JP3526934B2 - Aqueous dispersion composition of cold-crosslinkable copolymer and method for producing the same - Google Patents

Aqueous dispersion composition of cold-crosslinkable copolymer and method for producing the same

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JP3526934B2 JP31110694A JP31110694A JP3526934B2 JP 3526934 B2 JP3526934 B2 JP 3526934B2 JP 31110694 A JP31110694 A JP 31110694A JP 31110694 A JP31110694 A JP 31110694A JP 3526934 B2 JP3526934 B2 JP 3526934B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、一液型で貯蔵安定性に
優れ、塗布乾燥後室温で架橋反応し、強靱で優れた耐水
性、耐溶剤性、および基材に対する付着性の塗膜を与え
る、塗料、コーティング用途に適した常温架橋性共重合
体水性分散液組成物に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention is a one-pack type coating film which is excellent in storage stability, crosslinks at room temperature after coating and drying, is tough and has excellent water resistance, solvent resistance, and adhesion to a substrate. And a room temperature crosslinkable copolymer aqueous dispersion composition suitable for use in paints and coatings.

【0002】[0002]

【従来の技術】塗料、コーティングの分野において、ア
クリルポリオール等のヒドロキシル基含有ポリマーをポ
リイソシアネート系架橋剤で硬化させるウレタン架橋シ
ステムは、イソシアネート基の反応性が強いため十分な
安定性を保って一液型で提供することは困難であった。
2. Description of the Related Art In the field of paints and coatings, a urethane crosslinking system in which a hydroxyl group-containing polymer such as an acrylic polyol is cured with a polyisocyanate-based crosslinking agent has sufficient reactivity because the isocyanate group is highly reactive. It was difficult to provide in liquid form.

【0003】これに対して、m−イソプロペニル−α,
α’−ジメチルベンジルイソシアネート(アメリカンサ
イアナミド社の製品名m−TMI)のイソシアネ−ト基
は、比較的反応性が低いため、これをビニル共重合した
水分散液が "Journal of coating technology" 1986年5
8巻773号43〜47頁に開示されている。この文献には、重
合反応を低温のレドックス重合で行うことによりイソシ
アネート基を共重合体に導入することができ、使用時に
触媒を添加することで湿分架橋することが記載されてい
る。しかし、重合反応中、および貯蔵中にイソシアネー
ト基の反応が徐々に起こり塗膜の物性が経時で変化する
ことと、触媒を添加した水分散液の貯蔵安定性が十分で
ない等の問題があった。
On the other hand, m-isopropenyl-α,
Since the isocyanate group of α'-dimethylbenzyl isocyanate (product name m-TMI of American Cyanamid Co., Ltd.) is relatively low in reactivity, an aqueous dispersion obtained by vinyl copolymerizing this is "Journal of coating technology ". 1986 May 5
8: 773, pp. 43-47. This document describes that the isocyanate group can be introduced into the copolymer by carrying out the polymerization reaction by low-temperature redox polymerization, and that moisture crosslinking is carried out by adding a catalyst at the time of use. However, there were problems that the reaction of the isocyanate group gradually occurred during the polymerization reaction and during storage, the physical properties of the coating film changed with time, and the storage stability of the aqueous dispersion containing the catalyst was not sufficient. .

【0004】また、ウレタン架橋システムを水性ポリマ
ーに応用する方法として、イソシアネート基をマスク剤
で封鎖したブロックイソシアネート基を含有する不飽和
単量体と活性水素を含有する単量体を含む共重合体から
なる一液型水分散液が特開昭49−52226号公報に
開示されている。更に、ブロックイソシアネート基とヒ
ドロキシル基を含有するアクリル樹脂が特開平5−24
7175号公報に開示されている。しかし、これらの方
法では、ブロックイソシアネート基の解離温度が高いた
め、100℃以上の焼き付け処理を必要とし、本発明が
目的とする20〜50℃程度での常温架橋性は得られな
い。
Further, as a method of applying the urethane crosslinking system to an aqueous polymer, a copolymer containing an unsaturated monomer containing a blocked isocyanate group in which an isocyanate group is blocked with a masking agent and a monomer containing active hydrogen. A one-liquid type aqueous dispersion comprising the above is disclosed in JP-A-49-52226. Furthermore, an acrylic resin containing a blocked isocyanate group and a hydroxyl group is disclosed in JP-A-5-24.
No. 7175. However, in these methods, since the dissociation temperature of the blocked isocyanate group is high, a baking treatment at 100 ° C. or higher is required, and the room temperature crosslinkability at about 20 to 50 ° C. which is the object of the present invention cannot be obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、一液型
で貯蔵安定性に優れ、塗布乾燥後常温で速やかに架橋反
応を起こすウレタン架橋タイプのビニル共重合体水性分
散液を提供することを目的として、重合反応中の架橋反
応を防止して安定に遊離のイソシアネート基を含有させ
たビニル共重合体水性分散液の製造方法、および該共重
合体水性分散液と架橋反応を常温で起こす反応基を有す
る共重合体水性分散液とを混合することにより、一液で
安定性の良い常温架橋性水性分散液組成物を得ることに
ついて鋭意研究した結果、本発明に到達した。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention provide a urethane-crosslinking type vinyl copolymer aqueous dispersion which is a one-pack type which is excellent in storage stability and which rapidly undergoes a crosslinking reaction at room temperature after coating and drying. For that purpose, a method for producing a vinyl copolymer aqueous dispersion containing a stable free isocyanate group by preventing a crosslinking reaction during the polymerization reaction, and the copolymer aqueous dispersion and the crosslinking reaction at room temperature. The present invention has been achieved as a result of intensive research on obtaining a room-temperature crosslinkable aqueous dispersion composition having good stability in one solution by mixing with an aqueous dispersion of a copolymer having a reactive group to cause it.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、遊離のイソシ
アネート基を含有するビニル共重合体水性分散液
(A)、および(A)と相溶性があり、ヒドロキシル基
を含有する共重合体のゲル分率が30〜90重量%のビ
ニル共重合体水性分散液(B)との組成物からなり、
(B)/(A)の混合比がイソシアネート基1当量に対
し、ヒドロキシル基が0.1〜1.2当量となる量含有
し、必要に応じて、予め界面活性剤で乳化分散された有
機金属化合物を配合することを特徴とする常温架橋性共
重合体水性分散液組成物である。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a vinyl copolymer aqueous dispersion (A) containing a free isocyanate group, and a copolymer containing a hydroxyl group which is compatible with (A). A composition with a vinyl copolymer aqueous dispersion (B) having a gel fraction of 30 to 90% by weight,
An organic compound in which the mixing ratio of (B) / (A) is 0.1 to 1.2 equivalents of hydroxyl groups with respect to 1 equivalent of isocyanate groups and, if necessary, emulsified and dispersed with a surfactant in advance. It is a room temperature crosslinkable copolymer aqueous dispersion composition comprising a metal compound.

【0007】更に、上記(A)のビニル共重合体が、m
−及び/又は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1〜20重量%、カルボキシル
基及び/又はアミド基含有単量体0.1〜5重量%、お
よびその他の活性水素を有しないビニル単量体98.9
〜75重量%との共重合体からなり、該共重合体を形成
する単量体混合物を水、乳化剤、三級アミン化合物、お
よびレドックス重合開始剤の存在下、pH6〜8、かつ
70℃以下の温度で乳化重合して得られるビニル共重合
体水性分散液(A)と、(A)と相溶性があり、ゲル分
率が30〜90重量%のヒドロキシル基含有ビニル共重
合体水性分散液(B)とを、(B)/(A)の混合比が
イソシアネート基1当量に対し、ヒドロキシル基が0.
1〜1.2当量となる量混合することを特徴とする常温
架橋性共重合体水性分散液組成物の製造方法である。
Further, the vinyl copolymer of the above (A) is
-And / or p-isopropenyl-α, α'-dimethylbenzylisocyanate 1-20% by weight, carboxyl group and / or amide group-containing monomer 0.1-5% by weight, and no other active hydrogen Vinyl monomer 98.9
To 75% by weight, and the monomer mixture forming the copolymer is added to water, an emulsifier, a tertiary amine compound, and a redox polymerization initiator in the presence of pH 6 to 8 and 70 ° C. or less. Copolymerization Obtained by Emulsion Polymerization at Various Temperatures
The aqueous dispersion (A) is compatible with (A) and has no gel content.
Hydroxyl group-containing vinyl copolymer having a rate of 30 to 90% by weight
The combined aqueous dispersion (B) has a mixing ratio (B) / (A) of
Hydroxyl groups are 0.
A method for producing a room temperature crosslinkable copolymer aqueous dispersion composition, which comprises mixing in an amount of 1 to 1.2 equivalents .

【0008】更にまた、本発明の組成物は、25℃、1
時間乾燥後のフィルムの赤外吸収スペクトル測定におい
て、波長2950cm−1 における吸収強度に対する
2255cm−1 における吸収強度の吸光度比が0.
07以上である。
Furthermore, the composition of the present invention is at 25 ° C., 1
In infrared absorption spectrum measurement of the time after drying of the film, the wave with respect to the absorption intensity at a wavelength of 2950 cm -1
The absorbance ratio of the absorption intensity at a length of 2255 cm −1 is 0.
It is 07 or more.

【0009】本発明の遊離のイソシアネート基を含有す
るビニル基含有共重合体水性分散液(A)は、1分子中
にイソシアネート基とラジカル重合性二重結合を少なく
とも1個ずつ有する単量体1〜20重量%と、他のビニ
ル単量体99〜80重量%との混合物を乳化重合した共
重合体水性分散液からなる。
The vinyl group-containing copolymer aqueous dispersion (A) containing a free isocyanate group of the present invention comprises a monomer 1 having at least one isocyanate group and at least one radical-polymerizable double bond in one molecule. -20% by weight and 99-80% by weight of another vinyl monomer are emulsion-polymerized to form an aqueous dispersion of a copolymer.

【0010】イソシアネート基を有する単量体として
は、メタクリロイルイソシアネート、2−イソシアネー
トエチルメタクリレート、イソホロンジイソシアネート
と2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとの反応
物、および、m−及び/又は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から選ばれた
1種または2種以上を用いることができるが、特に、m
−及び/又はp−イソプロピル−α,α’−ジメチルベ
ンジルメイソシアネートを用いることがイソシアネート
基を共重合体に安定に導入し、後述するヒドロキシル基
含有共重合体水性分散液を配合した本発明の組成物の良
好な貯蔵安定性を得ることから好ましい。本発明の
(A)共重合体に用いるイソシアネート基含有単量体の
量は、本発明の水性分散液組成物の貯蔵安定性、および
乾燥塗膜に適度な架橋を付与するために1〜20重量
%、好ましくは2〜10重量%使用する。
Examples of the monomer having an isocyanate group include methacryloyl isocyanate, 2-isocyanate ethyl methacrylate, a reaction product of isophorone diisocyanate and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, and m- and / or p-isopropenyl-. α,
One or two or more selected from α′-dimethylbenzyl isocyanate and the like can be used, but in particular, m
-And / or p-isopropyl-α, α′-dimethylbenzylmeisocyanate is used to stably introduce an isocyanate group into the copolymer, and the hydroxyl group-containing copolymer aqueous dispersion described below is blended. It is preferable because good storage stability of the composition is obtained. The amount of the isocyanate group-containing monomer used in the copolymer (A) of the present invention is from 1 to 20 in order to impart appropriate crosslinking to the storage stability of the aqueous dispersion composition of the present invention and the dry coating film. %, Preferably 2-10% by weight.

【0011】イソシアネート基を有する単量体と共重合
する他のビニル単量体は、ラジカル重合性のカルボキシ
ル基及び/又はアミド基を含有するビニル単量体0.1
〜5重量%、およびその他の活性水素を有しない単量体
98.9〜75重量%からなる。
Another vinyl monomer copolymerizable with the monomer having an isocyanate group is a vinyl monomer containing a radically polymerizable carboxyl group and / or amide group.
˜5% by weight, and 98.9-75% by weight of other non-active hydrogen containing monomers.

【0012】カルボキシル基含有ビニル単量体として
は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレ
イン酸、イタコン酸、無水イタコン酸等から選ばれた1
種または2種以上を用いることができ、またアミド基含
有単量体としては、アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、N−エチル(メタ)アクリルアミド等から選ばれ
る。カルボキシル基含有単量体及び/又はアミド基含有
単量体の共重合は、本発明の共重合体水性分散液(A)
に機械的安定性および化学的安定性を付与するために必
要であり、共重合する単量体の量は0.1〜5重量%、
好ましくは1〜3重量%である。
The carboxyl group-containing vinyl monomer is selected from acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride and the like.
One kind or two or more kinds can be used, and the amide group-containing monomer is selected from acrylamide, methacrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide and the like. The copolymerization of the carboxyl group-containing monomer and / or the amide group-containing monomer is carried out by the copolymer aqueous dispersion (A) of the present invention.
The amount of the monomer to be copolymerized is 0.1 to 5% by weight, which is necessary for imparting mechanical stability and chemical stability to
It is preferably 1 to 3% by weight.

【0013】その他の活性水素を有しない単量体として
は、ラジカル重合性を有し、かつイソシアネート基と反
応しない単量体が好ましく、具体的には、スチレン、α
−メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体:メチル(メ
タ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチ
ル(メタ)アクリレート、2ーエチルヘキシル(メタ)
アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステア
リル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)ア
クリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等の(メ
タ)アクリル酸エステル類:パーフルオロシクロヘキシ
ル(メタ)アクリレート、フッ化ビニル、フッ化ビニリ
デン等の含フッ素ビニル単量体:および(メタ)アクリ
ロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニル
エチルエーテル、ビニルブチルエーテル、塩化ビニル、
塩化ビニリデン等から選ばれた1種または2種以上が混
合されて用いられる。
As the other monomer having no active hydrogen, a monomer having radical polymerizability and not reacting with an isocyanate group is preferable, and specifically, styrene, α
-Aromatic vinyl monomers such as methylstyrene: methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth)
(Meth) acrylic acid esters such as acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate: perfluorocyclohexyl (meth) acrylate, vinyl fluoride, vinylidene fluoride Fluorine-containing vinyl monomers such as: and (meth) acrylonitrile, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl ethyl ether, vinyl butyl ether, vinyl chloride,
One kind or a mixture of two or more kinds selected from vinylidene chloride and the like is used.

【0014】上記のイソシアネート基を有する単量体、
カルボキシル基及び/又はアミド基を有する単量体およ
びその他の活性水素を有しない単量体の混合物を、水、
乳化剤、三級アミン化合物、およびレドックス重合開始
剤の存在下で、pH6〜8、かつ70℃以下の温度で乳
化重合することにより、遊離のイソシアネート基を含有
するビニル共重合体水性分散液(A)を製造する。
A monomer having the above-mentioned isocyanate group,
A mixture of a monomer having a carboxyl group and / or an amide group and another monomer having no active hydrogen is treated with water,
In the presence of an emulsifier, a tertiary amine compound, and a redox polymerization initiator, emulsion polymerization is carried out at a pH of 6 to 8 and at a temperature of 70 ° C. or lower to give an aqueous dispersion of a vinyl copolymer containing a free isocyanate group (A ) Is manufactured.

【0015】本発明において乳化重合は、重合工程での
イソシアネート基の反応を抑制しながら行うことが重要
である。本発明者らは、三級アミン化合物を使用して重
合反応中のpHを6〜8に調節し、更にレドックス重合
開始剤を用いた低温重合法がイソシアネート基の反応を
抑制できるとの結果を得た。
In the present invention, it is important that emulsion polymerization is carried out while suppressing the reaction of isocyanate groups in the polymerization step. The present inventors have shown that the pH during the polymerization reaction is adjusted to 6 to 8 by using a tertiary amine compound, and that the low temperature polymerization method using a redox polymerization initiator can suppress the reaction of the isocyanate group. Obtained.

【0016】本発明のpH調節に使用する三級アミン化
合物は、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチ
ルシクロヘキシルアミン、N−テトラメチルヘキサンー
1,6ージアミン、N−ペンタメチルジエチレントリア
ミン等から選ばれる。また、その使用量は、共重合する
カルボキシル基含有ビニル単量体の量、および使用する
重合開始剤の分解による酸性基の和の当量に対して0.
8〜1.5当量使用する。
The tertiary amine compound used for pH adjustment of the present invention is selected from trimethylamine, triethylamine, dimethylcyclohexylamine, N-tetramethylhexane-1,6-diamine, N-pentamethyldiethylenetriamine and the like. The amount used is 0. 1 with respect to the amount of the carboxyl group-containing vinyl monomer to be copolymerized and the equivalent amount of the sum of acidic groups due to decomposition of the polymerization initiator used.
Use 8-1.5 equivalents.

【0017】本発明に使用するレッドクス重合開始剤
は、適当な過酸化物からなる酸化剤と、適当な還元剤と
の組合せにより遊離基を生成し得る開始剤系であり、当
該技術で周知されているレドックス開始剤系から選択で
きる。適当な酸化剤の例としては、過酸化ベンゾイル、
ジーtーブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオ
キサイド等の有機過酸化物、過硫酸塩、過酸化水素等か
ら選ばれた1種または2種以上が使用できる。また、適
当な還元剤の例としては、ホルムアルデヒドスルホン酸
ナトリウム、アスコルビン酸、亜硫酸塩、還元性を有す
る金属化合物等から選ばれた1種または2種以上を組合
わせて使用する。好ましいレドックス開始剤の組合せ
は、ジーt−ブチルパーオキサイド/ホルムアルデヒド
スルホン酸ナトリウム/硫酸第一鉄、または過硫酸塩/
アスコルビン酸/硫酸第一鉄等のレドックス重合開始剤
系である。
The redox polymerization initiator used in the present invention is an initiator system capable of forming a free radical by a combination of an oxidizing agent comprising a suitable peroxide and a suitable reducing agent, and is well known in the art. Can be selected from the available redox initiator systems. Examples of suitable oxidants include benzoyl peroxide,
One or more selected from organic peroxides such as di-t-butyl peroxide and cumene hydroperoxide, persulfates and hydrogen peroxide can be used. Further, as an example of a suitable reducing agent, one or more selected from sodium formaldehyde sulfonate, ascorbic acid, sulfite, a metal compound having a reducing property and the like are used in combination. A preferred redox initiator combination is di-t-butyl peroxide / sodium formaldehyde sulfonate / ferrous sulfate, or persulfate /
It is a redox polymerization initiator system such as ascorbic acid / ferrous sulfate.

【0018】重合反応の温度は、可能な限り低温で行う
ことがイソシアネート基の反応を防止するのに有効であ
り、70℃以下、好ましくは25〜60℃である。
It is effective to prevent the reaction of the isocyanate group by carrying out the polymerization reaction at a temperature as low as possible, and it is 70 ° C. or less, preferably 25 to 60 ° C.

【0019】本発明に使用する乳化剤は、特に限定され
るものだはなく、通常の乳化重合に使用される乳化剤、
例えばアニオン系乳化剤、ノニオン系乳化剤、反応性乳
化剤、高分子系分散安定剤等から選ばれた1種または2
種以上の組合せで使用する。更に、重合反応において窒
素置換は、重合速度を高め、重合率を向上させるのに効
果的であり、また必要に応じて重合度調整剤、粒子径調
整剤等を使用することもできる。
The emulsifier used in the present invention is not particularly limited, and an emulsifier used in ordinary emulsion polymerization,
For example, one or two selected from anionic emulsifiers, nonionic emulsifiers, reactive emulsifiers, polymeric dispersion stabilizers and the like.
Used in combination of more than one species. Further, nitrogen substitution in the polymerization reaction is effective in increasing the polymerization rate and improving the polymerization rate, and if necessary, a polymerization degree adjusting agent, a particle size adjusting agent or the like may be used.

【0020】本発明の方法によって製造されたイソシア
ネート基を含有するビニル共重合体水性分散液(A)
は、イソシアネート基含有単量体の仕込みの比率に近い
比率で共重合体中にイソシアネート基が導入される。従
って、この水性分散液を塗布後室温で乾燥した直後の皮
膜は、イソシアネート基に由来する架橋の形成度合いが
低いため、共重合体の良溶媒に対して溶解、もしくは低
いゲル分率と高い膨潤度を示す。また、この皮膜から赤
外吸収スペクトルを測定すれば、イソシアネート基に基
づく波長2255cm−1 におけるシャープな特性吸収
を示す。この吸収強度は、仕込みのイソシアネート基含
有単量体の比率に依存するが、本発明の効果を奏するた
めには、共重合体水性分散液(A)から25℃、1時間
乾燥直後のフィルムの赤外吸収スペクトルを測定して、
波長2950cm−1 におけるメチレン結合に基づく吸
収強度に対する、波長2255cm−1 における吸収強
度の吸光度比が、少なくとも0.1以上であることが好
ましい。更に、共重合体水性分散液(A)と後述するヒ
ドロキシ基を含有する共重合体水性分散液(B)を配合
した本発明の組成物における吸光度比は、少なくとも
0.07以上であることが必要である。吸光度比が0.
07以下では、本発明の組成物を室温で成膜、架橋させ
た皮膜の架橋密度が低く、十分な耐溶剤性、および基材
に対する付着性が得られず好ましきない。
Vinyl copolymer aqueous dispersion (A) containing isocyanate groups produced by the method of the present invention
In, the isocyanate group is introduced into the copolymer at a ratio close to the charging ratio of the isocyanate group-containing monomer. Therefore, the film immediately after drying this aqueous dispersion at room temperature after application has a low degree of formation of crosslinks derived from isocyanate groups, and therefore dissolves in a good solvent of the copolymer, or has a low gel fraction and high swelling. Indicates the degree. Further, by measuring the infrared absorption spectrum from the coating, indicating a sharp characteristic absorption at the wavelength 2255cm -1 based on the isocyanate groups. This absorption strength depends on the ratio of the charged isocyanate group-containing monomer, but in order to achieve the effects of the present invention, the film of the film immediately after drying from the aqueous copolymer dispersion (A) at 25 ° C. for 1 hour is used. Measure the infrared absorption spectrum,
On the absorption intensity based on methylene linkages in the wavelength 2950 cm -1, the absorbance ratio of the absorption intensity at a wavelength of 2255cm -1 is preferably at least 0.1 or more. Furthermore, the absorbance ratio in the composition of the present invention containing the copolymer aqueous dispersion (A) and the hydroxy group-containing copolymer aqueous dispersion (B ) described below is at least 0.07 or more. is necessary. Absorbance ratio is 0.
When it is 07 or less, the composition of the present invention is formed and crosslinked at room temperature to have a low crosslink density, and sufficient solvent resistance and adhesion to a substrate cannot be obtained, which is not preferable.

【0021】本発明の組成物に使用するヒドロキシル基
を含有するビニル共重合体水性分散液(B)は、イソシ
アネート基を含有する共重合体水性分散液(A)と相溶
性があり、ゲル分率と定義する適度の部分的架橋結合を
有する共重合体水性分散液である。ここで言う相溶性と
は、上記の水性分散液(A)と(B)を任意の比率で混
合した組成物を塗布して乾燥させた皮膜が、少しの濁り
もなく透明になる状態を言う。また、ゲル分率は、共重
合体水性分散液(B)ポリプロピレンフィルムに塗布
して、25℃、24時間乾燥した厚さ100μの皮膜を
酢酸エチルに24時間浸漬して、浸漬前の重量に対する
不溶部分の重量比を測定する。ゲル分率は30〜90重
量%が必要であり、好ましくは50〜80重量%であ
る。30重量%以下では、本発明の組成物を室温で乾燥
させた架橋皮膜の耐溶剤性が十分でなく、また90重量
%以上では組成物の成膜性が低下し、架橋皮膜の機械的
物性が低下するので好ましくない。
The hydroxyl group-containing vinyl copolymer aqueous dispersion (B) used in the composition of the present invention is compatible with the isocyanate group-containing copolymer aqueous dispersion (A) and has a gel content. It is an aqueous dispersion of a copolymer having an appropriate partial cross-linkage defined as a ratio . The term "compatibility" as used herein means a state in which a film obtained by applying a composition obtained by mixing the above-mentioned aqueous dispersions (A) and (B) in an arbitrary ratio and drying the composition becomes transparent without any turbidity. . Also, the gel fraction is
The combined aqueous dispersion (B) is applied to a polypropylene film, and a 100 μm-thick film dried at 25 ° C. for 24 hours is immersed in ethyl acetate for 24 hours to measure the weight ratio of the insoluble portion to the weight before immersion. . The gel fraction is required to be 30 to 90% by weight, preferably 50 to 80% by weight. If it is 30% by weight or less, the solvent resistance of the crosslinked film obtained by drying the composition of the present invention at room temperature is not sufficient, and if it is 90% by weight or more, the film-forming property of the composition is lowered and the mechanical properties of the crosslinked film are reduced. Is reduced, which is not preferable.

【0022】ヒドロキシル基含有ビニル共重合体水性分
散液(B)は、1分子中にヒドロキシル基とラジカル重
合性二重結合を少なくとも1個ずつ有する単量体を1〜
15重量%と、架橋形成単量体0.1〜5重量%、およ
び他のビニル単量体98.9〜80重量%との混合物を
乳化重合した共重合体水性分散液からなる。
The hydroxyl group-containing vinyl copolymer aqueous dispersion (B) contains 1 to 1 monomer having at least one hydroxyl group and one radically polymerizable double bond in each molecule.
It comprises an aqueous dispersion of a copolymer obtained by emulsion-polymerizing a mixture of 15% by weight, 0.1 to 5% by weight of a crosslinking monomer, and 98.9 to 80% by weight of another vinyl monomer.

【0023】ヒドロキシル基を有する単量体としては、
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、2−ヒドロキシ
ブチル(メタ)アクリレート、2,3−ジヒドロキシプ
ロピルアクリレート、2−ヒドロキシー3ーエトキシエ
チルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシエ
チルメタクリレート等から選ばれた1種または2種以上
を用いることができる。共重合するヒドロキシル基を有
する単量体の比率は単量体混合物の1〜15重量%、好
ましくは2〜8重量%である。
As the monomer having a hydroxyl group,
2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2,3-dihydroxypropyl acrylate, 2-hydroxy-3-ethoxyethyl acrylate, 2-hydroxy-3- One or more selected from phenoxyethyl methacrylate and the like can be used. The proportion of monomers having hydroxyl groups to be copolymerized is 1 to 15% by weight, preferably 2 to 8% by weight of the monomer mixture.

【0024】また、架橋形成単量体としては、1分子中
に2個以上のラジカル重合性二重結合を有する単量体、
または重合反応中に高分子間に架橋を形成する反応基を
有するラジカル重合性単量体から選ばれる。1分子中に
2個以上のラジカル重合性二重結合を有する単量体の例
としては、ジビニルベンゼン、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、トリメチロールプロパントリ(メ
タ)アクリレート等が挙げられる。また、重合反応中に
高分子間に架橋を形成する反応基を有する単量体として
は、イソシアネート基、N−アルキロール置換アミド
基、グリシジル基、アルコキシシリル基等の反応基を含
有する単量体と、カルボキシル基及び/又はヒドロキシ
ル基を含有する単量体とを組み合わせる等の方法によ
る。これらの単量体の例としては、(メタ)アクリロイ
ルイソシアネート、2−イソシアネートエチルメタクリ
レート、m−及び/又は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、N−メチロ−ル
(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレー
ト、(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、テトラメトキシシリルプロピル(メタ)アクリレー
ト等が挙げられる。これらの単量体から選ばれた1種ま
たは2種以上を0.1〜5重量%使用する。
As the cross-linking monomer, a monomer having two or more radically polymerizable double bonds in one molecule,
Alternatively, it is selected from radically polymerizable monomers having a reactive group that forms crosslinks between polymers during the polymerization reaction. Examples of the monomer having two or more radically polymerizable double bonds in one molecule include divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate. Etc. Further, as the monomer having a reactive group that forms crosslinks between polymers during the polymerization reaction, a monomer containing a reactive group such as an isocyanate group, an N-alkylol-substituted amide group, a glycidyl group, or an alkoxysilyl group. By a method such as combining the body with a monomer containing a carboxyl group and / or a hydroxyl group. Examples of these monomers include (meth) acryloyl isocyanate, 2-isocyanatoethyl methacrylate, m- and / or p-isopropenyl-α, α ′.
-Dimethylbenzyl isocyanate, N-methylol (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, tetramethoxysilylpropyl (meth) acrylate and the like can be mentioned. One or more selected from these monomers are used in an amount of 0.1 to 5% by weight.

【0025】更に、他のビニル単量体は、上記のイソシ
アネート基を含有するビニル共重合体水性分散液(A)
に使用されたラジカル重合性のカルボキシル基及び/又
はアミド基を含有するビニル単量体0〜5重量%、およ
びその他の活性水素を有しない単量体98.9〜82重
量%からなり、上記の共重合体水性分散液(A)と同じ
種類を選択して、その組成比を調節することが相溶性を
得るために好ましい。
Further, the other vinyl monomer is an aqueous vinyl copolymer dispersion (A) containing the above isocyanate group.
The radically polymerizable carboxyl group and / or amide group-containing vinyl monomer used for 0 to 5% by weight, and other non-active hydrogen-containing monomer 98.9 to 82% by weight. In order to obtain compatibility, it is preferable to select the same type as the copolymer aqueous dispersion (A) and adjust the composition ratio.

【0026】上記の単量体混合物からの乳化重合は、通
常の方法で行うことができる。この場合、重合体水性分
散液(B)のpHは、6〜8に調節することが共重合体
水性分散液(A)と混合した本発明の組成物中のイソシ
アネート基を安定に保つのに好ましく、特に、中和用の
アルカリとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミ
ン等の三級アミン化合物を使用することが好ましい。
Emulsion polymerization from the above monomer mixture can be carried out by a usual method. In this case, the pH of the polymer aqueous dispersion (B) should be adjusted to 6 to 8 in order to keep the isocyanate group in the composition of the present invention mixed with the copolymer aqueous dispersion (A) stable. It is particularly preferable to use a tertiary amine compound such as trimethylamine or triethylamine as the neutralizing alkali.

【0027】本発明の共重合体水性分散液(A)および
(B)は、それぞれ常温で乾燥して強靭な皮膜を形成す
ることが必要である。(A)および(B)の共重合体の
ガラス転移温度は−30℃〜+30℃程度が好ましい。
また、(A)共重合体と混合する(B)共重合体の
ガラス転移温度は、(A)共重合体と同じか、または
5〜10℃低めに設定することが粒子融着過程での共重
合体相互の相溶化を高め、架橋反応をより促進する効果
があり好ましい。
Each of the aqueous copolymer dispersions (A) and (B) of the present invention needs to be dried at room temperature to form a tough film. The glass transition temperature of the copolymers (A) and (B) is preferably about -30 ° C to + 30 ° C.
The glass transition temperature of the copolymer is mixed with a copolymer of (A) (B) is equal to, or particles fusing to set 5 to 10 ° C. lower the copolymer (A) It is preferable because it has the effect of increasing the mutual compatibility of the copolymers in the process and further promoting the crosslinking reaction.

【0028】本発明の常温架橋性共重合体水性分散液組
成物は、水を媒体として、主として粒子の内部に分布す
る疎水性のイソシアネート基を含有する(A)の共重合
体粒子と、主として粒子の表面に分布する親水性のヒド
ロキシル基を含有する(B)の共重合体粒子が独立して
分散しているため、貯蔵中は安定に保持されるものと考
えられる。これを塗布し乾燥する過程で、相互に粒子が
融着、成膜して両方の反応基が近接することにより架橋
反応が進行する。(A)と(B)の混合比は、共重合体
水性分散液(A)中の仕込みのイソシアネート基含有単
量体の重量を基準とした1当量に対し、共重合体水性分
散液(B)中の仕込みのヒドロキシル基含有単量体の重
量を基準とした0.1〜1.2当量となる量混合する。
0.1当量以下では、イソシアネート基がヒドロキシル
基と架橋する比率が少ないため架橋反応速度が遅く、耐
溶剤性に劣り、また、1.2当量以上では、耐水性、貯
蔵安定性が低下するために好ましくない。特に、好まし
い混合比は、イソシアネート基1当量に対して、ヒドロ
キシル基が0.3〜0.8当量である。
The room-temperature crosslinkable copolymer aqueous dispersion composition of the present invention is a copolymer of (A) containing a hydrophobic isocyanate group mainly distributed inside the particles in water as a medium.
Since the body particles and the copolymer particles (B) containing a hydrophilic hydroxyl group distributed mainly on the surface of the particles are independently dispersed, it is considered that the particles are stably held during storage. In the process of applying and drying this, particles are fused to each other to form a film and both reactive groups come close to each other, whereby a crosslinking reaction proceeds. The mixing ratio of (A) and (B) is copolymer
Based on 1 equivalent based on the weight of the isocyanate group-containing monomer charged in the aqueous dispersion (A) , the aqueous copolymer content
Mix 0.1 to 1.2 equivalents based on the weight of the charged hydroxyl group-containing monomer in the dispersion (B) .
When the amount is 0.1 equivalent or less, the rate of crosslinking of the isocyanate group with the hydroxyl group is small, so that the crosslinking reaction rate is slow and the solvent resistance is poor, and when it is 1.2 equivalent or more, the water resistance and the storage stability are deteriorated. Not good for Particularly preferable mixing ratio is 0.3 to 0.8 equivalents of hydroxyl groups to 1 equivalent of isocyanate groups.

【0029】本発明の水性分散液組成物は、上記(A)
および(B)の水性分散液を混合した状態で安定であ
り、1〜数カ月の室温放置でも物性の変化が少なく、1
液型で貯蔵保存できる。また、塗工後は常温で2〜10
日間で架橋が完結して優れた耐水性、強靱性および耐溶
剤性の皮膜を形成し、下地基材に対する付着性にも優れ
ている。
The aqueous dispersion composition of the present invention has the above (A)
It is stable when the aqueous dispersions of (B) and (B) are mixed, and the physical properties are small even when left at room temperature for 1 to several months.
Can be stored and stored in liquid form. Moreover, after coating, it is 2-10 at room temperature.
Crosslinking is completed in a day to form a film having excellent water resistance, toughness and solvent resistance, and also has excellent adhesion to the base material.

【0030】本発明の水性分散液組成物には、必要に応
じて架橋反応を促進させる触媒として有機金属化合物を
使用することができる。使用する有機金属化合物は予め
界面活性剤で乳化分散して配合することができ、上記
性分散液(A)と水性分散液(B)が均一に混合され
混合後の保存安定性を延長できることから好ましい。有
機金属化合物の配合量は、上記(A)および(B)の重
量体に対して0.01〜5重量%、好ましくは0.1〜
2重量%である。有機金属化合物としては、例えばジブ
チル錫ジラウレート、テトラブチル錫、オクチル酸錫、
テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネー
トなどが挙げられる。これらの触媒は、塗工の直前また
は数日前に配合することにより、本発明の組成物の安定
性を損なうことなく常温での架橋時間が短縮するのに効
果的である。
In the aqueous dispersion composition of the present invention, an organometallic compound can be used as a catalyst for promoting the crosslinking reaction, if necessary. Organometallic compounds used can be formulated and emulsified by previously surfactant, the water
Dispersion (A) and aqueous dispersion (B) are uniformly mixed ,
It is preferable because the storage stability after mixing can be extended. The content of the organometallic compound is 0.01 to 5% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight based on the weight of (A) and (B).
It is 2% by weight. Examples of the organometallic compound include dibutyltin dilaurate, tetrabutyltin, tin octylate,
Examples include tetraisopropyl titanate and tetrabutyl titanate. When these catalysts are blended immediately before coating or several days before coating, they are effective in shortening the crosslinking time at room temperature without impairing the stability of the composition of the present invention.

【0031】また、本発明の共重合体水性分散液組成物
には、必要により塗料として通常配合される顔料、各種
添加剤(防腐剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、レベリン
グ剤、増粘剤、造膜助剤、たれ防止剤、艶消し剤)を配
合することができる。
In addition, the copolymer aqueous dispersion composition of the present invention may include pigments and various additives (preservatives, ultraviolet absorbers, antioxidants, leveling agents, thickeners) usually added as a paint, if necessary. , A film-forming aid, an anti-sagging agent, and a matting agent).

【0032】本発明の組成物は、例えば、木材、プラス
ティックス、無機建材または、金属表面に対する塗料と
して好適に使用できる。また、不織布、紙、皮革などの
コーティング剤および、複合プラスティックフィルムの
ラミネート用接着剤等としても有用である。
The composition of the present invention can be suitably used, for example, as a paint for wood, plastics, inorganic building materials or metal surfaces. Further, it is also useful as a coating agent for non-woven fabric, paper, leather, etc., and an adhesive for laminating composite plastic films.

【実施例】【Example】

【0033】以下に、本発明を実施例において詳しく説
明するが、本発明はこれによって制限されるものではな
い。なお、実施例および比較例における部もしくは%と
あるのは、特にことわりのない限り重量部または重量%
を示す。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. In Examples and Comparative Examples, parts or% means parts by weight or% by weight unless otherwise specified.
Indicates.

【0034】製造例A.イソシアネート基含有共重合体
水性分散液(A)の製造 (レドックス重合A−1,A−2,A−3)攪拌基、環
流冷却器、窒素ガス導入部および、滴下ロートを付した
反応装置に、脱イオン水50部、ラウリル硫酸ソーダ
0.2部、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル
0.4部、硫酸第一鉄7水塩0.02部、t−ブチルハ
イドロパーオキサイド0.1部、ホルムアルデヒドスル
ホン酸0.1部および、下記表1のA−1、A−2、A
−3に示す単量体乳化液の10%を用いて初期仕込みを
行った。その後、窒素ガスを導入しつつ、50℃に昇温
し、30分間初期重合を行った。引き続いて前記単量体
乳化液の90%を3時間かけて滴下した。その間ホルム
アルデヒドスルホン酸の5%水溶液2部を1時間間隔で
3回に分けて添加した。滴下終了1時間後にt−ブチル
ハイドロパーオキサイド0.1部と5%ホルムアルデヒ
ドスルホン酸水溶液2部を加え更に2時間重合した。そ
の間の重合温度は50〜53℃に保った。重合反応後固
形分濃度を45%に脱イオン水で調節した。
Production Example A. Isocyanate group-containing copolymer
Production of Aqueous Dispersion (A) (Redox Polymerization A-1, A-2, A-3) 50 parts of deionized water in a reactor equipped with a stirring group, a reflux condenser, a nitrogen gas introduction part, and a dropping funnel. , Sodium lauryl sulfate 0.2 part, polyoxyethylene nonyl phenyl ether 0.4 part, ferrous sulfate heptahydrate 0.02 part, t-butyl hydroperoxide 0.1 part, formaldehyde sulfonic acid 0.1 part And A-1, A-2, and A in Table 1 below.
Initial charging was performed using 10% of the monomer emulsion shown in -3. Then, the temperature was raised to 50 ° C. while introducing nitrogen gas, and initial polymerization was performed for 30 minutes. Subsequently, 90% of the monomer emulsion was added dropwise over 3 hours. During that time, 2 parts of a 5% aqueous solution of formaldehyde sulfonic acid was added at 1 hour intervals in 3 divided portions. 1 hour after the completion of the dropping, 0.1 part of t-butyl hydroperoxide and 2 parts of a 5% formaldehyde sulfonic acid aqueous solution were added and polymerization was continued for another 2 hours. During that time, the polymerization temperature was maintained at 50 to 53 ° C. After the polymerization reaction, the solid content concentration was adjusted to 45% with deionized water.

【0035】(通常重合A−4)上記と同じ反応装置
に、脱イオン水50部、ラウリル硫酸ソーダ0.2部、
ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル0.4部、
過硫酸アンモニュウム0.1部、および下記表1のA−
4に示す単量体乳化液の10%を用いて初期仕込みを行
った。その後、窒素ガスを導入しつつ、80℃に昇温
し、30分間初期重合を行った。引き続いて前記単量体
乳化液の残り90%を3時間かけて滴下した。更に2時
間重合した。その間の重合温度は、80〜81℃に保っ
た。重合反応後固形分濃度を45%に脱イオン水で調節
した。
(Normal Polymerization A-4) In the same reactor as above, 50 parts of deionized water, 0.2 part of sodium lauryl sulfate,
0.4 parts of polyoxyethylene nonyl phenyl ether,
0.1 part of ammonium persulfate and A- in Table 1 below.
Initial charging was performed using 10% of the monomer emulsion shown in 4. Then, the temperature was raised to 80 ° C. while introducing nitrogen gas, and initial polymerization was performed for 30 minutes. Subsequently, the remaining 90% of the monomer emulsion was added dropwise over 3 hours. Polymerization was continued for 2 hours. During that time, the polymerization temperature was maintained at 80 to 81 ° C. After the polymerization reaction, the solid content concentration was adjusted to 45% with deionized water.

【0036】上記により得られたA−1〜A−4の共重
合体水性分散液を離型紙に塗布し、25℃で1時間乾燥
直後のフィルムの赤外吸収スペクトル図から、波長29
50cm−1 におけるメチレン結合に基づく吸収強度に
対する波長2255cm−1 におけるイソシアネート基
基づく吸収強度の吸光度比を測定した結果を表1に併
せて記す。
From the infrared absorption spectrum of the film immediately after coating the aqueous dispersion of the copolymers A-1 to A-4 obtained above on a release paper and drying at 25 ° C. for 1 hour, the wavelength 29
The results of measurement of the absorbance ratio of the absorption intensity based on the isocyanate groups of a wavelength 2255cm -1 for the absorption intensity based on methylene linkages in the 50 cm -1 referred together in Table 1.

【0037】製造例B.ヒドロキシル基含有共重合体
分散液(B)の製造 上記製造例Aと同じ反応装置に、脱イオン水50部、ラ
ウリル硫酸ソーダ0.2部、ポリオキシエチレンノニル
フェニルエーテル0.4部、過硫酸アンモニュウム0.
1部、および表2のB−1、B−2、B−3に示す単量
体乳化液の10%を用いて初期仕込みを行った。その
後、窒素ガスを導入しつつ80℃に昇温し、30分間初
期重合を行った。引き続いて前記単量体乳化液の残り9
0%を3時間かけて滴下した。更に2時間重合した。そ
の間の重合温度は、80〜81℃に保った。重合反応後
固形分濃度を45%に脱イオン水で調整した。
Production Example B. Hydroxyl group-containing copolymer water
Preparation of the organic dispersion liquid (B) In the same reactor as in the above Preparation Example A, 50 parts of deionized water, 0.2 part of sodium lauryl sulfate, 0.4 part of polyoxyethylene nonylphenyl ether, and ammonium persulfate of 0.
Initial charging was carried out using 1 part and 10% of the monomer emulsions shown in B-1, B-2 and B-3 of Table 2. Then, the temperature was raised to 80 ° C. while introducing nitrogen gas, and initial polymerization was performed for 30 minutes. Subsequently, the remaining 9 of the monomer emulsion
0% was added dropwise over 3 hours. Polymerization was continued for 2 hours. During that time, the polymerization temperature was maintained at 80 to 81 ° C. After the polymerization reaction, the solid content concentration was adjusted to 45% with deionized water.

【0038】上記により得られたB−1〜B−3の共重
合体水性分散液からポリプロピレンフィルム上に25
℃、24時間乾燥して厚さ100μの乾燥フィルムを作
成して、酢酸エチルに24時間浸漬した後の不溶部分
測定からゲル分率を測定した結果を表2に併せて記す。
From the aqueous dispersions of the copolymers of B-1 to B-3 obtained above, 25 were formed on a polypropylene film.
Table 2 also shows the results of measuring the gel fraction from the measurement of the insoluble portion after drying at 24 ° C. for 24 hours to form a 100 μm-thick dry film and immersing in ethyl acetate for 24 hours.

【0039】製造例C.硬化触媒水分散液の製造 有機金属化合物としてジブチル錫ジラウレート15部に
ブチルセロソルブアセテート20部、およびポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテル4部、ラウリル硫酸ソ
ーダ2部、脱イオン水65部を混合して、ホモジナイザ
ーで乳化した。
Production Example C. Preparation of curing catalyst water dispersion 15 parts of dibutyltin dilaurate as an organometallic compound, 20 parts of butyl cellosolve acetate, 4 parts of polyoxyethylene nonylphenyl ether, 2 parts of sodium lauryl sulfate and 65 parts of deionized water were mixed and mixed with a homogenizer. Emulsified.

【0040】[0040]

【表1】 m-TMI:m−イソプロペニル−α,α’−ジメチルベンジルイソシアネート[Table 1] m-TMI: m-isopropenyl-α, α'-dimethylbenzyl isocyanate

【0041】[0041]

【表2】 [Table 2]

【0042】実施例1から4および比較例1〜4 製造例A、製造例Bによって得た水性分散液および製造
例Cによって得た水分散液を表3に示す配合割合で混合
して架橋性共重合体水性分散液組成物を調整した。調整
直後および30℃で1ヶ月貯蔵した水性分散液組成物
らフィルムを作製して赤外吸収スペクトルを測定し、メ
チレン結合に対するイソシアネート基の吸光度比を求め
た。また、各水性分散液組成物をポリプロピレンフィル
ム上に乾燥皮膜の厚み100μになるように塗布し、室
温で1週間放置してフィルムを作製した。このフィルム
を25cm角に切り酢酸エチルに24時間浸漬した後の
ゲル分率と重量膨潤度を求めた。更に、ガラス板に溶剤
タイプの塩化ビニルー酢酸ビニル樹脂系塗料を塗布乾燥
して厚さ100μの下地塗膜を調整し、この下地塗面に
水性分散液組成物を乾燥皮膜の厚さ100μになるよ
うに塗布して1週間室温放置後、後述する試験方法によ
り付着性、耐溶剤性および耐水性を測定した。上記の試
験結果をまとめて表3に示す。この結果、本発明の水性
分散液組成物に含有されたイソシアネート基の安定性は
高く、優れた貯蔵安定性を示す。また乾燥皮膜は、高い
ゲル分率と低い膨潤度を示しことから架橋密度が高く、
コーティング皮膜として耐溶剤性、耐水性および下地塗
料に対する付着性に優れることが分かる。
Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 Aqueous dispersions obtained according to Preparation Example A, Preparation Example B and preparation
The aqueous dispersion obtained in Example C was mixed at the blending ratio shown in Table 3 to prepare a crosslinkable copolymer aqueous dispersion composition. A film was prepared from the aqueous dispersion composition immediately after preparation and stored at 30 ° C. for 1 month, and the infrared absorption spectrum was measured to determine the absorbance ratio of the isocyanate group to the methylene bond. Further, each aqueous dispersion composition was applied onto a polypropylene film so that the dry film thickness was 100 μ, and left at room temperature for 1 week to prepare a film. The film was cut into 25 cm square pieces and immersed in ethyl acetate for 24 hours, and then the gel fraction and the weight swelling degree were determined. Further, a glass plate is coated with a solvent type vinyl chloride-vinyl acetate resin-based coating material and dried to prepare a base coating film having a thickness of 100 μ, and each aqueous dispersion composition is applied to the base coating surface to give a dry coating thickness of 100 μ. After being applied as described above and allowed to stand at room temperature for 1 week, the adhesion, solvent resistance and water resistance were measured by the test methods described below. The test results are summarized in Table 3. As a result, the stability of the isocyanate group contained in the aqueous dispersion composition of the present invention is high, and excellent storage stability is exhibited. In addition, the dry film has a high crosslink density because it exhibits a high gel fraction and a low degree of swelling,
It can be seen that the coating film has excellent solvent resistance, water resistance and adhesion to the base paint.

【0043】[0043]

【表3】 [Table 3]

【0044】実施例5,6および比較例5,6 製造例A、製造例Bによって得た水性分散液および製造
例Cによって得た水分散液を表4に示す配合割合で混合
して架橋性共重合体水性分散液組成物を調整した。各
分散液組成物をガラス板上に乾燥皮膜の厚さ150μ
になるように塗布し、室温で2週間乾燥してフィルムを
作製し、後述の試験法により引張物性を測定した。ま
た、各水性分散液組成物100重量部と以下に示す処方
の顔料ペースト55重量部を混合してエマルション塗料
を調整した。この塗料をスレート板上、および下地に溶
剤タイプのアクリルーウレタン系樹脂塗料を塗布してウ
エザオメーターで2000時間暴露した塗面に乾燥皮膜
の厚さ100μになるように塗布して2週間室温乾燥後
塗膜試験を行った。上記の試験結果をまとめて表4に示
す。この結果、本発明の水性分散液組成物から得られた
皮膜は比較例と比較して強靭性に優れ、また塗膜の付着
性、耐水性、耐溶剤性も優れていることが分かる。
[0044] Examples 5 and 6 and Comparative Examples 5 and 6 Production Example A, an aqueous dispersion thus obtained in Production Example B and production
The aqueous dispersion obtained in Example C was mixed at the blending ratio shown in Table 4 to prepare a crosslinkable copolymer aqueous dispersion composition. Each water
Of a water- soluble dispersion composition on a glass plate to a dry film thickness of 150 μ
Was applied and dried at room temperature for 2 weeks to prepare a film, and the tensile properties were measured by the test methods described below. Further, 100 parts by weight of each aqueous dispersion composition and 55 parts by weight of a pigment paste having the following formulation were mixed to prepare an emulsion paint. A solvent-type acrylic-urethane resin paint was applied to the slate board and the base, and the coating was exposed for 2000 hours with a weatherometer so that the thickness of the dry film would be 100μ, and then room temperature for 2 weeks. After drying, a coating film test was conducted. The above test results are summarized in Table 4. As a result, it can be seen that the film obtained from the aqueous dispersion composition of the present invention is superior in toughness as compared with the comparative example, and is also excellent in adhesion, water resistance and solvent resistance of the coating film.

【0045】[0045]

【表4】 [Table 4]

【0046】顔料ペーストの処方 酸化チタン タイペークR−960(石原産業) 70.0部 顔料分散剤 オロタン7313D (ロームアント゛ハース) 1.0 湿潤剤 ニューコール556 (日本乳化剤(株))1.0 消泡剤 アデカB−740 (アデカ(株)) 0.5 増粘剤 アデカUH−420 (アデカ(株)) 0.1 造膜助剤 テキサノール CS-12 (チッソ(株)) 5.0 イオン交換水 22.4 合 計 100.0部 Formulation of pigment paste Titanium oxide Taipaque R-960 (Ishihara Sangyo) 70.0 parts Pigment dispersant Orotan 7313D (Rohm and Haas) 1.0 Wetting agent Newcol 556 (Nippon Emulsifier Co., Ltd.) 1.0 Foaming agent Adeka B-740 (Adeka Corporation) 0.5 Thickener Adeka UH-420 (Adeka Corporation) 0.1 Membrane forming aid Texanol CS-12 (Chisso Corporation) 5.0 Ion exchange Water 22.4 Total 100.0 parts

【0047】試験方法 付着性 ;5mm角の碁盤目をNTカッターで刻み、
ロハンテープで引き剥がしたときの剥離状態を観察。
◎ 剥離なし、○ 10%以下が剥離、△ 40% 以下が剥離、× 40%以上が剥離 耐溶剤性;トルエンをスポットし、指でラビング観察。
◎ 異常なし、○ わずかに軟化、△ 膨潤、ワレ、
× 溶解 耐水性 ;裏面、側面をエポキシ樹脂でシールした塗装
板を水に3日間浸漬後の状態を観察。 ◎ 異常なし、
○ わずかに膨れ、△ 部分的に膨れ、 × 一部剥が
れ 引張試験;フィルムをダンベル2号で打ち抜きインスト
ロン引張試験機で20℃、チャック間50mm、引張速
度200mm/minで測定。
[0047] Test Methods Adhesion; increments crosscut of 5mm square in NT cutter, Se
Observe the peeled state when peeled off with Rohan tape .
◎ No peeling, ○ 10% or less peeling, △ 40% or less peeling, × 40% or more peeling solvent resistance; spotted with toluene and observed by rubbing with a finger.
◎ No abnormality, ○ Slightly softened, △ Swelled, cracked,
× Dissolved water resistance: A coated plate whose back and side surfaces were sealed with epoxy resin was observed after being immersed in water for 3 days. ◎ No abnormality,
○ Slight swelling, △ Partial swelling, × Partial peeling Tensile test: The film was punched out with dumbbell No. 2 and measured with an Instron tensile tester at 20 ° C., chuck distance 50 mm, and tensile speed 200 mm / min.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明の常温架橋性水性分散液組成物
は、実施例および比較例により明らかなようにイソシア
ネート基を含有するビニル共重合体水分散液とヒドロキ
シル基を含有するビニル共重合体水分散液を混合した状
態での貯蔵安定性が良好であり、これを塗布、乾燥する
と常温で架橋反応し、強靱で耐水性、耐溶剤性、下地基
材に対して優れた付着性の塗膜を与える。従って、本発
明の組成物は、木材、プラスティックス、無機建材また
は、金属表面に対する塗料として好適に使用できる。ま
た、不織布、紙、皮革などのコーティング剤および、複
合プラスティックフィルムのラミネート用接着剤等とし
ても適用できるものである。
EFFECTS OF THE INVENTION The room temperature crosslinkable aqueous dispersion composition of the present invention comprises a vinyl copolymer aqueous dispersion containing an isocyanate group and a vinyl copolymer containing a hydroxyl group, as is clear from Examples and Comparative Examples. It has good storage stability when mixed with an aqueous dispersion, and when it is applied and dried, it undergoes a crosslinking reaction at room temperature, is tough, and has water resistance, solvent resistance, and excellent adhesion to the underlying substrate. Give a membrane. Therefore, the composition of the present invention can be suitably used as a paint for wood, plastics, inorganic building materials, or metal surfaces. It can also be applied as a coating agent for non-woven fabric, paper, leather, etc., and an adhesive for laminating composite plastic films.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 18/00 - 18/87 C08F 212/00 - 212/36 C08F 220/00 - 222/40 CA(STN) REGISTRY(STN)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C08G 18/00-18/87 C08F 212/00-212/36 C08F 220/00-222/40 CA (STN ) REGISTRY (STN)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 遊離のイソシアネート基を含有するビニ
ル共重合体水性分散液(A)、および(A)と相溶性が
あり、ヒドロキシル基を含有する共重合体のゲル分率が
30〜90重量%のビニル共重合体水性分散液(B)と
の組成物からなり、(B)/(A)の混合比がイソシア
ネート基1当量に対し、ヒドロキシル基が0.1〜1.
2当量となる量混合することを特徴とする常温架橋性共
重合体水性分散液組成物。
1. A vinyl copolymer aqueous dispersion (A) containing a free isocyanate group, and a copolymer having a hydroxyl group which is compatible with (A) and has a gel fraction of 30 to 90% by weight. % Vinyl copolymer aqueous dispersion (B), wherein the mixing ratio (B) / (A) is 0.1-1.
A room temperature crosslinkable copolymer aqueous dispersion composition, which is mixed in an amount of 2 equivalents.
【請求項2】 請求項1の(A)成分であるビニル共重
合体がm−及び/又は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1〜20重量%と、カ
ルボキシル基及び/又はアミド基含有単量体0.1〜5
重量%、およびその他の活性水素を有しないビニル単量
体98.9〜75重量%との共重合体であることを特徴
とする請求項1に記載の常温架橋性共重合体水性分散液
組成物。
2. The vinyl copolymer as the component (A) of claim 1 is m- and / or p-isopropenyl-α, α'-.
Dimethylbenzyl isocyanate 1 to 20% by weight and carboxyl group and / or amide group-containing monomer 0.1 to 5
2. The room temperature crosslinkable copolymer aqueous dispersion composition according to claim 1, which is a copolymer with 1% by weight and 98.9 to 75% by weight of another vinyl monomer having no active hydrogen. object.
【請求項3】 予め界面活性剤で乳化分散された有機金
属化合物を配合することを特徴とする請求項1又は2に
記載の常温架橋性共重合体水性分散液組成物。
3. The room temperature crosslinkable copolymer aqueous dispersion composition according to claim 1, which further comprises an organometallic compound which has been previously emulsified and dispersed with a surfactant.
【請求項4】 25℃、1時間乾燥後のフィルムの赤外
吸収スペクトル測定において、波長2950cm−1
おける吸収強度に対する波長2255cm−1 における
吸収強度の吸光度比が0.07以上であることを特徴と
する請求項1〜3のいずれかに記載の常温架橋性共重合
体水性分散液組成物。
4. The infrared absorption spectrum of the film after drying at 25 ° C. for 1 hour has a wavelength of 2950 cm −1 .
The room temperature crosslinkable copolymer aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 3, wherein the absorbance ratio of the absorption intensity at a wavelength of 2255 cm -1 to the absorption intensity is 0.07 or more. Composition.
【請求項5】 m−及び/又は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1〜20重
量%、カルボキシル基及び/又はアミド基含有単量体
0.1〜5重量%、およびその他の活性水素を有しない
ビニル単量体98.9〜75重量%からなる単量体混合
物を水、乳化剤、三級アミン化合物、およびレドックス
重合開始剤の存在下、pH6〜8、かつ70℃以下の温
度で乳化重合して得られる請求項1および2に記載のビ
ニル共重合体水性分散液(A)と、(A)と相溶性があ
り、ゲル分率が30〜90重量%のヒドロキシル基含有
ビニル共重合体水性分散液(B)とを、(B)/(A)
の混合比がイソシアネート基1当量に対し、ヒドロキシ
ル基が0.1〜1.2当量となる量混合することを特徴
とする請求項1〜4のいずれかに記載の常温架橋性共重
合体水性分散液組成物の製造方法。
5. m- and / or p-isopropenyl-
1 to 20% by weight of α, α'-dimethylbenzyl isocyanate, 0.1 to 5% by weight of a monomer containing a carboxyl group and / or an amide group, and other vinyl monomer having no active hydrogen 98.9 to 75 Claims 1 and 2 obtained by emulsion polymerization of a monomer mixture consisting of wt% in the presence of water, an emulsifier, a tertiary amine compound, and a redox polymerization initiator at a pH of 6 to 8 and at a temperature of 70 ° C or lower. Described
Nyl copolymer aqueous dispersion (A) is compatible with (A).
Containing a hydroxyl group with a gel fraction of 30 to 90% by weight
The vinyl copolymer aqueous dispersion (B) is used as (B) / (A)
The mixing ratio of 1 to 1 equivalent of isocyanate group is
The method for producing a room temperature crosslinkable copolymer aqueous dispersion composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the amount of the radical group is 0.1 to 1.2 equivalents .
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