JP3021034B2 - 水性合成樹脂組成物 - Google Patents
水性合成樹脂組成物Info
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- JP3021034B2 JP3021034B2 JP2339581A JP33958190A JP3021034B2 JP 3021034 B2 JP3021034 B2 JP 3021034B2 JP 2339581 A JP2339581 A JP 2339581A JP 33958190 A JP33958190 A JP 33958190A JP 3021034 B2 JP3021034 B2 JP 3021034B2
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- Japan
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- group
- monomer
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- vinyl
- synthetic resin
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば、コンクリート外壁材用塗料として有
用な水性合成樹脂組成物に関するものである。
用な水性合成樹脂組成物に関するものである。
例えばコンクリート外壁材用塗料は耐候性を要求され
るが、同時にコンクリートのアルカリ性に耐えるために
耐アルカリ性を有すること、またコンクリート外壁材は
コンクリートの硬化を促進するために成形後にオートク
レーブ養生を行うことが望ましいが、この場合には塗料
はオートクレーブ養生中の高圧高温に耐えることが要求
される。
るが、同時にコンクリートのアルカリ性に耐えるために
耐アルカリ性を有すること、またコンクリート外壁材は
コンクリートの硬化を促進するために成形後にオートク
レーブ養生を行うことが望ましいが、この場合には塗料
はオートクレーブ養生中の高圧高温に耐えることが要求
される。
上記耐オートクレーブ養生性を有する塗料として従来
から加水分解可能なシリル基を有するビニル単量体を共
重合したエマルジョン共重合体が推賞されている。
から加水分解可能なシリル基を有するビニル単量体を共
重合したエマルジョン共重合体が推賞されている。
しかしながら上記従来のエマルジョン共重合体では、
加水分解可能なシリル基を有するビニル単量体中のシリ
ル基が重合中に加水分解してシラノール基となり、該シ
ラノール基に起因する複雑に分岐した架橋鎖が生成する
結果、共重合体のTgが異常に上昇し、被膜形成温度が高
くなり造膜が困難になるので、該加水分解可能なシリル
基を有するビニル単量体の添加量を多くすることが出来
ず、したがって該加水分解可能なシリル基を有するビニ
ル単量体の特性を充分生かすことが出来ないと云う問題
点があった。
加水分解可能なシリル基を有するビニル単量体中のシリ
ル基が重合中に加水分解してシラノール基となり、該シ
ラノール基に起因する複雑に分岐した架橋鎖が生成する
結果、共重合体のTgが異常に上昇し、被膜形成温度が高
くなり造膜が困難になるので、該加水分解可能なシリル
基を有するビニル単量体の添加量を多くすることが出来
ず、したがって該加水分解可能なシリル基を有するビニ
ル単量体の特性を充分生かすことが出来ないと云う問題
点があった。
本発明は上記従来の課題を解決するための手段とし
て、加水分解可能なシリル基を有するビニル単量体を共
重合したエマルジョン共重合体と、下記の構造式 式中R1,R2はCH3,C2H5,C2H4OCH3である。
て、加水分解可能なシリル基を有するビニル単量体を共
重合したエマルジョン共重合体と、下記の構造式 式中R1,R2はCH3,C2H5,C2H4OCH3である。
を有する化合物からなる架橋剤との混合物からなる水性
合成樹脂組成物を提供するものである。
合成樹脂組成物を提供するものである。
本発明を以下に詳細に説明する。
本発明に用いられる加水分解可能なシリル基を有する
ビニル単量体Ａにおいて、加水分解可能なシルル基とは
下記の構造を有するものである。
ビニル単量体Ａにおいて、加水分解可能なシルル基とは
下記の構造を有するものである。
式中Ｒは炭素数１〜10のアルキル基、アリール基、ア
ラルキル基から選ばれる２価の炭化水素基、Ｘは例えば
−OCH3,−OC2H5等のアルコキシル基、−Cl,−Br等のハ
ロゲン等の加水分解可能な基である。
ラルキル基から選ばれる２価の炭化水素基、Ｘは例えば
−OCH3,−OC2H5等のアルコキシル基、−Cl,−Br等のハ
ロゲン等の加水分解可能な基である。
上記加水分解可能なシリル基を有するビニル単量体Ａ
を具体的に例示すれば、γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミ
ノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン・
塩酸塩、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメト
キシシラン等である。
を具体的に例示すれば、γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミ
ノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン・
塩酸塩、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメト
キシシラン等である。
上記単量体Ａと共重合可能な他のビニル単量体Ｂとし
ては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−
ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、２−
エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレ
ート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、メチルメ
タクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタ
クリレート、iso−ブチルメタクリレート、２−エチル
ヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、
ラウリルメタクリレート、メチルビニルエーテル、エチ
ルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、iso
−ブチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、
スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、酢
酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、弗化ビニル、
弗化ビニリデン、エチレン、プロピレン、イソプレン、
クロロプレン、ブタジエン等のビニル単量体、そして更
にはカルボキシル基、水酸基、メチロール基、アミノ
基、酸アミド基、グリシジル基等の官能基を有するビニ
ル単量体も使用することが可能である。このような官能
基を有するビニル単量体のうちカルボキシル基を有する
ものとしてはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸
等、水酸基を有するものとしてはβ−ハイドロキシエチ
ルアクリレート、β−ハイドロキシエチルメタクリレー
ト、β−ハイドロキシプロピルアクリレート、β−ハイ
ドロキシプロピルメタクリレート、アリルアルコール
等、メチロール基を有するものとしてはＮ−メチロール
アクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド等、
アミノ基を有するものとしてはジメチルアミノエチルア
クリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート等、
酸アミド基を有するものとしてはアクリルアミド、メタ
クリルアミド等、グリシジル基を有するものとしてはグ
リシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グ
リシジルアリルエーテル等が例示される。上記例示は、
本発明を限定するものではない。
ては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−
ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、２−
エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレ
ート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、メチルメ
タクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタ
クリレート、iso−ブチルメタクリレート、２−エチル
ヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、
ラウリルメタクリレート、メチルビニルエーテル、エチ
ルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、iso
−ブチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、
スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、酢
酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、弗化ビニル、
弗化ビニリデン、エチレン、プロピレン、イソプレン、
クロロプレン、ブタジエン等のビニル単量体、そして更
にはカルボキシル基、水酸基、メチロール基、アミノ
基、酸アミド基、グリシジル基等の官能基を有するビニ
ル単量体も使用することが可能である。このような官能
基を有するビニル単量体のうちカルボキシル基を有する
ものとしてはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸
等、水酸基を有するものとしてはβ−ハイドロキシエチ
ルアクリレート、β−ハイドロキシエチルメタクリレー
ト、β−ハイドロキシプロピルアクリレート、β−ハイ
ドロキシプロピルメタクリレート、アリルアルコール
等、メチロール基を有するものとしてはＮ−メチロール
アクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド等、
アミノ基を有するものとしてはジメチルアミノエチルア
クリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート等、
酸アミド基を有するものとしてはアクリルアミド、メタ
クリルアミド等、グリシジル基を有するものとしてはグ
リシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グ
リシジルアリルエーテル等が例示される。上記例示は、
本発明を限定するものではない。
架橋剤Ｃは上記加水分解可能な官能基を二個有するも
のであり、下記の構造式で表される化合物からなる。
のであり、下記の構造式で表される化合物からなる。
式中R1,R2はCH3,C2H5,C2H4OCH3である。
上記加水分解可能なシリル基を有するビニル単量体Ａ
と、上記単量体Ａと共重合可能な他のビニル単量体Ｂと
エマルジョン重合するには、界面活性剤を溶解した水に
上記単量体Ａの一種または二種以上と、上記単量体Ｂの
一種または二種以上との混合単量体を分散させて水溶性
開始剤を用いてエマルジョン重合する通常の方法が適用
される。
と、上記単量体Ａと共重合可能な他のビニル単量体Ｂと
エマルジョン重合するには、界面活性剤を溶解した水に
上記単量体Ａの一種または二種以上と、上記単量体Ｂの
一種または二種以上との混合単量体を分散させて水溶性
開始剤を用いてエマルジョン重合する通常の方法が適用
される。
上記エマルジョン重合に用いられる界面活性剤として
はアニオン性のもの、ノニオン性のもの、カチオン性の
もののいずれも用いられ、例えばアニオン性のものとし
ては高級アルコールサルフェート（Na塩またはアミン
塩）、アルキルアリルスルフォン酸塩（Na塩）、アルキ
ルナフタレンスルフォン酸塩、アルキルナフタレンスル
フォン酸塩縮合物、アルキルフォスフェート、ジアルキ
ルスルフォサクシネート、ロジン石けん、ノニオン性の
ものとしてはポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポ
リオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオ
キシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンア
ルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポ
リオキシエチレンアルキルアマイド、ソルビタンアルキ
ルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエ
ステル、カチオン性のものとしてはトリメチルアミノエ
チルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム
硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等
がある。例えば下記一般式を有する化合物で ここでR:C12,C18,M:Na,NH4である。
はアニオン性のもの、ノニオン性のもの、カチオン性の
もののいずれも用いられ、例えばアニオン性のものとし
ては高級アルコールサルフェート（Na塩またはアミン
塩）、アルキルアリルスルフォン酸塩（Na塩）、アルキ
ルナフタレンスルフォン酸塩、アルキルナフタレンスル
フォン酸塩縮合物、アルキルフォスフェート、ジアルキ
ルスルフォサクシネート、ロジン石けん、ノニオン性の
ものとしてはポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポ
リオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオ
キシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンア
ルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポ
リオキシエチレンアルキルアマイド、ソルビタンアルキ
ルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエ
ステル、カチオン性のものとしてはトリメチルアミノエ
チルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム
硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等
がある。例えば下記一般式を有する化合物で ここでR:C12,C18,M:Na,NH4である。
花王石鹸株式会社製ラムテルＳ−120,120A,180,180A
等や下記一般式を有する三洋化成株式会社製エレミノー
ルJS−２ あるいは下記一般式を有する第一工業製薬株式会社製
アクアロンHS−10 等のビニル基を有する反応性界面活性剤は本発明にとっ
て望ましいものである。上記反応性界面活性剤は上記単
量体混合物と共重合するので得られる共重合体組成物の
耐水性に殆んど悪影響を及ぼさない。そして上記界面活
性剤は二種以上混合されてもよい。上記例示もまた本発
明を限定するものではない。
等や下記一般式を有する三洋化成株式会社製エレミノー
ルJS−２ あるいは下記一般式を有する第一工業製薬株式会社製
アクアロンHS−10 等のビニル基を有する反応性界面活性剤は本発明にとっ
て望ましいものである。上記反応性界面活性剤は上記単
量体混合物と共重合するので得られる共重合体組成物の
耐水性に殆んど悪影響を及ぼさない。そして上記界面活
性剤は二種以上混合されてもよい。上記例示もまた本発
明を限定するものではない。
上記水溶性重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、過硼酸ナト
リウム、過酸化水素、クメンハイドロパーオキシド等が
あり、上記水溶性開始剤に亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸
ナトリウム、次亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸ナト
リウム等の還元剤を併用したレドックス開始剤系を適用
してもよい。
ウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硼酸ナト
リウム、過酸化水素、クメンハイドロパーオキシド等が
あり、上記水溶性開始剤に亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸
ナトリウム、次亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸ナト
リウム等の還元剤を併用したレドックス開始剤系を適用
してもよい。
上記混合単量体濃度は通常20〜65重量％程度とされ、
また上記水溶性開始剤濃度は通常混合単量体に対して0.
01〜５重量％程度とされる。また本発明においては上記
混合単量体中に単量体Ａを25重量％程度まで添加するこ
とが出来る。
また上記水溶性開始剤濃度は通常混合単量体に対して0.
01〜５重量％程度とされる。また本発明においては上記
混合単量体中に単量体Ａを25重量％程度まで添加するこ
とが出来る。
上記架橋剤Ｃは通常重合前にエマルジョン重合系に添
加される。該架橋剤Ｃは通常上記単量体混合物に対して
１〜50重量％程度添加される。
加される。該架橋剤Ｃは通常上記単量体混合物に対して
１〜50重量％程度添加される。
上記加水分解可能なシリル基を有するビニル単量体Ａ
と、上記単量体Ａと共重合可能な他のビニル単量体Ｂと
をエマルジョン重合させると、水分の存在下で共重合体
中の該単量体Ａに由来するシリル基が加水分解してシラ
ノール基を生成する。同時に上記架橋剤Ｃのシリル基も
加水分解してシラノール基を生成し、上記共重合体中の
シラノール基と該架橋剤Ｃのシラノール基および該架橋
剤Ｃのシラノール基相互が反応してシロキサン結合を有
する架橋鎖が形成される。該架橋鎖は架橋剤Ｃが二個の
加水分解可能な官能基を有するから。即ち二官能のシリ
ル基を有するから分岐を生ずることなく長い架橋鎖とな
る。そのために該架橋鎖は自由度が高く可撓性があり、
また共重合体鎖相互も該架橋鎖によって隔離されるので
自由度が高く可撓性を有する。なお共重合体間の加水分
解可能なシリル基相互の直接反応にもとづく架橋も考え
られるが、共重合体より架橋剤Ｃの方がはるかに低分子
で易動度が高いので共重合体のシリル基と架橋剤Ｃの二
官能のシリル基との相互の反応、および架橋剤Ｃの二官
能のシリル基相互の反応にもとづく架橋鎖の生成の方が
優先する。
と、上記単量体Ａと共重合可能な他のビニル単量体Ｂと
をエマルジョン重合させると、水分の存在下で共重合体
中の該単量体Ａに由来するシリル基が加水分解してシラ
ノール基を生成する。同時に上記架橋剤Ｃのシリル基も
加水分解してシラノール基を生成し、上記共重合体中の
シラノール基と該架橋剤Ｃのシラノール基および該架橋
剤Ｃのシラノール基相互が反応してシロキサン結合を有
する架橋鎖が形成される。該架橋鎖は架橋剤Ｃが二個の
加水分解可能な官能基を有するから。即ち二官能のシリ
ル基を有するから分岐を生ずることなく長い架橋鎖とな
る。そのために該架橋鎖は自由度が高く可撓性があり、
また共重合体鎖相互も該架橋鎖によって隔離されるので
自由度が高く可撓性を有する。なお共重合体間の加水分
解可能なシリル基相互の直接反応にもとづく架橋も考え
られるが、共重合体より架橋剤Ｃの方がはるかに低分子
で易動度が高いので共重合体のシリル基と架橋剤Ｃの二
官能のシリル基との相互の反応、および架橋剤Ｃの二官
能のシリル基相互の反応にもとづく架橋鎖の生成の方が
優先する。
実施例１ 攪拌機、冷却管、温度計および窒素ガス導入管を付し
た500mlの反応容器に水100重量部を仕込み攪拌しながら
80℃に昇温する。
た500mlの反応容器に水100重量部を仕込み攪拌しながら
80℃に昇温する。
別にメチルメタクリレート90重量部、ブチルアクリレ
ート54重量部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキ
シシラン18重量部、ジメチルジメトキシシラン18重量部
を混合したものを水170重量部、過硫酸カリウム0.5重量
部、反応性乳化剤アクアロンHS−10（第一工業製薬
（株）製）６重量部の中へ高速攪拌下で投入しモノマー
エマルジョンを調整する。
ート54重量部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキ
シシラン18重量部、ジメチルジメトキシシラン18重量部
を混合したものを水170重量部、過硫酸カリウム0.5重量
部、反応性乳化剤アクアロンHS−10（第一工業製薬
（株）製）６重量部の中へ高速攪拌下で投入しモノマー
エマルジョンを調整する。
上記80℃に加温した反応容器中に上記モノマーエマル
ジョン10重量部を添加し30分間保持した後、残りのモノ
マーエマルジョンを２時間に亘って滴下し重合させた。
その後更に80℃で２時間熟成を行って室温冷却し固形分
濃度38.5重量％の重合体エマルジョンを得た。重合中に
生成した凝固物の量は仕込みモノマーの0.01重量％であ
った（重合安定性）。また重合体エマルジョンの化学的
安定性（固形物濃度0.5重量％に希釈した重合体エマル
ジョン50gを凝固分離させるに要する1/10NCaCl2の量m
l）は500以上であり、機械的安定性（マーロン法（10kg
×５分）で生成した凝固物乾燥重量／エマルジョン中の
固形分重量×100（％））は0.1であった。
ジョン10重量部を添加し30分間保持した後、残りのモノ
マーエマルジョンを２時間に亘って滴下し重合させた。
その後更に80℃で２時間熟成を行って室温冷却し固形分
濃度38.5重量％の重合体エマルジョンを得た。重合中に
生成した凝固物の量は仕込みモノマーの0.01重量％であ
った（重合安定性）。また重合体エマルジョンの化学的
安定性（固形物濃度0.5重量％に希釈した重合体エマル
ジョン50gを凝固分離させるに要する1/10NCaCl2の量m
l）は500以上であり、機械的安定性（マーロン法（10kg
×５分）で生成した凝固物乾燥重量／エマルジョン中の
固形分重量×100（％））は0.1であった。
実施例２〜４、比較例１〜３ 第１表に示す組成を実施例１同様にしてエマルジョン
重合する。
重合する。
実施例１〜４、比較例１〜３で得られた水性合成樹脂
組成物の諸物性値を第２表に示す。
組成物の諸物性値を第２表に示す。
第２表に示すように本発明の水性合成樹脂組成物は加
水分解可能な官能基を二個有する架橋剤Ｃを含まない比
較例の組成物に比して耐水性、耐アルカリ性、耐候性共
に優れ、かつMFTも低い。
水分解可能な官能基を二個有する架橋剤Ｃを含まない比
較例の組成物に比して耐水性、耐アルカリ性、耐候性共
に優れ、かつMFTも低い。
〔発明の効果〕 したがって本発明では加水分解可能なシルル基を有す
るビニル単量体Ａの含有量を高くしても成膜性の良好な
塗料が得られ、該塗料は上記シリル基に由来するシロキ
サン結合にもとづく強固でかつ耐候性、耐薬品性、耐高
圧高温性の塗膜を提供する。
るビニル単量体Ａの含有量を高くしても成膜性の良好な
塗料が得られ、該塗料は上記シリル基に由来するシロキ
サン結合にもとづく強固でかつ耐候性、耐薬品性、耐高
圧高温性の塗膜を提供する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝 政雄 愛知県西加茂郡三好町大字打越 ナトコ ペイント株式会社三好工場内 (72)発明者 畑 宏則 愛知県名古屋市瑞穂区二野町８番３号 ナトコペイント株式会社研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08L 43/04 C09D 143/04
Claims (1)
- 【請求項１】加水分解可能なシリル基を有するビニル単
量体を共重合したエマルジョン共重合体と、下記の構造
式 式中R1,R2はCH3,C2H5,C2H4OCH3である。 を有する化合物からなる架橋剤との混合物からなること
を特徴とする水性合成樹脂組成物
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339581A JP3021034B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 水性合成樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339581A JP3021034B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 水性合成樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04202554A JPH04202554A (ja) | 1992-07-23 |
| JP3021034B2 true JP3021034B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=18328829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2339581A Expired - Lifetime JP3021034B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 水性合成樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3021034B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5338664B2 (ja) * | 2007-07-12 | 2013-11-13 | 東亞合成株式会社 | 硬化性樹脂組成物 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2339581A patent/JP3021034B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04202554A (ja) | 1992-07-23 |
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