第1の重合体の、炭素数9〜30の脂肪族
炭化水素基を有する繰り返し単位の割合は、IRスペク
トルや元素分析により確認できるが、重合操作の段階で
重合率がほぼ100%(たとえば99重量%以上)、か
つ、凝集物がほぼ皆無(たとえば第1の単量体成分に対
して0.2重量%以下)の時は、第1の単量体成分の使
用割合がそのまま、炭素数9〜30の脂肪族炭化水素基
を有する繰り返し単位の割合と見なしても差し支えな
い。
【0055】この発明の製造方法により得られた水性樹
脂分散体では、第1の重合体が容積平均粒子径1μm未
満、かつ、3μm以上の粒子径を有する粒子の全粒子の
容積に対する割合5%以下の微細固体粒子となって水性
媒体に分散している。この発明では、第1の重合体が前
記微細固体粒子となって分散していると水性樹脂分散体
の貯蔵安定性が良好であるが、前記微細粒子の範囲を外
れると水性樹脂分散体の貯蔵安定性が悪くなる。ここ
で、第1の重合体は、上記一般式(3)で示される繰り
返し単位および上記一般式(4)で示される繰り返し単
位のうちの少なくとも1つを10〜100重量%の範囲
で有する。この重量割合においては、繰り返し単位から
なる分子鎖末端の基の分子量は計算に入れていない。第
1の重合体は上記一般式(3)で示される繰り返し単位
および/または上記一般式(4)で示される繰り返し単
位を上記割合で有しているので、撥水性、離型性、感熱
性および潤滑性を有する。上記一般式(3)と(4)で
示される繰り返し単位の合計量が第1の重合体中に10
重量%未満だと、水性樹脂分散体から形成される被膜
が、炭素数9〜30の脂肪族炭化水素基による物性、た
とえば撥水性、離型性、感熱性および潤滑性を持たな
い。また、脂肪族炭化水素基の炭素数が9未満でもこれ
らの特性が失われるという問題がある。
【0056】上記一般式(3)と(4)で示される繰り
返し単位は、前述した第1の単量体に由来する繰り返し
単位である。一般式(3)と(4)で示される繰り返し
単位の合計量が第1の重合体中に100重量%未満の場
合、残部の繰り返し単位は、前述した第1の単量体以外
の重合性単量体に由来する繰り返し単位である。この発
明では、第1の重合体は、一般式(3)と(4)で示さ
れる繰り返し単位のうちの1つの繰り返し単位からなる
単一重合体であってもよい。第1の重合体は、一般式
(3)と(4)で示される繰り返し単位、および、必要
に応じて含まれる前記残部の繰り返し単位が規則的また
は不規則に配列していてもよいし、また、同じ繰り返し
単位が複数個直接つながってブロック状に配列していて
もよい。
【0057】この発明の製造方法により得られた水性樹
脂分散体は、優れた貯蔵安定性、重合安定性を示し、水
を飛散させて被膜とした際には、外観、撥水性、耐水性
の良い被膜を形成しうる。この発明の製造方法により得
られた水性樹脂分散体は、たとえば、貯蔵安定性が1か
月以上である。ここで貯蔵安定性とは、水性樹脂分散体
を容器に入れ、室温で静置した時に、1か月以上を経過
しても沈降物、浮遊物あるいは凝集物の発生がないとい
うことを意味する。
【0058】この発明の製造方法により得られた水性樹
脂分散体は、第1の重合体がカルボキシル基を有する場
合、カルボキシル基と反応しうる基を有する水溶性ある
いは水分散性の化合物および/または重合体を該水性樹
脂分散体に添加してもよい。この発明の水性樹脂分散体
および製造方法により得られた水性樹脂分散体は、第1
の重合体がアミノ基を有する場合、アミノ基と反応しう
る基を有する水溶性あるいは水分散性の化合物および/
または重合体を該水性樹脂分散体に添加してもよい。
【0059】上記化合物および/または重合体の添加に
より、耐水性、耐溶剤性、皮膜強度、耐久性などの諸性
能を一層向上させることができる。カルボキシル基と反
応しうる基としては、たとえば、オキサゾリン基、エポ
キシ基、アジリジニル基を挙げることができ、カルボキ
シル基と反応しうる基を有する水溶性あるいは水分散性
の化合物および/または重合体は、これらの基を1分子
中に2個以上する。カルボキシル基と反応しうる基を有
する化合物および/または重合体としては、たとえば、
1,3−ビスフェニルオキサゾリン、ビスフェノール型
エポキシ化合物、p,p′−ジイソシアネートジフェニ
ルメタンとエチレンイミンの付加物などの化合物;2−
イソプロペニルオキサゾリン、グリシジルメタクリレー
ト、2−アジリジニルエチルメタクリレートのごとき単
量体の単独重合体あるいは共重合体を挙げることがで
き、これらの化合物および/または重合体の水溶液ある
いは水分散体が用いられる。前記化合物および/または
重合体の水分散体は、平均粒子径が1μm未満であると
貯蔵安定性に優れ、しかも、水を飛散させると外観や耐
水性などの諸性能の優れた被膜が得られるので好まし
い。この発明の、または、この発明の製造方法により得
られた、水性樹脂分散体と、カルボキシル基と反応しう
る基を有する化合物および/または重合体の水溶液ある
いは水分散体との固形分重量比は、たとえば、10:9
0〜99:1の範囲である。
【0060】アミノ基と反応しうる基としては、たとえ
ば、エポキシ基、ブロック化イソシアネート基、(メ
タ)アクリレート基、アジリジニル基、オキサゾリン基
を挙げることができ、アミノ基と反応しうる基を有する
水溶性あるいは水分散性の化合物および/または重合体
は、これらの基を1分子中に2個以上する。アミノ基と
反応しうる基を有する化合物および/または重合体とし
ては、たとえば、多官能グリシジルエーテル類、トリレ
ンジイソシアネートとフェノールの付加物などのブロッ
ク化イソシアネート類、多価(メタ)アクリレート類、
多官能アジリジンエーテル類、多官能オキサゾリン化合
物類;2−イソプロペニルオキサゾリン、グリシジルメ
タクリレート、2−アジリジニルエチルメタクリレート
のごとき単量体の単独重合体あるいは共重合体を挙げる
ことができ、これらの化合物および/または重合体の水
溶液あるいは水分散体が用いられる。前記化合物および
/または重合体の水分散体は、前述と同様の理由により
平均粒子径が1μm未満であることが好ましい。この発
明の製造方法により得られた水性樹脂分散体と、アミノ
基と反応しうる基を有する化合物および/または重合体
の水溶液あるいは水分散体との固形分重量比は、たとえ
ば、10:90〜99:1の範囲である。
【0061】
【実施例】以下に、まず、分散安定剤を製造する参考例
を説明し、その次に、この発明の具体的な実施例および
比較例を示すが、この発明は下記実施例に限定されな
い。なお、以下では、特に断りのない限り「%」は「重
量%」を、「部」は「重量部」をそれぞれ示すものとす
る。
【0062】(参考例1) 攪拌機、還流冷却器、窒素導入管、温度計、滴下ロート
を備えたフラスコにイソプロピルアルコール180部を
仕込み、窒素を吹き込みながら81℃まで内温を上昇さ
せた。次に予め用意しておいた、アクリル酸174部、
n−ドデシルメルカプタン36部、および、2,2′−
アゾビスイソブチロニトリル0.42部からなる重合性
単量体混合物を滴下ロートから1時間かけて滴下し、重
合した。滴下終了後、還流状態で1時間熟成を行い、固
形分53.9%の重合体の溶液を得た。該重合体は、下
記一般式で代表される構造を有する、酸価645、数平
均分子量1200の白色粉末状物であった。これを分散
安定剤(1)と称する。
【0063】
【化8】
【0064】(参考例2) 参考例1と同様のフラスコに、イソプロピルアルコール
180部を仕込み、窒素を吹き込みながら81℃まで内
温を上げた。続いて、予め用意しておいた、アクリル酸
86部、アクリル酸2−ヒドロキシエチル139部、n
−ドデシルメルカプタン36部、イソプロピルアルコー
ル30部、および、2,2′−アゾビスイソブチロニト
リル0.30部からなる重合性単量体混合物を滴下ロー
トから1時間かけて滴下し、重合した。滴下終了後、還
流状態で1時間熟成を行い、固形分55.4%の重合体
の溶液を得た。該重合体は、下記一般式で代表される構
造を有する、酸価256、数平均分子量1500の白色
粘稠物であった。これを分散安定剤(2)と称する。
【0065】
【化9】
【0066】(参考例3) 攪拌機、還流冷却器、窒素吹込み管、温度計を備えたフ
ラスコにポリアミン化合物としてポリエチレンイミン
(エポミンSP−006、株式会社日本触媒製、平均分
子量600)100部、一般式(1)で表される化合物
として炭素数12および14のα−オレフィンエポキシ
ドの混合物(AOE−X24、ダイセル化学工業(株)
製、平均分子量196.3)65.4部を仕込み、窒素
気流下攪拌しながら、80℃まで加熱した。同温度で4
時間攪拌を続けて反応を終了し、反応生成物を得た。得
られた反応生成物を分散安定剤(3)と称する。なお、
炭素数12および14のα−オレフィンエポキシドの混
合物は、一般式(1)において、Rが炭素数12のα−
オレフィン、nが0、Xがエポキシ基である化合物とR
が炭素数14のα−オレフィン、nが0、Xがエポキシ
基である化合物の混合物である。
【0067】(参考例4) 参考例1と同様のフラスコにポリアミン化合物としてポ
リエチレンイミン(エポミンSP−006、株式会社日
本触媒製、平均分子量600)100部、一般式(1)
で表される化合物として炭素数12および14のα−オ
レフィンエポキシドの混合物(AOE−X24、ダイセ
ル化学工業(株)製、平均分子量196.3)65.4
部、一般式(2)で表される化合物としてアリルグリシ
ジルエーテル38部を仕込み、窒素気流下攪拌しなが
ら、80℃まで加熱した。同温度で4時間攪拌を続けて
反応を終了し、反応生成物を得た。得られた反応生成物
を分散安定剤(4)と称する。
【0068】(参考例5) 攪拌機、還流冷却器、窒素導入管、温度計および滴下ロ
ートを備えたフラスコに、脱イオン水782.4部およ
びハイテノールN−08(第一工業製薬(株)製のノニ
ルフェノールポリオキシエチレン硫酸ナトリウム)の1
5%水溶液128部を仕込み、適量のアンモニア水(2
8%)でpH9〜9.5に調整し、ゆるやかに窒素ガス
を流しながら70℃に加熱した。そこへ過硫酸カリウム
の5%水溶液64部を注入し、続いて、予め調製してお
いたアクリル酸ブチル139.5部、スチレン436.
5部および2−イソプロペニル−2−オキサゾリン64
部の単量体混合物を3時間にわたって滴下した。反応中
は窒素ガスを吹き込み続け、内温を70±1℃に保っ
た。滴下終了後も2時間同じ温度に保った後、内温を8
0℃に昇温させて1時間攪拌を続けて反応を完結させ
た。その後冷却し、不揮発分39.8%、容積平均粒子
径0.10μm、3μm以上の粒子径を有する粒子が全
粒子の容積に対して0%であるオキサゾリン基含有ポリ
マーエマルションを得た。
【0069】(実施例1) メタクリル酸メチル34部、スチレン20部、アクリル
酸−2−エチルヘキシル22部、メタクリル酸グリシジ
ル4部、アクリル酸ステアリル20部(以上、第1の単
量体成分)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル1
部(油溶性重合開始剤)、水102部、および、分散安
定剤(1)の中和物溶液〔参考例1で得られた重合体の
溶液6.7部に25%のアンモニア水溶液1.5部を加
えて中和したもの〕8.2部を混合し、(株)日本精機
製作所製バイオミキサー(BM−4型)を用いて300
00rpm で10分間分散させ、平均粒子径0.35μm
の分散液滴混合物(1)を調製した。引き続いて、攪拌
機、還流冷却器、窒素導入管、温度計および滴下ロート
を備えたフラスコに水52部を仕込み、ゆるやかに窒素
ガスを吹き込みながら75℃に加熱した。30分後、予
め用意しておいた分散液滴混合物(1)の滴下を始め、
3時間で滴下を完全に終了した。滴下中は温度を75〜
80℃に保持し、更に滴下終了後、同温度で3時間攪拌
して重合を終了させ、不揮発分39.8%、平均粒子径
0.35μmの水性樹脂分散体(1)を得た。この水性
樹脂分散体(1)を分析した結果を表4に示した。得ら
れた水性樹脂分散体(1)の水を飛散させると、耐水
性、撥水性の付与された優れた外観を持った被膜が得ら
れた。
【0070】(実施例2) 実施例1において、分散安定剤(1)の代わりに分散安
定剤(2)を使用する以外は実施例1と同様の操作を繰
り返して、不揮発分39.7%、平均粒子径0.30μ
mの水性樹脂分散体(2)を得た。その分析結果を表4
に示した。得られた水性樹脂分散体(2)の水を飛散さ
せると、耐水性、撥水性の付与された優れた外観を持っ
た被膜が得られた。
【0071】(実施例3) 実施例1で用いた、参考例1で得られた重合体の溶液の
量を6.7部の代わりに18.8部用いる以外は、実施
例1と同様の操作を繰り返して、不揮発分40.0%、
平均粒子径0.18μmの水性樹脂分散体(3)を得
た。その分析結果を表4に示した。得られた水性樹脂分
散体(3)の水を飛散させると、耐水性、撥水性の付与
された優れた外観を持った被膜が得られた。
【0072】(実施例4) 実施例3において水性媒体として水99.5部とイソプ
ロピルアルコール2.5部の混合物を用いる以外は実施
例3と同様の操作を繰り返して、不揮発分40.0%、
平均粒子径0.14μmの水性樹脂分散体(4)を得
た。その分析結果を表4に示した。得られた水性樹脂分
散体(4)の水を飛散させると、耐水性、撥水性の付与
された優れた外観を持った被膜が得られた。
【0073】(実施例5) 実施例2において油溶性重合開始剤として2,2′−ア
ゾビスイソブチロニトリル1部の代わりに過硫酸カリウ
ム0.5部を用い、更に、滴下終了後の熟成時間を10
時間とする以外は実施例2と同様の操作を繰り返して、
不揮発分39.5%、平均粒子径0.28μmの水性樹
脂分散体(5)を得た。その分析結果を表4に示した。
得られた水性樹脂分散体(5)の水を飛散させると、耐
水性、撥水性の付与された優れた外観を持った被膜が得
られた。
【0074】(実施例6) 実施例2において、油溶性重合開始剤として2,2′−
アゾビスイソブチロニトリル1部の代わりにt−ブチル
ペルオキシ−2−エチルヘキサノエート0.5部を用
い、この開始剤を分散液滴混合物の調製時には混合せず
に重合反応時に滴下する以外は実施例2と同様の操作を
繰り返して、不揮発分39.5%、平均粒子径0.28
μmの水性樹脂分散体(6)を得た。その分析結果を表
4に示した。得られた水性樹脂分散体(6)の水を飛散
させると、耐水性、撥水性の付与された優れた外観を持
った被膜が得られた。
【0075】(実施例7) 実施例1において、(株)日本精機製作所製バイオミキ
サー(BM−4型)の代わりに(株)イズミフードマシ
ナリ製高圧ホモゲナイザー(HV−0H−07型)を用
いて600kgf/cm2 の圧力で10分間(すなわち、5
回)処理し、分散液滴を調製した以外は実施例1と同様
の操作を繰り返して、不揮発分39.7%、平均粒子径
0.14μmの水性樹脂分散体(7)を得た。その分析
結果を表4に示した。得られた水性樹脂分散体(7)の
水を飛散させると、耐水性、撥水性の付与された優れた
外観を持った被膜が得られた。
【0076】(実施例8) 実施例1において第1の単量体成分としてアクリル酸ス
テアリル100部を用いる以外は実施例1と同様の操作
を繰り返して、不揮発分39.9%、平均粒子径0.4
0μmの水性樹脂分散体(8)を得た。その分析結果を
表4に示した。得られた水性樹脂分散体(8)の水を飛
散させると、耐水性、撥水性の付与された優れた外観を
持った被膜が得られた。
【0077】(実施例9) 実施例2において第1の単量体成分としてアクリル酸ス
テアリル100部を用いる以外は実施例2と同様の操作
を繰り返して、不揮発分39.9%、平均粒子径0.3
8μmの水性樹脂分散体(9)を得た。その分析結果を
表4に示した。得られた水性樹脂分散体(9)の水を飛
散させると、耐水性、撥水性の付与された優れた外観を
持った被膜が得られた。
【0078】(実施例10) 実施例9において油溶性重合開始剤として2,2′−ア
ゾビスイソブチロニトリル1部の代わりに過酸化ベンゾ
イル1部を用いる以外は実施例9と同様の操作を繰り返
して、不揮発分39.8%、平均粒子径0.40μmの
水性樹脂分散体(10)を得た。その分析結果を表4に
示した。得られた水性樹脂分散体(10)の水を飛散さ
せると、耐水性、撥水性の付与された優れた外観を持っ
た被膜が得られた。
【0079】(実施例11) 実施例8において、(株)日本精機製作所製バイオミキ
サー(BM−4型)の代わりに(株)イズミフードマシ
ナリ製高圧ホモゲナイザー(HV−0H−07型)を用
いて600kgf/cm2 の圧力で10分間(すなわち、5
回)処理し、分散液滴を調製した以外は実施例8と同様
の操作を繰り返して、不揮発分39.8%、平均粒子径
0.17μmの水性樹脂分散体(11)を得た。その分
析結果を表4に示した。得られた水性樹脂分散体(1
1)の水を飛散させると、耐水性、撥水性の付与された
優れた外観を持った被膜が得られた。
【0080】(実施例12) 実施例8において分散安定剤として市販の界面活性剤で
あるナトリウムジオクチルスルホサクシネートを3部使
用する他は実施例8と同様の操作を繰り返して、不揮発
分40.0%、平均粒子径0.49μmの水性樹脂分散
体(12)を得た。その分析結果を表4に示した。得ら
れた水性樹脂分散体(12)の水を飛散させると、耐水
性、撥水性の付与された優れた外観を持った被膜が得ら
れた。
【0081】実施例1〜12の第1の単量体成分の組
成、分散安定剤の種類と量、重合開始剤の種類と量、水
性媒体中の水以外の溶剤の種類と量、第1の単量体成分
の微細液滴の状態(容積平均粒子径、および、3μm以
上の粒子径を有する粒子と1μm以上の粒子径を有する
粒子の、全粒子の合計容積に対する百分率)を表1に示
した。
【0082】
【表1】
【0083】(実施例13〜20) 実施例1において、第1の単量体成分の量および種類を
表2に示したとおりとする他は実施例1と同様の操作を
繰り返して水性樹脂分散体(13)〜(20)を得た。
その分析結果をまとめて表4,5に示した。得られた水
性樹脂分散体(13)〜(20)の水を飛散させるとい
ずれも、耐水性、撥水性の付与された優れた外観を持っ
た被膜が得られた。
【0084】
【表2】
【0085】(比較例1) 実施例1において分散安定剤(1)の中和物溶液8.2
部の代わりにエマルゲン935(花王社製、ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテル、HLB=17.5)
3.0部を用いる以外は実施例1と同様の操作を繰り返
して比較用水性樹脂分散体を得た。その分析結果を表5
に示した。得られた比較用水性樹脂分散体は貯蔵安定性
が不良であり、また、該分散体から得られた被膜は、実
施例で得られたものに比べて、外観、耐水性および撥水
性が劣っていた。
【0086】(比較例2) 実施例1において、分散液滴混合物の調製に(株)日本
精機製作所製バイオミキサー(BM−4型)を使わず、
かつ、用いる水の量を102部の代わりに50部として
滴下ロート内で混合して平均粒子径10μmの分散液滴
混合物を調製し、フラスコ内に水72部を予め仕込んで
おいた以外は実施例1と同様の操作を繰り返して比較用
水性樹脂分散体を得た。その分析結果を表5に示した。
得られた比較用水性樹脂分散体は貯蔵安定性が不良であ
り、該分散体から得られた被膜は、実施例で得られたも
のに比べて光沢と耐水性が劣っていた。
【0087】(比較例3) 攪拌機、還流冷却器、窒素導入管、温度計および滴下ロ
ートを備えたフラスコに水100部、参考例1で得られ
た重合体の溶液1部、および、過硫酸カリウム0.5部
を仕込み、25%のアンモニア水溶液1部を加えて中和
して、ゆるやかに窒素を吹き込みながら75℃に加熱し
た。滴下ロートに実施例1で用いた第1の単量体成分
(合わせて100部)、参考例1で得られた重合体の溶
液5.7部、水50部を加えて攪拌して平均粒子径9μ
mの分散液を調製した。この分散液を滴下ロートから3
時間にわたって滴下して重合を行って比較用水性樹脂分
散体を得た。重合途中に多量の凝集物が発生し、得られ
た分散液も静置下では2層分離を起こした。その結果を
表5に示した。
【0088】(比較例4) 実施例1において、分散液滴混合物の調製に(株)日本
精機製作所性バイオミキサー(BM−4型)を使わず、
ビーカー内で混合して3〜10μmの分散液滴混合物を
調製した。この分散液滴混合物14.8部と実施例1で
調製した分散液滴混合物196.4部とを混合したもの
を、実施例1と同様の操作により重合し、比較用水性樹
脂分散体を得た。その分析結果を表5に示した。重合安
定性は実施例に比べて劣り、得られた比較用水性樹脂分
散体の貯蔵安定性が不良であり、また、該分散体から得
られた被膜は、実施例で得られたものに比べて、外観、
耐水性および撥水性が劣っていた。
【0089】(比較例5) アクリル酸ステアリル100部に2,2′−アゾビスイ
ソブチロニトリル1部を溶解し、この溶液と、クラレポ
バール205((株)クラレ製のポリビニルアルコー
ル)10部を水200部に溶解してなる溶液210部を
混合し、プロペラ羽根のついた攪拌機で攪拌し、平均粒
子径45μmの分散液滴を調製し、これを80℃で5時
間加熱攪拌して重合した。平均粒子径が43μmの水性
樹脂分散体を得た。この分散体は攪拌を停止するとすぐ
に粒子の沈降が始まり、数時間後には全粒子が沈降し
た。その結果を表5に示した。
【0090】(比較例6) n−ヘキサデシルメタクリレート15部、ステアリルメ
タクリレート85部、アクリル酸1部および2−ヒドロ
キシ−3−クロロプロピルアクリレート6部からなる第
1の単量体成分(合わせて107部)、ニューコール
(Newcol)SH(アニオン−ノニオン系乳化剤)10
部、水200部および過硫酸カリウム0.1部をフラス
コに仕込み、70〜80℃で6時間重合させたところ、
凝集物が多量に発生し、得られた分散液も静置下で1日
放置すると2層分離を起こした。その結果を表5に示し
た。
【0091】比較例1〜6の第1の単量体成分の組成、
分散安定剤の種類と量、重合開始剤の種類と量、水性媒
体中の水以外の溶剤の種類と量、第1の単量体成分の微
細液滴の状態(容積平均粒子径、および、3μm以上の
粒子径を有する粒子と1μm以上の粒子径を有する粒子
の、全粒子の合計容積に対する百分率)を表3に示し
た。
【0092】
【表3】
【0093】
【表4】
【0094】
【表5】
【0095】(実施例21〜25) 実施例1において、第1の単量体成分の種類および量、
重合開始剤の種類および量を表6に示したとおりに変更
したことと、(株)日本精機製作所製バイオミキサー
(BM−4型)の代わりにMicrofluidics 製マイクロフ
ルイダイザー(M−110−EH型)を用いて800kg
f/cm2 の圧力で2回処理し、分散液滴を調製したこと
以外は、実施例1と同様の操作を繰り返して水性樹脂分
散体(21)〜(25)を得た。その分析結果をまとめ
て表7に示した。得られた水性樹脂分散体(21)〜
(25)の水を飛散させるといずれも、耐水性、撥水性
の付与された優れた外観を持った被膜が得られた。な
お、マイクロフルイダイザー(M−110−EH型)は
図3に示す分散部を有する高圧ホモジナイザーである。
【0096】(実施例26) 実施例8において、(株)日本精機製作所製バイオミキ
サー(BM−4型)の代わりにMicrofluidics 製マイク
ロフルイダイザー(HC−5000型)を用いて350
kgf/cm2 の圧力で5回処理し、分散液滴を調製したこ
と以外は、実施例8と同様の操作を繰り返して、不揮発
分39.9%、平均粒子径0.17μmの水性樹脂分散
体(26)を得た。その分析結果を表7に示した。得ら
れた水性樹脂分散体の水を飛散させると、耐水性、撥水
性の付与された優れた外観を持った被膜が得られた。な
お、マイクロフルイダイザー(HC−5000型)は図
1に示す分散部を有する高圧ホモジナイザーである。実
施例26で用いた、重合性単量体の種類と量、重合開始
剤の種類と量、第1の単量体成分の微細液滴の状態を表
6に示した。
【0097】
【表6】
【0098】
【表7】
【0099】(実施例27〜30) 実施例1及び8で得られた水性樹脂分散体単独の塗液、
又は参考例5で得たオキサゾリン基含有ポリマーエマル
ションとを固形分重量比で50:50で混合した塗液を
ステンレス板上に乾燥時の膜厚が10μmとなるよう塗
布し、150℃で1分間加熱乾燥して試験板を作製し
た。得られた試験板について下記の性能評価を行った。
塗液の配合及び性能評価結果を表8に示す。鉛筆硬度:
JIS K5400の6.14に準じて行った。耐水
性: 試験板を水中に1日間浸漬後、塗膜の外観を観察
した。
【0100】
【0101】
【表8】
【0102】(実施例31) 実施例1に於いて分散安定剤(1)の代わりに分散安定
剤(3)の中和物溶液〔参考例3で得られた分散安定剤
(3)3.6部に水2.4部および酢酸2.2部を加え
て中和したもの〕8.2部を使用する以外は実施例1と
同様の操作を繰り返して、不揮発分39.7%、平均粒
子径0.37μmの水性樹脂分散体(27)を得た。そ
の分析結果を表10に示した。得られた水性樹脂分散体
(27)の水を飛散させると耐水性、撥水性が付与され
基材に対する密着性と外観の優れた被膜が得られた。
【0103】(実施例32) 実施例31に於いて、分散安定剤(3)の代わりに分散
安定剤(4)を使用する以外は実施例31と同様の操作
を繰り返して不揮発分40.0%、平均粒子径0.40
μmの水性樹脂分散体(28)を得た。その分析結果を
表10に示した。得られた水性樹脂分散体(28)の水
を飛散させると耐水性、撥水性が付与され、密着性と外
観の優れた被膜が得られた。
【0104】(実施例33) 実施例31に於いて、分散安定剤(3)の中和物溶液の
量を8.2部の代わりに22.8部用いる以外は、実施
例31と同様の操作をくり返して、不揮発分39.9
%、平均粒子径0.21μmの水性樹脂分散体(29)
を得た。その分析結果を表10に示した。得られた水性
樹脂分散体(29)の水を飛散させると、耐水性、撥水
性が付与され、密着性と外観の優れた被膜が得られた。
【0105】(実施例34) 実施例31において第1の単量体成分としてアクリル酸
ステアリル100部を用いる以外は実施例31と同様の
操作をくり返して、不揮発分40.1%、平均粒子径
0.46μmの水性樹脂分散体(30)を得た。その分
析結果を表10に示した。得られた水性樹脂分散体(3
0)水を飛散させると、耐水性、撥水性の付与された優
れた外観を持った被膜が得られた。
【0106】(実施例35) 実施例32において第1の単量体成分としてアクリル酸
ステアリル100部を用いる以外は実施例32と同様の
操作を繰り返して、不揮発成分39.9%、平均粒子径
0.45μmの水性樹脂分散体(31)を得た。その分
析結果を表10に示した。得られた水性樹脂分散体(3
1)の水を飛散させると、耐水性、撥水性の付与された
優れた外観を持った被膜が得られた。
【0107】実施例31〜35の第1の単量体成分の組
成、分散安定剤の種類と量、第1の単量体成分の微細液
滴の状態(容積平均粒子径と、3μm以上の粒子径を有
する粒子と1μm以上の粒子径を有する粒子の、全粒子
の合計容積に対する百分率)を表9に示した。
【0108】
【表9】
【0109】
【表10】
【0110】(実施例36〜40) 実施例31において、第1の単量体成分の種類および、
重合開始剤の種類および量を表11に示したとおりとし
たことと(株)日本精機製作所バイオミキサー(BM−
4型)の代わりにMicrofluidics製マイク
ロフルイダイザー(M−110−EH型)を用いて80
0kgf/cm2 の圧力で2回処理し、分散液滴を調製し
たこと以外は実施例31と同様の操作を繰り返して水性
樹脂分散体(32)〜(36)を得た。その分析結果を
まとめて表12に示した。得られた水性樹脂分散体(3
2)〜(36)の水を飛散させるといずれも耐水性、撥
水性の付与された優れた外観を持った被膜が得られた。
【0111】(実施例41) 実施例34において、(株)日本精機製作所バイオミキ
サー(BM−4型)の代わりにMicrofluidi
cs製マイクロフルイダイザー(HC−5000型)を
用いて350kgf/cm2 の圧力で5回処理し、分散液
滴を調製した以外は実施例34と同様の操作を繰り返し
て不揮発分39.7%、平均粒子径0.16μmの水性
樹脂分散体を得た。その分析結果を表12に示した。得
られた水性樹脂分散体の水を飛散させると、耐水性、撥
水性の付与された優れた外観を持った被膜が得られた。
【0112】実施例36〜41の第1の単量体成分の組
成、分散安定剤の種類と量、第1の単量体成分の微細液
滴の状態(容積平均粒子径と、3μm以上の粒子径を有
する粒子と1μm以上の粒子径を有する粒子の、全粒子
の合計容積に対する百分率)を表11に示した。
【0113】
【表11】
【0114】
【表12】
【0115】表1〜12にみるように、この発明の方法
によれば、多量の有機溶剤を水性媒体に添加しなくても
安定して水性樹脂分散体が得られる。しかも、この方法
で得られる水性樹脂分散体は重合安定性、貯蔵安定性が
優れ、該水性樹脂分散体から得られる皮膜は光沢や平滑
性に優れていることがわかる。
【0116】
【発明の効果】この発明の水性樹脂分散体の製造方法に
よれば、公知の乳化重合では安定な水分散体を得ること
ができない水溶性の極めて低い重合性単量体を用いて安
定に重合を行うことができる。このため、この発明の製
造方法によれば、上記のように優れた効果を奏する水性
樹脂分散体を容易に製造することができる。
【0117】上記この発明の製造方法で得られた水性樹
脂分散体は、貯蔵安定性が良好で、水を飛散させて被膜
とした際には、外観、耐水性の良好であって、しかも、
感温性、撥水性、潤滑性、離型性、空気硬化性の付与さ
れた被膜を形成することができる。このため、この発明
の水性樹脂分散体は、たとえば、水性塗料、紙や木材や
繊維などの撥水処理剤、防水コーティング剤などの用途
に使用される他、合成樹脂ワックスエマルションとして
滑剤、感熱材料などに使用されたり、あるいは、離型剤
として水性樹脂分散体単独でまたは他の樹脂とのブレン
ドで使用されたりする。この発明の水性樹脂分散体は、
より具体的には、たとえば、感熱リボン、複写機用トナ
ー、フロアーポリッシュ、水性インキ、建築建材用塗
料、電着塗料、電気部品封止用コンパウンド、カーシャ
ンプー、皮革用クリーナー、皮革仕上げ剤、粘着剤、防
水紙、石油等の流動性改良剤、プラスチック、ゴム、化
粧料等の主剤または添加剤として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】高圧ホモジナイザーの第1の分散部の概略断面
図である。
【図2】高圧ホモジナイザーの第2の分散部の概略断面
図である。
【図3】高圧ホモジナイザーの第3の分散部の概略断面
図である。
【符号の説明】
1,11,21 導入路 2,12,22 第1の分散流路 3,13,23 第2の分散流路 4,14,24 導出路 25 第3の分散流路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泉林 益次 大阪府吹田市西御旅町5番8号 株式会 社日本触媒 中央研究所内

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭素数9〜30の脂肪族炭化水素基を有
    する重合性単量体を必須成分とする重合性単量体成分
    を、容積平均粒子径が1μm未満であり、3μm以上の
    粒子径を有する粒子が全粒子の容積に対して5%以下で
    ある微細液滴の状態で水性媒体中に分散させ、この分散
    状態を保ちつつ前記単量体成分をラジカル重合する
    性樹脂分散体の製造方法。
  2. 【請求項2】 炭素数9〜30の脂肪族炭化水素基を有
    する重合性単量体を必須成分とする重合性単量体成分の
    水性媒体中への分散が、前記単量体成分、前記水性媒体
    および分散安定剤を混合することにより行われる請求
    項1記載の水性樹脂分散体の製造方法。
  3. 【請求項3】 分散安定剤が、水溶性単量体を必須成分
    とする重合性単量体成分を炭素数が6以上のアルキルメ
    ルカプタンの存在下に重合して得られる炭素数が6以上
    の末端アルキル基を有する水溶性もしくは水分散性の重
    合体、分子内に2個以上の第1級および/または第2級
    アミノ基を有するポリアミン化合物と下記一般式(1) 【化1】 〔式(1)中、Rは炭素数4〜28の炭化水素基を示
    し、Aは炭素数2〜4のアルキレン基を示し、nは0ま
    たは1〜30の整数を示し、Xはアミノ基と反応しうる
    官能基を有する原子団を示す〕で表される化合物とを反
    応させて得られる化合物、および、前記ポリアミン化合
    物と前記一般式(1)で表される化合物と下記一般式
    (2) 【化2】 〔式(2)中、R′は重合性不飽和基を有する原子団を
    示し、Xはアミノ基と反応しうる官能基を有する原子団
    を示す〕で表される化合物とを反応させて得られる化合
    物から選ばれる少なくとも1つである請求項2記載の
    水性樹脂分散体の製造方法。
  4. 【請求項4】 炭素数9〜30の脂肪族炭化水素基を有
    する重合性単量体を必須成分とする重合性単量体成分の
    水性媒体中への分散が、前記単量体成分と分散安定剤と
    前記水性媒体との予備分散混合液を高圧ホモジナイザー
    に導入し、前記高圧ホモジナイザー内において100〜
    5000kgf/cm2 の圧力により前記予備分散混合液を1
    回以上圧送することにより行われる請求項1記載の
    性樹脂分散体の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記重合性単量体成分が、前記炭素数9
    〜30の脂肪族炭化水素基を有する重合性単量体を10
    〜100重量%含む成分である、請求項1から4までの
    いずれかに記載の水性樹脂分散体の製造方法。
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