JP2784237B2 - 架橋アクリル系共重合体微粒子非水分散液の製造方法 - Google Patents
架橋アクリル系共重合体微粒子非水分散液の製造方法Info
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分散液の製造方法に関する。さらに詳しくは、塗料用添
加剤として用いた場合、優れた塗膜のタレ止め性及びア
ルミニウム顔料の配向調整剤として有用な架橋アクリル
系共重合体微粒子非水分散液の製造方法に関する。
(以下「非水架橋アクリル微粒子」ということもある)
は、その構造粘性により優れたタレ止め性、アルミニウ
ム顔料の配向機能を有する事が知られており、近年塗料
のハイソリッド化、高仕上がり性の追求によるビヒクル
の低分子量化の流れの中でとくにその重要性を増しつつ
ある。
剤の存在下、高極性アクリルモノマーを重合することに
よって得られることは知られている(例えば特公昭57−
48566号、同57−34846号、特開昭59−161431号公報参
照)。しかしながらこれらの方法においては、非極性溶
剤中にある程度溶解する分散安定剤を用いる必要があ
り、従って分散安定剤の組成が制限されることになり、
塗料の種類によっては相溶性の面で使用できないことが
ある。さらには、高極性アクリルモノマーがすべて架橋
微粒子として生成するわけではなく、粒子間反応によっ
てワニスが増粘するという問題もある。
重合によって得られた架橋エマルジョンを有機溶剤に変
換する方法がある(例えば、特開昭62−13992号公報参
照)。乳化重合法をもちいれば、粒径の小さな架橋アク
リル系共重合体微粒子の製造が可能であり、アクリル微
粒子の組成も任意に選ぶことができる。この水分散液を
スプレードライ、共沸脱水など方法により、系の水を除
去し、溶剤転換さた非水架橋アクリル微粒子は、タレ止
め効果およびアルミニウム顔料の配向調整効果を発揮
し、塗料用添加剤として有用であることが知られてい
る。しかしながら、乳化重合に用いられる乳化剤は一般
的に低分子量のものであり、塗料に添加した場合、架橋
剤との反応がなく、本質的に耐水性、耐候性などの性能
への悪影響は無視出来ず、また塗料系への相溶性の点で
も問題がある。
ねた結果、本発明を完成するに至った。
mg KOH/g、水酸基価50〜200mg KOH/g及び数平均分子量
3,000〜30,000を有するアクリル系共重合体を中和によ
って水性媒体中に乳化分散又は溶解せしめ、ついで該水
性媒体中で多ビニル系単量体(i)又は相互に反応して
結合することができる相補的官能基をそれぞれ有する少
なくとも2種のビニル系単量体(ii)を含有する不飽和
単量体成分を乳化重合し、得られた架橋アクリル系共重
合体微粒子水分散液を、水と共沸可能な有機溶剤を含有
する加熱有機液体中に滴下しながら共沸脱水することを
特徴とする架橋アクリル系共重合体微粒子非水分散液の
製造方法が提供される。
いられるアクリル系共重合体は、アニオン系、カチオン
系いずれであってもよく、アニオン系の場合は、酸性基
含有不飽和単量体及び水酸基含有不飽和単量体を必須重
合成分として用い、これを他のラジカル重合性アクリル
系単量体と任意に重合させて得られる。
記酸性基含有不飽和単量体に代えて塩基性基含有不飽和
単量体を用いることによって得ることができる。この他
にグリシジル(メタ)アクリレートの如きエポキシ基含
有不飽和単量体を重合成分として用い、エポキシ基に1
級及び/又は2級アミンを反応させることによっても得
ることができる。さらに、カルボキシル基含有不飽和単
量体を重合成分として用い、カルボキシル基にエチレン
イミン、N−エタノールエチレンイミン等のエチレンイ
ミン誘導体を反応させることによっても得ることができ
る。
含有不飽和単量体としては、例えばアクリル酸、メタク
リル酸、クロトン酸、イタコン酸等のカルボキシル基含
有不飽和単量体、2−スルホエチルメタクリレート、2
−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等の
スルホン酸基含有アクリル単量体を挙げることができ
る。また、水酸基含有不飽和単量体としては、2−ヒド
ロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプ
ロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル
(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールモノ(メ
タ)アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシエチ
ル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
れる塩基性基含有不飽和単量体としては、例えばN,N−
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジ
エチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のN,N−ジ
置換アミノアルキル(メタ)アクリレートが挙げられ
る。
クリル系単量体としては、 (a)アクリル酸又はメタクリル酸のエステル:例え
ば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリ
ル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メ
タクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ブチル、メタク
リル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸
ラウリル等のアクリル酸またはメタクリル酸のC1〜18
アルキルエステル;グリシジルアクリレート、グリシジ
ルメタクリレート;アリルアクリレート、アリルメタク
リレート等のアクリル酸またはメタクリル酸のアルケニ
ルエステル; (b)ビニル芳香族化合物:例えば、スチレン、α−メ
チルスチレン、ビニルトルエン、p−クロルスチレン、
ビニルピリジンなど。
アクリルアミド、メタクリルアミド、n−ブトキシメチ
ルアクリルアミド、n−メチロールアクリルアミド、n
−ブトキシメチルメタクリルアミド、n−メチロールメ
タクリルアミドなど。
ル、メチルイソプロペニルケトンなど; を挙げることができる。
法、例えば溶液重合、乳化重合等の方法により行なわれ
る。
ートを反応させる等の方法によって不飽和結合を導入す
ると、次の段階の乳化重合時において安定に分散液を調
製できるので好適である。
KOH/gの範囲にあることが必要である。15以下では乳化
能力が不充分であり、50以上では耐水性等に不具合点が
でてくる。又、水酸基価としては50−200mg KOH/gの範
囲にあることが必要である。50以下では塗料として用い
られた際架橋剤との反応が充分に進まず、性能的に劣
り、200以上では相溶性の面で劣ってくる。数平均分子
量は3,000−30,000が適当であり、それ以外の範囲では
乳化能力が低くなる。
塩基性化合物で、またカチオン系の場合には酸性化合物
で中和、水分散される。
リウム等の無機塩基、アンモニア、トリエチルアミン、
ジエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール等のア
ミン類等を用いることができるが、特にアミン類を用い
る系が塗料用として好適である。また、酸性化合物とし
ては、乳酸、酢酸等を用いることができる。中和度は0.
1〜1.5望ましくは0.5〜1.2の範囲である。0.1以下では
乳化困難な場合が多く、1.5以上では過剰の酸又は、塩
基による不具合点がでてくる。
は溶解)されたアクリル系共重合体の存在下で、多ビニ
ル系単量体(i)又は相互に反応して結合することがで
きる相補的官能基をそれぞれ有する少なくとも2種のビ
ニル系単量体(ii)を含有する不飽和単量体成分を乳化
重合に供せられ、内部架橋したアクリル系共重合体微粒
子の水分散液が調製される。
ルフタレート、ジアリルテレフタレート、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、ポリエチレングリコールジ(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、1,3−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−((メタ)アクリロキシエト
キシ)フェニル]プロパン、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、ペンタエリスリトールトリ(メ
タ)アクリレート、ジ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、テトラメチロールメタンテトラ(メ
タ)アクリレートなどであるが、本発明はこれらに限定
されるものではない。
反応して結合することのできる相補的官能基をそれぞれ
有する2種以上のビニル系単量体の組合せとして具体的
に次のようなものが挙げられる。
シジルメタクリレート等のエポキシ基含有単量体と、ア
クリル酸やメタクリル酸等のカルボキシル基含有単量体
との組合せ;(ロ)の例としては、ヒドロキシエチルア
クリレートやヒドロキシエチルメタクリレート等の水酸
基含有単量体とイソシアネートエチルアクリレートもし
くはイソシアネートエチルメタクリレートやイソホロン
ジイソシアネート/ヒドロキシエチルアクリレートもし
くはヒドロキシエチルメタクリレート等量付加物m−ま
たはp−イソプロペニル−α,α′−ジメチルベンジル
イソシアネート等のイソシアネート基含有単量体との組
合せ;(ハ)の例としては、前記エポキシ基含有単量体
とアクリル酸アミノアルキルもしくはメタクリル酸アミ
ノアルキル単量体との組合せ;(ニ)の例としては、前
記イソシアネート基含有単量体と前記アクリル酸アミノ
アルキルもしくはメタクリル酸アミノアルキル単量体と
の組合せ;等。
ブトキシメチル化アクリルアミド、γ−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシランのような自己架橋性官能基
を有する単量体を共重合する方法も用いることができ
る。
中に少なくとも0.5重量%以上、好適には0.5〜20重量%
の範囲内の濃度で使用される。前記した微粒子の架橋に
用いる単量体と共重合されるその他のアクリル系単量体
としては、分散安定剤であるアクリル系共重合体の合成
に用いられる前記した各種単量体が挙げられ、望まれる
性能に応じて任意に選択される。
物、無機過酸化物、アゾ系重合開始剤、およびレドック
ス重合開始剤など従来公知のものを挙げることができ
る。
は、ついで予め加熱(80℃〜140℃、好ましくは90℃〜1
20℃)しておいた、水と共沸可能な有機溶剤を含有する
有機液体中に滴下しながら同時に共沸脱水される。本発
明において、架橋アクリルエマルジョンは、高酸価もし
くは高アミン価アクリル樹脂を分散安定剤(高分子乳化
剤)として用いているので、上記の様な方法によって凝
集することもなく、水系から溶剤系への媒体転換を容易
に行なうことができる。水と共沸可能な有機溶剤として
は、トルエン、キシレン、n−ブタノール、酢酸セロソ
ルブ、酢酸イソブチル、ナフサ、ミネラルスピリッツ等
があげられる。
脂を分散安定剤(高分子乳化剤)として用いるので、そ
の組成を任意に変化させることが可能であり、従って広
範な種類の塗料系に適用することができる。また、分散
安定剤に水酸基を含んでいるので、アミノ樹脂、イソシ
アネート化合物と反応することになり、塗膜の硬化系に
組みこまれ、従来低分子量乳化剤を用いた場合の耐水性
・耐候性等の悪影響が全くない。
る。尚、各例の中で「%」、「部」はいずれも「重量
%」「重量部」を示す。
スコに、イソプロピルアルコール650部を仕込み80℃に
保持したなかに、スチレン100部、n−ブチルアクリレ
ート650部、ヒドロキシエチルアクリレート200部、アク
リル酸50部及びp−tertブチルパーオキシオクトエート
50部の混合液を4時間かけて均一に滴下し、さらに3時
間80℃に保持する。次に得られた60%高酸価アクリルワ
ニス200部を同24ツ口フラスコに仕込んだ後、トリ
エチルアミン6部で中和した後、脱イオン水500部を滴
下しながら強く撹拌することによりエマルジョンを得
る。このエマルジョンを80℃に昇温させた後、メチルメ
タクリレート60部に、n−ブチルアクリレート48部及び
エチレングリコールジアクリレート12部の混合液と、過
硫酸カリウム1.5部を脱イオン水50部に溶解した液を2
時間かけて並行滴下する。さらに80℃で2時間保持する
ことにより固型分28%の水性架橋微粒子分散体を得た。
この分散微粒子はアセトンに不溶であり、平均粒径は0.
08μmであった。
ブタノール200部を仕込み、100℃に加熱する。そこに、
上記水性架橋微粒子分散体500部を5時間にわたって均
一に滴下し、共沸する水を水分離器から徐々に抜いてい
った。300gの水を水分離器から抜いた後、減圧下でさら
に200g脱溶剤した。得られた非水架橋アクリル微粒子
は、固型分30%、粒径は0.09μmであった。
イソプロピルアルコール650部を仕込み80℃に昇温保持
したなかに、スチレン200部、n−ブチルメタクリレー
ト250部、2−エチルヘキシルメタクリレート300部、2
−ヒドロキシエチルメタクリレート180部、ジメチルア
ミノエチルメタアクリレート70部及びアゾビスイソブチ
ロニトリル30部の混合液を4時間かけて均一に滴下し、
さらに3時間80℃に保つ。次に、得られた60%塩基性ア
クリルワニス200部を同4ツ口フラスコに仕込んだ後、
酢酸3部で中和し、それ以後は実施例1と全く同様の方
法を用いて非水架橋アクリル微粒子を得た。固型分28.5
%、粒径は0.085μmであった。
Claims (1)
- 【請求項1】酸価又はアミン価15〜50mg KOH/g、水酸基
価50〜200mg KOH/g及び数平均分子量3,000〜30,000を有
するアクリル系共重合体を中和によって水性媒体中に乳
化分散又は溶解せしめ、ついで該水性媒体中で多ビニル
系単量体(i)又は相互に反応して結合することができ
る相補的官能基をそれぞれ有する少なくとも2種のビニ
ル系単量体(ii)を含有する不飽和単量体成分を乳化重
合し、得られる架橋アクリル系共重合体微粒子水分散液
を、水と共沸可能な有機溶剤を含有する加熱有機液体中
に滴下しながら共沸脱水することを特徴とする架橋アク
リル系共重合体微粒子非水分散液の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP5300990A JP2784237B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 架橋アクリル系共重合体微粒子非水分散液の製造方法 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP5300990A Expired - Lifetime JP2784237B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 架橋アクリル系共重合体微粒子非水分散液の製造方法 |
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-
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- 1990-03-05 JP JP5300990A patent/JP2784237B2/ja not_active Expired - Lifetime
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