JP5137352B2 - Aqueous pollution control composition and painted product - Google Patents

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本発明は、耐候性、耐水性、光学特性に優れた水系の常温硬化可能な汚染防止用組成物および塗装物に関する。本発明の塗装物は長期間にわたり親水性で汚れにくく、マーキングフィルム、看板、ディスプレイなどの屋外表示用途に有用である。   The present invention relates to a water-based room temperature curable antifouling composition excellent in weatherability, water resistance and optical properties, and a coated product. The coated article of the present invention is hydrophilic and resistant to contamination for a long period of time, and is useful for outdoor display applications such as marking films, signboards, and displays.

屋外表示用塗装物は、自動車等の排気ガス中の燃焼生成物や大気中に浮遊する煤塵の堆積により汚れる。更に、雨天には浮遊煤塵は雨によって持ち運ばれ、屋外表示用塗装物の表面を流下する際に、表面に雨水の道筋に沿って汚染物質が付着し、表面が乾燥すると縞状の汚れを形成する。このような屋外表示用塗装物の汚れは表示内容を見にくくするとともに、都市の美的景観を乱す。また、多くの屋外表示用塗装物は高所にあるため、清掃作業は危険であり、かつ時間もかかる。
そこで、上記問題に対し、特許文献1では、光触媒粒子を含有する表層部を備え、降雨により自己清浄化 (セルフクリーニング)される表面を有する屋外表示板、及びその清浄化方法が提案されている。光触媒を含有する表面層を備えることにより、光触媒の光励起に応じて、表層部の表面は親水性を呈するので、屋外表示板の表面が降雨にさらされた時に付着堆積物及び/又は汚染物が雨滴により洗い流されることが可能となる。しかしながら、この方法は、表層部中の光触媒の有機物分解作用によって、基材が劣化し、屋外表示板の外観を悪くするという大きな問題があった。そこで、上述した光触媒による劣化を防止する目的で、光触媒含有表層部との間に保護層を介在させる方法も提案されているが、この方法では、塗装工程が増えるため作業性が悪いという欠点があった。また、光触媒を基材へ十分に固定するためのバインダーとして溶剤系のシリコーンバインダーが用いられている。しかし、基材が樹脂の場合には耐溶剤性や耐熱性の問題から、シリコーンバインダーを用いると光学特性の低下や固定化が十分に行えないという問題があった。
上記問題に対し特許文献2では、シリコーン樹脂をエマルジョン化して水系化する方法が提案されている。しかし、基材への十分な固定化には150℃程度の焼付け温度が必要であり、樹脂基材には適していない。
一方、塗膜表面の親水性を付与する方法として親水性のコロイダルシリカと水系のバインダーを併用する方法が特許文献3、特許文献4、特許文献5にそれぞれ提案されている。しかし、いずれも塗液の安定性、塗膜の耐水性や透明性が不十分になるという問題があった。
Paints for outdoor display are contaminated by combustion products in exhaust gas of automobiles and the like, and accumulation of soot and dust floating in the atmosphere. In addition, suspended dust is carried by the rain in the rain, and when it flows down the surface of the outdoor display paint, contaminants adhere to the surface along the rainwater path, and when the surface dries, striped dirt is formed. Form. Such dirt on the outdoor display paint makes it difficult to see the display contents and disturbs the aesthetic landscape of the city. In addition, since many outdoor display paintings are at high places, the cleaning work is dangerous and takes time.
In view of the above problem, Patent Document 1 proposes an outdoor display panel having a surface layer portion containing photocatalyst particles and having a surface that is self-cleaned by rain (self-cleaning), and a cleaning method thereof. . By providing a surface layer containing a photocatalyst, the surface of the surface layer portion exhibits hydrophilicity in response to photoexcitation of the photocatalyst, so that deposits and / or contaminants are deposited when the surface of the outdoor display panel is exposed to rainfall. It can be washed away by raindrops. However, this method has a big problem that the base material deteriorates due to the organic substance decomposing action of the photocatalyst in the surface layer portion and the appearance of the outdoor display panel is deteriorated. Thus, for the purpose of preventing the deterioration due to the photocatalyst described above, a method of interposing a protective layer between the photocatalyst-containing surface layer portion has also been proposed, but this method has the disadvantage that workability is poor because the coating process increases. there were. In addition, a solvent-based silicone binder is used as a binder for sufficiently fixing the photocatalyst to the substrate. However, when the base material is a resin, there is a problem that when a silicone binder is used, optical characteristics are not sufficiently lowered and cannot be fixed due to problems of solvent resistance and heat resistance.
With respect to the above problem, Patent Document 2 proposes a method of emulsifying a silicone resin to make it water-based. However, a sufficient baking temperature on the base material requires a baking temperature of about 150 ° C., which is not suitable for a resin base material.
On the other hand, Patent Document 3, Patent Document 4, and Patent Document 5 each propose a method in which hydrophilic colloidal silica and an aqueous binder are used in combination as methods for imparting hydrophilicity to the coating film surface. However, both have problems that the stability of the coating liquid and the water resistance and transparency of the coating film are insufficient.

特開平09−230810号公報Japanese Patent Laid-Open No. 09-230810 特開平10−316937号公報JP-A-10-316937 特開平11−001893号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-001893 特開平07−026165号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-026165 特開昭55−040717号公報JP 55-040717 A

本発明の課題は、耐候性、耐水性、光学特性に優れ、長期間にわたって汚れにくい塗装物を、少ない環境負荷で形成できる、常温硬化可能な水系防汚性組成物を提供することである。   An object of the present invention is to provide a water-based antifouling composition capable of curing at room temperature, which can form a coated material that is excellent in weather resistance, water resistance, and optical properties and is resistant to staining for a long period of time with a small environmental load.

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は以下の通りである。
1)シリカ(A)と水系バインダー(B1)を含む水系汚染防止用組成物であって、
該水系バインダー(B1)が、水及び乳化剤の存在下に3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを含む下記式(1)で表される化合物(b1)とN−メチルアクリルアミド、N−メチルメタアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−エチルメタアクリルアミド、N−メチル−N−エチルアクリルアミド、N−メチル−N−エチルメタクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−n−プロピルアクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、N−n−プロピルメタクリルアミド、N−メチル−N−n−プロピルアクリルアミド、N−メチル−N−イソプロピルアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルアセトアミド、N−メタクリロイルモルホリンから選択される1種以上の2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)とこれと共重合可能な他のビニル単量体(b2’)を重合して得られる、数平均粒子径10〜800nmの重合体エマルジョン粒子(B2)を含有することを特徴とする水系汚染防止用組成物。
MR x-n (1)
(式中、Mは金属原子を表す。Rは、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、及び置換されていないか或いは炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数1〜20のアルコキシ基、又はハロゲン原子で置換されている炭素数6〜20のアリール基から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基を表す。Wは、炭素数1〜20のアルコキシ基、水酸基、炭素数1〜20のアセトキシ基、ハロゲン原子、水素原子、炭素数1〜20のオキシム基、エノキシ基、アミノキシ基、アミド基から選ばれた少なくとも1種の基を表す。xは金属原子Mの原子価、nは1以上x以下の整数を示す。)
2)該組成物更に光触媒活性を有する金属酸化物から選ばれる少なくとも1種の金属酸化物を有することを特徴とする上記1記載の水系汚染防止用組成物。
3)該重合体エマルジョン粒子(B2)が、コア/シェル構造であることを特徴とする上記1又は2に記載の水系汚染防止用組成物。
4)該シリカ(A)の数平均粒子径が1〜400nmであることを特徴とする上記1〜3のいずれか一つに記載の水系汚染防止用組成物。
5)基材の片面に上記1〜4のいずれか一つに記載の水系汚染防止用組成物形成した汚染防止層を有することを特徴とする塗装物。
6)該塗装物表面の23℃の接触角が60度以下であることを特徴とする上記5に記載の塗装物。
7)該基材がアクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂からなる群の中から選ばれる樹脂であることを特徴とする上記5又は6に記載の塗装物。
8)該塗装物が屋外表示用途であることを特徴とする上記5〜7のいずれか一つに記載の塗装物。
9)上記1〜4のいずれか一つに記載の水系汚染防止用組成物により形成した汚染防止層を有することを特徴とするマーキングフィルム。
10)上記1〜4のいずれか一つに記載の水系汚染防止用組成物により形成した汚染防止層を有することを特徴とする看板。
11)上記1〜4のいずれか一つに記載の水系汚染防止用組成物により形成した汚染防止層を有することを特徴とする遮音壁。
As a result of intensive studies aimed at solving the above problems, the present inventors have reached the present invention. That is, the present invention is as follows.
1) A composition for preventing water pollution comprising silica (A) and a water based binder (B1),
The water-based binder (B1) is a compound (b1) represented by the following formula (1) containing 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane in the presence of water and an emulsifier, N-methylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N-methyl-N-ethylacrylamide, N-methyl-N-ethylmethacryl Amide, N-isopropylacrylamide, Nn-propylacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, Nn-propylmethacrylamide, N-methyl-Nn-propylacrylamide, N-methyl-N-isopropylacrylamide, N- Vinyl pyrrolide , N- vinylcaprolactam, N- vinylacetamide, N- methacrylonitrile vinyl monomer having one or more secondary and / or tertiary amide group selected from acryloyl morpholine (b2) and copolymerizable therewith other An aqueous contamination-preventing composition comprising polymer emulsion particles (B2) having a number average particle size of 10 to 800 nm obtained by polymerizing a vinyl monomer (b2 ′).
MR n W xn (1)
(In the formula, M represents a metal atom. R represents a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, and an unsubstituted or carbon atom. It represents at least one hydrocarbon group selected from an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms substituted with a halogen atom, and W is carbon. At least one selected from an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, an acetoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a halogen atom, a hydrogen atom, an oxime group having 1 to 20 carbon atoms, an enoxy group, an aminoxy group, and an amide group Represents a group, x represents the valence of the metal atom M, and n represents an integer of 1 to x.
2) the composition further above 1 aqueous antifouling composition, wherein the at least one metal oxide selected from metal oxides having photocatalytic activity.
3) The composition for preventing water pollution according to 1 or 2 above, wherein the polymer emulsion particles (B2) have a core / shell structure.
4) The composition for water pollution prevention according to any one of 1 to 3 above, wherein the number average particle diameter of the silica (A) is 1 to 400 nm.
5) A coated product comprising a contamination-preventing layer in which the composition for water-based contamination prevention according to any one of the above 1 to 4 is formed on one surface of a substrate.
6) The coated product as described in 5 above, wherein the surface of the coated product has a contact angle at 23 ° C. of 60 degrees or less.
7) The material according to 5 or 6 above, wherein the substrate is a resin selected from the group consisting of an acrylic resin, a methacrylic resin, a polyester resin, a polyolefin resin, a polystyrene resin, a polyamide resin, and a polyvinyl chloride resin. Paintings.
8) The painted product according to any one of 5 to 7 above, wherein the painted product is used for outdoor display.
9) A marking film comprising a contamination prevention layer formed from the aqueous contamination prevention composition according to any one of 1 to 4 above.
10) A signboard comprising a contamination prevention layer formed by the water-based contamination prevention composition according to any one of 1 to 4 above.
11) A sound insulation wall having a pollution control layer formed of the composition for preventing water pollution according to any one of 1 to 4 above.

本発明の水系防汚性組成物は、少ない環境負荷で耐候性、耐水性、光学特性に優れ、長期間にわたって汚れにくい塗装物を提供できる。   The water-based antifouling composition of the present invention is excellent in weather resistance, water resistance, and optical characteristics with a small environmental load, and can provide a coated product that is resistant to contamination over a long period of time.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に使用する上記金属酸化物(A)としては、例えば、コロイダルシリカ、乾式シリカ、湿式シリカなどの二酸化珪素(シリカ)、酸化アルミニウム、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化鉛、酸化鉄、珪酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化セリウム及びそれらの複合酸化物等を例示することができる。それらの中でも、表面水酸基の多い二酸化珪素(シリカ)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化アンチモン及びそれらの複合酸化物等が好ましい。
また、本発明において、上記金属酸化物(A)として光触媒(a1)を選択すると、光照射により光触媒活性及び/又は親水性を発現するために好ましい。
ここで、光触媒(a1)とは、光照射によって酸化、還元反応を起こす物質のことを言う。すなわち伝導帯と価電子帯との間のエネルギーギャップよりも大きなエネルギー(すなわち短い波長)の光(励起光)を照射したときに、価電子帯中の電子の励起(光励起)が生じて、伝導電子と正孔を生成しうる物質であり、このとき、伝導帯に生成した電子の還元力および/または価電子帯に生成した正孔の酸化力を利用して、種々の化学反応を行うことができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
Examples of the metal oxide (A) used in the present invention include silicon dioxide (silica) such as colloidal silica, dry silica, and wet silica, aluminum oxide, antimony oxide, titanium oxide, indium oxide, tin oxide, and zirconium oxide. And lead oxide, iron oxide, calcium silicate, magnesium oxide, niobium oxide, cerium oxide, and complex oxides thereof. Among these, silicon dioxide (silica), aluminum oxide (alumina), antimony oxide, and complex oxides thereof having many surface hydroxyl groups are preferable.
Moreover, in this invention, when photocatalyst (a1) is selected as said metal oxide (A), since photocatalytic activity and / or hydrophilicity are expressed by light irradiation, it is preferable.
Here, the photocatalyst (a1) refers to a substance that causes an oxidation or reduction reaction by light irradiation. That is, when light (excitation light) with an energy larger than the energy gap between the conduction band and the valence band (ie, a short wavelength) is irradiated, excitation (photoexcitation) of electrons in the valence band occurs, resulting in conduction. It is a substance that can generate electrons and holes. At this time, various chemical reactions are performed using the reducing power of electrons generated in the conduction band and / or the oxidizing power of holes generated in the valence band. Can do.

また、光触媒活性とは、光照射によって酸化、還元反応を起こすことを言う。これらの光触媒活性は、例えば材料表面の光照射時における色素等の有機物の分解性を測定することにより判定することができる。光触媒活性を有する表面は、優れた汚染有機物質の分解活性や耐汚染性を発現する。
さらに、本発明において親水性とは、好ましくは23℃での水の接触角が60゜以下である場合を言うが、特に水の接触角が35゜以下の親水性を有する表面は、降雨等の水による自己浄化能(セルフクリーニング)による耐汚染性を発現するので好ましい。さらに優れた耐汚染性発現の点からは表面の水の接触角は10゜以下であることが好ましく、更に好ましくは5゜以下である。
本発明の金属酸化物(A)として有用に使用できる光触媒(a1)としては、バンドギャップエネルギーが1.2〜5.0eV、好ましくは1.5〜4.1eVの半導体化合物を挙げることができる。バンドギャップエネルギーが1.2eVより小さいと光照射による酸化、還元反応を起こす能力が弱く好ましくない。バンドギャップエネルギーが5.0eVより大きいと、正孔と電子を生成させるのに必要な光のエネルギーが大きくなるため好ましくない。
The photocatalytic activity means that an oxidation or reduction reaction is caused by light irradiation. These photocatalytic activities can be determined, for example, by measuring the decomposability of organic substances such as pigments when the material surface is irradiated with light. A surface having photocatalytic activity exhibits excellent decomposition activity and contamination resistance of contaminating organic substances.
Furthermore, in the present invention, the hydrophilicity preferably means a case where the contact angle of water at 23 ° C. is 60 ° or less, and the surface having a hydrophilicity with a contact angle of water of 35 ° or less is particularly suitable for rain or the like. It is preferable because it exhibits stain resistance due to its self-purifying ability (self-cleaning). Further, from the standpoint of developing excellent stain resistance, the contact angle of water on the surface is preferably 10 ° or less, more preferably 5 ° or less.
Examples of the photocatalyst (a1) that can be usefully used as the metal oxide (A) of the present invention include semiconductor compounds having a band gap energy of 1.2 to 5.0 eV, preferably 1.5 to 4.1 eV. . If the band gap energy is smaller than 1.2 eV, the ability to cause oxidation and reduction reaction by light irradiation is weak, which is not preferable. If the band gap energy is greater than 5.0 eV, the energy of light necessary to generate holes and electrons increases, which is not preferable.

上記光触媒(a1)の例としては、例えば、TiO、ZnO、SrTiO、BaTiO、BaTiO、BaTi、KNbO、Nb、Fe、Ta、KTaSi、WO、SnO、Bi、BiVO、NiO、CuO、RuO、CeO等、さらにはTi、Nb、Ta、Vから選ばれた少なくとも1種の元素を有する層状酸化物(例えば特開昭62−074452号公報、特開平02−172535号公報、特開平07−024329号公報、特開平08−089799号公報、特開平08−089800号公報、特開平08−089804号公報、特開平08−198061号公報、特開平09−248465号公報、特開平10−099694号公報、特開平10−244165号公報等参照)を挙げることができる。
これらの光触媒(a1)の中でTiO(酸化チタン)は無害であり、化学的安定性にも優れるため好ましい。酸化チタンとしては、アナターゼ、ルチル、ブルッカイトのいずれも使用できる。
また、本発明の金属酸化物(A)に使用する光触媒(a1)として、可視光(例えば約400〜800nmの波長)の照射により光触媒活性及び/又は親水性を発現することが出来る可視光応答型光触媒を選択すると、本発明の光触媒組成物で処理された光触媒部材は、室内等の紫外線が十分に照射されない場所等における環境浄化効果や防汚効果が非常に大きなものとなるため好ましい。これらの可視光応答型光触媒のバンドギャップエネルギーは、好ましくは1.2〜3.1eV、より好ましくは1.5〜2.9eV、更に好ましくは1.5〜2.8eVである。
Examples of the photocatalyst (a1) include, for example, TiO 2 , ZnO, SrTiO 3 , BaTiO 3 , BaTiO 4 , BaTi 4 O 9 , K 2 NbO 3 , Nb 2 O 5 , Fe 2 O 3 , Ta 2 O 5. , K 3 Ta 3 Si 2 O 3 , WO 3 , SnO 2 , Bi 2 O 3 , BiVO 4 , NiO, Cu 2 O, RuO 2 , CeO 2 etc., and further selected from Ti, Nb, Ta, V Layered oxides containing at least one element (for example, JP-A-62-074452, JP-A-02-172535, JP-A-07-024329, JP-A-08-089799, JP-A-08-089800 JP, 08-089804, JP 08-198061, JP 09-248465, JP 10-0996. 4 JP, see Publication No. Hei 10-244165) can be mentioned.
Among these photocatalysts (a1), TiO 2 (titanium oxide) is preferable because it is harmless and has excellent chemical stability. Any of anatase, rutile, and brookite can be used as titanium oxide.
Moreover, as a photocatalyst (a1) used for the metal oxide (A) of the present invention, a visible light response capable of developing photocatalytic activity and / or hydrophilicity by irradiation with visible light (for example, a wavelength of about 400 to 800 nm). When the type photocatalyst is selected, the photocatalyst member treated with the photocatalyst composition of the present invention is preferable because the environmental purification effect and the antifouling effect in a place where ultraviolet rays such as indoors are not sufficiently irradiated are very large. The bandgap energy of these visible light responsive photocatalysts is preferably 1.2 to 3.1 eV, more preferably 1.5 to 2.9 eV, and still more preferably 1.5 to 2.8 eV.

上記可視光応答型光触媒は、可視光で光触媒活性及び/又は親水性を発現するものであれば全て使用することが出来るが、例えばTaON、LaTiON、CaNbON、LaTaON、CaTaON等のオキシナイトライド化合物(例えば特開2002−066333号公報参照)やSmTi等のオキシサルファイド化合物(例えば特開2002−233770号公報参照)、CaIn、SrIn、ZnGa、NaSb等のd10電子状態の金属イオンを含む酸化物(例えば特開2002−059008号公報参照)、アンモニアや尿素等の窒素含有化合物存在下でチタン酸化物前駆体(オキシ硫酸チタン、塩化チタン、アルコキシチタン等)や高表面酸化チタンを焼成して得られる窒素ドープ酸化チタン(例えば特開2002−029750号公報、特開2002−087818号公報、特開2002−154823号公報、特開2001−207082号公報参照)、チオ尿素等の硫黄化合物存在下にチタン酸化物前駆体(オキシ硫酸チタン、塩化チタン、アルコキシチタン等)を焼成して得られる硫黄ドープ酸化チタン、酸化チタンを水素プラズマ処理したり真空下で加熱処理したりすることによって得られる酸素欠陥型の酸化チタン(例えば特開2001−098219号公報参照)、さらには光触媒粒子をハロゲン化白金化合物で処理したり(例えば特開2002−239353号公報参照)、タングステンアルコキシドで処理(特開2001−286755号公報参照)することによって得られる表面処理光触媒等を好適に挙げることができる。 Any visible light responsive photocatalyst can be used as long as it exhibits photocatalytic activity and / or hydrophilicity with visible light. For example, TaON, LaTiO 2 N, CaNbO 2 N, LaTaON 2 , and CaTaO 2 N can be used. Such as oxysulfide compounds such as Sm 2 Ti 2 S 2 O 7 (see, for example, JP 2002-233770 A), CaIn 2 O 4 , and SrIn 2. Oxides containing metal ions in the d10 electronic state such as O 4 , ZnGa 2 O 4 , Na 2 Sb 2 O 6 (see, for example, JP-A-2002-059008), titanium in the presence of nitrogen-containing compounds such as ammonia and urea. Oxide precursors (titanium oxysulfate, titanium chloride, alkoxy titanium, etc.) and high surface titanium oxide Nitrogen-doped titanium oxide obtained by firing (see, for example, JP-A-2002-029750, JP-A-2002-087818, JP-A-2002-154823, JP-A-2001-207082), sulfur such as thiourea By subjecting the titanium oxide precursor (titanium oxysulfate, titanium chloride, alkoxytitanium, etc.) to the sulfur-doped titanium oxide and titanium oxide obtained by firing in the presence of the compound by hydrogen plasma treatment or heat treatment under vacuum The obtained oxygen-deficient titanium oxide (see, for example, JP-A-2001-098219), further, photocatalyst particles are treated with a halogenated platinum compound (see, for example, JP-A-2002-239353), or treatment with tungsten alkoxide ( (See JP 2001-286755 A). Preferred examples include surface-treated photocatalysts.

上記可視光応答型光触媒の中でオキシナイトライド化合物、オキシサルファイド化合物は可視光による光触媒活性が大きく、特に好適に使用することができる。
本発明において特に好適に使用できるオキシナイトライド化合物は、遷移金属を含むオキシナイトライドであり、光触媒活性が大きいものとして、好ましくは遷移金属がTa、Nb、Ti、Zr、Wからなる群から選択される少なくとも1つであることを特徴とするオキシナイトライドであり、より好ましくは、アルカリ、アルカリ土類及びIIIB族の金属からなる群から選択される少なくとも1つの元素を更に含むことを特徴とするオキシナイトライドであり、更に好ましくはCa、Sr、Ba、Rb、La、Ndからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属元素を更に含むことを特徴とするオキシナイトライドである。
上記遷移金属を含むオキシナイトライドの例としては、LaTiON、LaCaTiON(v+w=3)、LaCaTaON(v+w=3)、LaTaON、CaTaON、SrTaON、BaTaON、CaNbON、CaWON、SrWON等の一般式AMO(A=アルカリ金属、アルカリ土類金属、IIIB族金属;M=Ta、Nb、Ti、Zr、W;x+y=3)で表される化合物やTaON、NbON、WON、LiLaTaN等を挙げることができる。これらの中で、LaTiON、LaCaTiON(v+w=3)、LaCaTaON(v+w=3)、TaONが可視光での光触媒活性が非常に大きいため好ましい。
Among the visible light responsive photocatalysts, oxynitride compounds and oxysulfide compounds have a large photocatalytic activity by visible light and can be used particularly preferably.
The oxynitride compound that can be particularly preferably used in the present invention is an oxynitride containing a transition metal, and preferably has a high photocatalytic activity, and the transition metal is preferably selected from the group consisting of Ta, Nb, Ti, Zr, and W. The oxynitride is characterized in that it further comprises at least one element selected from the group consisting of alkali, alkaline earth and group IIIB metals. The oxynitride further includes at least one metal element selected from the group consisting of Ca, Sr, Ba, Rb, La, and Nd.
Examples of oxynitride containing the transition metal, LaTiO 2 N, La v Ca w TiO 2 N (v + w = 3), La v Ca w TaO 2 N (v + w = 3), LaTaON 2, CaTaO 2 N, General formula AMO x N y such as SrTaO 2 N, BaTaO 2 N, CaNbO 2 N, CaWO 2 N, SrWO 2 N (A = alkali metal, alkaline earth metal, group IIIB metal; M = Ta, Nb, Ti, Zr, W; x + y = 3), TaON, NbON, WON, Li 2 LaTa 2 O 6 N and the like. Among these, LaTiO 2 N, La v Ca w TiO 2 N (v + w = 3), La v Ca w TaO 2 N (v + w = 3), and TaON are preferable because the photocatalytic activity in visible light is very large.

本発明において特に好適に使用できるオキシサルファイド化合物は、遷移金属を含むオキシサルファイドであり、光触媒活性が大きいものとして、好ましくは遷移金属がTa、Nb、Ti、Zr、Wからなる群から選択される少なくとも1つであることを特徴とするオキシサルファイドであり、より好ましくは、アルカリ、アルカリ土類及びIIIB族の金属からなる群から選択される少なくとも1つの元素を更に含むことを特徴とするオキシサルファイドであり、更に好ましくは希土類元素を更に含むことを特徴とするオキシサルファイドである。
上記遷移金属を含むオキシサルファイドの例としては、SmTi、NdTi、LaTi、PrTi、SmNbS等を挙げることができる。これらの中で、SmTi、NdTiが可視光での光触媒活性が非常に大きいため非常に好ましい。
更に、上述した光触媒(a1)は、好適にPt、Rh、Ru、Nb、Cu、Sn、Ni、Feなどの金属及び/又はこれらの酸化物を添加あるいは固定化したり、シリカや多孔質リン酸カルシウム等で被覆したり(例えば特開平10−244166号公報参照)して使用することもできる。
The oxysulfide compound that can be used particularly preferably in the present invention is an oxysulfide containing a transition metal, and has a high photocatalytic activity, and the transition metal is preferably selected from the group consisting of Ta, Nb, Ti, Zr, and W. Oxysulfide, characterized in that it is at least one, more preferably at least one element selected from the group consisting of alkali, alkaline earth and Group IIIB metals More preferably, the oxysulfide is characterized by further containing a rare earth element.
Examples of the oxysulfide containing the transition metal include Sm 2 Ti 2 S 2 O 5 , Nd 2 Ti 2 S 2 O 5 , La 6 Ti 2 S 8 O 5 , Pr 2 Ti 2 S 2 O 5 , and Sm 3. NbS 3 O 4 and the like can be mentioned. Among these, Sm 2 Ti 2 S 2 O 5 and Nd 2 Ti 2 S 2 O 5 are very preferable because of their very high photocatalytic activity under visible light.
Further, the above-mentioned photocatalyst (a1) is preferably added or fixed with a metal such as Pt, Rh, Ru, Nb, Cu, Sn, Ni, Fe and / or an oxide thereof, silica, porous calcium phosphate, etc. (See, for example, JP-A-10-244166).

本発明の水系汚染防止用組成物において、耐候性、耐水性、透明性等に優れた塗装物を得る為には、金属酸化物(A)の数平均粒子径は1〜400nmが良い。好ましくは、1〜100nm、より好ましくは5〜50nmの金属酸化物(A)が好適に選択される。
本発明に用いる金属酸化物(A)の形態としては粉体、分散液、ゾルのいずれでも用いることが出来る。ここで、本発明に用いる金属酸化物(A)ゾルおよび金属酸化物(A)分散液とは、金属酸化物(A)がそれぞれ水及び/又は親水性有機溶媒中に0.01〜80質量%、好ましくは0.1〜50質量%で一次粒子及び/または二次粒子として分散されたものである。
ここで、上記金属酸化物(A)ゾルおよび金属酸化物(A)分散液に使用される上記親水性有機溶媒としては、例えばエチレングリコール、ブチルセロソルブ、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、エタノール、メタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド類、ジメチルスルホキシド、ニトロベンゼン等、さらにはこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
In the composition for preventing water pollution of the present invention, the number average particle size of the metal oxide (A) is preferably 1 to 400 nm in order to obtain a coated product excellent in weather resistance, water resistance, transparency and the like. Preferably, a metal oxide (A) of 1 to 100 nm, more preferably 5 to 50 nm is suitably selected.
As the form of the metal oxide (A) used in the present invention, any of powder, dispersion, and sol can be used. Here, the metal oxide (A) sol and the metal oxide (A) dispersion used in the present invention are each 0.01 to 80 mass of the metal oxide (A) in water and / or a hydrophilic organic solvent. %, Preferably 0.1 to 50% by mass, dispersed as primary particles and / or secondary particles.
Here, examples of the hydrophilic organic solvent used in the metal oxide (A) sol and the metal oxide (A) dispersion include ethylene glycol, butyl cellosolve, n-propanol, isopropanol, n-butanol, ethanol, Alcohols such as methanol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, amides such as dimethylacetamide and dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, nitrobenzene and the like, and two or more of these A mixture is mentioned.

本発明に用いる金属酸化物(A)の形態が、水系汚染防止用組成物を塗布した塗装物の光学特性等の機能発現にとって重要な因子となる。本発明に好適に使用される金属酸化物(A)としては、1次粒子と2次粒子との混合物(1次粒子、2次粒子何れかのみでも良い)の数平均粒子径が400nm以下の金属酸化物(A)ゾルまたは金属酸化物(A)分散液が望ましい。特に数平均粒子径が100nm以下の金属酸化物(A)ゾルまたは金属酸化物(A)分散液を使用した場合、本発明の水系汚染防止用組成物からは透明性に優れた塗装物を得ることができるため非常に好ましい。より好ましくは数平均粒子径が80nm以下3nm以上、さらに好ましくは50nm以下3nm以上の金属酸化物(A)ゾルまたは金属酸化物(A)分散液が好適に選択される。
本発明に使用する水系バインダー(B1)としては、ポリビニルアルコール、カチオン変成ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド類、デンプン及びデンプン誘導体、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体、カゼイン、ゼラチン、水性媒体中でのラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合などによって得られる従来公知のポリ(メタ)アクリレート系、ポリビニルアセテート系、酢酸ビニル−アクリル系、エチレン酢酸ビニル系、シリコーン系、ポリブタジエン系、スチレンブタジエン系、NBR系、ポリ塩化ビニル系、塩素化ポリプロピレン系、ポリエチレン系、ポリスチレン系、塩化ビニリデン系、ポリスチレン−(メタ)アクリレート系、スチレン−無水マレイン酸系等の共重合体、シリコーン変性アクリル系、フッソ−アクリル系、アクリルシリコン、エポキシ−アクリル系等の変性共重合体の水分散体が挙げられる。
The form of the metal oxide (A) used in the present invention is an important factor for the expression of functions such as the optical characteristics of the coated material to which the composition for preventing water pollution is applied. As the metal oxide (A) suitably used in the present invention, the number average particle diameter of a mixture of primary particles and secondary particles (which may be either primary particles or secondary particles) is 400 nm or less. A metal oxide (A) sol or a metal oxide (A) dispersion is desirable. In particular, when a metal oxide (A) sol or metal oxide (A) dispersion having a number average particle size of 100 nm or less is used, a coated product having excellent transparency is obtained from the composition for preventing water pollution of the present invention. It is very preferable because it can be used. More preferably, a metal oxide (A) sol or metal oxide (A) dispersion having a number average particle diameter of 80 nm or less and 3 nm or more, and more preferably 50 nm or less and 3 nm or more is suitably selected.
Examples of the aqueous binder (B1) used in the present invention include polyvinyl alcohol derivatives such as polyvinyl alcohol, cation-modified polyvinyl alcohol, and silanol-modified polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylamides, starch and starch derivatives, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and the like. Cellulose derivatives, casein, gelatin, conventionally known poly (meth) acrylates, polyvinyl acetates, vinyl acetate-acrylic, ethylene vinyl acetates, silicones obtained by radical polymerization, anionic polymerization, cationic polymerization, etc. in aqueous media , Polybutadiene, styrene butadiene, NBR, polyvinyl chloride, chlorinated polypropylene, polyethylene, polystyrene, vinyl chloride Copolymers such as redene-based, polystyrene- (meth) acrylate-based, styrene-maleic anhydride-based, silicone-modified acrylic-based, fluorine-acrylic-based, acrylic-silicone, epoxy-acrylic-based modified copolymers, etc. Is mentioned.

ここで本発明の水系汚染防止用組成物において、金属酸化物(A)は、バインダー(B1)と相互作用することにより硬化剤として働く場合がある。このことにより、本発明の水系汚染防止用組成物から、耐候性、耐水性、光学特性に優れた汚れがつきにくい塗装物を形成することが可能となる。
ここで、金属酸化物(A)とバインダー(B1)との相互作用としては、例えば二酸化珪素が有する水酸基とバインダー(B1)が有する水酸基、アミド基等との水素結合を例示することが出来る。従って、2級及び/又は3級アミド基や、加水分解性金属化合物(b1)を有する重合体エマルジョン粒子(B2)は、水素結合だけでなく、二酸化珪素が有する水酸基と加水分解性金属化合物(b1)の重合生成物との縮合(化学結合)により、上記効果が顕著となるため好ましく用いることが出来る。
本発明の水系汚染防止用組成物に用いる重合体エマルジョン粒子(B2)は、水及び乳化剤の存在下に加水分解性金属化合物(b1)と2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)を重合することにより得ることができる。
この際、加水分解性金属化合物(b1)と2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)の質量比[(b1)/(b2)]は5/95〜95/5、好ましくは10/90〜90/10である。
また、このようにして得られる重合体エマルジョン粒子(B2)は、加水分解性金属化合物(b1)の重合生成物が有する水酸基と2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)の重合生成物とが粒子内で水素結合により複合化されたものとなる。
Here, in the composition for preventing water pollution of the present invention, the metal oxide (A) may act as a curing agent by interacting with the binder (B1). This makes it possible to form a coated product that is excellent in weather resistance, water resistance, and optical properties and is not easily soiled from the composition for preventing water pollution of the present invention.
Here, examples of the interaction between the metal oxide (A) and the binder (B1) include a hydrogen bond between a hydroxyl group of silicon dioxide and a hydroxyl group, an amide group, or the like of the binder (B1). Therefore, the polymer emulsion particles (B2) having the secondary and / or tertiary amide groups and the hydrolyzable metal compound (b1) have not only hydrogen bonds but also hydroxyl groups and hydrolyzable metal compounds ( The above effect becomes remarkable due to condensation (chemical bond) with the polymerization product of b1), so that it can be preferably used.
The polymer emulsion particles (B2) used in the composition for preventing water pollution of the present invention are a vinyl monomer having a hydrolyzable metal compound (b1) and a secondary and / or tertiary amide group in the presence of water and an emulsifier. It can be obtained by polymerizing the body (b2).
At this time, the mass ratio [(b1) / (b2)] of the hydrolyzable metal compound (b1) and the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group is 5/95 to 95/5. , Preferably 10/90 to 90/10.
Further, the polymer emulsion particles (B2) obtained in this manner are a vinyl monomer (b2) having a hydroxyl group and a secondary and / or tertiary amide group of the polymerization product of the hydrolyzable metal compound (b1). ) And the polymerization product are combined in the particles by hydrogen bonding.

本発明の重合体エマルジョン粒子(B2)を製造するのに用いる上記加水分解性金属化合物(b1)としては、下記式(1)で表される化合物やその縮合生成物、又はそのキレート化物を例示することができる。
MRx-n (1)
(式中、Mは金属原子を表す。Rは、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、及び置換されていないか或いは炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数1〜20のアルコキシ基、又はハロゲン原子で置換されている炭素数6〜20のアリール基から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基を表す。Wは、炭素数1〜20のアルコキシ基、水酸基、炭素数1〜20のアセトキシ基、ハロゲン原子、水素原子、炭素数1〜20のオキシム基、エノキシ基、アミノキシ基、アミド基から選ばれた少なくとも1種の基を表す。xは金属原子Mの原子価、nは1以上x以下の整数を示す。)
本発明に好ましく用いることができる加水分解性金属化合物(b1)としては、塗膜強度の補強効果、取り扱いの容易さ、材料コスト等の観点から、珪素アルコキシド、シランカップリング剤、チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、及びそれらの縮合生成物、または、それらのキレート化物を例示することができる。
本発明において、加水分解性金属化合物(b1)は単独でまたは2種以上を混合して、あるいは複合加水分解性金属化合物として用いることができる。
Examples of the hydrolyzable metal compound (b1) used for producing the polymer emulsion particles (B2) of the present invention include a compound represented by the following formula (1), a condensation product thereof, or a chelated product thereof. can do.
MR n W xn (1)
(In the formula, M represents a metal atom. R represents a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, and an unsubstituted or carbon atom. It represents at least one hydrocarbon group selected from an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms substituted with a halogen atom, and W is carbon. At least one selected from an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, an acetoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a halogen atom, a hydrogen atom, an oxime group having 1 to 20 carbon atoms, an enoxy group, an aminoxy group, and an amide group Represents a group, x represents the valence of the metal atom M, and n represents an integer of 1 to x.
Examples of the hydrolyzable metal compound (b1) that can be preferably used in the present invention include silicon alkoxide, silane coupling agent, titanium alkoxide, zirconium from the viewpoints of reinforcing effect of coating film strength, ease of handling, material cost, and the like. Examples thereof include alkoxides and their condensation products, or chelating products thereof.
In this invention, a hydrolysable metal compound (b1) can be used individually or in mixture of 2 or more types or as a composite hydrolysable metal compound.

上記珪素アルコキシド及びシランカップリング剤の具体例としては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n-プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン等のテトラアルコキシシラン類;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、i−プロピルトリメトキシシラン、i−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ペンチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘプチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフロロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフロロプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリn−プロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリ−i−プロポキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシラン類;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジ−i−プロピルジメトキシシラン、ジ−i−プロピルジエトキシシラン、ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、ジ−n−ペンチルジメトキシシラン、ジ−n−ペンチルジエトキシシラン、ジ−n−ヘキシルジメトキシシラン、ジ−n−ヘキシルジエトキシシラン、ジ−n−ヘプチルジメトキシシラン、ジ−n−ヘプチルジエトキシシラン、ジ−n−オクチルジメトキシシラン、ジ−n−オクチルジエトキシシラン、ジ−n−シクロヘキシルジメトキシシラン、ジ−n−シクロヘキシルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン等のジアルコキシシラン類;トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン等のモノアルコキシシラン類等を挙げることができる。また、これらの珪素アルコキシドやシランカップリング剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   Specific examples of the silicon alkoxide and silane coupling agent include tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-i-propoxysilane, and tetra-n-butoxysilane; Methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, i-propyltrimethoxysilane, i-propyltriethoxysilane, n- Butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-pentyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-heptyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane Orchid, vinyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3, 3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-hydroxyethyltrimethoxysilane, 2- Hydroxyethyltriethoxysilane, 2-hydroxypropyltrimethoxysilane, 2-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane Toxisilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycid Xylpropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, 3- (Meth) acryloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltri-n-propoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltri-i-propoxysilane, 3-ureidopropi Trialkoxysilanes such as trimethoxysilane and 3-ureidopropyltriethoxysilane; dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n-propyldi Ethoxysilane, di-i-propyldimethoxysilane, di-i-propyldiethoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, di-n-butyldiethoxysilane, di-n-pentyldimethoxysilane, di-n-pentyl Diethoxysilane, di-n-hexyldimethoxysilane, di-n-hexyldiethoxysilane, di-n-heptyldimethoxysilane, di-n-heptyldiethoxysilane, di-n-octyldimethoxysilane, di-n- Octyldiethoxysilane, di- Dialkoxysilanes such as n-cyclohexyldimethoxysilane, di-n-cyclohexyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane; trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, etc. And monoalkoxysilanes. These silicon alkoxides and silane coupling agents can be used alone or in admixture of two or more.

上記珪素アルコキシドやシランカップリング剤が縮合生成物として使用されるとき、該縮合生成物のポリスチレン換算重量平均分子量は、好ましくは200〜5000、さらに好ましくは300〜1000である。
上記珪素アルコキシドの中では、フェニル基を有する珪素アルコキシド、例えばフェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等が、水及び乳化剤の存在下における重合安定性に優れるため非常に好ましい。
また、上記チタンアルコキシドの具体例としては、例えば、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラ−i−プロポキシチタン、テトラ−n−プロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン、テトラ−sec−ブトキシチタン、テトラ−tert−ブトキシチタン等が挙げられる。
上記チタンアルコキシドが縮合生成物として使用されるとき、該縮合生成物のポリスチレン換算重量平均分子量は、好ましくは200〜5000、さらに好ましくは300〜1000である。
When the silicon alkoxide or silane coupling agent is used as a condensation product, the condensation product preferably has a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 200 to 5,000, more preferably 300 to 1,000.
Among the silicon alkoxides, silicon alkoxides having a phenyl group, for example, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, and the like are very preferable because of excellent polymerization stability in the presence of water and an emulsifier.
Specific examples of the titanium alkoxide include, for example, tetramethoxy titanium, tetraethoxy titanium, tetra-i-propoxy titanium, tetra-n-propoxy titanium, tetra-n-butoxy titanium, tetra-sec-butoxy titanium, tetra -Tert-butoxy titanium etc. are mentioned.
When the titanium alkoxide is used as a condensation product, the weight average molecular weight in terms of polystyrene of the condensation product is preferably 200 to 5,000, more preferably 300 to 1,000.

また、上記ジルコニウムアルコキシドの具体例としては、テトラメトキシジルコニウム、テトラエトキシジルコニウム、テトラ−i−プロポキシジルコニウム、テトラ−n−プロポキシジルコニウム、テトラ−n−ブトキシジルコニウム、テトラ−sec−ブトキシジルコニウム、テトラ−tert−ブトキシジルコニウム等が挙げられる。
上記ジルコニウムアルコキシドが縮合生成物として使用されるとき、該縮合生成物のポリスチレン換算重量平均分子量は、好ましくは200〜5000、さらに好ましくは300〜1000である。
また、遊離の金属化合物に配位させてキレート化物を形成するのに好ましいキレート化剤としては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類;アセチルアセトン;アセト酢酸エチルなどであって分子量1万以下のものを例示することができる。これらのキレート化剤を用いることにより、加水分解性金属化合物(b1)の重合速度を制御することができ、水及び乳化剤の存在下における重合安定性を優れたものにするため非常に好ましい。この際、キレート化剤は、これを配位させる遊離の金属化合物の金属原子1モル当たり、0.1モル〜2モルの割合で用いると効果が大きく好ましい。
Specific examples of the zirconium alkoxide include tetramethoxy zirconium, tetraethoxy zirconium, tetra-i-propoxy zirconium, tetra-n-propoxy zirconium, tetra-n-butoxy zirconium, tetra-sec-butoxy zirconium, tetra-tert. -Butoxyzirconium etc. are mentioned.
When the zirconium alkoxide is used as a condensation product, the weight average molecular weight in terms of polystyrene of the condensation product is preferably 200 to 5,000, more preferably 300 to 1,000.
Further, as a preferable chelating agent for coordination with a free metal compound to form a chelate, alkanolamines such as diethanolamine and triethanolamine; glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol and propylene glycol; acetylacetone; Examples thereof include ethyl acetoacetate having a molecular weight of 10,000 or less. By using these chelating agents, the polymerization rate of the hydrolyzable metal compound (b1) can be controlled, and this is very preferable in order to make the polymerization stability excellent in the presence of water and an emulsifier. In this case, the chelating agent is preferably used in a ratio of 0.1 mol to 2 mol per mol of the metal atom of the free metal compound that coordinates it.

本発明に用いることができる加水分解性金属化合物(b1)の中で、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリn−プロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリ−i−プロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、2−トリメトキシシリルエチルビニルエーテル等の二重結合を有するシランカップリング剤や、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオール基を有するシランカップリング剤は、上述した2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b1)と共重合、あるいは連鎖移動反応により化学結合を生成することが可能である。この為、二重結合やチオール基を有するシランカップリング剤を単独または上述した珪素アルコキシド、シランカップリング剤、チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、及びそれらの縮合生成物、または、それらのキレート化物と混合や複合化させて用いた場合、本発明の重合体エマルジョン粒子(B2)を構成する加水分解性金属化合物(b1)の重合生成物と2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)の重合生成物は、水素結合に加えて化学結合により複合化できる。この様な重合体エマルジョン粒子(B2)を含有する本発明の水系汚染防止組成物からは、耐候性、耐水性、光学特性に優れた塗装物を形成することができるため、非常に好ましい。   Among the hydrolyzable metal compounds (b1) that can be used in the present invention, 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloyl Oxypropylmethyldimethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltri-n-propoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltri-i-propoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, Silane coupling agents having a double bond such as 2-trimethoxysilylethyl vinyl ether, and silane coupling agents having a thiol group such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane and 3-mercaptopropyltriethoxysilane are the above-mentioned 2 And / or copolymerized with a vinyl monomer (b1) having a tertiary amide group, or by a chain transfer reaction it is possible to generate a chemical bond. For this reason, a silane coupling agent having a double bond or a thiol group may be used alone or mixed with the above-mentioned silicon alkoxide, silane coupling agent, titanium alkoxide, zirconium alkoxide, and their condensation products, or their chelating products. When used in combination, the polymerization product of the hydrolyzable metal compound (b1) constituting the polymer emulsion particles (B2) of the present invention and a vinyl monomer having a secondary and / or tertiary amide group ( The polymerization product of b2) can be combined by chemical bonds in addition to hydrogen bonds. Since the water-based antifouling composition of the present invention containing such polymer emulsion particles (B2) can form a coated product having excellent weather resistance, water resistance and optical properties, it is very preferable.

本発明の重合体エマルジョン粒子(B2)を製造するのに用いる上記2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)としては、N−アルキルまたはN−アルキレン置換(メタ)アクリルアミドを例示することができ、具体的には、例えばN−メチルアクリルアミド、N−メチルメタアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−エチルメタアクリルアミド、N−メチル−N−エチルアクリルアミド、N−メチル−N−エチルメタクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−n−プロピルアクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、N−n−プロピルメタクリルアミド、N−メチル−N−n−プロピルアクリルアミド、N−メチル−N−イソプロピルアクリルアミド、N−アクリロイルピロリジン、N−メタクリロイルピロリジン、N−アクリロイルピペリジン、N−メタクリロイルピペリジン、N−アクリロイルヘキサヒドロアゼピン、N−アクリロイルモルホリン、N−メタクリロイルモルホリン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N’−メチレンビスメタクリルアミド、N−ビニルアセトアミド、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタアクリルアミド等を挙げることができる。
上記2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)の中で、特にN,N−ジエチルアクリルアミドは、水及び乳化剤の存在下における重合安定性に非常に優れるとともに、上述した加水分解性金属化合物(b1)の重合生成物の水酸基や金属酸化物(A)の水酸基と強固な水素結合を形成することが可能であるため、非常に好ましい。
Examples of the vinyl monomer (b2) having secondary and / or tertiary amide groups used for producing the polymer emulsion particles (B2) of the present invention include N-alkyl or N-alkylene substituted (meth) acrylamide. Specifically, for example, N-methylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N, N-diethylacrylamide N-ethylmethacrylamide, N-methyl-N-ethylacrylamide, N-methyl-N-ethylmethacrylamide, N-isopropylacrylamide, Nn-propylacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, Nn-propylmethacrylamide Amido, N-methyl-Nn- Propylacrylamide, N-methyl-N-isopropylacrylamide, N-acryloylpyrrolidine, N-methacryloylpyrrolidine, N-acryloylpiperidine, N-methacryloylpiperidine, N-acryloylhexahydroazepine, N-acryloylmorpholine, N-methacryloylmorpholine, Examples thereof include N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, N, N′-methylenebisacrylamide, N, N′-methylenebismethacrylamide, N-vinylacetamide, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide and the like.
Among the vinyl monomers (b2) having the secondary and / or tertiary amide groups, N, N-diethylacrylamide is particularly excellent in polymerization stability in the presence of water and an emulsifier, and has been described above. Since it is possible to form a strong hydrogen bond with the hydroxyl group of the polymerization product of the hydrolyzable metal compound (b1) and the hydroxyl group of the metal oxide (A), it is very preferable.

また、本発明において、上記2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)の重合を、これと共重合可能な他のビニル単量体(b2’)と共に行うと、生成する重合生成物の特性(ガラス転移温度、分子量、水素結合力、極性、分散安定性、耐候性、加水分解性金属化合物(b1)の重合生成物との相溶性等)を制御することが可能となり好ましい。この際、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)は、最低でも全ビニル単量体中の0.5質量%以上を使用する必要があるが、好ましくは5質量%、さらに好ましくは20質量%以上使用する。
該ビニル単量体(b2’)としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル類の他、カルボキシル基含有ビニル単量体、水酸基含有ビニル系単量体、エポキシ基含有ビニル単量体、カルボニル基含有ビニル単量体、アニオン型ビニル単量体の様な官能基を含有する単量体等を挙げることができる。
In the present invention, when the polymerization of the vinyl monomer (b2) having the secondary and / or tertiary amide group is carried out together with another vinyl monomer (b2 ′) copolymerizable therewith, it is formed. It is possible to control the properties of the polymerized product (glass transition temperature, molecular weight, hydrogen bonding force, polarity, dispersion stability, weather resistance, compatibility of the hydrolyzable metal compound (b1) with the polymerized product, etc.) It is preferable. At this time, the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group needs to use at least 0.5% by mass of the total vinyl monomer, preferably 5% by mass. %, More preferably 20% by mass or more.
Examples of the vinyl monomer (b2 ′) include acrylic acid ester, methacrylic acid ester, aromatic vinyl compound, vinyl cyanide, carboxyl group-containing vinyl monomer, hydroxyl group-containing vinyl monomer, epoxy group Examples thereof include a monomer containing a functional group such as a vinyl monomer, a carbonyl group-containing vinyl monomer, and an anionic vinyl monomer.

上記(メタ)アクリル酸エステルの例としては、アルキル部の炭素数が1〜50の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、エチレンオキサイド基の数が1〜100個の(ポリ)オキシエチレンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ドデシル等が挙げられる。(ポリ)オキシエチレンジ(メタ)アクリレートの具体例としては、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ジエチレングリコール、メトキシ(メタ)アクリル酸ジエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸テトラエチレングリコール等が挙げられる。
ここで、(メタ)アクリルとはメタアクリル又はアクリルを簡便に表記したものである。
(メタ)アクリル酸エステルの使用量は、1種または2種以上の混合物として、全ビニル単量体中において好ましくは0〜99.9質量%、より好ましくは5〜80質量%である。
Examples of the (meth) acrylic acid ester include (meth) acrylic acid alkyl ester having 1 to 50 carbon atoms in the alkyl moiety and (poly) oxyethylene di (meth) having 1 to 100 ethylene oxide groups. An acrylate etc. are mentioned. Specific examples of (meth) acrylic acid esters include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and methyl (meth) acrylate. Examples include cyclohexyl, cyclohexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, and the like. Specific examples of (poly) oxyethylene di (meth) acrylate include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol methoxy (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate Etc.
Here, (meth) acryl is a simple description of methacryl or acrylic.
The amount of the (meth) acrylic acid ester used is preferably 0 to 99.9% by mass, more preferably 5 to 80% by mass in the total vinyl monomer as one or a mixture of two or more.

上記カルボキシル基含有ビニル単量体としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、無水マレイン酸、あるいはイタコン酸、マレイン酸、フマール酸などの2塩基酸のハーフエステル等である。カルボン酸基含有のビニル単量体を用いることによって、重合体エマルジョン粒子(B)にカルボキシル基を導入することができ、エマルジョンとしての安定性を向上させ、外部からの分散破壊作用に抵抗力を持たせることが可能となる。この際、導入したカルボキシル基は、一部または全部を、アンモニアやトリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン等のアミン類やNaOH、KOH等の塩基で中和することもできる。
カルボキシル基含有ビニル単量体の使用量は、1種または2種以上の混合物として、全ビニル単量体中において好ましくは0〜50質量%、より好ましくは0.1〜10質量%、さらに好ましくは0.1〜5質量%である。30質量%を超えると塗膜の耐水性が低下する恐れがあるため好ましくない。
Examples of the carboxyl group-containing vinyl monomer include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, maleic anhydride, or half of a dibasic acid such as itaconic acid, maleic acid, and fumaric acid. Esters and the like. By using a carboxylic acid group-containing vinyl monomer, a carboxyl group can be introduced into the polymer emulsion particles (B), improving the stability as an emulsion, and having a resistance to dispersion and destruction from the outside. It is possible to have it. At this time, a part or all of the introduced carboxyl group can be neutralized with an amine such as ammonia, triethylamine or dimethylethanolamine, or a base such as NaOH or KOH.
The use amount of the carboxyl group-containing vinyl monomer is preferably 0 to 50% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 1% or a mixture of two or more in all vinyl monomers. Is 0.1-5 mass%. If it exceeds 30% by mass, the water resistance of the coating film may be lowered, which is not preferable.

また、上記水酸基含有ビニル単量体としては、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステルやジ−2−ヒドロキシエチルフマレート、モノ−2−ヒドロキシエチルモノブチルフマレート、アリルアルコールやエチレンオキサイド基の数が1〜100個の(ポリ)オキシエチレンモノ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド基の数が1〜100個の(ポリ)オキシプロピレンモノ(メタ)アクリレート、さらには、「プラクセルFM、FAモノマー」[ダイセル化学(株)製の、カプロラクトン付加モノマーの商品名]や、その他のα,β−エチレン性不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエステル類などを挙げることができる。上記(ポリ)オキシエチレン(メタ)アクリレートの具体例としては、(メタ)アクリル酸エチレングリコール、メトキシ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、(メタ)アクリル酸ジエチレングリコール、メトキシ(メタ)アクリル酸ジエチレングリコール、(メタ)アクリル酸テトラエチレングリコール、メトキシ(メタ)アクリル酸テトラエチレングリコール等が挙げられる。また、(ポリ)オキシプロピレン(メタ)アクリレートの具体例としては、(メタ)アクリル酸プロピレングリコール、メトキシ(メタ)アクリル酸プロピレングリコール、(メタ)アクリル酸ジプロピレングリコール、メトキシ(メタ)アクリル酸ジプロピレングリコール、(メタ)アクリル酸テトラプロピレングリコール、メトキシ(メタ)アクリル酸テトラプロピレングリコール等が挙げられる。水酸基含有ビニル単量体を用いることによって、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)との重合生成物の水素結合力を制御することが可能となるとともに、重合体エマルジョン粒子(B2)の水分散安定性を向上させることが可能となる。   Examples of the hydroxyl group-containing vinyl monomer include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 3 -Hydroxyalkyl esters of (meth) acrylic acid such as hydroxybutyl (meth) acrylate and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, di-2-hydroxyethyl fumarate, mono-2-hydroxyethyl monobutyl fumarate, allyl alcohol And (poly) oxyethylene mono (meth) acrylate having 1 to 100 ethylene oxide groups, (poly) oxypropylene mono (meth) acrylate having 1 to 100 propylene oxide groups, FM, F Monomer "[manufactured by Daicel Chemical Co., trade name of caprolactone addition monomer] and other alpha, and the like hydroxyalkyl esters of β- ethylenically unsaturated carboxylic acid. Specific examples of the (poly) oxyethylene (meth) acrylate include ethylene glycol (meth) acrylate, ethylene glycol methoxy (meth) acrylate, diethylene glycol (meth) acrylate, diethylene glycol methoxy (meth) acrylate, (meth ) Tetraethylene glycol acrylate, tetraethylene glycol methoxy (meth) acrylate, and the like. Specific examples of (poly) oxypropylene (meth) acrylate include propylene glycol (meth) acrylate, propylene glycol methoxy (meth) acrylate, dipropylene glycol (meth) acrylate, dimethoxy meth (meth) acrylate. Examples include propylene glycol, tetrapropylene glycol (meth) acrylate, and tetrapropylene glycol methoxy (meth) acrylate. By using a hydroxyl group-containing vinyl monomer, it becomes possible to control the hydrogen bonding force of the polymerization product with the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group, and a polymer. It becomes possible to improve the water dispersion stability of the emulsion particles (B2).

上述した水酸基含有ビニル単量体の使用量は、1種または2種以上の混合物として、全ビニル単量体中において好ましくは0〜80質量%、より好ましくは0.1〜50質量%、さらに好ましくは0.1〜10質量%である。
また、上記グリシジル基含有ビニル単量体としては、例えばグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、アリルジメチルグリシジルエーテル等を挙げることができる。
上記カルボニル基含有ビニル単量体としては、例えばアクロレイン、ジアセトンアクリルアミド、ジアセトンメタクリルアミド、ホルミルスチロール、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソブチルケトン、アクリルオキシアルキルプロパナール類、メタクリルオキシアルキルプロパナール類、ジアセトンアクリレート、ジアセトンメタクリレート、アセトニルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレートアセチルアセテート、ブタンジオールアクリレートアセチルアセテート、アセトンジカルボン酸、ジヒドロキシアセトン、モノヒドロキシアセトン、及びジヒドロキシベンズアルデヒド等が挙げられる、ただし、カルボン酸およびエステル類の持つカルボニル基を含有するビニル単量体は除外する。
The use amount of the hydroxyl group-containing vinyl monomer described above is preferably 0 to 80% by mass, more preferably 0.1 to 50% by mass, and more preferably 0.1 to 50% by mass in the total vinyl monomer as one or a mixture of two or more. Preferably it is 0.1-10 mass%.
Examples of the glycidyl group-containing vinyl monomer include glycidyl (meth) acrylate, allyl glycidyl ether, and allyl dimethyl glycidyl ether.
Examples of the carbonyl group-containing vinyl monomer include acrolein, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, formyl styrene, vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl isobutyl ketone, acryloxyalkylpropanals, methacryloxyalkylpropanal. , Diacetone acrylate, diacetone methacrylate, acetonyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate acetyl acetate, butanediol acrylate acetyl acetate, acetone dicarboxylic acid, dihydroxyacetone, monohydroxyacetone, and dihydroxybenzaldehyde. Vinyl monomers containing carbonyl groups of acids and esters are excluded.

グリシジル基含有ビニル単量体や、カルボニル基含有ビニル単量体を使用すると、重合体エマルジョン粒子(B2)が反応性を有し、ヒドラジン誘導体やカルボン酸誘導体、イソシアネート誘導体等により架橋させて耐溶剤性等の優れた有機・無機複合体の形成が可能となる。グリシジル基含有ビニル単量体や、カルボニル基含有ビニル単量体の使用量は、全ビニル単量体中において好ましくは0〜50質量%である。
また、上記以外のビニル単量体(b2’)の具体例としては、例えば(メタ)アクリルアミド、エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類、ブタジエン等のジエン類、塩化ビニル、塩化ビニリデンフッ化ビニル、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン等のハロオレフィン類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、n−酪酸ビニル、安息香酸ビニル、p−t−ブチル安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ラウリン酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル類、酢酸イソプロペニル、プロピオン酸イソプロペニル等のカルボン酸イソプロペニルエステル類、エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のビニルエーテル類、スチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物、酢酸アリル、安息香酸アリル等のアリルエステル類、アリルエチルエーテル、アリルフェニルエーテル等のアリルエーテル類、さらに4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6,−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6,−ペンタメチルピペリジン、パーフルオロメチル(メタ)アクリレート、パーフルオロプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロプロピロメチル(メタ)アクリレート、ビニルピロリドン、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸アリル等やそれらの併用が挙げられる。
When a glycidyl group-containing vinyl monomer or a carbonyl group-containing vinyl monomer is used, the polymer emulsion particles (B2) are reactive and crosslinked by hydrazine derivatives, carboxylic acid derivatives, isocyanate derivatives, etc. It is possible to form an organic / inorganic composite having excellent properties. The amount of the glycidyl group-containing vinyl monomer or the carbonyl group-containing vinyl monomer used is preferably 0 to 50% by mass in the total vinyl monomers.
Specific examples of the vinyl monomer (b2 ′) other than the above include, for example, (meth) acrylamide, olefins such as ethylene, propylene, and isobutylene, dienes such as butadiene, vinyl chloride, vinylidene chloride, Haloolefins such as tetrafluoroethylene and chlorotrifluoroethylene, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl n-butyrate, vinyl benzoate, vinyl pt-butylbenzoate, vinyl pivalate, vinyl 2-ethylhexanoate, Carboxylic acid vinyl esters such as vinyl versatate and vinyl laurate, isopropenyl acetate, isopropenyl carboxylic acid esters such as isopropenyl propionate, vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, Aromatic vinyl compounds such as styrene and vinyltoluene, allyl esters such as allyl acetate and allyl benzoate, allyl ethers such as allyl ethyl ether and allyl phenyl ether, and 4- (meth) acryloyloxy-2,2,6 , 6, -tetramethylpiperidine, 4- (meth) acryloyloxy-1,2,2,6,6, -pentamethylpiperidine, perfluoromethyl (meth) acrylate, perfluoropropyl (meth) acrylate, perfluoropro Examples thereof include pyromethyl (meth) acrylate, vinyl pyrrolidone, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, and the like and combinations thereof.

本発明においては、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)[必要に応じてこれと共重合可能な上記ビニル単量体(b2’)を用いても良い]の重合生成物の分子量を制御する目的で、連鎖移動剤を使用しても良い。
かかる連鎖移動剤の一例としては、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンの如きアルキルメルカプタン類;ベンジルメルカプタン、ドデシルベンジルメルカプタンの如き芳香族メルカプタン類;チオリンゴ酸の如きチオカルボン酸あるいは、それらの塩もしくは、それらのアルキルエステル類、またはポリチオール類、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド、ジ(メチレントリメチロールプロパン)キサントゲンジスルフィドおよびチオグリコール、さらにはα−メチルスチレンのダイマー等のアリル化合物等を挙げることができる。
これら連鎖移動剤の使用量は、全ビニル単量体に対して好ましくは0.001〜30質量%、さらに好ましくは0.05〜10質量%の範囲で用いることができる。
In the present invention, a vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group (the vinyl monomer (b2 ′) copolymerizable therewith may be used if necessary). A chain transfer agent may be used for the purpose of controlling the molecular weight of the polymerization product.
Examples of such chain transfer agents include alkyl mercaptans such as n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan; aromatic mercaptans such as benzyl mercaptan and dodecyl benzyl mercaptan; thiocarboxylic acids such as thiomalic acid, or Examples thereof include salts thereof, alkyl esters thereof, polythiols, diisopropylxanthogen disulfide, di (methylenetrimethylolpropane) xanthogen disulfide and thioglycol, and allyl compounds such as a dimer of α-methylstyrene. .
The amount of these chain transfer agents used is preferably 0.001 to 30% by mass, more preferably 0.05 to 10% by mass, based on the total vinyl monomer.

本発明において、重合体エマルジョン粒子(B2)の合成に用いることができる乳化剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルスルホン酸、アルキルスルホコハク酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸、ポリオキシエチレンアルキルアリール硫酸、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルスルホン酸等の酸性乳化剤、酸性乳化剤のアルカリ金属(Li、Na、K等)塩、酸性乳化剤のアンモニウム塩、脂肪酸石鹸等のアニオン性界面活性剤や、例えばアルキルトリメチルアンモニウムブロマイド、アルキルピリジニウムブロマイド、イミダゾリニウムラウレート等の四級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩型のカチオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル等のノニオン型界面活性剤やラジカル重合性の二重結合を有する反応性乳化剤等を例示することができる。
これらの乳化剤の中で、ラジカル重合性の二重結合を有する反応性乳化剤を選択すると、本発明の重合体エマルジョン粒子(B2)の水分散安定性が非常に良好になると共に、該重合体エマルジョン粒子(B2)を含有する本発明の水系汚染防止用組成物からは、耐候性、耐水性、光学特性に優れた塗装物を形成することができるため、非常に好ましい。
In the present invention, examples of the emulsifier that can be used for the synthesis of the polymer emulsion particles (B2) include alkylbenzene sulfonic acid, alkyl sulfonic acid, alkyl sulfosuccinic acid, polyoxyethylene alkyl sulfuric acid, polyoxyethylene alkyl aryl sulfuric acid, Acidic emulsifiers such as oxyethylene distyryl phenyl ether sulfonic acid, alkali metal (Li, Na, K, etc.) salts of acidic emulsifiers, ammonium salts of acidic emulsifiers, anionic surfactants such as fatty acid soaps, for example alkyltrimethylammonium bromide , Quaternary ammonium salts such as alkylpyridinium bromide and imidazolinium laurate, pyridinium salts, imidazolinium salt type cationic surfactants, polyoxyethylene alkylaryl ethers, polyoxy Sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers can be exemplified reactive emulsifier or the like having a nonionic surface active agent and a radical polymerizable double bond polyoxyethylene distyryl phenyl ether.
Among these emulsifiers, when a reactive emulsifier having a radical polymerizable double bond is selected, the water dispersion stability of the polymer emulsion particles (B2) of the present invention becomes very good, and the polymer emulsion The composition for preventing water-based contamination of the present invention containing the particles (B2) is very preferable because a coated product excellent in weather resistance, water resistance and optical properties can be formed.

上記ラジカル重合性の二重結合を有する反応性乳化剤としては、例えばスルホン酸基又はスルホネート基を有するビニル単量体、硫酸エステル基を有するビニル単量体やそれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、ポリオキシエチレン等のノニオン基を有するビニル単量体、4級アンモニウム塩を有するビニル単量体等を挙げることができる。
上記反応性乳化剤の具体例として、スルホン酸基又はスルホネート基を有するビニル単量体の塩を例にとって述べると、ラジカル重合性の二重結合を有し、かつスルホン酸基のアンモニウム塩、ナトリウム塩またはカリウム塩である基により一部が置換された、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜4のアルキルエーテル基、炭素数2〜4のポリアルキルエーテル基、炭素数6または10のアリール基及びコハク酸基からなる群より選ばれる置換基を有する化合物であるか、スルホン酸基のアンモニウム塩、ナトリウム塩またはカリウム塩である基が結合しているビニル基を有するビニルスルホネート化合物である。硫酸エステル基を有するビニル単量体は、ラジカル重合性の二重結合を有し、かつ硫酸エステル基のアンモニウム塩、ナトリウム塩またはカリウム塩である基により一部が置換された、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜4のアルキルエーテル基、炭素数2〜4のポリアルキルエーテル基及び炭素数6または10のアリール基からなる群より選ばれる置換基を有する化合物である。
Examples of the reactive emulsifier having a radical polymerizable double bond include a vinyl monomer having a sulfonic acid group or a sulfonate group, a vinyl monomer having a sulfate ester group, an alkali metal salt thereof, an ammonium salt, Examples include vinyl monomers having a nonionic group such as oxyethylene, and vinyl monomers having a quaternary ammonium salt.
As a specific example of the reactive emulsifier, a salt of a vinyl monomer having a sulfonic acid group or a sulfonate group will be described as an example. Ammonium salt or sodium salt of a sulfonic acid group having a radical polymerizable double bond. Or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl ether group having 2 to 4 carbon atoms, a polyalkyl ether group having 2 to 4 carbon atoms, a 6 or 10 carbon atom, partially substituted with a group that is a potassium salt It is a compound having a substituent selected from the group consisting of an aryl group and a succinic acid group, or a vinyl sulfonate compound having a vinyl group to which an ammonium salt, sodium salt or potassium salt of a sulfonic acid group is bonded. . The vinyl monomer having a sulfate ester group has a radically polymerizable double bond and is partially substituted by a group that is an ammonium salt, sodium salt or potassium salt of a sulfate ester group, having 1 to 1 carbon atoms. It is a compound having a substituent selected from the group consisting of 20 alkyl groups, alkyl ether groups having 2 to 4 carbon atoms, polyalkyl ether groups having 2 to 4 carbon atoms, and aryl groups having 6 or 10 carbon atoms.

上記スルホン酸基のアンモニウム塩、ナトリウム塩またはカリウム塩である基により一部が置換されたコハク酸基を有する化合物の具体例としては、アリルスルホコハク酸塩が挙げられる。これらの具体例として、例えば、エレミノールJS−2(商品名)(三洋化成(株)製)、ラテムルS−120、S−180AまたはS−180(商品名)(花王(株)製)等を挙げることができる。
また、上記スルホン酸基のアンモニウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩である基により一部が置換された、炭素数2〜4のアルキルエーテル基又は炭素数2〜4のポリアルキルエーテル基を有する化合物の具体例として、例えばアクアロンHS−10またはKH−1025(商品名)(第一工業製薬(株)製)、アデカリアソープSE−1025NまたはSR−1025(商品名)(旭電化工業(株)製)等を挙げることができる。
その他、スルホネート基により一部が置換されたアリール基を有する化合物の具体例として、p−スチレンスルホン酸のアンモニウム塩、ナトリウム塩およびカリウム塩等が挙げられる。
上記スルホン酸基のアンモニウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩である基が結合しているビニル基を有するビニルスルホネート化合物として例えば、2−スルホエチルアクリレート等のアルキルスルホン酸(メタ)アクリレートやメチルプロパンスルホン酸(メタ)アクリルアミド、アリルスルホン酸等のアンモニウム塩、ナトリウム塩およびカリウム塩が挙げられる。
Specific examples of the compound having a succinic acid group partially substituted with a group which is an ammonium salt, sodium salt or potassium salt of the sulfonic acid group include allyl sulfosuccinate. Specific examples thereof include, for example, Eleminol JS-2 (trade name) (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd.), Latemuru S-120, S-180A or S-180 (trade name) (manufactured by Kao Corporation), and the like. Can be mentioned.
Further, a compound having an alkyl ether group having 2 to 4 carbon atoms or a polyalkyl ether group having 2 to 4 carbon atoms, which is partially substituted by a group which is an ammonium salt, sodium salt or potassium salt of the sulfonic acid group. As specific examples, for example, Aqualon HS-10 or KH-1025 (trade name) (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Adekaria soap SE-1025N or SR-1025 (trade name) (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) And the like.
Other specific examples of the compound having an aryl group partially substituted with a sulfonate group include ammonium salt, sodium salt and potassium salt of p-styrenesulfonic acid.
Examples of the vinyl sulfonate compound having a vinyl group to which a group of ammonium salt, sodium salt or potassium salt of the sulfonic acid group is bonded include, for example, alkyl sulfonic acid (meth) acrylate such as 2-sulfoethyl acrylate, and methylpropane sulfonic acid. Examples thereof include ammonium salts such as (meth) acrylamide and allylsulfonic acid, sodium salts, and potassium salts.

また、上記の硫酸エステル基のアンモニウム塩、ナトリウム塩またはカリウム塩により一部が置換された炭素数2〜4のアルキルエーテル基又は炭素数2〜4のポリアルキエーテル基を有する化合物としては、例えばスルホネート基により一部が置換されたアルキルエーテル基を有する化合物等がある。
また、ノニオン基を有するビニル単量体の具体例としては、α−〔1−〔(アリルオキシ)メチル〕−2−(ノニルフェノキシ)エチル〕−ω−ヒドロキシポリオキシエチレン(商品名:アデカリアソープNE−20、NE−30、NE−40等、旭電化工業(株)製)、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル(商品名:アクアロンRN−10、RN−20、RN−30、RN−50等、第一製薬工業(株)製)等を挙げることができる。
上記乳化剤の使用量としては、重合体エマルジョン粒子(B2)100質量部に対して、10質量部以下となる範囲内が適切であり、なかでも、0.001〜5質量部となる範囲内が好ましい。
Examples of the compound having an alkyl ether group having 2 to 4 carbon atoms or a polyalkyl ether group having 2 to 4 carbon atoms partially substituted with the ammonium salt, sodium salt or potassium salt of the sulfate ester group include, for example, Examples include compounds having an alkyl ether group partially substituted with a sulfonate group.
In addition, specific examples of vinyl monomers having a nonionic group include α- [1-[(allyloxy) methyl] -2- (nonylphenoxy) ethyl] -ω-hydroxypolyoxyethylene (trade name: ADEKA rear soap). NE-20, NE-30, NE-40, etc., manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), polyoxyethylene alkylpropenyl phenyl ether (trade names: Aqualon RN-10, RN-20, RN-30, RN-50, etc.) , Manufactured by Daiichi Pharmaceutical Co., Ltd.).
As the usage-amount of the said emulsifier, the inside of the range used as 10 mass parts or less is suitable with respect to 100 mass parts of polymer emulsion particles (B2), Especially, within the range used as 0.001-5 mass parts. preferable.

また、上記乳化剤以外に、本発明の重合体エマルジョン粒子(B2)の水分散安定性を向上させる目的で分散安定剤を使用することもできる。該分散安定剤としては、ポリカルボン酸およびスルホン酸塩よりなる群から選ばれる各種の水溶性オリゴマー類や、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、澱粉、マレイン化ポリブタジエン、マレイン化アルキッド樹脂、ポリアクリル酸(塩)、ポリアクリルアミド、水溶性あるいは水分散性アクリル樹脂などの合成あるいは天然の水溶性あるいは水分散性の各種の水溶性高分子物質が挙げられ、これらの1種または2種以上の混合物を使用することができる。
これらの分散安定剤を使用する場合、その使用量としては、重合体エマルジョン粒子(B2)100質量部に対して、10質量部以下となる範囲内が適切であり、なかでも、0.001〜5質量部となる範囲内が好ましい。
本発明において、加水分解性金属化合物(b1)および2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)の重合は、重合触媒存在下で実施するのが好ましい。
In addition to the above emulsifiers, a dispersion stabilizer may be used for the purpose of improving the water dispersion stability of the polymer emulsion particles (B2) of the present invention. Examples of the dispersion stabilizer include various water-soluble oligomers selected from the group consisting of polycarboxylic acids and sulfonates, polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, starch, maleated polybutadiene, maleated alkyd resin, polyacrylic acid (salt ), Synthetic or natural water-soluble or water-dispersible water-soluble polymer substances such as polyacrylamide, water-soluble or water-dispersible acrylic resin, etc., and one or a mixture of two or more of these are used. be able to.
When these dispersion stabilizers are used, the amount used is suitably within a range of 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymer emulsion particles (B2). The range of 5 parts by mass is preferable.
In the present invention, the polymerization of the hydrolyzable metal compound (b1) and the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group is preferably carried out in the presence of a polymerization catalyst.

ここで、加水分解性金属化合物(b1)の重合触媒としては、塩酸、フッ酸等のハロゲン化水素類、酢酸、トリクロル酢酸、トリフルオロ酢酸、乳酸等のカルボン酸類、硫酸、p−トルエンスルホン酸等のスルホン酸類、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルスルホン酸、アルキルスルホコハク酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸、ポリオキシエチレンアルキルアリール硫酸、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルスルホン酸等の酸性乳化剤類、酸性あるいは弱酸性の無機塩、フタル酸、リン酸、硝酸のごとき酸性化合物類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート、酢酸ナトリウム、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルアミン、ジアザビシクロウンデセン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、エタノールアミン類、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)−アミノプロピルトリメトキシシランのごとき塩基性化合物類;ジブチル錫オクチレート、ジブチル錫ジラウレートのような錫化合物等を挙げることができる。
これらの中で、加水分解性金属化合物(b1)の重合触媒としては、重合触媒のみならず乳化剤としての作用を有する酸性乳化剤類、特に炭素数が5〜30のアルキルベンゼンスルホン酸(ドデシルベンゼンスルホン酸等)が非常に好ましい。
Here, as a polymerization catalyst for the hydrolyzable metal compound (b1), hydrogen halides such as hydrochloric acid and hydrofluoric acid, carboxylic acids such as acetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid and lactic acid, sulfuric acid, and p-toluenesulfonic acid Sulfonic acids such as alkylbenzene sulfonic acid, alkyl sulfonic acid, alkyl sulfosuccinic acid, polyoxyethylene alkyl sulfuric acid, polyoxyethylene alkyl aryl sulfuric acid, polyoxyethylene distyryl phenyl ether sulfonic acid, etc., acidic or weakly acidic emulsifier Acidic compounds such as inorganic salts, phthalic acid, phosphoric acid, nitric acid; sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methylate, sodium acetate, tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium hydroxide, tributylamine, diazabicyclo Basic compounds such as decene, ethylenediamine, diethylenetriamine, ethanolamine, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) -aminopropyltrimethoxysilane; tin such as dibutyltin octylate, dibutyltin dilaurate A compound etc. can be mentioned.
Among these, as a polymerization catalyst for the hydrolyzable metal compound (b1), acidic emulsifiers having an action as an emulsifier as well as a polymerization catalyst, particularly alkylbenzenesulfonic acid (dodecylbenzenesulfonic acid having 5 to 30 carbon atoms). Etc.) is highly preferred.

一方、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b1)の重合触媒としては、熱または還元性物質などによってラジカル分解してビニル単量体の付加重合を起こさせるラジカル重合触媒が好適であり、水溶性または油溶性の過硫酸塩、過酸化物、アゾビス化合物等が使用される。その例としては、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、2,2−アゾビスイソブチロニトリル、2,2−アゾビス(2−ジアミノプロパン)ハイドロクロライド、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等があり、その量としては全ビニル単量体100質量部に対して、0.001〜5質量部の配合が好ましい。なお、重合速度の促進、及び70℃以下での低温の重合を望むときには、例えば重亜硫酸ナトリウム、塩化第一鉄、アスコルビン酸塩、ロンガリット等の還元剤をラジカル重合触媒と組み合わせて用いると有利である。
上述したように、本発明の水系汚染防止用組成物に用いる重合体エマルジョン粒子(B2)は、水及び乳化剤の存在下に加水分解性金属化合物(b1)と2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)[必要に応じてこれと共重合可能な他のビニル単量体(b2’)を用いても良い]を、好ましくは重合触媒存在下で重合することにより得ることができる。
On the other hand, the polymerization catalyst for the vinyl monomer (b1) having a secondary and / or tertiary amide group is a radical polymerization catalyst that causes radical polymerization by heat or a reducing substance to cause addition polymerization of the vinyl monomer. And water-soluble or oil-soluble persulfates, peroxides, azobis compounds and the like are used. Examples include potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, t-butyl hydroperoxide, t-butyl peroxybenzoate, 2,2-azobisisobutyronitrile, 2,2-azobis. There are (2-diaminopropane) hydrochloride, 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), and the amount thereof is 0.001 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all vinyl monomers. Is preferable. When acceleration of the polymerization rate and polymerization at a low temperature of 70 ° C. or lower are desired, it is advantageous to use a reducing agent such as sodium bisulfite, ferrous chloride, ascorbate, or longalite in combination with the radical polymerization catalyst. is there.
As described above, the polymer emulsion particles (B2) used in the composition for preventing water pollution of the present invention are composed of a hydrolyzable metal compound (b1) and secondary and / or tertiary amide groups in the presence of water and an emulsifier. The vinyl monomer (b2) having the above-mentioned [other vinyl monomer (b2 ′) copolymerizable with this may be used if necessary] is preferably obtained by polymerization in the presence of a polymerization catalyst. be able to.

ここで、加水分解性金属化合物(b1)および2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)の重合は、別々に実施することも可能であるが、同時に実施することにより粒子内に水素結合等によるミクロな有機・無機複合化が達成できるので好ましい。
また、本発明において、重合体エマルジョン粒子(B2)の数平均粒子径が10〜800nmであることが重要である。この様な粒子径の範囲に調整し、数平均粒子径が1〜400nmの金属酸化物(A)と組み合わせることで粒子内に水素結合等によるミクロな有機・無機複合化を形成することにより、耐候性、耐水性、光学特性に優れ、長期間汚れがつきにくいという特性を顕著に有する塗装物を形成することが可能となる。また、重合体エマルジョン粒子(B2)の数平均粒子径も10nm〜800nmであることが好ましく、より好ましくは50〜300nmである。
この様な粒子径の重合体エマルジョン粒子(B2)を得る方法として、乳化剤がミセルを形成するのに十分な量の水の存在下に加水分解性金属化合物(b1)と2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)を重合する、いわゆる乳化重合が最も適した方法である。
Here, the polymerization of the hydrolyzable metal compound (b1) and the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group can be carried out separately, but by carrying out at the same time. This is preferable because microscopic organic / inorganic complexation by hydrogen bonding or the like can be achieved in the particles.
In the present invention, it is important that the number average particle diameter of the polymer emulsion particles (B2) is 10 to 800 nm. By adjusting to such a particle diameter range and combining with a metal oxide (A) having a number average particle diameter of 1 to 400 nm to form a micro organic / inorganic composite due to hydrogen bonds or the like in the particles, It becomes possible to form a coated product that has excellent weather resistance, water resistance, optical properties, and has a characteristic of being difficult to get dirty for a long time. The number average particle diameter of the polymer emulsion particles (B2) is also preferably 10 nm to 800 nm, more preferably 50 to 300 nm.
As a method for obtaining polymer emulsion particles (B2) having such a particle size, the hydrolyzable metal compound (b1) and secondary and / or 3 in the presence of a sufficient amount of water for the emulsifier to form micelles. So-called emulsion polymerization in which the vinyl monomer (b2) having a secondary amide group is polymerized is the most suitable method.

乳化重合の方法としては、例えば、加水分解性金属化合物(b1)と2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)[必要に応じてこれと共重合可能な他のビニル単量体(b2’)]は、そのまま、若しくは乳化した状態で、一括、若しくは分割、或は連続的に反応容器中に滴下し、前記重合触媒の存在下、好ましくは圧力としては大気圧から必要により10MPa、反応温度約30〜150℃の温度で重合させれば良い。場合によっては、これ以上の圧力あるいは、これ以下の温度条件でも重合させても差し支えない。加水分解性金属化合物(b1)および全ビニル単量体量の総量と水との比率は最終固形分量が0.1〜70質量%、好ましくは1〜55質量%の範囲になるように設定するのが好ましい。又、乳化重合をするにあたり粒子径を成長もしくは制御させるために、予め水相中にエマルジョン粒子を存在させ重合させるシード重合法によっても良い。重合反応は、系中のpHが好ましくは1.0〜10.0、より好ましくは1.0〜6.0の範囲で進行させればよい。pHの調節は、燐酸2ナトリウムやボラックスあるいは、炭酸水素ナトリウム、アンモニアなどのpH緩衝剤を用いて調節することが可能である。
また、本発明の重合体エマルジョン粒子(B2)を得る方法として、加水分解性金属化合物(b1)を重合させるのに必要な水および乳化剤の存在下に加水分解性金属化合物(b1)および2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)を、必要により溶剤存在下で重合した後、重合生成物がエマルジョンとなるまで水を添加する手法も適用できるが、上述した乳化重合方法と比べ、得られる重合体エマルジョン粒子(B2)の粒子径制御が困難である。
Examples of the emulsion polymerization method include a hydrolyzable metal compound (b1) and a vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group [other vinyl copolymerizable with this if necessary. The monomer (b2 ′)] is dropped into the reaction vessel as it is or in an emulsified state at once, in a divided manner or continuously, and in the presence of the polymerization catalyst, preferably the pressure is from atmospheric pressure. The polymerization may be carried out at a temperature of 10 MPa and a reaction temperature of about 30 to 150 ° C. if necessary. In some cases, the polymerization may be carried out even at a higher pressure or lower temperature. The ratio of the total amount of the hydrolyzable metal compound (b1) and all vinyl monomers to water is set so that the final solid content is in the range of 0.1 to 70% by mass, preferably 1 to 55% by mass. Is preferred. In order to grow or control the particle diameter in emulsion polymerization, a seed polymerization method in which emulsion particles are preliminarily present in the aqueous phase for polymerization may be used. The polymerization reaction may be allowed to proceed in the range of pH in the system of preferably 1.0 to 10.0, more preferably 1.0 to 6.0. The pH can be adjusted by using a pH buffer such as disodium phosphate, borax, sodium hydrogen carbonate, or ammonia.
Further, as a method for obtaining the polymer emulsion particles (B2) of the present invention, the hydrolyzable metal compound (b1) and the secondary compound in the presence of water and an emulsifier necessary for polymerizing the hydrolyzable metal compound (b1). And / or a method of adding water until the polymerization product becomes an emulsion after polymerizing the vinyl monomer (b2) having a tertiary amide group, if necessary, in the presence of a solvent. Compared with the method, it is difficult to control the particle diameter of the resulting polymer emulsion particles (B2).

本発明において、重合体エマルジョン粒子(B2)がコア/シェル構造であると、該重合体エマルジョン粒子(B2)を含有する水系汚染防止用組成物からは機械的物性(強度と柔軟性のバランス等)に優れた塗装物を形成することが可能となり好ましい。
上記コア/シェル構造の重合体エマルジョン粒子(B2)を製造する方法として、多段乳化重合が非常に有用である。
ここで、多段乳化重合とは、2種類以上の異なった組成の加水分解性金属化合物(b1)や2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)[必要に応じてこれと共重合可能な他のビニル単量体(b2’)]を調整し、これらを別々の段階に分けて重合することを意味する。
以下に、多段乳化重合の中で最も単純で有用な2段乳化重合による重合体エマルジョン粒子(B2)の合成を例に、本発明の多段乳化重合による重合体エマルジョン粒子(B2)の合成について説明する。
In the present invention, when the polymer emulsion particles (B2) have a core / shell structure, the composition for preventing water-based contamination containing the polymer emulsion particles (B2) has mechanical properties (such as a balance between strength and flexibility). It is possible to form a coated product excellent in the above).
Multi-stage emulsion polymerization is very useful as a method for producing the core / shell structured polymer emulsion particles (B2).
Here, the multi-stage emulsion polymerization means two or more different hydrolyzable metal compounds (b1) and vinyl monomers (b2) having secondary and / or tertiary amide groups [if necessary, this Other vinyl monomers (b2 ′)] that can be copolymerized with the polymer, and polymerizing them in separate stages.
The synthesis of the polymer emulsion particles (B2) by the multistage emulsion polymerization of the present invention will be described below by taking the synthesis of the polymer emulsion particles (B2) by the two-stage emulsion polymerization as the simplest and most useful among the multistage emulsion polymerizations. To do.

本発明において、2段乳化重合による重合体エマルジョン粒子(B2)の合成として、例えば水及び乳化剤の存在下にビニル単量体(C)及び/又は加水分解性金属化合物(b1)を重合して得られるシード粒子存在下に、加水分解性金属化合物(b1)と2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)を重合する方法を例示できる。
ここで、ビニル単量体(C)とは、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)及び/又は上述した他のビニル単量体(b2’)を意味する。
上記2段乳化重合による重合体エマルジョン粒子(B)の合成は、第1系列[ビニル単量体(C)及び/又は加水分解性金属化合物(b1)]を供給して乳化重合する第1段の重合と、第1段に引き続き、第2系列{加水分解性金属化合物(b1)と2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)[必要に応じてこれと共重合可能な他のビニル単量体(b2’)]}を供給し、水性媒体中において乳化重合する第2段の重合からなる2段階の重合行程により得られる。この際、第1系列中の固形分質量(M1)と第2系列中の固形分質量(M2)との質量比は、好ましくは(M1)/(M2)=9/1〜1/9、より好ましくは8/2〜2/8、更に好ましくは7/3〜3/7である。
In the present invention, as the synthesis of the polymer emulsion particles (B2) by two-stage emulsion polymerization, for example, the vinyl monomer (C) and / or the hydrolyzable metal compound (b1) is polymerized in the presence of water and an emulsifier. A method of polymerizing the hydrolyzable metal compound (b1) and the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group in the presence of the obtained seed particles can be exemplified.
Here, the vinyl monomer (C) means a vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group and / or the other vinyl monomer (b2 ′) described above.
In the synthesis of the polymer emulsion particles (B) by the above-mentioned two-stage emulsion polymerization, the first series [the vinyl monomer (C) and / or the hydrolyzable metal compound (b1)] is supplied and emulsion polymerization is performed. And the second series {hydrolyzable metal compound (b1) and vinyl monomer (b2) having secondary and / or tertiary amide group [copolymerized with this if necessary] The other possible vinyl monomer (b2 ′)]} is supplied and obtained by a two-stage polymerization process comprising a second-stage polymerization in which emulsion polymerization is carried out in an aqueous medium. At this time, the mass ratio of the solid content mass (M1) in the first series to the solid content mass (M2) in the second series is preferably (M1) / (M2) = 9/1 to 1/9, More preferably, it is 8/2 to 2/8, and further preferably 7/3 to 3/7.

本発明において、好ましいコア/シェル構造の重合体の特徴は、第1段の重合で得られたシード粒子の粒子径が、粒径分布(体積平均粒子径/数平均粒子径)の大きな変化なしに(好ましくは単分散の状態で)、第2段の重合によって大きくなる(粒子径の増大)ことを挙げることができる。
また、コア/シェル構造の確認は、例えば、透過型電子顕微鏡等による形態観察や粘弾性測定による解析等により実施することが可能である。
また、上述したコア/シェル構造の重合体エマルジョン粒子(B2)において、コア相のガラス転移温度(Tg)が0℃以下、すなわち上記シード粒子のガラス転移温度が0℃以下のものは、それを含有する水系汚染防止用組成物から、室温における柔軟性に優れ、割れ等が生じにくい塗装物を形成することが可能となり好ましい。
コア相のガラス転移温度(Tg)が0℃以下で耐候性に優れた重合体エマルジョン粒子(B2)の製造方法として、水及び乳化剤の存在下に加水分解性珪素化合物(b1)及び/又は環状シロキサンオリゴマーを重合して得られるシード粒子存在下に、加水分解性金属化合物(b1)と2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)を重合する方法を好適に例示できる。
In the present invention, the preferred core / shell structure polymer is characterized in that the particle size of the seed particles obtained by the first stage polymerization is not greatly changed in the particle size distribution (volume average particle size / number average particle size). (Preferably in a monodispersed state) can be increased by the second stage polymerization (increase in particle diameter).
The core / shell structure can be confirmed by, for example, morphological observation with a transmission electron microscope, analysis by viscoelasticity measurement, or the like.
In the above-described polymer emulsion particles (B2) having a core / shell structure, the glass transition temperature (Tg) of the core phase is 0 ° C. or lower, that is, the glass transition temperature of the seed particles is 0 ° C. or lower. It is possible to form a coated product that is excellent in flexibility at room temperature and hardly causes cracking or the like from the composition for preventing water-based contamination contained therein.
As a method for producing polymer emulsion particles (B2) having a glass transition temperature (Tg) of the core phase of 0 ° C. or less and excellent weather resistance, hydrolyzable silicon compound (b1) and / or cyclic in the presence of water and an emulsifier A method of polymerizing a hydrolyzable metal compound (b1) and a vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group in the presence of seed particles obtained by polymerizing a siloxane oligomer can be suitably exemplified. .

ここで、環状シロキサンオリゴマーとしては、下記式(2)で表される化合物を例示することができる。
(R’SiO) (2)
(式中、R’は、水素原子、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、及び置換されていないか或いは炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数1〜20のアルコキシ基、又はハロゲン原子で置換されている炭素数6〜20のアリール基から選ばれる少なくとも1種を表す。mは整数であり、2≦m≦20である。)
上記環状シロキサンオリゴマーの中で、反応性等の点からオクタメチルシクロテトラシロキサン等の環状ジメチルシロキサンオリゴマーが好ましい。
上記環状シロキサンオリゴマーは、加水分解性金属化合物(b1)の重合触媒として例示したものを好適に重合触媒として使用することができる。
Here, as a cyclic siloxane oligomer, the compound represented by following formula (2) can be illustrated.
(R ′ 2 SiO) m (2)
(In the formula, R ′ is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, and an unsubstituted or substituted carbon group having 1 to 30 carbon atoms. It represents at least one selected from an alkyl group having 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms substituted with a halogen atom, where m is an integer and 2 ≦ m ≦ 20. .)
Among the cyclic siloxane oligomers, cyclic dimethylsiloxane oligomers such as octamethylcyclotetrasiloxane are preferable from the viewpoint of reactivity.
As the cyclic siloxane oligomer, those exemplified as the polymerization catalyst for the hydrolyzable metal compound (b1) can be suitably used as the polymerization catalyst.

本発明において、3段以上の多段乳化重合を実施する場合は、上述した2段重合による重合体エマルジョン粒子(B2)の合成例を参考に、重合する系列の数を増加させれば良い。
本発明の水系汚染防止用組成物は、上述した数平均粒子径が1〜400nmの金属酸化物(A)と、水及び乳化剤の存在下に加水分解性金属化合物(b1)と2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)を重合して得られる数平均粒子径が10〜800nmである重合体エマルジョン粒子(B2)を含んでなることを特徴とする。
ここで、金属酸化物(A)と重合体エマルジョン粒子(B2)の質量比(A)/(B2)は、1/99〜99/1、好ましくは5/95〜90/10、さらに好ましくは10/90〜80/20である。 該水系汚染防止用組成物をコーティング剤として用いる場合の固形分は、好ましくは0.01〜60質量%、より好ましくは1〜40質量%である。その時の粘度は、好ましくは20℃において0.1〜100000mPa・s、好ましくは1〜10000mPa・sである。
また、本発明の水系汚染防止用組成物には金属酸化物(A)と重合体エマルジョン粒子(B2)の水素結合等の相互作用を制御する目的で、アルコール類を添加することもできる。アルコールの添加により、貯蔵安定性等が非常に向上する。
In the present invention, when carrying out multi-stage emulsion polymerization of three or more stages, the number of series to be polymerized may be increased with reference to the synthesis example of the polymer emulsion particles (B2) by the two-stage polymerization described above.
The composition for preventing water-based contamination of the present invention comprises the above-described metal oxide (A) having a number average particle size of 1 to 400 nm, hydrolyzable metal compound (b1), secondary and / or in the presence of water and an emulsifier. Alternatively, it is characterized by comprising polymer emulsion particles (B2) having a number average particle diameter of 10 to 800 nm obtained by polymerizing a vinyl monomer (b2) having a tertiary amide group.
Here, the mass ratio (A) / (B2) of the metal oxide (A) and the polymer emulsion particles (B2) is 1/99 to 99/1, preferably 5/95 to 90/10, more preferably. 10/90 to 80/20. The solid content in the case of using the composition for preventing water-based contamination as a coating agent is preferably 0.01 to 60% by mass, more preferably 1 to 40% by mass. The viscosity at that time is preferably 0.1 to 100,000 mPa · s, preferably 1 to 10000 mPa · s at 20 ° C.
Moreover, alcohols can also be added to the composition for preventing water pollution of the present invention for the purpose of controlling the interaction such as hydrogen bonding between the metal oxide (A) and the polymer emulsion particles (B2). Addition of alcohol greatly improves storage stability and the like.

上記アルコール類としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、変性エタノール、グリセリン、アルキル鎖の炭素数が3〜8のモノアルキルモノグリセリルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル又はジないしテトラエチレングリコールモノフェニルエーテルが好ましい。これらの中で、エタノールが環境上最も好ましい。
本発明の基材としては、例えば合成樹脂、天然樹脂等の有機基材や、金属、セラミックス、ガラス、石、セメント、コンクリート等の無機基材や、それらの組み合わせ等を挙げることができる。
上記合成樹脂としては、熱可塑性樹脂と硬化性樹脂(熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂等)の使用が可能であり、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、フッ素樹脂、アルキド樹脂、アミノアルキド樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリケトン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリフェニレンスルホン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン−アクリル樹脂等を挙げることができる。
また、上記天然樹脂としては、セルロース系樹脂、天然ゴム等のイソプレン系樹脂、カゼイン等のタンパク質系樹脂等を挙げることができる。
本発明において、樹脂板の表面は、コロナ放電処理やフレーム処理、プラズマ処理等の表面処理がされてあっても構わないが、これらの表面処理は必須ではない。
本発明に使用する基材の種類や膜厚は用途に応じて使い分けることができる。例えばマーキングフィルム用途の場合、膜厚20〜200μmのポリ塩化ビニル樹脂製のフィルムが成型性、経済性の観点から好ましく、面発光板などの看板、遮音壁用途の場合、アクリル樹脂板が強度、耐候性、透明性等の観点から好ましく用いられる。
Examples of the alcohols include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, modified ethanol, glycerin, monoalkyl monoglyceryl ether having 3 to 8 carbon atoms in the alkyl chain, and propylene glycol monomethyl. Ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether or di to tetraethylene glycol monophenyl ether are preferred. Of these, ethanol is most preferable from the environmental viewpoint.
As a base material of this invention, organic base materials, such as a synthetic resin and a natural resin, inorganic base materials, such as a metal, ceramics, glass, stone, cement, concrete, those combinations, etc. can be mentioned, for example.
As the synthetic resin, a thermoplastic resin and a curable resin (thermosetting resin, photocurable resin, moisture curable resin, etc.) can be used. For example, silicone resin, acrylic resin, methacrylic resin, fluororesin, Alkyd resin, amino alkyd resin, vinyl resin, polyester resin, styrene-butadiene resin, polyolefin resin, polystyrene resin, polyketone resin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyacetal resin, polyether ether ketone resin, polyphenylene oxide resin, polysulfone resin, Examples thereof include polyphenylene sulfone resin, polyether resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, urea resin, phenol resin, melamine resin, epoxy resin, urethane resin, and silicone-acrylic resin.
Examples of the natural resin include cellulose resins, isoprene resins such as natural rubber, and protein resins such as casein.
In the present invention, the surface of the resin plate may be subjected to surface treatments such as corona discharge treatment, flame treatment, and plasma treatment, but these surface treatments are not essential.
The type and film thickness of the substrate used in the present invention can be properly used depending on the application. For example, in the case of marking film use, a film made of polyvinyl chloride resin having a film thickness of 20 to 200 μm is preferable from the viewpoint of moldability and economy, and in the case of signboards such as surface light emitting boards and sound insulation walls, the acrylic resin plate is strong and weather resistant. It is preferably used from the viewpoints of properties and transparency.

また、本発明の水系汚染防止用組成物には、その用途ならびに使用方法などに応じて、通常、塗料や成型用樹脂に添加配合される成分、例えば、増粘剤、レベリング剤、チクソ化剤、消泡剤、凍結安定剤、艶消し剤、架橋反応触媒、顔料、硬化触媒、架橋剤、充填剤、皮張り防止剤、分散剤、湿潤剤、光安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、レオロジーコントロール剤、消泡剤、成膜助剤、防錆剤、染料、可塑剤、潤滑剤、還元剤、防腐剤、防黴剤、消臭剤、黄変防止剤、静電防止剤あるいは帯電調整剤等をそれぞれの目的に応じて選択、組み合わせて配合することができる。
本発明の水系汚染防止用組成物を含む汚染防止層を形成した塗装物は耐候性、耐水性、光学特性に優れ、また23℃における水接触角が60°以下で防汚性にも優れる。特に、金属酸化物(A)として光触媒活性を有する金属酸化物(光触媒)を用いた場合は、それに含まれる光触媒のバンドギャップエネルギーよりも高いエネルギーの光を照射することにより優れた汚染有機物質を分解することで、23℃における水接触角を長期間にわたり維持することが可能となる。
ここで、光触媒のバンドギャップエネルギーよりも高いエネルギーの光の光源としては、太陽光や室内照明灯等の一般住宅環境下で得られる光の他、ブラックライト、キセノンランプ、水銀灯、LED等の光が利用できる。
In addition, the composition for preventing water-based contamination of the present invention includes components that are usually added and blended in paints and molding resins, for example, thickeners, leveling agents, thixotropic agents, depending on the application and method of use. , Antifoaming agent, Freezing stabilizer, Matting agent, Crosslinking reaction catalyst, Pigment, Curing catalyst, Crosslinking agent, Filler, Anti-skinning agent, Dispersant, Wetting agent, Light stabilizer, Antioxidant, UV absorber , Rheology control agent, defoaming agent, film forming aid, rust preventive agent, dye, plasticizer, lubricant, reducing agent, antiseptic, antifungal agent, deodorant, anti-yellowing agent, antistatic agent or A charge adjusting agent or the like can be selected and combined in accordance with each purpose.
The coated article formed with the antifouling layer containing the water-based antifouling composition of the present invention is excellent in weather resistance, water resistance and optical properties, and also has excellent antifouling properties when the water contact angle at 23 ° C. is 60 ° or less. In particular, when a metal oxide (photocatalyst) having photocatalytic activity is used as the metal oxide (A), an excellent pollutant organic substance can be obtained by irradiating light with energy higher than the band gap energy of the photocatalyst contained therein. By decomposing, the water contact angle at 23 ° C. can be maintained over a long period of time.
Here, as a light source of light having energy higher than the band gap energy of the photocatalyst, light such as sunlight, indoor lighting, and light obtained in a general residential environment, light such as black light, xenon lamp, mercury lamp, LED, etc. Is available.

本発明においては、二酸化珪素などの金属酸化物(A)が重合体エマルジョン粒子(B2)の硬化剤として有効に働いた状態で塗装物を形成しているのが好ましい。この様な好ましい塗膜の例として、二酸化珪素などの金属酸化物(A)が、重合体エマルジョン粒子(B2)と相互作用しながら重合体エマルジョン粒子(B2)の粒子間に連続層を形成して存在している形態を挙げることができる。この様な形態の形成により、特に耐候性、光学特性等に優れた塗装物が得られる。
上述したような形態の塗膜を有する塗装物を得る為には、水系汚染防止用組成物における金属酸化物(A)と重合体エマルジョン粒子(B2)の質量比(A)/(B2)を最適範囲にする事が最も有効である。該質量比(A)/(B2)の最適範囲は、例えば質量比(A)/(B2)を変化させた塗膜の透明性を測定し、相対的に透明性が良好な質量比(A)/(B2)の範囲として求めることができる。ここで、使用する金属酸化物(A)と重合体エマルジョン粒子(B2)が同一の場合、上記の最適な質量比(A)/(B2)の範囲は、二酸化珪素などの金属酸化物(A)の粒径(rA)と重合体エマルジョン粒子(B2)の粒径(rB2)の比(rA)/(rB2)により異なる。
例えば、(rA)/(rB2)が0.05〜0.2の場合、質量比(A)/(B2)の範囲は、好ましくは20/80〜80/20であり、より好ましくは30/70〜70/30であり、最も好ましくは40/60〜60/40である。
また、金属酸化物(A)として、二酸化珪素(A1)と光触媒活性を有する金属酸化物(A2)を組み合わせて用いると、塗膜のセルフクリーニング性を長期間持続させることができる。よって、二酸化珪素(A1)と光触媒活性を有する金属酸化物(A2)の質量比(A1)/(A2)の範囲は、好ましくは50/50〜99/1であり、より好ましくは80/20〜97/3であり、最も好ましくは85/15〜95/5である。
一方、重合体エマルジョン粒子(B2)に対する光触媒活性を有する金属酸化物(A2)の質量比(A2)/(B2)が高すぎると、基材上に形成された有機・無機複合体の光照射による劣化が著しくなり、好ましくない。よって、質量比(A2)/(B2)の範囲は、好ましくは1/99〜50/50であり、より好ましくは3/97〜20/80であり、最も好ましくは5/95〜15/85である。
In the present invention, it is preferable that the coated product is formed in a state where the metal oxide (A) such as silicon dioxide effectively works as a curing agent for the polymer emulsion particles (B2). As an example of such a preferable coating film, a metal oxide (A) such as silicon dioxide forms a continuous layer between the particles of the polymer emulsion particles (B2) while interacting with the polymer emulsion particles (B2). Can be mentioned. By forming such a form, it is possible to obtain a coated product particularly excellent in weather resistance, optical characteristics, and the like.
In order to obtain a coated product having a coating film having the above-described form, the mass ratio (A) / (B2) of the metal oxide (A) and the polymer emulsion particles (B2) in the composition for preventing water pollution is set. It is most effective to set the optimum range. The optimum range of the mass ratio (A) / (B2) is, for example, the transparency of a coating film in which the mass ratio (A) / (B2) is changed, and the mass ratio (A ) / (B2). Here, when the metal oxide (A) and the polymer emulsion particles (B2) to be used are the same, the range of the above optimum mass ratio (A) / (B2) is the metal oxide (A ) And the ratio (rA2) / (rB2) of the particle size (rB2) of the polymer emulsion particles (B2).
For example, when (rA) / (rB2) is 0.05 to 0.2, the range of the mass ratio (A) / (B2) is preferably 20/80 to 80/20, more preferably 30 / It is 70-70 / 30, Most preferably, it is 40 / 60-60 / 40.
Moreover, when the silicon oxide (A1) and the metal oxide (A2) having photocatalytic activity are used in combination as the metal oxide (A), the self-cleaning property of the coating film can be maintained for a long period of time. Therefore, the range of the mass ratio (A1) / (A2) between the silicon dioxide (A1) and the metal oxide (A2) having photocatalytic activity is preferably 50/50 to 99/1, more preferably 80/20. It is -97/3, Most preferably, it is 85 / 15-95 / 5.
On the other hand, if the mass ratio (A2) / (B2) of the metal oxide (A2) having photocatalytic activity to the polymer emulsion particles (B2) is too high, light irradiation of the organic / inorganic composite formed on the substrate is performed. Deterioration due to is remarkable, which is not preferable. Therefore, the range of the mass ratio (A2) / (B2) is preferably 1/99 to 50/50, more preferably 3/97 to 20/80, and most preferably 5/95 to 15/85. It is.

本発明において、重合体エマルジョン粒子(B2)がコア/シェル構造であり、そのシェル相が金属酸化物(A)と相互作用した状態で連続層を形成し、粒子状のコア相が該連続層中に存在する形態が最も好ましい。この様な形態の塗膜は、耐候性、耐水性、光学特性に優れるばかりか、機械的特性(強度と柔軟性のバランス等)にも優れたものになる。
本発明の塗装物は、例えば上記水系汚染防止用組成物を基材に塗布し、20℃〜80℃の低温で乾燥した後、所望により好ましくは20℃〜500℃、より好ましくは40℃〜250℃の熱処理や紫外線照射等を行い、基材上に汚染防止層の塗膜を形成することにより得ることができる。上記塗布方法としては、例えばスプレー吹き付け法、フローコーティング法、ロールコート法、刷毛塗り法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、スクリーン印刷法、キャスティング法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法等が挙げられる。
In the present invention, the polymer emulsion particles (B2) have a core / shell structure, the shell phase interacts with the metal oxide (A) to form a continuous layer, and the particulate core phase is the continuous layer. The form present therein is most preferred. The coating film having such a form has not only excellent weather resistance, water resistance and optical properties, but also excellent mechanical properties (such as a balance between strength and flexibility).
The coated product of the present invention, for example, after applying the composition for preventing water-based contamination to a substrate and drying at a low temperature of 20 ° C. to 80 ° C., preferably 20 ° C. to 500 ° C., more preferably 40 ° C. to It can be obtained by performing a heat treatment at 250 ° C., ultraviolet irradiation, or the like to form a coating film of a contamination prevention layer on the substrate. Examples of the coating method include spray spraying, flow coating, roll coating, brush coating, dip coating, spin coating, screen printing, casting, gravure printing, flexographic printing, and the like.

本発明の水系汚染防止用組成物を基材上に塗膜として形成させる場合、該塗膜の厚みは0.05〜100μm、好ましくは0.1〜10μmである事が好ましい。透明性の面から100μm以下の厚みであることが好ましく、防汚性、光触媒活性等の機能を発現するためには0.05μm以上の厚みであることが好ましい。
なお、本明細書では、塗膜という表現を使用しているが、必ずしも連続膜である必要はなく、不連続膜、島状分散膜等の態様であっても構わない。
本発明の塗装物の製造方法は、基材上に本発明の水系汚染防止用組成物を形成する場合に限定されない。基材と本発明の水系汚染防止用組成物を同時に成形、たとえば、一体成形してもよい。また、本発明の有機・無機複合体を成形後、基材の成形を行ってもよい。また、塗装物と基材を個別に成形後、接着、融着等により製造してもよい。
When forming the composition for water pollution prevention of this invention as a coating film on a base material, it is preferable that the thickness of this coating film is 0.05-100 micrometers, Preferably it is 0.1-10 micrometers. The thickness is preferably 100 μm or less from the viewpoint of transparency, and in order to exhibit functions such as antifouling properties and photocatalytic activity, the thickness is preferably 0.05 μm or more.
In this specification, the expression “coating film” is used, but it is not necessarily a continuous film, and may be a discontinuous film, an island-shaped dispersion film, or the like.
The method for producing a coated product of the present invention is not limited to the case where the composition for preventing water-based contamination of the present invention is formed on a substrate. The base material and the composition for preventing water pollution of the present invention may be molded at the same time, for example, integrally molded. Moreover, you may shape | mold a base material after shape | molding the organic-inorganic composite of this invention. Alternatively, the coated product and the base material may be individually molded and then manufactured by adhesion, fusion, or the like.

以下の実施例、参考例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
実施例、参考例及び比較例中において、各種の物性は下記の方法で測定した。
1.数平均粒子径
試料中の固形分含有量が1〜20質量%となるよう適宜溶媒を加えて希釈し、湿式粒度分析計(日機装製マイクロトラックUPA−9230)を用いて測定した。
2.塗膜硬度
JIS−K5400に準じ、鉛筆硬度(皮膜のすり傷)として求めた。
3.透明性
日本電色工業製濁度計NDH2000を用いて、JIS−K7105に準じてヘイズ値及び全光線透過率を測定した。
4.塗膜表面に対する水の接触角
塗膜の表面に脱イオン水の滴を乗せ、23℃で1分間放置した後、協和界面科学製CA−X150型接触角計を用いて測定した。
塗膜に対する水の接触角が小さいほど、塗膜表面は親水性が高い。
5.耐水性
試料を23℃水中に10日間浸漬した後、23℃で1日乾燥させ、透明性を上記3の方法で評価した。
The following examples, reference examples and comparative examples will specifically explain the present invention, but these do not limit the scope of the present invention.
In Examples, Reference Examples and Comparative Examples, various physical properties were measured by the following methods.
1. Number average particle size The sample was diluted with a suitable solvent so that the solid content in the sample was 1 to 20% by mass, and measured using a wet particle size analyzer (Microtrack UPA-9230 manufactured by Nikkiso).
2. Coating film hardness According to JIS-K5400, it was determined as pencil hardness (film scratch).
3. Transparency Using a Nippon Denshoku Industries turbidimeter NDH2000, haze values and total light transmittance were measured according to JIS-K7105.
4). Contact angle of water to the surface of the coating film A drop of deionized water was placed on the surface of the coating film, left at 23 ° C. for 1 minute, and then measured using a CA-X150 contact angle meter manufactured by Kyowa Interface Science.
The smaller the contact angle of water with the coating film, the higher the hydrophilicity of the coating film surface.
5. Water resistance The sample was immersed in 23 ° C. water for 10 days and then dried at 23 ° C. for 1 day, and the transparency was evaluated by the above method 3.

6.耐候性
スガ試験器製サンシャインウェザーメーターを使用して曝露試験(ブラックパネル温度63℃、降雨18分/2時間)を行った。曝露500時間後の透明性を上記3の方法で、水の接触角を上記4の方法で評価した。
7.耐汚染性
試験板を一般道路(トラック通行量500〜1000台/日程度)に面したフェンスに1ヶ月間、及び6ケ月間張りつけた後、汚染の度合いを目視にて評価した。
○:汚れなし、△:やや雨スジ汚れ有り、×:著しく雨スジ汚れ有り
8.光触媒活性
塗膜表面にメチレンブルーの5質量%エタノール溶液を塗布した後、東芝ライテック製FL20S BLB型ブラックライトの光を3日間照射した。なおこのとき、日本国トプコン製UVR−2型紫外線強度計{受光部として、日本国トプコン製UD−36型受光部(波長310〜400nmの光に対応)を使用}を用いて測定した紫外線強度が1mW/cmとなるよう調整した。
その後、メチレンブルーの分解の程度(塗膜表面の退色の程度に基づき、目視で評価)に基づき、光触媒の活性を以下の3段階で評価した。
○:メチレンブルーが完全に分解。
△:メチレンブルーの青色がわずかに残る。
×:メチレンブルーの分解はほとんど観測されず。
6). Weather resistance An exposure test (black panel temperature 63 ° C., rainfall 18 minutes / 2 hours) was conducted using a sunshine weather meter manufactured by Suga Test Instruments. The transparency after 500 hours of exposure was evaluated by the above method 3, and the contact angle of water was evaluated by the above method 4.
7). Contamination resistance After the test plate was attached to a fence facing a general road (traffic volume of about 500 to 1000 vehicles / day) for 1 month and 6 months, the degree of contamination was visually evaluated.
○: No dirt, △: Some rain streaks, x: Significant rain streaks Photocatalytic activity After a 5% by mass ethanol solution of methylene blue was applied to the surface of the coating film, the light of FL20S BLB type black light manufactured by Toshiba Lighting & Technology was irradiated for 3 days. At this time, UV intensity measured using a UVR-2 type UV intensity meter manufactured by Topcon, Japan (using a UD-36 type light receiving unit manufactured by Topcon, Japan (corresponding to light having a wavelength of 310 to 400 nm) as the light receiving unit). Was adjusted to 1 mW / cm 2 .
Thereafter, the activity of the photocatalyst was evaluated in the following three stages based on the degree of decomposition of methylene blue (based on visual evaluation based on the degree of fading of the coating film surface).
○: Methylene blue is completely decomposed.
Δ: Slightly methylene blue blue remains.
X: Methylene blue was hardly decomposed.

[調整例1]
重合体エマルジョン粒子(B2−1)水分散体の合成
還流冷却器、滴下槽、温度計および撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1750g、ドデシルベンゼンスルホン酸2gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、アクリル酸ブチル86g、フェニルトリメトキシシラン133g、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.3gの混合液とジエチルアクリルアミド197g、アクリル酸3g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化(株)製、固形分25%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、イオン交換水1950gの混合液を、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を10.0質量%に調整し、数平均粒子径100nmの重合体エマルジョン粒子(B2−1)水分散体を得た。
[Adjustment Example 1]
Synthesis of Polymer Emulsion Particle (B2-1) Water Dispersion Into a reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer, and a stirring device, 1750 g of ion-exchanged water and 2 g of dodecylbenzenesulfonic acid were added, and then stirred. The temperature was warmed to 80 ° C. To this, a mixed solution of 86 g of butyl acrylate, 133 g of phenyltrimethoxysilane, 1.3 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 197 g of diethyl acrylamide, 3 g of acrylic acid, a reactive emulsifier (trade name “Adekaria soap SR-1025 "Asahi Denka Co., Ltd., 25% solid content aqueous solution) 13 g, ammonium persulfate 2 mass% aqueous solution 40 g, ion-exchanged water 1950 g mixed liquid, about 2 with the temperature in the reaction vessel maintained at 80 ℃ It was dripped simultaneously over time. Further, stirring was continued for about 2 hours in a state where the temperature in the reaction vessel was 80 ° C., then cooled to room temperature, filtered through a 100-mesh wire mesh, and the solid content was adjusted to 10.0% by mass with ion-exchanged water. A polymer emulsion particle (B2-1) aqueous dispersion having a number average particle diameter of 100 nm was obtained.

[調整例2]
重合体エマルジョン粒子(B2−2)水分散体の合成
還流冷却器、滴下槽、温度計および撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1750g、ドデシルベンゼンスルホン酸4gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、ジメチルジメトキシシラン185g、フェニルトリメトキシシラン117gの混合液を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次にアクリル酸ブチル86g、フェニルトリメトキシシラン133g、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン13gの混合液とジエチルアクリルアミド197g、アクリル酸3g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化(株)製、固形分25%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、イオン交換水1950gの混合液を、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を10.0質量%に調整し、数平均粒子径180nmの重合体エマルジョン粒子(B2−2)水分散体を得た。
[Adjustment Example 2]
Synthesis of Polymer Emulsion Particle (B2-2) Aqueous Dispersion Into a reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer and a stirrer, 1750 g of ion-exchanged water and 4 g of dodecylbenzenesulfonic acid were added and then stirred. The temperature was warmed to 80 ° C. To this, a mixture of 185 g of dimethyldimethoxysilane and 117 g of phenyltrimethoxysilane was dropped over about 2 hours while maintaining the temperature in the reaction vessel at 80 ° C., and then the temperature in the reaction vessel was 80 ° C. And stirring was continued for about 1 hour. Next, a mixed solution of 86 g of butyl acrylate, 133 g of phenyltrimethoxysilane, 13 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 197 g of diethylacrylamide, 3 g of acrylic acid, a reactive emulsifier (trade name “ADEKA rear soap SR-1025”, Asahi A mixture of 13 g of Denka Co., Ltd. (25% solid content aqueous solution), 40 g of 2 mass% aqueous solution of ammonium persulfate and 1950 g of ion-exchanged water was kept for about 2 hours while maintaining the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. It was dripped simultaneously. Further, stirring was continued for about 2 hours in a state where the temperature in the reaction vessel was 80 ° C., then cooled to room temperature, filtered through a 100-mesh wire mesh, and the solid content was adjusted to 10.0% by mass with ion-exchanged water. A polymer emulsion particle (B2-2) aqueous dispersion having a number average particle diameter of 180 nm was obtained.

[実施例1]
調整例1で合成した重合体エマルジョン粒子(B2−1)水分散体100gに、数平均粒子径12nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスO」、日産化学工業(株)製、固形分20%)5g、数平均粒子径10nmのシリカ被覆酸化チタンヒドロゾル(商品名「MPT−422」、石原産業(株)製、固形分20%)5gを混合、攪拌する事により水系汚染防止用組成物(E−1)を得た。
10cm×10cmのポリ塩化ビニルフィルム及びポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ社製、ルミラーQ100D)に上記水系汚染防止用組成物(E−1)を膜厚が2μmとなるようにバーコートした後、室温で1週間乾燥する事により塗装物(F−1)を得た。その評価結果を表1に示した。
[Example 1]
To 100 g of the polymer emulsion particles (B2-1) aqueous dispersion synthesized in Preparation Example 1, a water-dispersed colloidal silica having a number average particle size of 12 nm (trade name “Snowtex O”, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., solid content) 20 g) 5 g, silica coated titanium oxide hydrosol (trade name “MPT-422”, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd., solid content 20%) 5 g with a number average particle size of 10 nm is mixed and stirred to prevent water pollution. A composition (E-1) was obtained.
After bar coating the composition for water-based contamination prevention (E-1) to a film thickness of 2 μm on a 10 cm × 10 cm polyvinyl chloride film and a polyethylene terephthalate film (Lumirror Q100D, manufactured by Toray Industries, Inc.) A coated product (F-1) was obtained by drying for a week. The evaluation results are shown in Table 1.

[実施例2]
調整例2で合成した重合体エマルジョン粒子(B2−2)水分散体100gに、数平均粒子径12nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスO」、日産化学工業(株)製、固形分20%)5g、数平均粒子径10nmのシリカ被覆酸化チタンヒドロゾル(商品名「MPT−422」、石原産業(株)製、固形分20%)5gを混合、攪拌する事により水系汚染防止用組成物(E−2)を得た。
10cm×10cmのポリ塩化ビニルフィルム及びポリ塩化ビニルフィルム及びポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ社製、ルミラーQ100D)に上記水系汚染防止用組成物(E−2)を膜厚が2μmとなるようにバーコートした後、室温で1週間乾燥する事により、塗装物(F−2)を得た。その評価結果を表1に示した。
[Example 2]
To 100 g of the polymer emulsion particles (B2-2) aqueous dispersion synthesized in Preparation Example 2, water-dispersed colloidal silica having a number average particle size of 12 nm (trade name “Snowtex O”, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., solid content 20 g) 5 g, silica coated titanium oxide hydrosol (trade name “MPT-422”, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd., solid content 20%) 5 g with a number average particle size of 10 nm is mixed and stirred to prevent water pollution. A composition (E-2) was obtained.
A 10 cm × 10 cm polyvinyl chloride film, a polyvinyl chloride film, and a polyethylene terephthalate film (Lumirror Q100D, manufactured by Toray Industries, Inc.) were bar-coated with the composition for preventing water pollution (E-2) so as to have a film thickness of 2 μm. Thereafter, the coated product (F-2) was obtained by drying at room temperature for 1 week. The evaluation results are shown in Table 1.

[実施例3]
調整例2で合成した重合体エマルジョン粒子(B2−2)水分散体100gに、数平均粒子径12nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスO」、日産化学工業(株)製、固形分20%)5gを混合する事により水系汚染防止用組成物(E−3)を得た。
10cm×10cmのポリ塩化ビニルフィルム及びポリ塩化ビニルフィルム及びポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ社製、ルミラーQ100D)に上記水系汚染防止用組成物(E−3)を膜厚が2μmとなるようにバーコートした後、室温で1週間乾燥する事により塗装物(F−3)を得た。その評価結果を表1に示した。
[実施例4]
実施例1で調整した水系汚染防止用組成物(E−1)を10cm×10cmのメタクリル樹脂板(旭化成ケミカルズ株式会社製、デラグラスK)に膜厚が2μmとなるようにバーコートした後、室温で1週間乾燥する事により塗装物(F−6)を得た。その評価結果を表1に示した。
[Example 3]
To 100 g of the polymer emulsion particles (B2-2) aqueous dispersion synthesized in Preparation Example 2, water-dispersed colloidal silica having a number average particle size of 12 nm (trade name “Snowtex O”, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., solid content 20%) By mixing 5 g, an aqueous pollution control composition (E-3) was obtained.
A 10 cm × 10 cm polyvinyl chloride film, a polyvinyl chloride film, and a polyethylene terephthalate film (Lumirror Q100D, manufactured by Toray Industries, Inc.) were bar-coated with the composition for preventing water-based contamination (E-3) to a thickness of 2 μm. Thereafter, the coated product (F-3) was obtained by drying at room temperature for 1 week. The evaluation results are shown in Table 1.
[Example 4]
After bar coating the 10 cm × 10 cm methacrylic resin plate (Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd., Delaglass K) with the aqueous pollution control composition (E-1) prepared in Example 1, room temperature was applied. Was dried for 1 week to obtain a coated product (F-6). The evaluation results are shown in Table 1.

[比較例1]
調整例1で合成した重合体エマルジョン粒子(B2−1)水分散体100gに、数平均粒子径10nmのシリカ被覆酸化チタンヒドロゾル(商品名「MPT−422」、石原産業(株)製、固形分20%)5gを攪拌する事により水系汚染防止用組成物(E−4)を得た。
10cm×10cmのポリ塩化ビニルフィルムに上記水系汚染防止用組成物(E−4)を膜厚が2μmとなるようにバーコートした後、室温で1週間乾燥する事により塗装物(F−4)を得た。その評価結果を表1に示した。
[Comparative Example 1]
To 100 g of the polymer emulsion particles (B2-1) aqueous dispersion synthesized in Preparation Example 1, a silica-coated titanium oxide hydrosol having a number average particle diameter of 10 nm (trade name “MPT-422”, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd., solid The composition (E-4) for preventing water pollution was obtained by stirring 5 g).
After coating the above water-based antifouling composition (E-4) to a film thickness of 2 μm on a 10 cm × 10 cm polyvinyl chloride film, it is dried at room temperature for 1 week to give a coated product (F-4) Got. The evaluation results are shown in Table 1.

[比較例2]
10cm×10cmのポリ塩化ビニルフィルムに参考例1で合成した重合体エマルジョン粒子(B2−1)水分散体を膜厚が2μmとなるようにバーコートした後、室温で1週間乾燥する事により塗装物(F−5)を得た。その評価結果を表1に示した。
[Comparative Example 2]
After coating the polymer emulsion particle (B2-1) aqueous dispersion synthesized in Reference Example 1 on a 10 cm × 10 cm polyvinyl chloride film so that the film thickness becomes 2 μm, it is coated by drying at room temperature for 1 week. A product (F-5) was obtained. The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 0005137352
Figure 0005137352

本発明によって提供される、耐候性、耐水性、光学特性に優れ、長期間にわたり耐汚染性を発現する塗装物は、マーキングフィルム、面発光板などの看板、遮音壁、ディスプレイなどの屋外表示用途として有用である。   The coated material provided by the present invention, which has excellent weather resistance, water resistance, optical properties and develops stain resistance over a long period of time, is used for outdoor display applications such as marking films, signboards such as surface light emitting plates, sound insulation walls, and displays. Useful.

Claims (11)

シリカ(A)と水系バインダー(B1)を含む水系汚染防止用組成物であって、
該水系バインダー(B1)が、水及び乳化剤の存在下に3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを含む下記式(1)で表される化合物(b1)とN−メチルアクリルアミド、N−メチルメタアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−エチルメタアクリルアミド、N−メチル−N−エチルアクリルアミド、N−メチル−N−エチルメタクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−n−プロピルアクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、N−n−プロピルメタクリルアミド、N−メチル−N−n−プロピルアクリルアミド、N−メチル−N−イソプロピルアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルアセトアミド、N−メタクリロイルモルホリンから選択される1種以上の2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)とこれと共重合可能な他のビニル単量体(b2’)を重合して得られる、数平均粒子径10〜800nmの重合体エマルジョン粒子(B2)を含有することを特徴とする水系汚染防止用組成物。
MR x-n (1)
(式中、Mは金属原子を表す。Rは、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、及び置換されていないか或いは炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数1〜20のアルコキシ基、又はハロゲン原子で置換されている炭素数6〜20のアリール基から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基を表す。Wは、炭素数1〜20のアルコキシ基、水酸基、炭素数1〜20のアセトキシ基、ハロゲン原子、水素原子、炭素数1〜20のオキシム基、エノキシ基、アミノキシ基、アミド基から選ばれた少なくとも1種の基を表す。xは金属原子Mの原子価、nは1以上x以下の整数を示す。)
An aqueous contamination-preventing composition comprising silica (A) and an aqueous binder (B1),
The water-based binder (B1) is a compound (b1) represented by the following formula (1) containing 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane in the presence of water and an emulsifier, N-methylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N-methyl-N-ethylacrylamide, N-methyl-N-ethylmethacryl Amide, N-isopropylacrylamide, Nn-propylacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, Nn-propylmethacrylamide, N-methyl-Nn-propylacrylamide, N-methyl-N-isopropylacrylamide, N- Vinyl pyrrolide , N- vinylcaprolactam, N- vinylacetamide, N- methacrylonitrile vinyl monomer having one or more secondary and / or tertiary amide group selected from acryloyl morpholine (b2) and copolymerizable therewith other An aqueous contamination-preventing composition comprising polymer emulsion particles (B2) having a number average particle size of 10 to 800 nm obtained by polymerizing a vinyl monomer (b2 ′).
MR n W xn (1)
(In the formula, M represents a metal atom. R represents a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, and an unsubstituted or carbon atom. It represents at least one hydrocarbon group selected from an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms substituted with a halogen atom, and W is carbon. At least one selected from an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, an acetoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a halogen atom, a hydrogen atom, an oxime group having 1 to 20 carbon atoms, an enoxy group, an aminoxy group, and an amide group Represents a group, x represents the valence of the metal atom M, and n represents an integer of 1 to x.
組成物更に光触媒活性を有する金属酸化物から選ばれる少なくとも1種の金属酸化物を有することを特徴とする請求項1記載の水系汚染防止用組成物。 Said composition further claim 1 aqueous antifouling composition, wherein the at least one metal oxide selected from metal oxides having photocatalytic activity. 該重合体エマルジョン粒子(B2)が、コア/シェル構造であることを特徴とする請求項1又は2に記載の水系汚染防止用組成物。   The composition for preventing water pollution according to claim 1 or 2, wherein the polymer emulsion particles (B2) have a core / shell structure. シリカ(A)の数平均粒子径が1〜400nmであることを特徴とする請求項1〜3
のいずれか一項に記載の水系汚染防止用組成物。
The number average particle size of the silica (A) is 1 to 400 nm.
The composition for water system contamination prevention as described in any one of these.
基材の片面に請求項1〜4のいずれか一項に記載の水系汚染防止用組成物形成した汚染防止層を有することを特徴とする塗装物。   A coated article comprising a contamination prevention layer formed with the composition for preventing aqueous contamination according to any one of claims 1 to 4 on one side of a substrate. 該塗装物表面の23℃の接触角が60度以下であることを特徴とする請求項5に記載の塗装物。   The coated object according to claim 5, wherein a contact angle at 23 ° C. of the surface of the coated object is 60 degrees or less. 該基材がアクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂からなる群の中から選ばれる樹脂であることを特徴とする請求項5又は6に記載の塗装物。   The base material is a resin selected from the group consisting of an acrylic resin, a methacrylic resin, a polyester resin, a polyolefin resin, a polystyrene resin, a polyamide resin, and a polyvinyl chloride resin. Painted material. 該塗装物が屋外表示用途であることを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の塗装物。   The coated object according to any one of claims 5 to 7, wherein the painted object is used for outdoor display. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の水系汚染防止用組成物により形成した汚染防止層を有することを特徴とするマーキングフィルム。   A marking film comprising a contamination prevention layer formed from the aqueous contamination prevention composition according to any one of claims 1 to 4. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の水系汚染防止用組成物により形成した汚染防止層を有することを特徴とする看板。   A signboard comprising a contamination prevention layer formed by the water-based contamination prevention composition according to any one of claims 1 to 4. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の水系汚染防止用組成物により形成した汚染防止層を有することを特徴とする遮音壁。   A sound insulation wall comprising a contamination prevention layer formed by the water-based contamination prevention composition according to any one of claims 1 to 4.
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