JP2920302B2 - Stable cold crosslinking emulsion and method for producing the same - Google Patents

Stable cold crosslinking emulsion and method for producing the same

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JP2920302B2
JP2920302B2 JP1914790A JP1914790A JP2920302B2 JP 2920302 B2 JP2920302 B2 JP 2920302B2 JP 1914790 A JP1914790 A JP 1914790A JP 1914790 A JP1914790 A JP 1914790A JP 2920302 B2 JP2920302 B2 JP 2920302B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は皮膜形成後に常温で架橋反応が進む合成樹脂
水性エマルジョンであって、エマルジョン状態では架橋
反応が進まず、経時的に最低造膜温度が上昇しない安定
な常温架橋型エマルジョンおよびその製造方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a synthetic resin aqueous emulsion in which a crosslinking reaction proceeds at room temperature after film formation. In the emulsion state, the crosslinking reaction does not proceed, and the minimum film forming temperature with time The present invention relates to a stable cold-crosslinkable emulsion which does not increase in water content and a method for producing the same.

[従来の技術] 従来からシラン基は、常温架橋性があるため、これら
を共重合したエマルジョンは、接着剤、塗料用バインダ
ー、繊維加工用バインダーなどとして、特に注目されて
いる。
[Prior Art] Conventionally, silane groups have room-temperature crosslinkability, and emulsions obtained by copolymerizing them have attracted particular attention as adhesives, binders for paints, binders for fiber processing, and the like.

シラン基を有する重合性単量体と他の共重合性単量体
を乳化共重合して合成樹脂エマルジョンを製造すること
は広く知られており、例えば、特公昭50−29952号「安
定で凝集物不含のシラノール基含有ポリビニルエステル
水分散液の製造方法」や、特公昭62−61707号「繊維加
工用バインダー」など多数の発明がある。
It is widely known to produce a synthetic resin emulsion by emulsion-copolymerizing a polymerizable monomer having a silane group and another copolymerizable monomer, for example, Japanese Patent Publication No. 50-29952, `` Stable and Aggregated There are many inventions, such as "a method for producing an aqueous dispersion of a silanol group-containing polyvinyl ester containing no substance" and JP-B-62-61707, "Binder for Textile Processing".

しかしながら従来技術はいずれもシラン基を有する重
合性単量体の使用量は全単量体に対して5重量%以下で
あった。
However, in each of the prior arts, the amount of the polymerizable monomer having a silane group was 5% by weight or less based on all monomers.

抽象的に上位概念で40重量%まで含まれる旨の記載も
見らるがいずれも、具体的例えば実施例や実験例には全
く示されていなく5重量%以上使用した時にどの様な作
用効果が奏されるかは全く不明である。
Although there is an abstract description that the content is up to 40% by weight as a general concept, none of them is concrete, for example, it is not shown in Examples or Experimental Examples at all, and what kind of effect is obtained when 5% by weight or more is used. It is not entirely clear whether or not will be played.

[発明が解決しようとする課題] 本発明は、常温架橋性を有するシラン基を6重量%以
上導入した合成樹脂水性エマルジョンであって、成膜後
常温で架橋反応が進むが、エマルジョン状態では架橋反
応が進まず、又経時的に最低造膜温度が上昇しない特殊
な作用効果を奏する安定な常温架橋型エマルジョンと、
その製造方法を提供するものである。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention relates to a synthetic resin aqueous emulsion in which 6% by weight or more of a silane group having room temperature crosslinkability is introduced, and the cross-linking reaction proceeds at room temperature after film formation. The reaction does not proceed, and a stable cold crosslinking emulsion that exhibits a special effect that the minimum film forming temperature does not rise over time,
An object of the present invention is to provide a manufacturing method thereof.

[課題解決のための手段] 本発明者らはシラン基を有する重合性単量体を6重量
%以上使用すれば、それだけ架橋が進むので、より優れ
た皮膜の物性が得られると考えて実験を行なってみた。
[Means for Solving the Problems] The inventors of the present invention considered that if 6% by weight or more of the polymerizable monomer having a silane group is used, the crosslinking proceeds more, so that it is possible to obtain better film properties. I tried.

しかしながら、予想に反してシラン基を有する重合性
単量体が6重量%以上になると、合成樹脂エマルジョン
の造膜性が経時的に低下し、ついには常温では均一で透
明な皮膜が形成されなくなり、期待した皮膜の物性が得
られないことが判明した。
However, unexpectedly, when the amount of the polymerizable monomer having a silane group is 6% by weight or more, the film forming property of the synthetic resin emulsion decreases with time, and eventually a uniform and transparent film is not formed at room temperature. It was found that the expected properties of the film could not be obtained.

この原因について本発明者らは、過剰のシラン基が、
合成樹脂エマルジョンの樹脂粒子内で架橋反応を起こ
し、成膜時の粒子同志の融着を不完全にし最低造膜温度
を経時的に高めてしまうため、造膜性が低下する為であ
ると考えている。
Regarding this cause, we have found that excess silane groups
This is thought to be because the cross-linking reaction occurs in the resin particles of the synthetic resin emulsion, causing incomplete fusion of the particles during film formation and increasing the minimum film forming temperature over time, thereby deteriorating the film forming properties. ing.

本発明者らは、この問題が解決するために、種々の研
究を進めた結果、特定の組成範囲の乳化重合体によりこ
の問題が解決できることを見い出して、本発明を完成し
た。
The present inventors have conducted various studies to solve this problem, and as a result, have found that this problem can be solved by an emulsion polymer having a specific composition range, and have completed the present invention.

すなわち本発明は、 「1.(A)アルキル基の炭素数が4以上のメタクリル酸
アルキルエステルの1種または2種以上 94〜70重量部 (B)アルコキシシラン基を有する重合性単量体 6〜30重量部 (C)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミ
ド、アクリル酸、スチレンスルホン酸ナトリウムから選
んだ1種又は2種以上 0.1〜5重量部 とを乳化重合してなる安定な常温架橋型エマルジョン。
That is, the present invention provides: “1. (A) one or more alkyl methacrylates having 4 or more alkyl groups, 94 to 70 parts by weight of polymerizable monomers having an alkoxysilane group. (C) A stable cold crosslinking emulsion obtained by emulsion polymerization of 0.1 to 5 parts by weight of one or more selected from acrylamide, N-methylolacrylamide, acrylic acid and sodium styrenesulfonate.

2.請求項1に記載された単量体のうちの(A)の一部を
つぎのイ,ロ,ハからなる1又は2以上の単量体の合
計、0.1〜30重量部で置換えて乳化重合してなる安定な
常温架橋型エマルジョン。
2. A part of (A) of the monomers described in claim 1 is replaced with 0.1 to 30 parts by weight of a total of one or more monomers of the following a, b, and c: A stable cold crosslinking emulsion obtained by emulsion polymerization.

イ (A)と共重合性を有する官能基を有さない水不溶
性の単量体 0〜30重量部 ロ エポキシ基、アミノ基、アセトアセチル基のいずれ
か1つの官能基を有する水不溶性の単量体0〜10重量部 ハ 重合性不飽和基を2以上有する水不溶性の単量体 0〜10重量部 3.請求項1ないし2のいずれか1項に記載された単量体
を乳化剤と水の存在下にレドックス触媒を用い60℃以下
の温度で、かつpH5〜8で乳化重合することを特徴とす
る、安定な常温架橋型エマルジョンの製造方法。」であ
る。
A) water-insoluble monomer having no functional group copolymerizable with (A) 0 to 30 parts by weight b) water-insoluble monomer having any one of epoxy group, amino group and acetoacetyl group 0 to 10 parts by weight c Water-insoluble monomer having two or more polymerizable unsaturated groups 0 to 10 parts by weight 3. The monomer according to any one of claims 1 to 2 as an emulsifier A method for producing a stable cold-crosslinkable emulsion, characterized in that emulsion polymerization is carried out at a temperature of 60 ° C. or lower and at a pH of 5 to 8 using a redox catalyst in the presence of water. ".

本発明によると、 (A)アルキル基の炭素数が4以上のメタクリル酸アル
キルエステルと (C)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミ
ド、アクリル酸、スチレンスルホン酸ナトリウムから選
んだ1種または2種以上を 使用したときのみ、 (B)アルコキシシラン基を有する重合性単量体を6重
量%以上使用しても得られたエマルジョンの経時的な造
膜性の低下がみられず、成膜後常温で架橋反応が進む
が、エマルジョン状態では架橋反応が進まない、安定な
常温架橋型エマルジョンがえられた。
According to the present invention, (A) an alkyl methacrylate having an alkyl group of 4 or more and one or more selected from (C) acrylamide, N-methylolacrylamide, acrylic acid, and sodium styrenesulfonate are used. (B) Even when 6% by weight or more of the polymerizable monomer having an alkoxysilane group is used, the resulting emulsion does not show any deterioration in film-forming properties over time, and is crosslinked at room temperature after film formation. The reaction proceeded, but the crosslinking reaction did not proceed in the emulsion state, and a stable cold crosslinking emulsion was obtained.

本発明で使用するアルキル基の炭素数が4以上のメタ
クリル酸アルキルエステルとしては、 メタクリル酸n−ブチルエステル メタクリル酸isoブチルエステル メタクリル酸tertブチルエステル メタクリル酸2−エチルヘキシルエステル メタクリル酸ラウリルエステル メタクリル酸ステアリルエステル などが好ましく、この群から選らんだ1種または2種以
上が使用される。
Examples of the alkyl methacrylate having an alkyl group having 4 or more carbon atoms include n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate. Esters are preferred, and one or more selected from this group are used.

本発明においては、シラン基としてアルコキシシラン
基が最適であり、アルコキシシラン基を有する単量体と
しては ビニルトリメトキシシラン CH2=CHSi(OCH33 ビニルトリエトキシシラン CH2=CHSi(OC2H53 ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン CH2=CHSi(OC2H4OCH33 ビニルメチルジメトキシシラン γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン CH2=C(CH3)COO(CH23Si(OCH33 γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン CH2=CHCOO(CH23Si(OCH33 γ−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン CH2=CH(CH3)COO(CH23Si(OC2H53 γ−メタクリロキシプロピルトリメチルジエトキシシラ
等であり、これらの群から選ばれる1種又は2種以上の
混合物を使用することができる。
In the present invention, the alkoxysilane group is most suitable as the silane group, and the monomer having the alkoxysilane group is vinyltrimethoxysilane CH 2 CHCHSi (OCH 3 ) 3 vinyltriethoxysilane CH 2 CHCHSi (OC 2 H 5 ) 3 vinyl tris (β-methoxyethoxy) silane CH 2 CHCHSi (OC 2 H 4 OCH 3 ) 3 vinyl methyl dimethoxy silane γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane CH 2 CC (CH 3 ) COO (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3 γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane γ-acryloxypropyltrimethoxysilane CH 2 CHCHCOO (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3 γ-acryloxypropylmethyldimethoxysilane γ-methacryloxypropyltriethoxysilane CH 2 CHCH (CH 3 ) COO (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3 γ-methacryloxypropyltrimethyldiethoxysilane And one or a mixture of two or more selected from these groups can be used.

その使用量は常温架橋性を発現させるため、少なくと
も6重量部を必要とし、一方30重量部を超えると重合中
に架橋反応が進み造膜性が著しく低下するので好ましく
ない。
At least 6 parts by weight is required to exhibit room temperature cross-linking property. On the other hand, if it exceeds 30 parts by weight, a cross-linking reaction proceeds during polymerization and film forming properties are remarkably deteriorated.

又、本発明において(A)と(B)に共重合させる
(C)としては、水溶性単量体の中から選んだ アクリルアミド N−メチロールアクリルアミド アクリル酸 スチレンスルホン酸ナトリウム から選ばれる1種又は2種以上の混合物を使用する。
In the present invention, as (C) to be copolymerized with (A) and (B), one or two selected from acrylamide N-methylolacrylamide acrylate sodium styrenesulfonate selected from water-soluble monomers. Use a mixture of more than one species.

その使用量は0.1〜5重量部であり、0.1重量部未満で
は効果がなく、5重量部を超えると経時的な最低造膜温
度の上昇がいちじるしい。
The used amount is 0.1 to 5 parts by weight. If the amount is less than 0.1 part by weight, there is no effect. If the amount exceeds 5 parts by weight, the minimum film forming temperature with time increases remarkably.

他の水溶性単量体では、経時的に最低造膜温度を上昇
させてしまい、安定な常温架橋型エマルジョンが得られ
ない。
With other water-soluble monomers, the minimum film-forming temperature rises over time, and a stable cold crosslinking emulsion cannot be obtained.

例えば他の水溶性単量体である、メタクリル酸、メタ
クリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロ
キシエチルメタクリレート、マレイン酸などを用いると
経時的な最低造膜温度の上昇がいちじるしい。
For example, when other water-soluble monomers such as methacrylic acid, methacrylamide, hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, and maleic acid are used, the minimum film formation temperature with time is significantly increased.

又、本発明において、(A)単量体の一部を次のイ、
ロ、ハの単量体の1又は2以上で置換することができ
る。
Further, in the present invention, a part of the monomer (A) is
It can be substituted with one or more of the monomers b and c.

イ、(A)と共重合性を有する不飽和基以外の官能基を
有さない水不溶性の単量体としては、 ・アルキル基の炭素数が1〜3のメタクリル酸アルキル
エステル、 ・アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブ
チル、アクリル酸2エチルヘキシルなどのアクリル酸エ
ステル、 ・酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、などのビニルエス
テル、 ・アクリロニトリル、スチレンおよび2,2,2トリフロロ
エチルメタクリレート、2,2,3,3テトラフロロプロピル
メタクリレート、2−(パーフロロオクチル)エチルメ
タクリレート、2−(パーフロロオクチル)エチルアク
リレート などがある。
(A) Examples of the water-insoluble monomer having no functional group other than the unsaturated group having copolymerizability with (A) include: alkyl methacrylate having 1 to 3 carbon atoms in the alkyl group, and acrylic acid. Acrylic esters such as methyl, ethyl acrylate, butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate; vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; acrylonitrile, styrene and 2,2,2 trifluoroethyl methacrylate; 2,3,3 tetrafluoropropyl methacrylate, 2- (perfluorooctyl) ethyl methacrylate, 2- (perfluorooctyl) ethyl acrylate, and the like.

その使用量は0〜30重量部である。 The amount used is 0 to 30 parts by weight.

ロ、エポキシ基、アミノ基、アセトアセチル基のいずれ
か1つの官能基を有する水不溶性の単量体としては、 グリシジルメタクリレートなどのエポキシ基を含有す
る水不溶性の単量体、 ジエチルアミノエチルメタクリレートなどのアミノ基
を含有する水不溶性の単量体、 アリルアセトアセテート、アセトアセトキシエチルメ
タクリレートなどのアセトアセチル基を含有する水不溶
性の単量体などがある。
(B) Examples of water-insoluble monomers having any one of functional groups of epoxy group, amino group, and acetoacetyl group include water-insoluble monomers having an epoxy group such as glycidyl methacrylate, and diethylaminoethyl methacrylate. There are water-insoluble monomers containing an amino group, and water-insoluble monomers containing an acetoacetyl group such as allyl acetoacetate and acetoacetoxyethyl methacrylate.

その使用量は0〜10重量部である。 The amount used is 0 to 10 parts by weight.

ハ、重合性不飽和基を2以上有する水不溶性の単量体と
しては、 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 トリアリルイソシアヌレート テトラアリルオキシエタン などがある。
C. Examples of the water-insoluble monomer having two or more polymerizable unsaturated groups include divinylbenzene diallyl phthalate triallyl cyanurate triallyl isocyanurate tetraallyloxyethane and the like.

その使用量は0〜10重量部である。 The amount used is 0 to 10 parts by weight.

次に本発明の製造方法について説明する。本発明の乳
化重合方法は、バッチ重合、モノマー滴下重合、乳化モ
ノマー滴下重合など適宜の乳化重合の手段を用いること
ができる。
Next, the manufacturing method of the present invention will be described. In the emulsion polymerization method of the present invention, an appropriate emulsion polymerization means such as batch polymerization, monomer drop polymerization, and emulsion monomer drop polymerization can be used.

特に乳化モノマー滴下重合が、製造時の安定性を確保
するうえで好適である。
In particular, drop polymerization of an emulsion monomer is suitable for securing stability during production.

乳化重合時にはアルコキシシラン基の反応をできるだ
け抑えることが必要で、レドックス触媒を用いて60℃以
下の温度で重合を行なうこと、およびpH5〜8で行なう
ことが好ましい結果を与える。
During the emulsion polymerization, it is necessary to suppress the reaction of the alkoxysilane group as much as possible, and it is preferable to carry out the polymerization at a temperature of 60 ° C. or lower using a redox catalyst and at a pH of 5 to 8.

さらに、乳化重合系内に重金属イオンが存在すると、
加水分解性シリル基を反応を促進するために、重金属イ
オンを含むものは使用しない方が好い。エチレンジアミ
ン4酢酸2ナトリウムの様なキレート剤を併用してもよ
い。
Furthermore, when heavy metal ions are present in the emulsion polymerization system,
In order to promote the reaction of the hydrolyzable silyl group, it is preferable not to use those containing a heavy metal ion. A chelating agent such as disodium ethylenediaminetetraacetate may be used in combination.

レドックス触媒としては、 過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムと酸性亜硫酸ナ
トリウム、ロンガリットの組合せ、 過酸化水素とアスコルビン酸の組合せ、 有機過酸化物(t−ブチルハイドロパーオキサイド、
ベンゾイルパーオキサイド、キュ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)と
酸性亜硫酸ナトリウム、ロンガリットなどとの組合せ などが用いられる。特に有機過酸化物と還元剤の組合せ
が好ましい。
Redox catalysts include ammonium persulfate, potassium persulfate and sodium acid sulfite, a combination of Rongalite, a combination of hydrogen peroxide and ascorbic acid, an organic peroxide (t-butyl hydroperoxide,
For example, a combination of benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, p-menthane hydroperoxide) with sodium acid sulfite, Rongalit, or the like is used. Particularly, a combination of an organic peroxide and a reducing agent is preferable.

[作用] アルコキシシラン基を有する重合性単量体を水中で乳
化共重合する以上、アルコキシシラン基の反応を完全に
抑えることは困難である。
[Action] As the polymerizable monomer having an alkoxysilane group is emulsion-copolymerized in water, it is difficult to completely suppress the reaction of the alkoxysilane group.

アルコキシシラン基の反応を乳化重合時にできるだけ
抑えることも重要であるが、またアルコキシシラン基を
有する重合性単量体を6重量%以上の大量に含むものに
ついては製造後の安定性も重要である。
It is important to suppress the reaction of the alkoxysilane group as much as possible during emulsion polymerization, but for those containing a large amount of a polymerizable monomer having an alkoxysilane group of 6% by weight or more, stability after production is also important. .

特に、アルコキシシラン基の反応が経時的に進むと共
重合体の最低造膜温度が上昇し、透明で均一な皮膜が得
られなくなる。
In particular, as the reaction of the alkoxysilane group proceeds with time, the minimum film forming temperature of the copolymer increases, and a transparent and uniform film cannot be obtained.

本発明においては、上記の問題点をすべて解決したも
ので、エマルジョンとしても安定であり、経時的な造膜
性も安定な常温架橋型エマルジョンが提供される。
In the present invention, a room temperature crosslinking emulsion which solves all of the above problems, is stable as an emulsion, and has stable film forming properties over time is provided.

これらの問題の解決は、アルキル基の炭素数が4以上
のメタクリル酸アルキルエステルを主成分とする特定の
単量体組成物を使用することによって達成される。その
理由の学問的な解明は未だ充分ではないが、本発明者ら
はアルコキシシラン基の加水分解の抑制には、単量体組
成物の疎水性が関係しているものと考えている。
The solution of these problems is achieved by using a specific monomer composition mainly containing an alkyl methacrylate having an alkyl group having 4 or more carbon atoms. Although the scientific elucidation of the reason is not yet sufficient, the present inventors believe that the suppression of hydrolysis of the alkoxysilane group is related to the hydrophobicity of the monomer composition.

合成樹脂エマルジョンの樹脂粒子中において安定なア
ルコキシシラン基が皮膜中においてなぜ架橋反応を起こ
すのかその機構はいまだ不明な部分が多いが、本発明の
常温架橋型エマルジョンから得られる皮膜は、乾燥直後
と乾燥後10日間放置後では、アルコキシシラン基の架橋
反応によると判断される明らかな皮膜物性、たとえば、
皮膜の溶剤膨潤率が小さくなる等の性能の向上が顕著で
ある。
There are still many unknown mechanisms why the alkoxysilane groups stable in the resin particles of the synthetic resin emulsion cause a crosslinking reaction in the film, but the film obtained from the cold-crosslinkable emulsion of the present invention has a After 10 days after drying, apparent film properties judged to be due to the crosslinking reaction of alkoxysilane groups, for example,
The improvement in performance such as a decrease in the solvent swelling ratio of the film is remarkable.

また、このエマルジョンに触媒を添加して得られた皮
膜も、前記の皮膜物性の著しい向上が見られる。
In addition, the coating obtained by adding a catalyst to this emulsion also shows a remarkable improvement in the physical properties of the coating.

これはアルコキシシラン基がエマルジョン中に安定に
存在していることを示しており、従って、最低造膜温度
の経時的上昇が防止されていることを示している。
This indicates that the alkoxysilane groups are stably present in the emulsion, and thus that the minimum film formation temperature is prevented from increasing over time.

しかし乍ら、乳化重合時の製造過程における安定性
や、エマルジョンの機械安定性の問題は、アルキル基の
炭素数が4以上のメタクリル酸アルキルエステルとアル
コキシシラン基を有する重合性単量体との共重合のみで
は解決することができなかった。
However, the problems of stability in the production process during emulsion polymerization and mechanical stability of the emulsion are caused by the problem of the alkyl methacrylate having an alkyl group of 4 or more and the polymerizable monomer having an alkoxysilane group. It could not be solved only by copolymerization.

ところが、本発明者らは種々研究の結果水溶性単量体
の多くは前述のように経時的に最低造膜温度を上昇させ
てしまうが、特定の水溶性単量体、すなわち、アクリル
アミド、N−メチロールアクリルアミド、アクリル酸、
スチレンスルホン酸ナトリウムから選ばれた1種又は2
種以上を使用することが、この問題の解決に対して著効
を示すことを見出した。
However, as a result of various studies, the present inventors have found that most of the water-soluble monomers raise the minimum film forming temperature with time as described above, but specific water-soluble monomers, that is, acrylamide, N -Methylol acrylamide, acrylic acid,
One or two selected from sodium styrenesulfonate
It has been found that the use of more than one species has a significant effect on solving this problem.

本発明において水溶性単量体とし、アクリルアミド、
N−メチロールアクリルアミド、アクリル酸、スチレン
スルホン酸ナトリウムから選ばれた1種または2種以上
の使用が特殊な作用効果を奏するのは、これらとアルキ
ル基の炭素数が4以上のメタクリル酸アルキルエステル
との相溶性や共重合性が影響している為であると考えら
れる。
As a water-soluble monomer in the present invention, acrylamide,
The use of one or more selected from N-methylol acrylamide, acrylic acid, and sodium styrenesulfonate exhibits a special action and effect because they are combined with an alkyl methacrylate having an alkyl group having 4 or more carbon atoms. This is considered to be because the compatibility and copolymerizability of the polymer have an influence.

つまり、相溶性や共重合性が異なると、樹脂粒子を形
成する過程で疎水性単量体は粒子内部へ、水溶性単量体
は粒子表面へと分かれるため、水溶性単量体が粒子内部
に入りにくいので、親水性基が粒子内部へ水を呼び込む
悪影響が少なく、共重合体の最低造膜温度の上昇がなく
安定な造膜性がえられる作用効果が奏されるのである。
In other words, if the compatibility or copolymerization is different, the hydrophobic monomer separates into the inside of the particle and the water-soluble monomer separates into the particle surface during the process of forming the resin particles. As a result, there is little adverse effect that the hydrophilic group draws water into the inside of the particles, and an effect of obtaining a stable film-forming property without increasing the minimum film-forming temperature of the copolymer is exhibited.

しかも、樹脂粒子表面に親水性基が集まることによっ
て乳化重合時の安定性が著しく向上しエマルジョンの機
械的安定性なども向上する。
In addition, the stability at the time of emulsion polymerization is remarkably improved by the aggregation of the hydrophilic groups on the surface of the resin particles, and the mechanical stability of the emulsion is also improved.

[用途] 本発明の常温架橋型エマルジョンは、架橋により結合
エネルギーの大きいシリコーン結合を生成し、耐久性や
耐寒性に優れた塗膜が形成され、特にその常温架橋性を
生かして接着剤、塗料用バインダー、繊維加工用バイン
ダー、紙塗工用バインダー、充填材などに特に有用であ
る。
[Uses] The cold crosslinking emulsion of the present invention forms a silicone bond having a large binding energy by crosslinking, and forms a coating film having excellent durability and cold resistance. It is particularly useful as a binder for fibers, a binder for fiber processing, a binder for paper coating, a filler, and the like.

使用に際しては、公知の紫外線吸収剤及び酸化防止剤
を後添加してもよい。
At the time of use, a known ultraviolet absorber and antioxidant may be added later.

塗膜の硬化を促進するため、ジブチルスズマレートや
パラ、トルエンスルホン酸などの化合物を触媒として用
いてもよい。
In order to accelerate the curing of the coating film, a compound such as dibutyltin malate, para- or toluenesulfonic acid may be used as a catalyst.

次に実施例と比較例をあげて本発明を説明する。 Next, the present invention will be described with reference to examples and comparative examples.

実施例1 n−ブチルメタクリレート 80重量部 γ−メタクリロキシプロピルトリ 20重量部 メトキシシラン アクリルアミド 2.5重量部 ポリオキシエチレンノニルフェニ 1重量部 ルエーテル ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ 1.4重量部 水 55重量部 の組成の乳化モノマー組成物を作成し、次に t−ブチルハイドロパーオキサイ 10重量部 ドの3.5%水溶液 ロンガリットの3.5%水溶液 10重量部 からなる重合触媒を準備した。Example 1 n-butyl methacrylate 80 parts by weight γ-methacryloxypropyl tri 20 parts by weight methoxysilane acrylamide 2.5 parts by weight Polyoxyethylene nonylpheny 1 part by weight Ruthenium dodecylbenzenesulfonic acid sodium 1.4 parts by weight Water emulsification of 55 parts by weight A monomer composition was prepared, and then a polymerization catalyst consisting of 10 parts by weight of 10 parts by weight of t-butyl hydroperoxide and 10 parts by weight of a 3.5% aqueous solution of Rongalite was prepared.

水 40重量部 酢酸アンモニウム 0.3重量部 ポリオキシエチレンノニルフェニ 1.3重量部 ルエーテル ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ 0.7重量部 を仕込んだ乳化重合装置へ、上記乳化モノマー組成物の
10重量%と重合触媒の30重量%を加えて50℃で乳化重合
を開始した。乳化モノマー組成物の90重量%と、重合触
媒の70重量%を約3時間で滴下し乳化重合を行なった。
乳化重合中、重合温度は約50℃に保ち、重合反応液のpH
は、適時5重量%アンモニア水溶液を添加してpH7に保
った。滴下終了後、約1時間熟成を行ない、冷却後に適
量の水で濃度を調整して安定な常温架橋型エマルジョン
を得た。
40 parts by weight of water 0.3 parts by weight of ammonium acetate 1.3 parts by weight of polyoxyethylene nonylphenyl 1.3 parts by weight of sodium ether dodecylbenzenesulfonate To an emulsion polymerization apparatus charged with 0.7 parts by weight of the above-mentioned emulsion monomer composition,
Emulsion polymerization was started at 50 ° C. by adding 10% by weight and 30% by weight of the polymerization catalyst. 90% by weight of the emulsion monomer composition and 70% by weight of the polymerization catalyst were dropped in about 3 hours to carry out emulsion polymerization.
During the emulsion polymerization, the polymerization temperature was maintained at about 50 ° C, and the pH of the polymerization reaction solution was maintained.
Was maintained at pH 7 by appropriately adding a 5% by weight aqueous ammonia solution. After dropping, the mixture was aged for about 1 hour, and after cooling, the concentration was adjusted with an appropriate amount of water to obtain a stable cold crosslinking emulsion.

得られた安定な常温架橋型エマルジョンは、濃度45重
量%、pH7で、最低造膜温度は、25℃であった。
The obtained stable cold crosslinking emulsion had a concentration of 45% by weight, a pH of 7, and a minimum film formation temperature of 25 ° C.

最低造膜温度とは、エマルジョンを塗布乾燥した時に
均一で透明な皮膜を形成する最低の温度であり、温度勾
配をもたせた金属板上でエマルジョンを塗布乾燥させ、
均一で透明な皮膜を形成する最低の温度を測定すること
によって求められる。
The minimum film forming temperature is the lowest temperature at which a uniform and transparent film is formed when the emulsion is applied and dried, and the emulsion is applied and dried on a metal plate having a temperature gradient,
It is determined by measuring the lowest temperature at which a uniform, transparent film is formed.

試験例 実施例1で得られた常温架橋型エマルジョンについて
エマルジョンの安定性を最低造膜温度で変化、および、
皮膜の常温架橋性を皮膜の溶剤膨潤率によって求めるた
め、下記の試験を行なった。試験結果は第1表の通りで
あった。
Test Example For the cold-crosslinked emulsion obtained in Example 1, the stability of the emulsion was changed at the minimum film forming temperature, and
The following test was performed to determine the room temperature crosslinking property of the film by the solvent swelling ratio of the film. The test results are as shown in Table 1.

最低造膜温度の変化 常温架橋型エマルジョンを密封容器に入れ、室温で1
ヶ月放置後と、70℃で2日間放置後の最低造膜温度の変
化を測定する。
Change in minimum film formation temperature Place the room temperature crosslinking emulsion in a sealed container,
The change in the minimum film formation temperature after standing for a month and after standing at 70 ° C. for 2 days is measured.

最低造膜温度の変化が10℃未満を ○ 最低造膜温度の変化が10℃以上を × とする。The change in the minimum film forming temperature is less than 10 ° C.

皮膜の溶剤膨潤率 常温架橋型エマルジョンを剥離紙に塗布し室温で乾燥
して厚み100μmの皮膜を作成する。皮膜作成後室温で
1日および10日放置した皮膜をトルエンに浸漬して24時
間後に皮膜の線膨張率を測定した。
Solvent swelling ratio of coating A cold crosslinking emulsion is applied to release paper and dried at room temperature to form a coating having a thickness of 100 μm. After forming the film, the film left at room temperature for 1 day and 10 days was immersed in toluene, and after 24 hours, the coefficient of linear expansion of the film was measured.

また、常温架橋型エマルジョン100重量部に対して架
橋触媒(ジブチルスズマレート)を0.45重量部添加し、
撹拌混合して剥離紙に塗布し室温で乾燥することにより
触媒入り皮膜を作成する。室温で1日放置後にトルエン
に浸漬して24時間後に皮膜の線膨張率を測定した。
Also, 0.45 parts by weight of a crosslinking catalyst (dibutyltin malate) was added to 100 parts by weight of the normal temperature crosslinking type emulsion,
The mixture is stirred and mixed, applied to a release paper, and dried at room temperature to form a film containing a catalyst. After standing at room temperature for 1 day, the film was immersed in toluene and 24 hours later, the coefficient of linear expansion of the film was measured.

実施例2〜15 実施例1の単量体組成を第1表に示す単量体組成に代
えた以外は実施例1と同様に乳化重合を行ない、安定な
常温架橋型エマルジョンを得た。
Examples 2 to 15 Emulsion polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the monomer composition of Example 1 was changed to the monomer composition shown in Table 1 to obtain a stable cold crosslinking emulsion.

その物性は第1表の通りであった。 Its physical properties are as shown in Table 1.

実施例8と10は重合後に造膜助剤としてテキサノール
を添加した。
In Examples 8 and 10, Texanol was added as a film-forming aid after polymerization.

比較例1〜9 実施例1の単量体を組成を、第1表に示す単量体組成
に代えた以外は、実施例1と同様にして乳化重合を行な
った。
Comparative Examples 1 to 9 Emulsion polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the composition of the monomer in Example 1 was changed to the monomer composition shown in Table 1.

比較例1および2は、主単量体であるアルキル基の炭
素数が4以上のメタクリル酸アルキルエステルの1種ま
たは2種以上を使用しなかった場合で得られたエマルジ
ョンは、最低造膜温度の上昇を著しく、安定な常温架橋
型エマルジョンを得ることができなかった。
In Comparative Examples 1 and 2, the emulsions obtained when one or two or more alkyl methacrylates having 4 or more carbon atoms in the alkyl group as the main monomer were not used had the lowest film forming temperature. , And a stable cold crosslinking emulsion could not be obtained.

比較例3および4は、親水性単量体として、メタクリ
ル酸および2−ヒドロキシエチルメタクリレートを使用
した場合で、得られたエマルジョンは最低造膜温度の上
昇が著しく、安定な常温架橋型エマルジョンを得ること
ができなかった。
Comparative Examples 3 and 4 are cases in which methacrylic acid and 2-hydroxyethyl methacrylate are used as hydrophilic monomers, and the resulting emulsion has a remarkable increase in minimum film forming temperature and obtains a stable cold crosslinking emulsion. I couldn't do that.

比較例5は、親水性単量体としてメタクリルアミドを
使用した場合で、乳化重合中にゲル化してしまい、エマ
ルジョンを得ることができなかった。
Comparative Example 5 was a case where methacrylamide was used as a hydrophilic monomer, and gelled during emulsion polymerization, and an emulsion could not be obtained.

比較例6は、アルコキシシラン基を有する重合性単量
体の使用量が少ない場合で、エマルジョンから得られた
皮膜の常温架橋性が不充分であった。
Comparative Example 6 was a case where the amount of the polymerizable monomer having an alkoxysilane group was small, and the coating obtained from the emulsion was insufficient in room-temperature crosslinkability.

比較例7は、アルコキシシラン基を有する重合性単量
体の使用量が多い場合で乳化重合中にゲル化してしま
い、エマルジョンを得ることができなかった。
Comparative Example 7 gelled during emulsion polymerization when the amount of the polymerizable monomer having an alkoxysilane group was large, and an emulsion could not be obtained.

比較例8は、アクリル酸の使用量が多い場合で、得ら
れたエマルジョンは、最低造膜温度の上昇が著しく、安
定な常温架橋型エマルジョンを得ることができなかっ
た。
In Comparative Example 8, the amount of acrylic acid used was large. In the obtained emulsion, the minimum film-forming temperature was significantly increased, and a stable cold-crosslinking emulsion could not be obtained.

比較例9は、アクリル酸の使用量が少ない場合で、乳
化重合中にゲル化してしまい、エマルジョンを得ること
ができなかった。
Comparative Example 9 was a case where the amount of acrylic acid used was small, and gelled during emulsion polymerization, and an emulsion could not be obtained.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−181173(JP,A) 特開 平3−21610(JP,A) 特開 昭57−63316(JP,A) 特開 昭58−157810(JP,A) 特開 昭62−119216(JP,A) 特開 昭61−221218(JP,A) 特開 昭60−81214(JP,A) 特開 昭59−202268(JP,A) 特公 昭62−61707(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08F 20/00 - 20/24 C08F 220/00 - 220/18 C08F 2/00 - 2/60 C08L 1/00 - 101/14 C09D 1/00 - 201/10 Continuation of front page (56) References JP-A-60-181173 (JP, A) JP-A-3-21610 (JP, A) JP-A-57-6316 (JP, A) JP-A-58-157810 (JP) JP-A-62-119216 (JP, A) JP-A-61-221218 (JP, A) JP-A-60-81214 (JP, A) JP-A-59-202268 (JP, A) 62-61707 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C08F 20/00-20/24 C08F 220/00-220/18 C08F 2/00-2/60 C08L 1 / 00-101/14 C09D 1/00-201/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(A)アルキル基の炭素数が4以上のメタ
クリル酸アルキルエステルの1種または2種以上 94〜70重量部 (B)アルコキシシラン基を有する重合性単量体 6〜30重量部 (C)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミ
ド、アクリル酸、スチレンスルホン酸ナトリウムから選
んだ1種又は2種以上 0.1〜5重量部 とを乳化重合してなる安定な常温架橋型エマルジョン。
(A) 94 to 70 parts by weight of (A) one or two or more alkyl methacrylates having alkyl groups of 4 or more (B) 6 to 30 parts by weight of a polymerizable monomer having an alkoxysilane group Part (C) One or more kinds selected from acrylamide, N-methylolacrylamide, acrylic acid, and sodium styrenesulfonate are emulsion-polymerized with 0.1 to 5 parts by weight of a stable cold crosslinking emulsion.
【請求項2】請求項1に記載された単量体のうちの
(A)の一部をつぎのイ,ロ,ハからなる1又は2以上
の単量体の合計、0.1〜30重量部で置換えて乳化重合し
てなる安定な常温架橋型エマルジョン。 イ (A)と共重合性を有する官能基を有さない水不溶
性の単量体 0〜30重量部 ロ エポキシ基、アミノ基、アセトアセチル基のいずれ
か1つの官能基を有する水不溶性の単量体0〜10重量部 ハ 重合性不飽和基を2以上有する水不溶性の単量体 0〜10重量部
2. A part of (A) of the monomers described in claim 1 is 0.1 to 30 parts by weight in total of one or more of the following monomers (a), (b) and (c). Stable room temperature cross-linkable emulsion obtained by emulsion polymerization after replacing with. A) water-insoluble monomer having no functional group copolymerizable with (A) 0 to 30 parts by weight b) water-insoluble monomer having any one of epoxy group, amino group and acetoacetyl group 0 to 10 parts by weight C Water-insoluble monomer having two or more polymerizable unsaturated groups 0 to 10 parts by weight
【請求項3】請求項1ないし2のいずれか1項に記載さ
れた単量体を乳化剤と水の存在下にレドックス触媒を用
い60℃以下の温度で、かつpH5〜8で乳化重合すること
を特徴とする、安定な常温架橋型エマルジョンの製造方
法。
3. Emulsion polymerization of the monomer according to claim 1 in the presence of an emulsifier and water at a temperature of 60 ° C. or lower and a pH of 5 to 8 using a redox catalyst. A method for producing a stable cold-crosslinked emulsion.
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