JP2904995B2 - アクリル系重合体の水性分散液 - Google Patents
アクリル系重合体の水性分散液Info
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Description
重合体粒子からなるアクリル系重合体の水性分散液に関
し、詳しくは、特定のガラス転移温度をもつアクリル系
重合体の比較的優位量を芯部とし、これより低いガラス
転移温度をもつアクリル系重合体の比較的劣位量を皮層
部として有するアクリル系重合体の複合体粒子からなる
水性分散液に関し、さらに詳しくは、例えば、マスチツ
ク塗料、防音塗料、防振塗料、コーキング材等の被覆用
組成物、特に、車輌類、特に自動車の床裏、タイヤハウ
ス、ガソリンタンク等の室外板金加工部材の飛石などに
よる擦傷、いわゆる「チツピング」から該板金加工部材
を保護するために使用される、耐チツピング性、板金部
への密着性、被膜の均一性及び平滑性、耐水性、耐ガソ
リン性、耐衝撃性、防音性などの諸性能に優れ、さらに
−30℃又はそれ以下の極低温での耐チツピング性など
の低温特性にも優れた耐チツピング性水性被覆用組成物
において有用なアクリル系重合体の水性分散液、及び該
水性分散液と無機質充填剤からなる水性被覆用組成物、
特に、耐チツピング性水性被覆用組成物に関する。従
来、例えば自動車などの車輌類の室外板金加工部材に用
いられる水性の耐チツピング用被覆材としては、ゴム系
ラテツクスやアクリル系共重合体エマルジヨンをビヒク
ルとし、これに炭酸カルシウム、タルクなどの無機質充
填剤を配合したものが知られている[例えば、特開昭5
7−180617号公報、特開昭58−187468号
公報等参照]。
用被覆材では、常温における耐チツピング性、基材への
密着性、耐衝撃性などの特性と、例えば−30℃又はそ
れ以下の極低温における耐チツピング性などの低温特性
の両者を同時にバランスよく満足させることは一般に容
易でなく、例えば、常温における耐チツピングを向上さ
せるためにビヒクルとしてガラス転移温度(以下、Tg
と略記することがある)の高い重合体を用いると、極低
温時の被膜が脆くなつて低温時の耐チツピング性が低下
し、一方、低温時の耐チツピング性を向上させるために
ビヒクル重合体のTgを低くすると、形成される被膜が
軟かくなり、今度は常温における耐チツピング性が低下
するという問題点がある。
いくつかの提案がなされており、例えば、特開平2−2
8269号公報では、耐チツピング用被覆組成物におけ
る基体樹脂(ビヒクル成分)として、スチレン、ブタジ
エン及びアクリル系モノマーのエマルジヨン重合により
形成される、ガラス転移温度が0℃以下で且つブタジエ
ン含量が共重合体100重量部あたり5〜50重量部で
ある共重合体を用いることが提案されている。
れば、上記基体樹脂は、スチレン−ブタジエンゴムラテ
ツクスの存在下にアクリル系モノマーを乳化重合して調
製されているが、本発明者らが該実施例に記載の方法に
従つて共重合体の調製を試みたところ、スチレン−ブタ
ジエンゴムラテツクスの存在下でのアクリル系モノマー
の乳化重合時に、該ゴムラテツクス中のブタジエン単位
に由来する残存二重結合に対してアクリル系モノマーが
グラフト重合するため、所望とするゴム弾性をもつ共重
合体が得られず、固くて脆い共重合体が得られるのみで
あつた。
書には、特定の界面活性剤を用いて重合した、Tgの相
異なる2種の(メタ)アクリル系樹脂エマルジヨンの特
定のブレンド及び特定の水溶性多価金属塩からなる(メ
タ)アクリル系樹脂エマルジヨンの耐チツピング用被覆
組成物に関して開示されている。
例に記載された耐チツピング用被覆組成物は、乾燥工程
においてフクレ(blister)なしに厚い被膜が形成で
き、耐チツピング性も良好であるなど優れたものであつ
たが、耐水性(基材密着性)が必ずしも十分とはいえな
いという別の問題がある。
なる水性分散液に関して、例えば、特開昭53−782
34号公報には、−20℃以下のTgを有する優位量の
アクリル系重合体を含むエマルジヨン中で、Tg5℃以
上のポリマーを形成するモノマー劣位量を一段又は多段
で乳化重合して得られたエマルジヨンに特定量の無機体
質顔料を配合した被覆材組成物が開示されている。
た、軟質ポリマーからなる核部分(コア)と粘着性を低
下させる硬質ポリマーからなる殻部分(シエル)とから
なる共重合体粒子のエマルジヨンを耐チツピング性被覆
材として用いると、得られる被膜はゴム弾性が不足し、
耐チツピング性、特に低温耐チツピング性が良好な被膜
は得られない。
性、基材表面への密着性、耐衝撃性、耐水性、耐浴剤
性、耐候性などの常温特性に優れているのみならず、例
えば−30℃又はそれ以下という極低温における耐チツ
ピング性などの低温特性にも優れた耐チツピング性水性
被覆用組成物におけるビヒクルとして適した水性樹脂エ
マルジヨンを提供することを目的に鋭意研究を行なつ
た。
つ複数のアクリル系重合体をそれぞれ芯部及び皮層部に
有する複合体粒子の水性分散液をビヒクルに用いること
により、上記目的を達成しうることを見い出し本発明を
完成するに至つた。
れたアクリル系重合体粒子からなるアクリル系重合体の
水性分散液であつて、該アクリル系重合体粒子は、ガラ
ス転移温度が−30℃〜10℃の範囲内にあるカルボキ
シル基含有アクリル系重合体(A)から主としてなる芯
部と、該芯部を被覆するガラス転移温度が−10℃以下
のアクリル系重合体(B)から主としてなる皮層部より
なる複合体粒子であり、該粒子の重量を基準にして重合
体(A)を50〜95重量%及び重合体(B)を50〜
5重量%含有し、そして重合体(A)のガラス転移温度
(TgA)が重合体(B)のガラス転移温度(TgB)よ
り高いことを特徴とするアクリル系重合体の水性分散液
を提供するものである。
詳細に説明する。
中に安定に分散されたアクリル系重合体微粒子とから本
質的になるものであり、そして、該アクリル系重合体微
粒子が、(a) ガラス転移温度が−30℃〜10℃の
範囲内にあるカルボキシル基含有アクリル系重合体
(A)を主体とする芯部と、(b)該芯部を被覆するガ
ラス転移温度が−10℃以下のアクリル系重合体(B)
を主体とする皮層部との組合わせからなる複合体粒子で
ある点に大きな特徴を有するものである。
(A):本発明の複合体粒子の芯部を構成するアクリル
系重合体(A)は、カルボキシル基を含有するものであ
り、その含有量は厳密に制限されるものではなく、乳化
重合の容易さ、最終の水性分散液に望まれる特性等に応
じて広い範囲にわたり変えることができるが、一般に
は、該アクリル系重合体(A)100g当り2.5〜5
0ミリグラム当量、好ましくは5〜100ミリグラム当
量、さらに好ましくは10〜80ミリグラム当量の範囲
内にあるのが好都合であり、また、アクリル系重合体
(A)のカルボキシル基含有量は、複合体粒子の全カル
ボキシル基含量の少なくとも50重量%以上、好ましく
は70重量%以上、さらに好ましくは80重量%以上で
あるのが望ましい。
〜10℃の範囲内のガラス転移温度(Tg)をもつこと
が重要である、もし、芯部を構成するアクリル系重合体
(A)のTgが−30℃よりも低いと、得られる被膜の
強度が不十分となり、常温耐チツピング性、基材表面へ
の密着性、耐水性等が不足しがちになり、一方、10℃
よりも高いと、ゴム弾性が失われがちになり、常温及び
低温耐チツピング性が低下する傾向がある。しかして、
アクリル系重合体(A)は一般に−20℃〜5℃未満、
特に−15℃〜3℃の範囲内のTgをもつことが好まし
い。
は特に制限されないが、通常、500,000以上、好
ましくは1,000,000以上の重量平均分子量をもつ
ことができる。
するものである限り、該重合体を構成するモノマーの種
類は厳密には制限されないが、通常、以下に述べる(M
−1)、(M−2)及び(M−3)の3種のモノマー、
或いは(M−1)、(M−2)、(M−3)及び(M−
4)の4種のモノマーを前記のカルボキシル基含有量及
びTgを満足させるように共重合させることにより形成
されたアクリル系共重合体であることが望ましい。
状もしくは分枝鎖状アルキル基を表わす、で示され且つ
その単独重合体のTgが−20℃以下、好ましくは−3
0℃以下、さらに好ましくは−40℃以下であるアクリ
ル酸アルキルエステル:例えば、エチルアクリレート、
ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ペンチ
ルアクリレート、イソアミルアクリレート、ヘキシルア
クリレート、オクチルアクリレート、イソオクチルアク
リレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ノニルア
クリレート、イソノニルアクリレート、、デシルアクリ
レートなど。これらの中、特に好適なものとしては、ブ
チルアクリレート、オクチルアクリレート、2−エチル
ヘキシルアクリレート、イソノニルアクリレートなどが
挙げられる。
モノ−又はジ−カルボン酸:例えば、アクリル酸、メタ
クリル酸、クロトン酸、シトラコン酸、イタコン酸、マ
レイン酸、無水マレイン酸、フマル酸など。これらの
中、特に、アクリル酸、メタクリル酸及びイタコン酸が
好適である。
数6〜8のアリール基(例えば、フエニル、トリル、エ
チルフエニル、キシリルなど)、ニトリル基、−COO
R3基又は−OCOR4基を表わし、ここで、R3は炭素
数1〜20、好ましくは1〜4の直鎖状もしくは分枝鎖
状のアルキル基、炭素数10〜20の直鎖状もしくは分
枝鎖状アルケニル基、炭素数6〜8、特に6〜7のシク
ロアルキル基又は炭素数7〜20のアラルキル基を表わ
し、R4は水素原子又は炭素数1〜12の直鎖状もしく
は分枝鎖アルキル基を表わす、で示される、上記(M−
1)以外の(メタ)アクリル系モノマー:例えば、スチ
レン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビ
ニルベンゼンなどのビニル芳香族化合物;アクリロニト
リル、メタクリロニトリル;メチル(メタ)アクリレー
ト、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、
イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、
イソブチルメタクリレート、tert−ブチル(メタ)
アクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタ
クリレート、オクチルメタクリレート、2−エチルヘキ
シルメタクリレート、ノニルメタクリレート、イソノニ
ルメタクリレート、デシルメタクリレート、イソデシル
メタクリレート、ドデシルメタクリレート、トリデシル
(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレ
ート、オクタデシル(メタ)アクリレート、9−オクタ
デセニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルメタク
リレート、ベンジル(メタ)アクリレートなどの(メ
タ)アクリル酸エステル;ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プ
ロピオン酸ビニル、バーサチツク酸ビニル(商品名)な
どのビニルエステル等。
(II)におけるXがフエニル基、ニトリル基又は−C
OOR3基を表わすもの、殊にスチレン、アクリロニト
リル及びメチルメタクリレートが挙げられる。
ジカル重合性不飽和基をもつその他のモノマー:例え
ば、(メタ)アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミ
ド、N−メチロール(メタ)アクリルアミドなどの(メ
タ)アクリルアミド類;グリシジル(メタ)アクリレー
トのような(メタ)アクリル酸とエポキシアルコールと
のエステル;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)アクリレートなど
のC2-3ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;モ
ノ−もしくはジ−メチルアミノエチル(メタ)アクリレ
ート、モノ−もしくはジ−エチルアミノエチル(メタ)
アクリレートなどのモノ−もしくはジ−(C1-2アルキ
ル)アミノ−C2-3アルキル(メタ)アクリレート;ジ
ビニルベンゼン、ジアリルフタレート、トリアリルシア
ヌレート、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、
1,6−ヘキサンジオールジ(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、アリル
(メタ)アクリレートなどの2〜3個のラジカル重合性
不飽和基を有するモノマー等。これらの中、好適なもの
としては、(メタ)アクリルアミド類、C2-3ヒドロキ
シアルキル(メタ)アクリレート、2〜3個のラジカル
重合性不飽和基を有するモノマーが挙げられる。
リル系重合体(A)の重合時の仕込み量として、モノマ
ーの合計量を基準にして以下の範囲内であることが望ま
しい。
5重量%、好ましくは45〜95重量%、さらに好まし
くは50〜90重量%; モノマー(M−2):一般に0.5〜20重量%、好ま
しくは1〜15重量%、さらに好ましくは2〜10重量
%; モノマー(M−3):一般に0〜59.5重量%、好ま
しくは10〜54重量%、さらに好ましくは20〜48
重量%; モノマー(M−4):一般に0〜5重量%、好ましくは
0〜3重量%。
粒子の皮層部を構成するアクリル系重合体(B)として
は、ガラス転移温度(Tg)が−10℃以下のものが使
用される。Tgが−10℃より高いアクリル系重合体を
皮層部に用いると、得られる皮膜のゴム弾性が失われが
ちになり、特に低温耐チツピング性が低下する傾向があ
る。かくして、皮層部を構成するアクリル系重合体
(B)は、一般に、−20℃〜−100℃、殊に−90
℃〜−30℃の範囲内のTgをもつことが望ましい。
00,000以上、好ましくは1,000,000以上の
重量平均分子量をもつことができる。
記の範囲内にある限り、該重合体を構成するモノマーの
組成には特に制限はないが、通常、前述したモノマー
(M−1)の少なくとも1種を必須成分とし、これに必
要に応じて前記モノマー(M−2)、(M−3)及び
(M−4)から選ばれる1種又は複数種のモノマーを組
合わせて(共)重合することにより得られるアクリル系
(共)重合体が好適である。
ー成分として好適なものには、モノマー(M−1)とし
て、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレ
ートに代表されるアクリル酸のC4-9アルキルエステ
ル;モノマー(M−2)として、アクリル酸又はメタク
リル酸;並びにモノマー(M−3)として、スチレン、
メチルメタクリレートの如き(メタ)アクリル酸のC
1-4アルキルエステル、バーサチツク酸ビニル(商品
名)の組合わせが挙げられる。
としてモノマー(M−2)を含む場合、重合体(B)中
のモノマー(M−2)の含量は、重合体(A)及び
(B)中のモノマー(M−2)の合計に対して50重量
%以下、好ましくは30重量%以下、さらに好ましくは
20重量%以下であることが望ましい。
ーの構成割合は、アクリル系重合体(B)の重合時の仕
込み量として、モノマーの合計量を基準にして以下の範
囲内であることが望ましい。
重量%、好ましくは70〜100重量%; モノマー(M−2):一般に0〜10重量%、好ましく
は0〜5重量%; モノマー(M−3):一般に0〜50重量%、好ましく
は0〜30重量%; モノマー(M−4):一般に0〜5重量%、好ましくは
0〜3重量%。
ル系重合体(A)を主体とする芯部と、上記アクリル系
重合体(B)を主体とする皮層部とからなる芯−皮構造
をもつ複合体粒子である。芯部は実質的にアクリル系重
合体(A)のみからなることができるが、場合によつて
は、アクリル系重合体(B)が少量混入していてもよ
い。また、皮層部は実質的にアクリル系重合体(B)の
みから構成されていることができるが、場合によつては
アクリル系重合体(A)が少量混入していてもよい。
重合体(A)及び(B)の割合は、最終の水性分散液に
望まれる特性に応じて変えることができるが、一般に
は、複合体粒子の重量を基準にして、重合体(A)は5
0〜95重量%、好ましくは60〜90重量%、さらに
好ましくは70〜90重量%の範囲内にあり且つ重合体
(B)は50〜5重量%、好ましくは40〜10重量
%、さらに好ましくは30〜10重量%の範囲内にある
ことができる。該粒子中の重合体(A)の割合が50重
量%より少ないと、重合体(B)の重合に際して凝集物
の発生や乳化状態の破壊、得られる水性分散液の貯蔵安
定性の低下等の問題が生じ易く、反対に95重量%を超
えると、重合体(B)の効果が現れにくく、得られる被
膜が硬くなり過ぎて低温耐チツピング性が低下する傾向
にある。
の複合体粒子を構成する全モノマー組成が下記に示す範
囲内となるように選ぶことが望ましい。
量%、好ましくは45〜85重量%、さらに好ましくは
50〜80重量%; モノマー(M−2):一般に0.5〜10重量%、好ま
しくは1〜5重量%; モノマー(M−3):一般に0〜60重量%、好ましく
は15〜55重量%、さらに好ましくは20〜50重量
%; モノマー(M−4):一般に0〜5重量%、好ましくは
0〜3重量%。
(A)と皮層部を構成するアクリル系重合体(B)と
は、重合体(A)のガラス転移温度(以下、TgAとい
う)が重合体(B)のガラス転移温度(以下、TgBと
いう)よりも高くなるように選択し組合わせることが重
要であり、このようにしないと、常温及び低温耐チツピ
ング性を共に高い水準で満足する耐チツピング性水性被
覆用組成物を得ることが困難になる。
には、TgAはTgBより10℃以上高いことが望まし
く、TgBより15〜100℃高いことがさらに望まし
い。本発明の水性分散液中の複合体粒子は、アクリル系
重合体(A)からなる芯部と、この芯部を被覆するアク
リル系重合体(B)からなる皮層部とからなる実質的に
球状の粒子からなることが好ましく、その粒子の平均粒
径は、一般に0.05〜0.5ミクロン、好ましくは0.
1〜0.4ミクロンの範囲内であることができる。な
お、複合体粒子平均粒径はDLS法により測定した値で
ある。
被覆していることが望ましいが、場合によつては、部分
的に、例えば、網目状、島状に被覆していることもでき
る。本発明の分散複合体粒子は、主として芯部を構成す
るカルボキシル基含有アクリル系重合体(A)に起因し
て、酸性を呈し、その粒子のカルボキシル基の含有量
は、電導度滴定法により測定して、複合体粒子100g
当り通常5〜150ミリグラム当量、特に10〜75ミ
リグラム当量の範囲内にありうる。
シル基の含有量は、水性分散液の製造過程において、重
合体(A)のエマルジヨンの形成が終つた時点でサンプ
リングして電導度滴定法により測定することができる。
子を分散させるための分散媒としての水性媒体は、通常
水であるが、場合によつては、水と水混和性有機溶媒と
の混合溶媒を使用することもできる。
分散液は、それ自体既知のいわゆる「シード重合法」の
如き多段階の乳化重合法により調製することができる。
例えば、本発明の水性分散液は、(1) 界面活性剤及
び/又は保護コロイドの存在下に、水性媒体中で、重合
体(A)を形成するのに必要な割合の前記モノマー(M
−1)、(M−2)、(M−3)及び(M−4)を乳化
重合させてアクリル系重合体(A)のエマルジヨンを調
製する工程、及び(2)形成されるアクリル系重合体
(A)のエマルジヨンに対して、重合体(B)を形成す
るのに必要な割合のモノマー(M−1)、(M−2)、
(M−3)及び(M−4)を一段階又は多段階で添加し
てさらに乳化重合する工程により製造することができ
る。
ては、非イオン系、アニオン系、カチオン系及び両性の
いずれの界面活性剤でも使用しうるが、通常アニオン系
界面活性剤が好適である。用いうるアニオン系界面活性
剤としては、例えば、ステアリン酸ナトリウム、オレイ
ン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム等の脂肪酸塩
類;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキ
ルアリールスルホン酸塩類;ラウリル硫酸ナトリウム等
のアルキル硫酸エステル塩類;モノオクチルスルホコハ
ク酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウ
ム、ポリオキシエチレンラウリルスルホコハク酸ナトリ
ウム等のアルキルスルホコハク酸エステル塩及びその誘
導体類;ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナト
リウム等のポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸
エステル塩類;ポリオキシエチレンノニルフエノールエ
ーテル硫酸ソーダ等のポリオキシアルキレンアルキルア
リールエーテル硫酸エステル塩類;等が挙げられる。
て反応性アニオン系界面活性剤も好適に使用することが
でき、そのような反応性界面活性剤としては、例えば、
式
オン系界面活性剤;式
アニオン系界面活性剤等を挙げることができる。
R5及びR7はそれぞれ置換基を有してもよいC1-30炭化
水素基(例えば、アルキル基、アルケニル基、シクロア
ルキル基、アリール基、アラルキル基等)またはカルボ
ン酸残基(例えば、C3-8脂肪族カルボン酸残基、C
7-12芳香族カルボン酸残基、C4-10脂環族カルボン酸残
基等)を表わし;R6はC2-4アルケニル基またはC3-5
脂肪族不飽和カルボン酸残基を表わし;A1及びA2はそ
れぞれヒドロキシル基を有してもよいC2-4アルキレン
基を表わし;mは0〜100の整数であり、nは0〜1
0の整数であり;mは一価の陽イオン(例えば、アルカ
リ金属イオン、アンモニウムイオン、有機アミン塩基ま
たは有機第4級アンモニウム塩基等)を表わす。
オン系界面活性剤の具体例としては、ラテムルS−12
0、S−120A、S−180及びS−180A[商品
名、花王(株)製];エレミノールJS−2[商品名、
(株)三洋化成製]等を例示することができ、また、ア
ルケニルコハク酸塩型反応性アニオン系界面活性剤の具
体例としては、ラテムルASK[商品名、花王(株)
製]等を例示することができる。
とのできる反応性アニオン系界面活性剤としては、C
3-5脂肪族不飽和カルボン酸のスルホアルキル(C1-4)
エステル塩型界面活性剤、例えば、2−スルホエチル
(メタ)アクリレートナトリウム塩、3−スルホプロピ
ル(メタ)アクリレートアンモニウム塩などの(メタ)
アクリル酸スルホアルキルエステル塩型界面活性剤;ス
ルホプロピルマレイン酸アルキルエステルナトリウム
塩、スルホプロピルマレイン酸ポリオキシエチレンアル
キルエステルアンモニウム塩、スルホエチルフマル酸ポ
リオキシエチレンアルキルエステルアンモニウム塩など
の脂肪族不飽和ジカルボン酸アルキルスルホアルキルジ
エステル塩型界面活性剤を挙げることができる。
として、例えば、マレイン酸ジポリエチレングリコール
エステルアルキルフエノールエーテル硫酸エステル塩、
フタル酸ジヒドロキシエチルエステル(メタ)アクリレ
ート硫酸エステル塩、1−アリロキシ−3−アルキルフ
エノキシ−2−ポリオキシエチレン硫酸エステル塩[ア
デカリアソープSE−10N(商品名)、旭電化工業
(株)製]、ポリオキシエチレンアルキルアルケニルフ
エノール硫酸エステル塩[アクアロン(商品名)、第一
工業製薬(株)製]などを使用することもできる。これ
ら反応性アニオン系界面活性剤は、前述した通常の(非
反応性)のアニオン系界面活性剤と適宜組合わせて使用
することができる。
ニオン系界面活性剤はさらに少量の非イオン系界面活性
剤と併用してもよい。使用しうる非イオン系界面活性剤
としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテ
ル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル等のポリオ
キシアルキレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレ
ンオクチルフエノールエーテル、ポリオキシエチレンノ
ニルフエノールエーテル等のポリオキシアルキレンアル
キルフエノールエーテル類;ソルビタンモノラウレー
ト、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリオレ
エート等のソルビタン脂肪酸エステル類;ポリオキシエ
チレンソルビタンモノラウレート等のポリオキシアルキ
レンソルビタン脂肪酸エウテル類;ポリオキシエチレン
モノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート
等のポリオキシアルキレン脂肪酸エステル類;オレイン
酸モノグリセリド、ステアリン酸モノグリセリド等のグ
リセリン脂肪酸エステル類;ポリオキシエチレン・ポリ
プロピレン・ブロツクコポリマー;等を例示することが
できる。
は適宜組合せて使用することができる。これらの界面活
性剤のうちで好適なものとしては、例えば、ポリオキシ
アルキレンアルキルエーテル類、ポリオキシアルキレン
アルキルフエノールエーテル類などが挙げられる。
性剤の種類やモノマーの種類等に応じて変えることがで
きるが、一般には、重合体(A)及び(B)を形成する
のに用いるモノマーの合計100重量部に対して約0.
3〜約10重量部、好ましくは約0.5〜約5重量部、
さらに好ましくは約1〜約3重量部の範囲内とすること
ができる。
ロイドとしては、例えば、部分ケン化ポリビニルアルコ
ール、完全ケン化ポリビニルアルコール、変性ポリビニ
ルアルコール等のポリビニルアルコール類;ヒドロキシ
エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カ
ルボキシメチルセルロース塩等のセルロース誘導体;グ
アーガムなどの天然多糖類;などが挙げられる。
く、或いは前述の界面活性剤と併用してもよい。その使
用量は、使用条件にもよるが、通常、重合体(A)及び
(B)を形成するのに使用するモノマーの合計100重
量部に対して約0〜約3重量部の範囲内とすることがで
きる。
合開始剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫
酸カリウム、過硫酸ナトリウムなどの過硫酸塩類;t−
ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオ
キサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイドなどの
有機過酸化物類;過酸化水素;などが挙げられ、これら
はそれぞれ単独で又は複数種組合わせて使用することが
できる。
選択することができるが、一般には、重合体(A)を形
成するために使用されるモノマーの合計100重量部に
対して約0.05〜約1重量部、より好ましくは約0.1
〜約0.7重量部、特に好ましくは約0.1〜約0.5重
量部の範囲内を例示することができる。
て、所望により、還元剤を併用することができる。使用
しうる還元剤としては、例えば、アスコルビン酸、酒石
酸、クエン酸、ブドウ糖等の還元性有機化合物;例え
ば、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸
ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム等の還元性無機化
合物を例示できる。
ことができるが、通常、重合体(A)を形成するために
使用するモノマーの合計100重量部に対して、約0.
05〜約1重量部の範囲内を例示することができる。
際して、所望により連鎖移動剤を用いることもできる。
このような連鎖移動剤としては、例えば、シアノ酢酸;
シアノ酢酸のC1-8アルキルエステル類;ブロモ酢酸;
ブロモ酢酸のC1-8アルキルエステル類;アントラセ
ン、フエナントレン、フルオレン、9−フエニルフルオ
レンなどの芳香族化合物類;p−ニトロアニリン、ニト
ロベンゼン、ジニトロベンゼン、p−ニトロ安息香酸、
p−ニトロフエノール、p−ニトロトルエン等の芳香族
ニトロ化合物類;ベンゾキノン、2,3,5,6−テトラ
メチル−p−ベンゾキノン等のベンゾキノン誘導体類;
トリブチルボラン等のボラン誘導体;四臭化炭素、四塩
化炭素、1,1,2,2−テトラブロモエタン、トリブロ
モエチレン、トリクロロエチレン、ブロモトリクロロメ
タン、トリブロモメタン、3−クロロ−1−プロペン等
のハロゲン化炭化水素類;クロラール、フラルデヒド等
のアルデヒド類;炭素数1〜18のアルキルメルカプタ
ン類;チオフエノール、トルエンメルカプタン等の芳香
族メルカプタン類;メルカプト酢酸;メルカプト酢酸の
C1-10アルキルエステル類;炭素数1〜12のヒドロキ
ルアルキルメルカプタン類;ビネン、ターピノレン等の
テルペン類;等を挙げることができる。
は、重合体(A)を形成するのに使用されるモノマーの
合計100重量部に対して約0.005〜約3.0重量部
の範囲内であるのが好ましい。
適な方法としては、適宜界面活性剤及び/又は保護コロ
イドを含有していてもよい水性媒体中に、重合体(A)
を形成するためのモノマー成分、界面活性剤及び/又は
保護コロイド、重合開始剤及び必要に応じて使用される
他の成分を逐次添加する方法が挙げられる。
100℃、好ましくは約40〜約90℃の温度で実施す
ることができる。これにより、カルボキシル基含有アク
リル系重合体(A)のエマルジヨンを形成せしめること
ができる。
て得られる重合体(A)のエマルジヨンに対して、重合
体(B)を形成するためのモノマーが添加され、さらに
乳化重合が行われる。この第2段階目の乳化重合は、実
質的に界面活性剤及び/又は保護コロイドを追加するこ
となく行なわれる。
で得られる重合体(A)のエマルジヨン中に、重合体
(B)を形成するのに必要なモノマー成分、重合開始剤
及び必要に応じて使用される他の成分、例えば還元剤又
は連鎖移動剤を逐次添加することにより行なうことがで
きる。
重合開始剤は、工程(1)について前述したものの中か
ら選ぶことができ、その使用量は特に制限されないが、
通常、重合体(B)を形成するためのモノマーの合計1
00重量部に対して約0.05〜約1重量部、好ましく
は約0.1〜約0.7重量部、さらに好ましくは約0.1
〜約0.5重量部の範囲内を例示することができる。ま
た、還元剤及び連鎖移動剤は使用する場合には、重合体
(A)の場合と同割合とすることができる。
は、一般に約30〜約100℃、好ましくは約40〜約
90℃の温度で実施することができる。
発明の水性分散液を製造することができる。得られる水
性分散液の固形分濃度は、特に制限されるものではな
く、用途、取扱の容易さ等に応じて広い範囲にわたつて
変化させることができるが、一般には約10〜約70重
量%、好ましくは約30〜約65重量%、さらに好まし
くは約40〜約60重量%の範囲内が適当である。
好ましくは2〜8の範囲内のpHを有することができ、
さらに約10〜約10000cps、好ましくは約50
〜約5000cpsの範囲内の粘度(B型回転粘度計、
25℃、20rpmによる)をもつことができる。
散液に、アンモニア水、水溶性アミン類、水酸化アルカ
リ水溶液等を添加することによつて行なうことができ
る。
は、カルボキシル基含有アクリル系重合体(A)を主体
とする芯部と、該芯部を被覆するアクリル系重合体
(B)を主体とする皮層部とからなる複合体粒子が水性
媒体中に安定に分散したアクリル系重合体微粒子の水性
分散液であり、例えば、マスチツク塗料、防音塗料、防
振塗料、コーキング材等の被覆用組成物において、特
に、耐チツピング性水性被覆組成物において有利に利用
することができる。
性被覆用組成物におけるビヒクル成分として特に有利に
使用することができる。
散液と無機質充填剤からなる耐チツピング性水性被覆用
組成物が提供するものである。
の調節、ブリスターの発生防止等の目的で本発明の組成
物に配合されるものであり、使用しうる無機質充填剤と
しては、実質的に水に不溶性ないし難溶性の無機質固体
粉末、例えば、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、カ
オリン、クレー、タルク、珪藻土、マイカ、水酸化アル
ミニウム、ガラス粉、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム
等を例示できる。
類や被覆組成物に対して望まれる物性等に応じて広い範
囲で変化させることができるが、前記水性分散液の固形
分(すなわち複合体粒子の合計量)100重量部に対し
て、一般に100〜390重量部、好ましくは120〜
380重量部、さらに好ましくは150〜300重量部
の範囲内とすることができる。
約50ミクロン、特に約5〜約30ミクロンの範囲内の
平均粒径をもつものであることが望ましい。
通常の被覆用組成物におけると同様に、防錆顔料、着色
顔料、架橋剤等を含有することができる。
ロム酸亜鉛、クロム酸バリウム、クロム酸ストロンチウ
ムなどのクロム酸金属塩;リン酸亜鉛、リン酸カルシウ
ム、リン酸アルミニウム、リン酸チタン、リン酸珪素、
または、これら金属のオルトもしくは縮合リン酸塩など
のリン酸金属塩;モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸カル
シウム、モリブデン酸亜鉛カルシウム、モリブデン酸亜
鉛カリウム、リンモリブデン酸亜鉛カリウム、リンモリ
ブデン酸カルシウムカリウムなどのモリブデン酸金属
塩;硼酸カルシウム、硼酸亜鉛、硼酸バリウム、メタ硼
酸バリウム、メタ硼酸カルシウムなどの硼酸金属塩;等
を例示することができる。これらの防錆顔料のうち、リ
ン酸金属塩、モリブデン酸金属塩、硼酸金属塩などの無
毒性または低毒性防錆顔料が好ましい。
の固形分100重量部に対して、例えば、0〜50重量
部、好ましくは5〜30重量部の範囲内を例示すること
ができる。
タン、カーボンブラツク、弁柄、ハンザイエロー、ベン
ジジンイエロー、フタロシアニンブルー、キナクリドン
レツド等の有機もしくは無機の着色顔料を挙げることが
できる。これらの着色顔料の配合量は、水性分散液の固
形分100重量部に対して、例えば、0〜10重量部、
好ましくは0.5〜5重量部の範囲内を例示することが
できる。
は、得られる被覆組成物の形成皮膜の平滑さなどの観点
から、1〜50ミクロンの範囲内にあるのが好ましい。
(a) 水溶性多価金属塩、例えば、酢酸亜鉛、蟻酸亜
鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛等の亜鉛塩;酢酸アルミニウ
ム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウムなどアルミニ
ウム塩;酢酸カルシウム、義酸カルシウム、塩化カルシ
ウム、硝酸カルシウム、亜硝酸カルシウム等のカルシウ
ム塩;酢酸バリウム、塩化バリウム、亜硝酸バリウム等
のバリウム塩;酢酸マグネシウム、蟻酸マグネシウム、
塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウ
ム、亜硝酸マグネシウム等のマグネシウム塩;酢酸鉛、
蟻酸鉛等の鉛塩;酢酸ニツケル、塩化ニツケル、硝酸ニ
ツケル、硫酸ニツケル等のニツケル塩;例えば、酢酸マ
ンガン、塩化マンガン、硫酸マンガン、硝酸マンガン等
のマンガン塩;例えば、塩化銅、硝酸銅、硫酸銅等の銅
塩;など、(b)アジリジン化合物、例えば、ポリイソ
シアネート化合物とエチレンイミンとの反応生成物、
(c) ポリイソシアネート化合物、例えば、m−また
はp−フエニレンジイソシアネート、2,4−または2,
6−トリレンジイソシアネート、m−またはp−キシリ
レンジイソシアネート、4,4′−ジフエニルメタンジ
イソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート化合物;
ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート、上記芳香族ジイソシアネート化合物の水素添
加物、ダイマー酸ジイソシアネート等の脂肪族または脂
環族ジイソシアネート化合物;これらイソシアネートの
2量体または3量体;これらイソシアネートと、例え
ば、エチレングリコール、トリメチロールプロパン等の
2価または3価のポリオールとのアダクト体など、
(d) 水溶性エポキシ樹脂、例えば、グリセロールジ
グリシジルエーテルなど、(e) 水溶性メラミン樹
脂、例えば、メチロールメラミン;該メチロールメラミ
ンの水酸基の少なくとも1部をメチルアルコール、エチ
ルアルコール、n−ブチルアルコールなどでエーテル化
したものなど、(f) 水分散性ブロツク化イソシアネ
ート、例えば、トリメチロールプロパントリトリレンジ
イソシアネートメチルエチルケトオキシムアダクト;前
記ポリイソシアネート化合物と揮発性の低分子活性水素
含有化合物の付加物、等を挙げることができる。
ては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、
n−ブチルアルコール、シクロヘキシルアルコール、ベ
ンジルアルコール、エチレングリコールモノエチルエー
テル、エチレングリコールモノブチルエーテル、フエノ
ール等の脂肪族、脂環族または芳香族アルコール;ジメ
チルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノールなど
のヒドロキシ第3アミン;例えば、アセトキシム、メチ
ルエチルケトオキシム等のケトオキシム類;例えば、ア
セチルアセトン、アセト酢酸エステル、マロン酸エステ
ル等の活性メチレン化合物;ε−カプロラクタム等のラ
クタム類;などを例示することができる。
組成物の粘度の経時変化抑制等の観点から、前記水性分
散液の固形分100重量部に対して、例えば、0〜10
重量部、好ましくは0.5〜10、特に好ましくは1〜
5重量部の範囲内を例示することができる。
には、さらに必要に応じて、無機質分散剤[例えば、ヘ
キサメタリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム
等]、有機質分散剤[例えば、ノプコスパース44C
(商品名、ポリカルボン酸系;サンノプコ(株)製]な
どの分散剤;シリコン系などの消泡剤;ポリビニルアル
コール、セルロース系誘導体、ポリカルボン酸系樹脂、
界面活性剤系等の増粘剤および粘性改良剤;エチレング
リコール、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール、ブ
チルカルビトールアセテート等の有機溶剤;老化防止
剤;防腐剤・防黴剤;紫外線吸収剤;帯電防止剤;等を
添加混合することができる。
は、特に限定されるものではないが、一般に、約10〜
約85重量%、好ましくは約30〜約80重量%、特に
好ましくは約50〜約70重量%の範囲内の固形分を含
有し、また、7〜11、好ましくは8〜10の範囲内の
pHを有し且つ約3,000〜約100,000cps、
好ましくは約5,000〜約50,000cpsの範囲内
の粘度(B型回転粘度計、25℃、20rpmによる)
をもつことができる。
を適用することができる基材は、特に制限されず、例え
ば、鋼板;例えば、鉛−錫合金メツキ鋼板(タンシート
鋼板)、錫メツキ鋼板、アルミニウムメツキ鋼板、鉛メ
ツキ鋼板、クロムメツキ鋼板、ニツケルメツキ鋼板など
の各種メツキ鋼板;電着塗装鋼板などの塗装鋼板;等を
挙げることができる。
材を板金プレスなどにより各種形状に成形加工したもの
およびこれらを各種自動車部材として溶接したもの、例
えば、自動車のガソリンタンク、床裏、タイヤハウス、
フロントエプロン、リヤーエプロンなどの車室外の板金
加工部材の電着塗装面、中塗塗装面または上塗塗装面等
の被覆用に好適に使用することができる。
既知の塗装法、例えば、刷毛塗り、スプレー塗装、ロー
ラー塗装等により行なうことができるが、一般にエアレ
ス吹き付け塗装が好適である。
て異なるが、通常、約200〜約800ミクロン、特に
約300〜約600ミクロンの範囲内が適当である。ま
た、塗膜の乾燥は自然乾燥、加熱乾燥等により行なうこ
とができるが、一般には、約60〜約100℃の温度で
予備乾燥した後、約120〜約160℃程度の温度の加
熱炉で加熱乾燥するのが好都合である。
に説明する。なお、本明細書における各種の物性は以下
の方法で測定したものである。
mmのアルミニウム箔製の、内径約5mm、深さ約5m
mの円筒型のセルに、重合体の水性分散液の試料約10
mgを秤取し、100℃で2時間乾燥したものを測定試
料とする。示差走査熱量計[Differential Scanning Ca
lorimeter:セイコー電子工業(株)製SSC−500
0型]を用い、−150℃から昇温速度10℃/min
で測定決定する。
散液に含まれるアクリル系重合体複合体粒子などの芯部
及び皮層部からなる二層粒子の場合、相異なる2つのT
g値が測定できるので、高い方のTg値をTgA、低い
方のTg値をTgBとする。なお、Tgの相異なる複数
のアクリル系重合体エマルジヨンをブレンドした水性分
散液を用いた場合にも上記同様複数のTg値が現われる
が、このような水性分散液からのフイルムは濁度が高く
なるので後記するフイルム濁度試験によつて本発明の水
性分散液と区別することができる。
逆にTgAの重合体を皮層部にし、TgBの重合体を芯部
としたものでもそのTg測定結果は本発明のものと同じ
になり、これだけではいずれの重合体が皮層部を構成し
ているか不明であるが、本発明の複合体粒子の場合には
皮層部を構成する重合体のTgが相対的に低いため、該
複合体粒子を構成する重合体(A)及び(B)の全モノ
マー組成を一様に(芯部及び皮層部を形成させることな
く)乳化重合して得られた重合体に比較して、生成する
フイルムに対するカーボンブラツクなどが付着し易くな
つており、後記するカーボンブラツク付着試験によつて
その付着度合を比較することにより、本発明の複合体粒
子を区別することができる。
性分散液を20ミルのドクターブレードを用いて塗布
し、20℃、65%RHの恒温恒湿室にて16時間放置
して乾燥したのち、120℃で20分間さらに乾燥して
重合体フイルムを形成させる。このフイルムを東京電色
(株)製“ヘイズメーター TC−H III DP”にて濁
度を測定する。
ブレードを用いて塗布し、20℃、65%RHの恒温恒
湿室にて24時間以上放置して乾燥させ重合体フイルム
を形成させる。
0℃、65%RHの環境下に上記で作成した重合体フ
イルムの上にハケを用いて塗布する。次いで5kg/c
m2の空気圧にて余剰のカーボンブラツクを吹き飛ばし
て除去することにより、カーボンブラツクが付着した重
合体フイルムを得る。
ブラツク付着重合体フイルムを光電比色計[カラーアナ
ライザー TC−1800 MKZ(商品名)、東京電色
(株)製]を用い、それぞれの裏面に白色標準板をあて
て白度を測定し、次式に従つて白度低下率(%)を測定
する。
の白度、L2はで得られたカーボンブラツク付着重合
体フイルムの白度を表わす。
rpmの条件下に測定する。
約10gを精秤し、脱イオン水約300gで希釈した
後、イオン交換樹脂で処理してpH3以下に調整して試
料とする。この試料を自記録式自動電導度滴定装置を用
い、0.5N水酸化ナトリウム水溶液にて滴定を行な
い、計算により重合体100g当りのカルボキシル基含
有量を求める。
5万〜15万倍に希釈し、十分に撹拌混合した後、21
mmφガラスセル中にパスツールピペツトを用いて約1
0ml採取し、これを動的光散乱光度計DLS−700
[大塚電子(株)製]の所定の位置にセツトし、以下の
測定条件下で測定する。
る。
いる試験用サンプルの作成及び試験方法は次のとおりで
ある。
ンシート鋼板の表面をシンナーにて洗浄した後、各被覆
用組成物試料をエアレス吹付け塗装法によつて乾燥塗膜
が所定の厚さになるように塗装し、熱風循環式乾燥器を
用いて80℃、15分予備乾燥した後、120℃、20
分間熱処理する。
厚さを変えて塗装を行い、乾燥時にふくれの生じない最
大膜厚を求め、フクレ限界膜厚とする。
に塗装して得た試験片を、約25℃の恒温条件下に3時
間放置したのち同温度で測定する。
立てかけて固定し、その塗面に2mの高さから鉛直方法
に40mmφの塩ビパイプを用いてナツト(M−6)を
連続して落下させ、タンシート鋼板の素地が露出したと
きの落下したナツトの総重量で評価する。
3時間放置したのち同温度で測定する以外は前(3)項
と同様にして測定・評価する。
に塗装して得た試験片を、40℃の脱イオン水中に7日
間浸漬後取り出し、水分を拭き取つた後、ゴバン目試験
機[スガ試験機(株)製]を用いて、表から縦、横それ
ぞれ1mm間隔で基材に達する深さのカツト線を入れて
1cm2中に100個のゴバン目を作成する。
ープ[ニチバン(株)製]を貼り付け、手ですばやく1
80°剥離を行い、塗膜の残存した目を数えて塗膜残存
目数/100と表示する。
ルフラスコに、脱イオン水324gを仕込み、窒素フロ
ーしながら70℃に昇温した。次いでこのセパラブルフ
ラスコに、別の容器で作成した脱イオン水150g、乳
化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5g
及びポリオキシエチレンノニルフエノールエーテル(H
LB約16)5g、並びに、モノマー混合機(MA)と
してブチルアクリレート(BA)204.75g、メチ
ルメタクリレート(MMA)134.75g及びアクリ
ル酸(AA)10.5gからなるプレエマルジヨンと、
重合開始剤水溶液としての過硫酸アンモニウム(AP
S)の5重量%水溶液30gとを3時間にわたり連続的
に添加し、その後同温度で1時間保持してアクリル系重
合体Aからなるエマルジヨンを得た。このエマルジヨン
の一部を取り出し、前記電導度滴定法により重合体Aの
カルボン酸含有量を測定した。
アクリル系重合体エマルジヨンに2−エチルヘキシルア
クリレート(2EHA)120g、スチレン(St)2
5.5g及びAA4.5gを均一に混合したモノマー混合
液(MB)と、APSの5重量%水溶液10gとを1時
間にわたり連続的に添加し、その後同温度で2時間保持
してアクリル系重合体の複合体粒子からなる水性分散液
を得た。
れの組成、TgAおよびTgB、得られた水性分散液の固
形分、pH、粘度、重合体Aおよび複合体粒子のカルボ
ン酸含有量、並びに、該水性分散液から得られるフイル
ムの濁度及び白度低下率の値を後記表1に示す。
重合体BのTgを変える以外は実施例1と同様にしてア
クリル系重合体の複合体粒子からなる水性分散液を得
た。これらの重合に際してのMA及びMBのそれぞれの組
成、TgAおよびTgB、得られた水性分散液の固形分、
pH、粘度、重合体Aおよび複合体粒子のカルボン酸含
有量、並びに、該水性分散液から得られるフイルムの濁
度及び白度低下率の値を後記表1に示す。
重合体AのTgを変える以外は実施例1と同様にしてア
クリル系重合体の複合体粒子からなる水性分散液を得
た。この重合に際してのMAおよびMBのそれぞれの組
成、TgAおよびTgB、得られた水性分散液の固形分、
pH、粘度、重合体Aおよび複合体粒子のカルボン酸含
有量、並びに、該水性分散液から得られるフイルムの濁
度及び白度低下率の値を後記表1に示す。
以外は実施例1と同様にしてアクリル系重合体の複合体
粒子からなる水性分散液を得た。これらの重合に際して
のMAおよびMBのそれぞれの組成、TgAおよびTgB、
得られた水性分散液の固形分、pH、粘度、重合体Aお
よび複合体粒子のカルボン酸含有量、並びに、該水性分
散液から得られるフイルムの濁度及び白度低下率の値を
後記表1に示す。
以外は実施例1と同様にしてアクリル系重合体の複合体
粒子からなる水性分散液を得た。これらの重合に際して
のMAおよびMBのそれぞれの組成、TgAおよびTgB、
得られた水性分散液の固形分、pH、粘度、重合体Aお
よび複合体粒子のカルボン酸含有量、並びに、該水性分
散液から得られるフイルムの濁度及び白度低下率の値を
後記表1に示す。
合を変える以外は実施例1と同様にしてアクリル系重合
体の複合体粒子からなる水性分散液を得た。これらの重
合に際してのMAおよびMBのそれぞれの組成、TgAお
よびTgB、得られた水性分散液の固形分、pH、粘
度、重合体Aおよび複合体粒子のカルボン酸含有量、並
びに、該水性分散液から得られるフイルムの濁度及び白
度低下率の値を後記表1に示す。
を変え、アクリル酸を全量MA中に用いる以外は実施例
11と同様にしてアクリル系重合体の複合体粒子からな
る水性分散液を得た。この重合に際してのMAおよびMB
のそれぞれの組成、TgAおよびTgB、得られた水性分
散液の固形分、pH、粘度、重合体Aおよび複合体粒子
のカルボン酸含有量、並びに、該水性分散液から得られ
るフイルムの濁度及び白度低下率の値を後記表1に示
す。
る以外は実施例14と同様にしてアクリル系重合体の複
合体粒子からなる水性分散液を得た。この重合に際して
のMAおよびMBのそれぞれの組成、TgAおよびTgB、
得られた水性分散液の固形分、pH、粘度、重合体Aお
よび複合体粒子のカルボン酸含有量、並びに、該水性分
散液から得られるフイルムの濁度及び白度低下率の値を
後記表1に示す。
ホン酸ナトリウム5gを用いるかわりに、アデカリアソ
ープSE−10N[商品名、旭電化工業(株)製]5g
を用いる以外は実施例15と同様にしてアクリル系重合
体の複合体粒子からなる水性分散液を得た。この重合に
際してのMAおよびMBのそれぞれの組成、TgAおよび
TgB、得られた水性分散液の固形分、pH、粘度、重
合体Aおよび複合体粒子のカルボン酸含有量、並びに、
該水性分散液から得られるフイルムの濁度及び白度低下
率の値を後記表1に示す。
24gを仕込み、窒素フローしながら70℃に昇温し
た。次いでこのセパラブルフラスコに、別の容器で作成
した脱イオン水150g、乳化剤としてデシルベンゼン
スルホン酸ナトリウム5g及びポリオキシエチレンノニ
ルフエノールエーテル(HLB約16)5g、並びに、
モノマー混合液(MA)としてBA204.75g、MM
A134.75g、2EHA120g、St25.5gお
よびAA15gからなるプレエマルジヨンと、重合開始
剤水溶液としての過硫酸アンモニウム(APS)の5重
量%水溶液40gとを3時間にわたり連続的に添加し、
その後同温度で2時間保持してアクリル系重合体エマル
ジヨンを得た。得られたエマルジヨンの固形分、pH、
粘度、重合体粒子のカルボン酸含有量、並びに、該水性
分散液から得られるフイルムの濁度及び白度低下率の値
を後記表1に示す。
2.5g、MMA192.5gおよびAA15g、並び
に、2EHA400g、St85g及びAA15gとす
る以外は比較例2と同様にして2種のアクリル系重合体
エマルジヨンs1(重合体のTg=0℃)並びにs2(重
合体のTg=−40℃)を得た。次に、得られたエマル
ジヨンs1とs2とを重量比70:30でブレンドしてア
クリル系重合体水性分散液を得た。得られた水性分散液
の固形分、pH、粘度、重合体粒子のカルボン酸含有
量、並びに、該水性分散液から得られるフイルムの濁度
及び白度低下率の値を後記表1に示す。
g、エチルアクリレート(EA)166g及びAA13
g、並びに、BA23g、EA464g及びAA13g
とする以外は比較例2と同様にして2種のアクリル系重
合体エマルジョンS3(重合体のTg=−24℃)並び
にS4(重合体のTg=−41℃)を得た。次に、得ら
れたエマルジョンS3とS4とを重量比50:50でブレ
ンドしてアクリル系重合体水性分散液を得た。得られた
水性分散液の固形分、pH、粘度、重合体粒子のカルボ
ン酸含有量、並びに、該水性分散液から得られるフィル
ムの濁度及び白度低下率の値を後記表1に示す実施例21 実施例1で調製した水性分散液200重量部(固形分で
約100重量部)、分散剤として10重量%ヘキサメタ
リン酸ナトリウム15重量部、充填剤として、粉末炭酸
カルシウム[商品名:重質炭酸カルシウムR、平均粒径
10.3μ:丸尾カルシウム(株)製]107重量部、
タルク[商品名:Pタルク、平均粒径12μ:土屋カオ
リン工業(株)製]20重量部、カーボンブラツク3重
量部、メタ硼酸バリウム20重量部、約252重量%ア
ンモニア水2重量部および脱イオン水54.2重量部を
デイスパーを用いて均一に混合分散させ、被覆組成物中
に占める総顔料(粉末炭酸カルシウム、タルクおよびカ
ーボンブラツクの合計量)の割合(以下、PWCと略記
することがある)が60重量%で固形分が60重量%の
耐チツピング性水性被覆用組成物を作成した。
性試験を行つた。該水性被覆用組成物の配合組成および
各種物性の測定結果を後記表2に示す。
ことによりPVCを変え、それに伴つて脱イオン水の使
用量を変える以外は実施例21と同様にして各種の耐チ
ツピング性水性被覆用組成物を作成した。得られた水性
被覆用組成物を用いて各種物性試験を行つた。該水性被
覆用組成物の配合組成および各種物性の測定結果を後記
表2に示す。
用いる変わりに、実施例2〜16及び比較例1〜4で調
製した水性分散液を用いる以外は実施例21と同様にし
て各種の耐チツピング性水性被覆用組成物を作成した。
得られた水性被覆用組成物を用いて各種物性試験を行つ
た。該水性被覆用組成物の配合組成および各種物性の測
定結果を後記表2に示す。
約100重量部)、分散液として10重量%ヘキサメタ
リン酸ナトリウム15重量部、充填剤として、粉末炭酸
カルシウム[商品名:重質炭酸カルシウムR、平均粒径
10.3μ:丸尾カルシウム(株)製]190重量部、
タルク[商品名:Pタルク、平均粒径12μ:土屋カオ
リン工業(株)製]20重量部、カーボンブラツク3重
量部、メタ硼酸バリウム20重量部および約25重量%
アンモニア水2重量部をデイスパーを用いて均一に分散
させ、PWCが70重量%で固形分が約77重量%の耐
チツピング性水性被覆用組成物を作成した。
性試験を行つた。該水性被覆用組成物の配合組成および
各種物性の測定結果を後記表2に示す。
用いる変わりに、実施例11及び14〜16で調製した
水性分散液を用いる以外は実施例39と同様にして各種
の耐チツピング性水性被覆用組成物を作成した。得られ
た水性被覆用組成物を用いて各種物性試験を行つた。該
水性被覆用組成物の配合組成および各種物性の測定結果
を後記表2に示す。
部を用いる以外は実施例43と同様にして各種の耐チツ
ピング性水性被覆用組成物を作成した。得られた水性被
覆用組成物を用いて各種物性試験を行つた。該水性被覆
用組成物の配合組成および各種物性の測定結果を後記表
2に示す。
Claims (16)
- 【請求項1】 水性媒体中に分散されたアクリル系重合
体粒子からなるアクリル系重合体の水性分散液であつ
て、該アクリル系重合体粒子は、ガラス転移温度が−3
0℃〜10℃の範囲内にあるカルボキシル基含有アクリ
ル系重合体(A)からなる芯部と、該芯部を被覆するガ
ラス転移温度が−10℃以下のアクリル系重合体(B)
からなる皮層部よりなる複合体粒子であり、重合体
(A)が、 (M−1)式 【化1】 CH2=CH−COOR1 (I)式中、R 1 は炭素数2〜12の直鎖状もしくは分枝鎖状
アルキル基を表わ す、 で示され且つその単独重合体のガラス転移温度が−20
℃以下であるアクリル酸アルキルエステル 40〜9
9.5重量%、 (M−2)炭素数3〜5のα,β−不飽和モノ−又はジ
−カルボン酸 0.5〜20重量%、 (M−3)式 【化2】 式中、 R 2 は水素原子又はメチル基を表わし、 Xは炭素数6〜8のアリール基、ニトリル基、−COO
R 3 基又は−OC OR 4 基を表わし、ここで、R 3 は炭
素数1〜20の直鎖状もしくは分枝 鎖状アルキル基、炭
素数10〜20の直鎖状もしくは分枝鎖状アルケニル
基、炭素数6〜8のシクロアルキル基又は炭素数7〜2
0のアラルキル基 を表わし、R 4 は水素原子又は炭素数
1〜12の直鎖状もしくは分枝鎖状 アルキル基を表わ
す、 で示される上記(M−1)以外の(メタ)アクリル系モ
ノマー 0〜59.5重量%、及び (M−4)分子中に
少なくとも1個のラジカル重合性不飽和基をもつその他
のモノマー 0〜5重量%の共重合によつて得られる、
重合体(A)100g当り2.5〜150ミリグラム当
量のカルボキシル基を含有するカルボキシル基含有アク
リル系共重合体であり、重合体(B)が、 (M−1)式 【化3】 CH2=CH−COOR1 (I) 式中、R1は炭素数2〜12の直鎖状もしくは分枝鎖状
アルキル基を表わす、で示され且つその単独重合体のガラス転移温度が−20
℃以下であるアクリル酸アルキルエステル 50〜10
0重量%、 (M−2)炭素数3〜5のα,β−不飽和モノ−又はジ
−カルボン酸 0〜10重量%、 (M−3)式 【化4】 式中、 R 2 は水素原子又はメチル基を表わし、 Xは炭素数6〜8のアリール基、ニトリル基、−COO
R 3 基又は−OC OR 4 基を表わし、ここで、R 3 は炭
素数1〜20の直鎖状もしくは分枝 鎖状アルキル基、炭
素数10〜20の直鎖状もしくは分枝鎖状アルケニル
基、炭素数6〜8のシクロアルキル基又は炭素数7〜2
0のアラルキル基 を表わし、R 4 は水素原子又は炭素数
1〜12の直鎖状もしくは分枝鎖状 アルキル基を表わ
す、 で示される上記(M−1)以外の(メタ)アクリル系モ
ノマー 0〜50重量%、及び (M−4)分子中に少な
くとも1個のラジカル重合性不飽和基をもつその他のモ
ノマー 0〜5重量%の共重合によつて得られるカルボ
キシル基含有アクリル系共重合体であ り、該粒子の重量
を基準にして重合体(A)を50〜95重量%及び重合
体(B)を50〜5重量%含有し、そして重合体(A)
のガラス転移温度(TgA)が重合体(B)のガラス転
移温度(TgB)より高いことを特徴とするアクリル系
重合体の水性分散液。 - 【請求項2】 重合体(A)が−20℃〜5℃未満の範
囲内のガラス転移温度を有する請求項1記載の水性分散
液。 - 【請求項3】 重合体(B)が−100℃〜−20℃の
範囲内のガラス転移温度を有する請求項1又は2記載の
水性分散液。 - 【請求項4】 重合体(A)のガラス転移温度(T
gA)が重合体(B)のガラス転移温度(TgB)より
10℃以上高い請求項1〜3のいずれかに記載の水性分
散液。 - 【請求項5】 複合体粒子が、該粒子の重量を基準にし
て重合体(A)を60〜90重量%及び重合体(B)を
40〜10重量%含有する請求項1〜4のいずれかに記
載の水性分散液。 - 【請求項6】 複合体粒子を構成する重合体(A)及び
(B)の全モノマー組成が次のとおり: (M−1)式 【化5】 CH2=CH−COOR1 (I) 式中、R1は炭素数2〜12の直鎖状もしくは分枝鎖状
アルキル基を表わす、 で示され且つその単独重合体のガラス転移温度が−20
℃以下であるアクリル酸アルキルエステル 40〜90
重量%、 (M−2)炭素数3〜5のα,β−不飽和モノ−又はジ
−カルボン酸 0.5〜10重量%、 (M−3)式 【化6】 式中、 R2は水素原子又はメチル基を表わし、 Xは炭素数6〜8のアリール基、ニトリル基、−COO
R3基又は−OCOR4基を表わし、ここで、R3は炭
素数1〜20の直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル基、炭
素数10〜20の直鎖状もしくは分枝鎖状アルケニル
基、炭素数6〜8のシクロアルキル基又は炭素数7〜2
0のアラルキル基を表わし、R4は水素原子又は炭素数
1〜12の直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル基を表わ
す、 で示される上記(M−1)以外の(メタ)アクリル系モ
ノマー 0〜60重量%、及び (M−4)分子中に少なくとも1個のラジカル重合性不
飽和基をもつその他のモノマー 0〜5重量%である請
求項1〜5のいずれかに記載の水性分散液。 - 【請求項7】 複合体粒子が0.05〜0.5ミクロン
の範囲内の平均粒径をもつ請求項1〜6のいずれかに記
載の水性分散液。 - 【請求項8】 複合体粒子が該粒子100g当り5〜1
50ミリグラム当量のカルボキシル基を含有する請求項
1〜7のいずれかに記載の水性分散液。 - 【請求項9】 固形分濃度が10〜70重量%の範囲内
にある請求項1〜8のいずれかに記載の水性分散液。 - 【請求項10】 (1)下記モノマー: (M−1)式 【化7】 CH2=CH−COOR1 (I) 式中、R1は炭素数2〜12の直鎖状もしくは分枝鎖状
アルキル基を表わす、 で示され且つその単独重合体のガラス転移温度が−20
℃以下であるアクリル酸アルキルエステル、 (M−2)炭素数3〜5のα,β−不飽和モノ−又はジ
−カルボン酸、 (M−3)式 【化8】 式中、 R2は水素原子又はメチル基を表わし、 Xは炭素数6〜8のアリール基、ニトリル基、−COO
R3基又は−OCOR4基を表わし、ここで、R3は炭
素数1〜20の直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル基、炭
素数10〜20の直鎖状もしくは分枝鎖状アルケニル
基、炭素数6〜8のシクロアルキル基又は炭素数7〜2
0のアラルキル基を表わし、R4は水素原子又は炭素数
1〜12の直鎖状もしくは分枝鎖状アルキル基を表わ
す、 で示される上記(M−1)以外の(メタ)アクリル系モ
ノマー、及び (M−4)分子中に少なくとも1個のラジカル重合性不
飽和基をもつその他のモノマー を界面活性剤及び/又は保護コロイドの存在下に、水性
媒体中で、重合体(A)を形成するのに必要な割合で乳
化重合させてカルボキシル基含有アクリル系重合体
(A)のエマルジョンを形成せしめ、 (2)形成される重合体(A)のエマルジヨンに対し
て、重合体(B)を形成するのに必要な割合の上記モノ
マー(M−1)、(M−2)、(M−3)及び(M−
4)を一段階又は多段階で添加してさらに乳化重合する
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の水性
分散液の製造方法。 - 【請求項11】 請求項1〜9のいずれかに記載の水性
分散液及び無機質充填剤からなる水性被覆用組成物。 - 【請求項12】 無機質充填剤が炭酸カルシウム、シリ
カ、アルミナ、カオリン、クレー、タルク、珪藻土、マ
イカ、水酸化アルミニウム、ガラス粉、硫酸バリウム及
び炭酸マグネシウムからなる群より選ばれる請求項11
記載の組成物。 - 【請求項13】 無機質充填剤を水性分散液の固形分1
00重量部に対して100〜390重量部の範囲内で含
有する請求項11又は12記載の組成物。 - 【請求項14】 無機質充填剤が1〜50ミクロンの範
囲内の平均粒径を有する請求項11〜13のいずれかに
記載の組成物。 - 【請求項15】 水性被覆用組成物が耐チツピング性水
性被覆用組成物である請求項11〜14のいずれかに記
載の組成物。 - 【請求項16】 請求項15記載の組成物で塗装された
物品。
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