JP5379355B2 - Water-based coating material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐ブロッキング性、耐凍害性、平滑性、耐水性及び耐候性に優れた塗膜を形成する水性被覆材、及び該水性被覆材の製造方法に関する。 The present invention relates to an aqueous coating material that forms a coating film excellent in blocking resistance, frost damage resistance, smoothness, water resistance and weather resistance, and a method for producing the aqueous coating material.
従来、建築物、土木構造物に使用する塗料分野では、揮発性有機化合物(以下、VOCという。)を溶媒とする溶剤系塗料が用いられていた。しかし、塗装作業者や周辺住民の健康及び環境保護が考慮され、VOCを溶媒とする溶剤系塗料から、水を分散媒とする水性塗料(水性被覆材)への変換が図られている。 Conventionally, in the field of paints used for buildings and civil engineering structures, solvent-based paints using volatile organic compounds (hereinafter referred to as VOCs) as solvents have been used. However, considering the health and environmental protection of painters and residents in the vicinity, conversion from a solvent-based paint using VOC as a solvent to an aqueous paint (water-based coating material) using water as a dispersion medium is being attempted.
しかし、代表的な水性塗料である水性エマルション塗料に用いられるエマルション樹脂は、固有の最低造膜温度(以下、MFTとする。)を持っており、塗膜を形成するためにMFT以下の温度で造膜を行う場合には、造膜助剤としてVOCの添加が必要であった。 However, the emulsion resin used in the water-based emulsion paint, which is a typical water-based paint, has an inherent minimum film-forming temperature (hereinafter referred to as MFT), and at a temperature below the MFT in order to form a coating film. When forming a film, it was necessary to add VOC as a film forming aid.
また、塗板を積み重ねた際に発生しやすいブロッキングを防止するためには、バインダーとして高硬度の樹脂を使用する必要がある。しかし、高硬度の樹脂を使用した被覆材の塗膜は耐凍害性が低く、またMFTも高いことから、造膜助剤を多量に配合する必要がある。従って、水性エマルション塗料であっても相当量のVOCが含まれており、塗装後の乾燥が不十分な場合には、残存するVOCにより塗膜の耐ブロッキング性や耐水性が悪くなる。そこで、耐ブロッキング性及び耐凍害性を有し、且つ、耐水性及び耐候性の良好な塗膜を形成する水性被覆材について検討がなされている。 Moreover, in order to prevent the blocking which is easy to generate | occur | produce when a coating plate is accumulated, it is necessary to use high-hardness resin as a binder. However, since the coating film of the coating material using a high-hardness resin has low frost resistance and high MFT, it is necessary to add a film-forming aid in a large amount. Therefore, even if it is a water-based emulsion paint, a considerable amount of VOC is contained, and when drying after coating is insufficient, the remaining VOC deteriorates the blocking resistance and water resistance of the coating film. Then, the water-based coating material which has a blocking resistance and a frost damage resistance, and forms the coating film with favorable water resistance and a weather resistance is examined.
例えば、耐ブロッキング性、低温安定性及び低温造膜性に優れた塗膜を形成する樹脂組成物として、コア/シェル構造を有し、ポリエチレングリコール鎖又はポリプロピレングリコール鎖を含むエチレン性不飽和単量体の共重合体をシェル層とした樹脂組成物が開示されている(特許文献1)。しかし、樹脂中へのポリエチレングリコール鎖又はポリプロピレングリコール鎖の導入は、特に外装用途に用いる場合に、塗膜の耐水性及び耐候性が低下するという問題がある。 For example, as a resin composition for forming a coating film excellent in blocking resistance, low-temperature stability and low-temperature film-forming property, an ethylenically unsaturated monomer having a core / shell structure and containing a polyethylene glycol chain or a polypropylene glycol chain A resin composition having a shell copolymer as a shell layer is disclosed (Patent Document 1). However, the introduction of a polyethylene glycol chain or polypropylene glycol chain into the resin has a problem that the water resistance and weather resistance of the coating film are lowered, particularly when used for exterior applications.
また、耐ブロッキング性、耐水性、平滑性及び耐候性に優れた塗膜を形成する樹脂として、コア/シェル構造を有し、カルボニル基を有するエチレン性不飽和単量体の共重合体をシェル層とし、且つ、分子内にヒドラジド基を2個以上有する化合物を含有させたものを使用した樹脂組成物が開示されている(特許文献2)。しかし、塗膜の親水性が高いため、外装用途に用いた場合に、塗膜の耐水性及び耐候性が低下するという問題がある。 In addition, as a resin for forming a coating film excellent in blocking resistance, water resistance, smoothness and weather resistance, a copolymer of an ethylenically unsaturated monomer having a core / shell structure and having a carbonyl group is used as a shell. A resin composition using a layer and containing a compound having two or more hydrazide groups in the molecule is disclosed (Patent Document 2). However, since the hydrophilicity of the coating film is high, there is a problem that the water resistance and weather resistance of the coating film decrease when used for exterior applications.
また、耐水性、耐ブロッキング性及び耐凍害性に優れた塗膜を形成する樹脂組成物として、コア/シェル構造を有し、Si含有モノマーの共重合体を使用した樹脂複合体が開示されている(特許文献3)。しかし、ガラス転移温度(以下、Tgという。)の高いコア層の含有率が10〜35質量%と少なく、また低MFT化のためにシェル層のTgを0℃以下にしているため、塗膜の耐ブロッキング性が充分でない。 Further, as a resin composition for forming a coating film excellent in water resistance, blocking resistance and frost damage resistance, a resin composite having a core / shell structure and using a copolymer of Si-containing monomers is disclosed. (Patent Document 3). However, since the content of the core layer having a high glass transition temperature (hereinafter referred to as Tg) is as low as 10 to 35% by mass, and the Tg of the shell layer is set to 0 ° C. or less for low MFT, the coating film The blocking resistance is not sufficient.
また、特許文献4には、成膜性、耐ブロッキング性、塗膜硬度及び塗膜強度に優れた塗膜を形成する樹脂組成物として、コア/シェル構造を有する樹脂組成物が開示されている。しかし、特許文献3の技術と同様、Tgの高いコア層の含有率が10〜30質量%と少ないため、塗膜の耐ブロッキング性が充分でない。 Patent Document 4 discloses a resin composition having a core / shell structure as a resin composition that forms a coating film excellent in film formability, blocking resistance, coating film hardness, and coating film strength. . However, like the technique of Patent Document 3, the content of the core layer having a high Tg is as low as 10 to 30% by mass, so that the blocking resistance of the coating film is not sufficient.
特許文献5には、耐候性、耐水性、柔軟性に優れた塗膜を形成する樹脂組成物として、コア/シェル構造を有するアクリルグラフトシリコーン樹脂複合体が開示されている。しかし、コア層のTgが−60〜20℃と低いため、塗膜の耐ブロッキング性が低い。 Patent Document 5 discloses an acrylic graft silicone resin composite having a core / shell structure as a resin composition that forms a coating film excellent in weather resistance, water resistance, and flexibility. However, since the Tg of the core layer is as low as −60 to 20 ° C., the blocking resistance of the coating film is low.
以上のように、従来の水性塗料は塗膜の耐ブロッキング性、耐凍害性、耐水性及び耐候性を十分に満足するものではない。また、塗料には塗膜の平滑性も非常に重要である。そのため、これら特性を同時に満足する塗膜が形成できる水性被覆材の開発が強く求められている。
本発明では、耐ブロッキング性、耐凍害性、平滑性、耐水性及び耐候性に優れた塗膜を形成する水性被覆材を提供する。 In this invention, the water-based coating material which forms the coating film excellent in blocking resistance, frost damage resistance, smoothness, water resistance, and a weather resistance is provided.
本発明では、ポリオルガノシロキサン重合体(A)を含む水性分散液中で、エチレン性不飽和単量体(b)を1段以上で乳化重合して重合体(B)を形成し、その後に、エチレン性不飽和単量体(c)を加え、乳化重合して重合体(C)を形成し、これにより得られるエマルション粒子を含有する水性被覆材であって、エチレン性不飽和単量体(b)は、溶解性パラメータ(SP値)が20〜30(J/cm3)1/2のエチレン性不飽和単量体(d)を75〜100質量%含んでおり、該エチレン性不飽和単量体(d)としてエチレン性不飽和単量体(b)に含まれているメチルメタクリレートは、乳化重合に使用するエチレン性不飽和単量体(b)とエチレン性不飽和単量体(c)との合計質量を基準として、30質量%以上であり、エチレン性不飽和単量体(c)は、溶解性パラメータ(SP値)が20(J/cm 3 ) 1/2 未満のエチレン性不飽和単量体(e)を含み、エチレン性不飽和単量体(c)に含有されるエチレン性不飽和単量体(e)の質量割合は65〜100質量%であることを特徴とする水性被覆材を提供する。 In the present invention, an ethylenically unsaturated monomer (b) is emulsion-polymerized in one or more stages in an aqueous dispersion containing the polyorganosiloxane polymer (A) to form a polymer (B), and then , An aqueous coating material containing emulsion particles obtained by adding an ethylenically unsaturated monomer (c) and emulsion polymerization to form a polymer (C), wherein the ethylenically unsaturated monomer (B) contains 75 to 100% by mass of an ethylenically unsaturated monomer (d) having a solubility parameter (SP value) of 20 to 30 (J / cm 3 ) 1/2 , The methyl methacrylate contained in the ethylenically unsaturated monomer (b) as the saturated monomer (d) is composed of the ethylenically unsaturated monomer (b) and the ethylenically unsaturated monomer used for emulsion polymerization. relative to the combined weight of the (c), Ri der least 30 mass%, Ethylenic unsaturated monomer (c) is a solubility parameter (SP value) comprises 20 (J / cm 3) 1/2 than the ethylenically unsaturated monomer (e), ethylenically unsaturated monomer mass ratio of ethylenically unsaturated monomer contained in the dimer (c) (e) to provide an aqueous coating material, wherein 65 to 100% by mass Rukoto.
また、本発明では、ポリオルガノシロキサン重合体(A)及びエチレン性不飽和単量体(b)の重合体(B)を含有する層の外側に、エチレン性不飽和単量体(c)の重合体(C)を備えた、多層構造のエマルション粒子を含有する水性被覆材であって、重合体(B)は、溶解性パラメータ(SP値)が20〜30(J/cm3)1/2のエチレン性不飽和単量体(d)の重合単位を75〜100質量%含んでおり、該エチレン性不飽和単量体(d)として重合体(B)に含まれるメチルメタクリレートの重合単位は、重合体(B)及び重合体(C)の重合単位である、エチレン性不飽和単量体(b)とエチレン性不飽和単量体(c)との合計質量に対して、30質量%以上であり、エチレン性不飽和単量体(c)の重合単位は、溶解性パラメータ(SP値)が20(J/cm 3 ) 1/2 未満のエチレン性不飽和単量体(e)の重合単位を含み、エチレン性不飽和単量体(c)の重合単位に含有されるエチレン性不飽和単量体(e)の重合単位の質量割合は65〜100質量%であることを特徴とする水性被覆材を提供する。 In the present invention, the ethylenically unsaturated monomer (c) is outside the layer containing the polyorganosiloxane polymer (A) and the polymer (B) of the ethylenically unsaturated monomer (b). An aqueous coating material containing emulsion particles having a multilayer structure and comprising a polymer (C), wherein the polymer (B) has a solubility parameter (SP value) of 20 to 30 (J / cm 3 ) 1 / 2 to 75% by mass of polymerized units of ethylenically unsaturated monomer (d), and the polymerized unit of methyl methacrylate contained in polymer (B) as said ethylenically unsaturated monomer (d) Is 30 mass with respect to the total mass of the ethylenically unsaturated monomer (b) and the ethylenically unsaturated monomer (c), which are polymer units of the polymer (B) and the polymer (C). der least% is, polymerized units of an ethylenically unsaturated monomer (c) is soluble Pas Comprises polymerized units of meter (SP value) of 20 (J / cm 3) 1/2 than the ethylenically unsaturated monomer (e), is contained in the polymerized units of ethylenically unsaturated monomer (c) that the mass ratio of polymerized units of ethylenically unsaturated monomer (e) is to provide an aqueous coating material, wherein 65 to 100% by mass Rukoto.
本発明によれば、耐ブロッキング性、耐凍害性、平滑性、耐水性及び耐候性に優れた塗膜を形成する水性被覆材が提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the aqueous coating material which forms the coating film excellent in blocking resistance, frost damage resistance, smoothness, water resistance, and a weather resistance can be provided.
以下、本発明の水性被覆材について詳細に説明する。
本発明の水性被覆材は、ポリオルガノシロキサン重合体(A)を含む水性分散液中で、エチレン性不飽和単量体(b)を1段以上で乳化重合して重合体(B)を形成し、その後に、エチレン性不飽和単量体(c)を加え、乳化重合しての重合体(C)を形成し、それにより得られる多層構造のエマルション粒子を含有する。
Hereinafter, the aqueous coating material of the present invention will be described in detail.
The aqueous coating material of the present invention forms a polymer (B) by emulsion polymerization of the ethylenically unsaturated monomer (b) in one or more stages in an aqueous dispersion containing the polyorganosiloxane polymer (A). Thereafter, the ethylenically unsaturated monomer (c) is added to form a polymer (C) by emulsion polymerization, and the emulsion particles having a multilayer structure obtained thereby are contained.
[ポリオルガノシロキサン重合体(A)]
ポリオルガノシロキサン重合体(A)の原料としては、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等のジメチルジアルコキシシラン類や、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、テトラデカメチルシクロヘプタシロキサン、ジメチルサイクリックス(3〜7量体のジメチルシロキサン環状オリゴマーの混合物)等のジメチルシロキサン環状オリゴマー類や、ジメチルジクロロシラン等が挙げられる。得られる重合体(A)の熱安定性等の性能やコストを考慮すると、ジメチルシロキサン環状オリゴマー類を用いるのが好ましい。
[Polyorganosiloxane polymer (A)]
Examples of the raw material for the polyorganosiloxane polymer (A) include dimethyldialkoxysilanes such as dimethyldimethoxysilane and dimethyldiethoxysilane, hexamethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, Examples thereof include dimethylsiloxane cyclic oligomers such as dodecamethylcyclohexasiloxane, tetradecamethylcycloheptasiloxane, and dimethyl cyclic (a mixture of 3 to 7-mer dimethylsiloxane cyclic oligomers), dimethyldichlorosilane, and the like. In consideration of performance and cost such as thermal stability of the resulting polymer (A), it is preferable to use dimethylsiloxane cyclic oligomers.
また、塗膜の高度な透明性、耐ブロッキング性、耐凍害性、耐水性、耐候性、耐汚染性が発現できるため、グラフト交叉点を有するポリオルガノシロキサン重合体(A)であるのが好ましい。
この場合に重合反応に用いるケイ素含有グラフト交叉剤としては、例えば、分子中に1個以上の加水分解性シリル基、及び1個以上のビニル重合性官能基またはメルカプト基を含有する化合物が挙げられる。加水分解性シリル基としては、重合反応性、取り扱いの容易さ、コスト等の観点から、アルコキシシリル基であるのが好ましい。
Further, since the coating film can exhibit high transparency, blocking resistance, frost damage resistance, water resistance, weather resistance, and stain resistance, it is preferably a polyorganosiloxane polymer (A) having a graft crossing point. .
Examples of the silicon-containing graft crossing agent used in the polymerization reaction in this case include compounds containing one or more hydrolyzable silyl groups and one or more vinyl polymerizable functional groups or mercapto groups in the molecule. . The hydrolyzable silyl group is preferably an alkoxysilyl group from the viewpoints of polymerization reactivity, ease of handling, cost, and the like.
ケイ素含有グラフト交叉剤の具体例としては、例えば、ビニルシラン類、アクリロイルオキシアルキルシラン類、メタクリロイルオキシアルキルシラン類、メルカプトアルキルシラン類等が挙げられる。
ビニルシラン類としては、例えば、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジクロロシラン、ビニルトリクロロシラン等が挙げられる。
アクリロイルオキシアルキルシラン類としては、例えば、γ−アクリロイルオキシエチルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシエチルトリエトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロイルオキシエチルメチルジクロロシラン、γ−アクリロイルオキシエチルトリクロロシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジクロロシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリクロロシラン等が挙げられる。
メタクリロイルオキシアルキルシラン類としては、例えば、γ−メタクリロイルオキシエチルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシエチルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシエチルメチルジクロロシラン、γ−メタクリロイルオキシエチルトリクロロシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジクロロシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリクロロシラン等が挙げられる。
メルカプトアルキルシラン類としては、例えば、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
なかでも、ビニル重合反応性、塗膜の耐汚染性、耐候性、耐水性の観点から、アクリロイルオキシアルキルシラン類、メタクリロイルオキシアルキルシラン類、メルカプトアルキルシラン類がより好ましい。これらは必要に応じて1種を単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
Specific examples of the silicon-containing graft crossing agent include vinyl silanes, acryloyloxyalkyl silanes, methacryloyloxyalkyl silanes, mercaptoalkyl silanes, and the like.
Examples of vinyl silanes include vinyl methyl dimethoxy silane, vinyl trimethoxy silane, vinyl triethoxy silane, vinyl methyl dichloro silane, vinyl trichloro silane, and the like.
Examples of acryloyloxyalkylsilanes include γ-acryloyloxyethylmethyldimethoxysilane, γ-acryloyloxyethyltrimethoxysilane, γ-acryloyloxyethyltriethoxysilane, γ-acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, and γ-acryloyloxy. Propyltrimethoxysilane, γ-acryloyloxypropyltriethoxysilane, γ-acryloyloxyethylmethyldichlorosilane, γ-acryloyloxyethyltrichlorosilane, γ-acryloyloxypropylmethyldichlorosilane, γ-acryloyloxypropyltrichlorosilane, etc. It is done.
Examples of methacryloyloxyalkylsilanes include γ-methacryloyloxyethylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloyloxyethyltrimethoxysilane, γ-methacryloyloxyethyltriethoxysilane, γ-methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, and γ-methacryloyloxy. Examples include propyltrimethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloyloxyethylmethyldichlorosilane, γ-methacryloyloxyethyltrichlorosilane, γ-methacryloyloxypropylmethyldichlorosilane, γ-methacryloyloxypropyltrichlorosilane, and the like. It is done.
Examples of mercaptoalkylsilanes include γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, and the like.
Of these, acryloyloxyalkylsilanes, methacryloyloxyalkylsilanes, and mercaptoalkylsilanes are more preferable from the viewpoints of vinyl polymerization reactivity, coating stain resistance, weather resistance, and water resistance. These may be used alone or in combination of two or more as required.
加えるケイ素含有グラフト交叉剤の量は、グラフト交叉点を有するポリオルガノシロキサン重合体(A)中のケイ素原子量を基準として、ケイ素含有グラフト交叉剤のケイ素原子量が0.2〜50モル%の範囲とするのが好ましい。0.2モル%以上であれば、塗膜の透明性が向上し、50モル%以下であれば、塗膜性能が向上する。また、0.5〜15モル%とするのがより好ましい。0.5モル%以上であれば、得られる塗膜の透明性がさらに良好となり、15モル%以下で乳化重合の際のラテックス安定性が良好になる。 The amount of the silicon-containing graft crossing agent to be added is based on the silicon atom weight in the polyorganosiloxane polymer (A) having a graft crossing point, and the silicon atom weight of the silicon-containing graft crossing agent is in the range of 0.2 to 50 mol%. It is preferable to do this. If it is 0.2 mol% or more, the transparency of the coating film is improved, and if it is 50 mol% or less, the coating film performance is improved. Moreover, it is more preferable to set it as 0.5-15 mol%. If it is 0.5 mol% or more, the transparency of the resulting coating film is further improved, and if it is 15 mol% or less, the latex stability during emulsion polymerization is improved.
ポリオルガノシロキサン重合体(A)の重量平均分子量は10000以上であるのが好ましい。重量平均分子量が10000以上であれば、得られる塗膜の耐久性が高くなる。重量平均分子量が50000以上であるのがより好ましい。
得られるエマルション粒子中のポリオルガノシロキサン重合体(A)の含有量は、重合体(B)及び重合体(C)を合わせた総質量を100質量部としたとき、0.2〜150質量部の範囲内であるのが好ましい。また、含有量が0.5〜100質量部であるのがより好ましい。ポリオルガノシロキサン重合体(A)の含有量が0.2質量部以上であれば、塗膜の耐候性、耐水性、耐凍害性、平滑性が高くなる。また、150質量部以下であれば、塗膜の硬度、強度、耐ブロッキング性、耐汚染性の低下を抑制できる。
The weight average molecular weight of the polyorganosiloxane polymer (A) is preferably 10,000 or more. When the weight average molecular weight is 10,000 or more, the durability of the obtained coating film is increased. The weight average molecular weight is more preferably 50000 or more.
The content of the polyorganosiloxane polymer (A) in the obtained emulsion particles is 0.2 to 150 parts by mass when the total mass of the polymer (B) and the polymer (C) is 100 parts by mass. It is preferable to be within the range. Moreover, it is more preferable that content is 0.5-100 mass parts. If content of a polyorganosiloxane polymer (A) is 0.2 mass part or more, the weather resistance of a coating film, water resistance, frost damage resistance, and smoothness will become high. Moreover, if it is 150 mass parts or less, the fall of the hardness of a coating film, intensity | strength, blocking resistance, and stain resistance can be suppressed.
[重合体(B)]
重合体(B)は、ポリオルガノシロキサン重合体(A)を含む水分散体の存在下でエチレン性不飽和単量体(b)(以下、単量体(b)とする。)を1段以上で乳化重合することにより得られる。また、本発明の単量体(b)は、溶解性パラメータ(SP値)が20〜30(J/cm3)1/2のエチレン性不飽和単量体(単量体(b)中に含まれるものを特にエチレン性不飽和単量体(d)とし、以下、単量体(d)とする。)を75〜100質量%含有することを特徴とする。
ここで、SP値とは、[数1]で表されるFedorsの式(R.F.Fedors,Polym.Eng.Sci.,14,(2),1974)により求めた値をいう。
[Polymer (B)]
In the polymer (B), the ethylenically unsaturated monomer (b) (hereinafter referred to as monomer (b)) is one-stage in the presence of an aqueous dispersion containing the polyorganosiloxane polymer (A). This is obtained by emulsion polymerization. In addition, the monomer (b) of the present invention has an ethylenically unsaturated monomer (monomer (b) having a solubility parameter (SP value) of 20 to 30 (J / cm 3 ) 1/2. What is contained is particularly ethylenically unsaturated monomer (d), hereinafter referred to as monomer (d)), and is characterized by containing 75 to 100% by mass.
Here, the SP value refers to a value obtained by the Fedors equation (R. F. Fedors, Polym. Eng. Sci., 14, (2), 1974) represented by [Equation 1].
[数1]において、δj(J/cm3)1/2は単量体(j)のSP値、△E(J/mol)は単量体(j)の凝集エネルギー密度、V(cm3/mol)は単量体(j)のモル体積、△ei(J/mol)は原子又は原子団(i)の蒸発エネルギー、△vi(cm3/mol)は原子又は原子団(i)のモル体積を示す。 In [Equation 1], δ j (J / cm 3 ) 1/2 is the SP value of monomer (j), ΔE (J / mol) is the cohesive energy density of monomer (j), and V (cm 3 / mol) is the molar volume of the monomer (j), Δe i (J / mol) is the evaporation energy of the atom or atomic group (i), and Δv i (cm 3 / mol) is the atomic or atomic group ( The molar volume of i) is indicated.
重合体(B)は、SP値が20〜30(J/cm3)1/2の単量体(d)を75〜100質量%含む単量体(b)を1段以上で乳化重合することにより得られ、単量体(b)中の単量体(d)の割合が80〜100質量%であるのが好ましい。単量体(d)が75質量%以上であれば、ポリオルガノシロキサン重合体(A)に対する単量体(b)の含浸性が向上し、ポリオルガノシロキサン重合体(A)と重合体(B)との相溶性が高くなる。したがって、疎水性の高いポリオルガノシロキサンにより重合体(B)を疎水化でき、高いSP値に起因する耐水性、耐候性の低下を抑制できる。
また、単量体(d)が75質量%以上であれば、重合体(B)と重合体(C)との相溶化が抑制でき、エマルション粒子のそれぞれの重合体の層における機能分化が可能となる。また、重合体(B)を高いTgにする場合に、塗膜の耐凍害性を低下させることなく耐ブロッキンッグ性を向上させられる。
The polymer (B) emulsion-polymerizes the monomer (b) containing 75 to 100% by mass of the monomer (d) having an SP value of 20 to 30 (J / cm 3 ) 1/2 in one or more stages. It is preferable that the ratio of the monomer (d) in the monomer (b) is 80 to 100% by mass. If monomer (d) is 75 mass% or more, the impregnation property of monomer (b) with respect to polyorganosiloxane polymer (A) will improve, and polyorganosiloxane polymer (A) and polymer (B) ). Therefore, the polymer (B) can be hydrophobized by polyorganosiloxane having high hydrophobicity, and the decrease in water resistance and weather resistance due to the high SP value can be suppressed.
Further, when the monomer (d) is 75% by mass or more, the compatibilization of the polymer (B) and the polymer (C) can be suppressed, and the functional differentiation in the respective polymer layers of the emulsion particles is possible. It becomes. Moreover, when making a polymer (B) high Tg, blocking resistance can be improved, without reducing the freezing damage resistance of a coating film.
単量体(d)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、シクロへキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェニルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピル(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、メトキシエチルアクリレート、メタクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート、ダイアセトンアクリルアミド、スチレン等のSP値が20〜25のエチレン性不飽和単量体が挙げられる。また、2−ヒドロキシエチルアクリレート、アクリル酸、イタコン酸、アクリロニトリル等のSP値が25を超えるエチレン性不飽和単量体が挙げられる。
塗膜の耐水性、耐候性の点からは、SP値が20〜25のエチレン性不飽和単量体を使用することが好ましい。
Examples of the monomer (d) include methyl (meth) acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate, phenyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4 -Ethylenically unsaturated monomers having an SP value of 20 to 25, such as hydroxybutyl (meth) acrylate, methoxyethyl acrylate, methacrylic acid, glycidyl (meth) acrylate, diacetone acrylamide, and styrene. Moreover, the ethylenically unsaturated monomer whose SP value exceeds 25, such as 2-hydroxyethyl acrylate, acrylic acid, itaconic acid, acrylonitrile, etc. is mentioned.
From the viewpoint of water resistance and weather resistance of the coating film, it is preferable to use an ethylenically unsaturated monomer having an SP value of 20 to 25.
また、塗膜の耐ブロッキング性の面から、本発明の単量体(b)中に含有させる単量体(d)は、単量体(b)と単量体(c)とを合わせた、単量体の合計質量(以下、単に合計単量体量とする。)を基準として、30質量%以上をメチルメタクリレートとすることを特徴とする。また、33質量%以上をメチルメタクリレートとするのが好ましい。また、塗膜の耐凍害性の面から、65質量%以下でメチルメタクリレートを用いるのが好ましい。 Moreover, the monomer (d) contained in the monomer (b) of this invention combined the monomer (b) and the monomer (c) from the surface of the blocking resistance of a coating film. Based on the total mass of monomers (hereinafter simply referred to as total monomer amount), 30% by mass or more is methyl methacrylate. Moreover, it is preferable that 33 mass% or more is methyl methacrylate. Moreover, it is preferable to use methyl methacrylate at 65 mass% or less from the surface of the frost damage resistance of the coating film.
重合体(B)のTgは、50〜150℃であるのが好ましく、70〜110℃であるのがより好ましい。Tgが50℃以上であれば、塗膜の耐ブロッキング性が向上し、150℃以下であれば、塗膜の耐凍害性が向上する。
重合体(B)のTgを50〜150℃とするために、単量体(b)には、メチルメタクリレート以外に、イソボルニル(メタ)アクリレート、t−ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、(メタ)アクリル酸等のエチレン性不飽和単量体が使用できる。しかし、イソボルニル(メタ)アクリレート、t−ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート等のSP値が20(J/cm3)1/2以下のエチレン性不飽和単量体を使用する場合には、重合体(B)と重合体(C)の相溶化の抑制効果が小さくなることや、塗膜の耐凍害性の観点から、使用量を抑えることが好ましい。また、エチレン性不飽和単量体(d)の中でも、(メタ)アクリル酸等の親水性の高いエチレン性不飽和単量体を使用する場合には、重合工程での安定性や、塗膜の耐水性、耐候性の面から使用量を制限することが好ましい。
Tgとは、式(1)に示したFoxの式により求められる値である。
1/(273+Tg)=Σ(Wi/(273+Tgi))・・・(1)
ここで、Wiは単量体iの質量分率、Tgiは単量体iの単独重合体のTg(℃)を示す。
The Tg of the polymer (B) is preferably 50 to 150 ° C, and more preferably 70 to 110 ° C. If Tg is 50 ° C. or higher, the blocking resistance of the coating film is improved, and if it is 150 ° C. or lower, the frost damage resistance of the coating film is improved.
In order to set the Tg of the polymer (B) to 50 to 150 ° C., the monomer (b) includes, in addition to methyl methacrylate, isobornyl (meth) acrylate, t-butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, (meth) acrylic acid. An ethylenically unsaturated monomer such as can be used. However, when using an ethylenically unsaturated monomer having an SP value of 20 (J / cm 3 ) 1/2 or less, such as isobornyl (meth) acrylate, t-butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, etc., the polymer (B ) And the polymer (C) are preferably suppressed in use from the viewpoint of reducing the effect of suppressing the compatibilization of the polymer (C) and from the viewpoint of frost damage resistance of the coating film. In addition, among ethylenically unsaturated monomers (d), when a highly hydrophilic ethylenically unsaturated monomer such as (meth) acrylic acid is used, the stability in the polymerization process and the coating film From the viewpoint of water resistance and weather resistance, it is preferable to limit the amount used.
Tg is a value obtained by the Fox equation shown in Equation (1).
1 / (273 + Tg) = Σ (W i / (273 + Tg i )) (1)
Here, W i is the mass fraction of the monomer i, Tg i denotes the Tg (° C.) of a homopolymer of the monomer i.
Tgが50〜150℃である重合体(B)の、エマルション粒子中の含有量は、合計単量体量に対して30〜70質量%であるのが好ましく、35〜65質量%であるのがより好ましい。含有量が30質量%以上であれば、塗膜の耐ブロッキング性が高くなる。また、含有率が70質量%以下であれば、塗膜の耐凍害性が高くなる。 The content of the polymer (B) having a Tg of 50 to 150 ° C. in the emulsion particles is preferably 30 to 70% by mass with respect to the total monomer amount, and is 35 to 65% by mass. Is more preferable. If content is 30 mass% or more, the blocking resistance of a coating film will become high. Moreover, if content rate is 70 mass% or less, the frost damage resistance of a coating film will become high.
また、本発明の水性被覆材においては、以下に示すように、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、自己架橋性官能基含有エチレン性不飽和単量体、分子中に重合性不飽和二重結合を2個以上有するエチレン性不飽和単量体を単量体(b)中に含有させることで、より高度な塗料物性、塗膜物性を発現することができる。これらの単量体は必要に応じて2種以上を使用することができる。 Further, in the aqueous coating material of the present invention, as shown below, hydroxyalkyl (meth) acrylate, self-crosslinkable functional group-containing ethylenically unsaturated monomer, 2 polymerizable unsaturated double bonds in the molecule. By containing an ethylenically unsaturated monomer having at least one in the monomer (b), more advanced coating properties and coating properties can be expressed. These monomers can use 2 or more types as needed.
単量体(b)中にヒドロキシル(メタ)アクリレートを含有させることにより、水性被覆材を製造する際の配合安定性や、塗膜の耐汚染性、耐候性、耐水性、及び各種下地に対する密着性を向上させられる。単量体(b)中のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの質量割合は、0.1〜15質量%であるのが好ましく、0.5〜12質量%がより好ましい。単量体(b)中の質量割合が0.1質量%以上であれば効果が得られ、15質量%以下であれば塗膜の耐水性及び耐候性の低下が抑制できる。 By incorporating hydroxyl (meth) acrylate in the monomer (b), blending stability when producing an aqueous coating material, stain resistance of the coating film, weather resistance, water resistance, and adhesion to various substrates Can be improved. The mass proportion of the hydroxyalkyl (meth) acrylate in the monomer (b) is preferably from 0.1 to 15 mass%, more preferably from 0.5 to 12 mass%. An effect is acquired if the mass ratio in a monomer (b) is 0.1 mass% or more, and if it is 15 mass% or less, the fall of the water resistance of a coating film and a weather resistance can be suppressed.
単量体(b)中に自己架橋性官能基含有エチレン性不飽和単量体を含有させることにより、塗膜の耐ブロッキング性、耐汚染性、耐候性、耐水性、及び各種下地に対する密着性を向上させられる。自己架橋性官能基含有エチレン性不飽和単量体の含有量は、単量体(b)中に0.1〜15質量%であるのが好ましく、0.5〜12質量%がより好ましい。含有量が0.1質量%以上であれば効果が得られ、15質量%以下であれば、塗膜の耐水性及び耐候性の低下を抑制できる。
自己架橋性官能基含有エチレン性不飽和単量体とは、得られたエマルション粒子中に残存する自己架橋性官能基が、エマルション粒子が室温で分散液として保管されている間は化学的に安定であり、塗装時の乾燥、加熱又はその他の外的要因によって側鎖の官能基同士で反応して側鎖間に化学結合が形成する単量体をいう。
By containing a self-crosslinkable functional group-containing ethylenically unsaturated monomer in the monomer (b), the coating film has blocking resistance, stain resistance, weather resistance, water resistance, and adhesion to various substrates. Can be improved. The content of the self-crosslinkable functional group-containing ethylenically unsaturated monomer is preferably 0.1 to 15% by mass and more preferably 0.5 to 12% by mass in the monomer (b). An effect is acquired if content is 0.1 mass% or more, and if it is 15 mass% or less, the fall of the water resistance of a coating film and a weather resistance can be suppressed.
Self-crosslinkable functional group-containing ethylenically unsaturated monomer means that the self-crosslinkable functional group remaining in the obtained emulsion particles is chemically stable while the emulsion particles are stored as a dispersion at room temperature. A monomer in which chemical bonds are formed between the side chains by reacting with the functional groups of the side chains by drying, heating, or other external factors during coating.
自己架橋性官能基含有エチレン性不飽和単量体としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート等のオキシラン基含有エチレン性不飽和単量体、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のエチレン性不飽和アミドのアルキロール又はアルコキシアルキル化合物が挙げられる。これらは必要に応じて2種以上を選択して使用してもよい。 Examples of the self-crosslinkable functional group-containing ethylenically unsaturated monomer include oxirane group-containing ethylenically unsaturated monomers such as glycidyl (meth) acrylate, N-methylol (meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meta ) An alkylol or alkoxyalkyl compound of an ethylenically unsaturated amide such as acrylamide or N-methoxymethyl (meth) acrylamide. Two or more of these may be selected and used as necessary.
また、単量体(b)中に分子中に重合性不飽和二重結合を2個以上有するエチレン性不飽和単量体を含有させることで、塗膜の耐ブロッキング性、耐水性及び耐候性を向上させられる。前記エチレン性不飽和単量体の含有量は、単量体(b)中に0.05〜10質量%であるのが好ましく、0.1〜8質量%がより好ましい。含有量が0.05質量%以上であれば、塗膜の耐ブロッキング性、耐水性及び耐候性が向上し、10質量%以下であれば、塗膜の耐凍害性の低下が抑制できる。
分子中に重合性不飽和二重結合を2個以上有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは必要に応じて2種以上を選択して使用してもよい。
In addition, the monomer (b) contains an ethylenically unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated double bonds in the molecule, whereby the coating film has blocking resistance, water resistance and weather resistance. Can be improved. The content of the ethylenically unsaturated monomer is preferably 0.05 to 10% by mass and more preferably 0.1 to 8% by mass in the monomer (b). If content is 0.05 mass% or more, the blocking resistance of a coating film, water resistance, and a weather resistance will improve, and if it is 10 mass% or less, the fall of the frost damage resistance of a coating film can be suppressed.
Examples of the ethylenically unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated double bonds in the molecule include divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, butylene glycol di ( Examples include meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and allyl (meth) acrylate. Two or more of these may be selected and used as necessary.
重合体(B)は1段以上の乳化重合を行うことによって製造でき、2段以上の場合には、多段重合法によって製造できる。多段重合の場合は、所定の単量体(b)の組成及び量であれば、必要に応じて各段の重合に使用する単量体組成が異なっていてもよい。
乳化重合は、例えば、界面活性剤の存在下、単量体(b)を重合系内に供給し、ラジカル重合開始剤により重合する公知の方法が使用できる。
The polymer (B) can be produced by carrying out one or more stages of emulsion polymerization, and in the case of two or more stages, it can be produced by a multistage polymerization method. In the case of multistage polymerization, as long as the composition and amount of the predetermined monomer (b) are satisfied, the monomer composition used for the polymerization in each stage may be different as necessary.
For the emulsion polymerization, for example, a known method in which the monomer (b) is supplied into the polymerization system in the presence of a surfactant and polymerized with a radical polymerization initiator can be used.
ラジカル重合開始剤としては、ラジカル重合に使用される公知のものが使用可能であり、例えば、過硫酸塩類、油溶性アゾ化合物類、水溶性アゾ化合物類、有機過酸化物類が挙げられる。
過硫酸塩類としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等が挙げられる。
油溶性アゾ化合物類としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2−フェニルアゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル等が挙げられる。
水溶性アゾ化合物類としては、例えば、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシエチル)]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]及びその塩類、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]及びその塩類、2,2’−アゾビス[2−(3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン]及びその塩類、2,2’−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}及びその塩類、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)及びその塩類、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピンアミジン)及びその塩類、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]及びその塩類等が挙げられる。
有機過酸化物類としては、例えば、過酸化ベンゾイル、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート等が挙げられる。
これらは単独で、又は2種類以上の混合物として使用できる。また、重合速度の促進、及び70℃以下での低温の重合が望まれるときには、例えば、重亜硫酸ナトリウム、硫酸第一鉄、アスコルビン酸塩等の還元剤をラジカル重合触媒と組み合わせて用いるのがよい。
As the radical polymerization initiator, known ones used for radical polymerization can be used, and examples thereof include persulfates, oil-soluble azo compounds, water-soluble azo compounds, and organic peroxides.
Examples of persulfates include potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate.
Examples of the oil-soluble azo compounds include azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2, Examples thereof include 2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) and 2-phenylazo-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile.
Examples of the water-soluble azo compounds include 2,2′-azobis {2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) -2-hydroxyethyl] propionamide}, 2,2′-azobis { 2-methyl-N- [2- (1-hydroxyethyl)] propionamide}, 2,2′-azobis {2-methyl-N- [2- (1-hydroxybutyl)] propionamide}, 2,2 '-Azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] and salts thereof, 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] and salts thereof, 2 , 2′-azobis [2- (3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] and its salts, 2,2′-azobis {2- [1- (2-hydroxyethyl) -2 -Imidazolin-2-yl Propane} and its salts, 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) and its salts, 2,2′-azobis (2-methylpropyneamidine) and its salts, 2,2′-azobis [N -(2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] and its salts.
Examples of organic peroxides include benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, and t-butyl peroxyisobutyrate. It is done.
These can be used alone or as a mixture of two or more. When acceleration of the polymerization rate and polymerization at a low temperature of 70 ° C. or lower are desired, for example, a reducing agent such as sodium bisulfite, ferrous sulfate, ascorbate or the like may be used in combination with the radical polymerization catalyst. .
ラジカル重合開始剤の添加量は、通常、単量体(b)中に0.01〜10質量%であるが、重合の進行や反応の制御の観点から、0.05〜5質量%とするのが好ましい。
重合体(B)の分子量を調整する場合には、重合する際に、分子量調整剤として、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、n−ヘキシルメルカプタン等のメルカプタン類や、四塩化炭素、臭化エチレン等のハロゲン化合物;α−メチルスチレンダイマー等の公知の連鎖移動剤を用いることができる。耐候性の低下を抑えるため、連鎖移動剤の使用量は単量体(b)に対して1質量%以下であることが好ましい。
The addition amount of the radical polymerization initiator is usually 0.01 to 10% by mass in the monomer (b), but is 0.05 to 5% by mass from the viewpoint of polymerization progress and reaction control. Is preferred.
In the case of adjusting the molecular weight of the polymer (B), n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-tetradecyl mercaptan, n-hexyl mercaptan, etc. are used as molecular weight adjusting agents when polymerizing. Mercaptans, halogen compounds such as carbon tetrachloride and ethylene bromide, and known chain transfer agents such as α-methylstyrene dimer can be used. In order to suppress a decrease in weather resistance, the amount of the chain transfer agent used is preferably 1% by mass or less based on the monomer (b).
また、単量体(b)には、単量体(b)100質量部に対して、界面活性剤が0.1〜10質量部含まれるのが好ましく、0.5〜8質量部含まれるのがより好ましい。単量体(b)に界面活性剤を0.1質量部以上含有させることによって、得られるエマルション粒子の重合安定性及び貯蔵安定性が向上する。また、含有させる界面活性剤を10質量部以下とすることによって、塗膜の耐水性を損なうことなく、塗料化時の安定性、塗料の経時的安定性等を維持できる。 Moreover, it is preferable that 0.1-10 mass parts of surfactant is contained in a monomer (b) with respect to 100 mass parts of monomers (b), and 0.5-8 mass parts is contained. Is more preferable. By containing 0.1 part by mass or more of the surfactant in the monomer (b), the polymerization stability and storage stability of the resulting emulsion particles are improved. Further, when the surfactant to be contained is 10 parts by mass or less, the stability at the time of forming a paint, the stability over time of the paint, and the like can be maintained without impairing the water resistance of the coating film.
界面活性剤としては、各種のアニオン性、カチオン性、又はノニオン性の界面活性剤、高分子乳化剤が挙げられる。また、界面活性剤成分中にエチレン性不飽和結合を持つ、反応性界面活性剤も使用できる。なかでも、塗膜の耐候性及び耐水性の観点から反応性界面活性剤を使用することが好ましい。このとき、塗膜の耐候性及び耐水性を向上させるためには、界面活性剤成分のうち50質量%以上が反応性界面活性剤であるのが好ましい。 Examples of the surfactant include various anionic, cationic or nonionic surfactants and polymer emulsifiers. A reactive surfactant having an ethylenically unsaturated bond in the surfactant component can also be used. Especially, it is preferable to use a reactive surfactant from the viewpoint of the weather resistance and water resistance of the coating film. At this time, in order to improve the weather resistance and water resistance of the coating film, it is preferable that 50% by mass or more of the surfactant component is a reactive surfactant.
また、塗装後の乾燥の際に塗膜の「より」や「マッドクラック」が発生せず、平滑性の高い塗膜を得るという観点、及び得られるエマルション粒子の分散液での起泡性を低くするという観点から、リン酸エステル型反応性界面活性剤を併用して使用するのが好ましい。このとき、リン酸エステル型反応性界面活性剤の含有量は、合計単量体量を100質量部として、0.05〜5質量部であるのが好ましく、0.1〜3質量部であるのがより好ましい。含有量が0.05質量部以上で効果が得られ、5質量部以下で塗膜の耐水性及び耐候性の低下が抑制できる。
リン酸エステル型反応性界面活性剤は市販のものを使用でき、例えば、東邦化学工業(株)製のサーフマーシリーズである、FP−80、FP−100、FP−120、FP−160、FP−200、FP−125、旭電化工業(株)製のアデカリアソープシリーズであるPP−70、PPE−710等が挙げられる。これらは必要に応じて2種以上を選択して使用してもよい。
In addition, the “more” and “mud crack” of the coating does not occur during the drying after coating, and the foaming property in the dispersion of the emulsion particles obtained from the viewpoint of obtaining a coating with high smoothness. From the viewpoint of lowering, it is preferable to use a phosphate ester type reactive surfactant in combination. At this time, the content of the phosphate ester type reactive surfactant is preferably 0.05 to 5 parts by mass, preferably 0.1 to 3 parts by mass, with the total monomer amount being 100 parts by mass. Is more preferable. The effect is obtained when the content is 0.05 parts by mass or more, and when the content is 5 parts by mass or less, the water resistance and weather resistance of the coating film can be prevented from lowering.
As the phosphate type reactive surfactant, commercially available products can be used. For example, FP-80, FP-100, FP-120, FP-160, FP, which are Surfmer series manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd. -200, FP-125, Asahi Denka Kogyo Co., Ltd. Adekaria soap series PP-70, PPE-710 and the like. Two or more of these may be selected and used as necessary.
[重合体(C)]
重合体(C)は、単量体(b)を乳化重合して重合体(B)を形成した後に、エチレン性不飽和単量体(c)(以下、単量体(c)とする。)を加え、乳化重合することにより得られる。
単量体(c)は、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和単量体であれば特に限定されないが、SP値が20(J/cm3)1/2未満のエチレン性不飽和単量体を含有するのが好ましい(SP値が20(J/cm3)1/2未満のもので、単量体(c)中に含まれるものを特にエチレン性不飽和単量体(e)とし、以下、単量体(e)とする。)。単量体(c)中に含有される単量体(e)の質量割合は、65〜100質量%であるのが好ましく、70〜100質量%であるのがより好ましい。単量体(e)の割合が65質量%以上であれば、耐吸水性が向上するため、塗膜の耐水性、耐候性及び耐凍害性が向上し、平滑性も高くなる。また、塗膜の平滑性を高くするためには、SP値が19.5以下の単量体(e)を使用するのがより好ましい。
[Polymer (C)]
The polymer (C) is an ethylenically unsaturated monomer (c) (hereinafter referred to as monomer (c)) after emulsion polymerization of monomer (b) to form polymer (B). ) And emulsion polymerization.
The monomer (c) is not particularly limited as long as it is a radically polymerizable ethylenically unsaturated monomer, but an ethylenically unsaturated monomer having an SP value of less than 20 (J / cm 3 ) 1/2 is used. It is preferable to contain (SP value is less than 20 (J / cm 3 ) 1/2 , and what is contained in the monomer (c) is particularly an ethylenically unsaturated monomer (e), And monomer (e)). The mass ratio of the monomer (e) contained in the monomer (c) is preferably 65 to 100% by mass, and more preferably 70 to 100% by mass. When the proportion of the monomer (e) is 65% by mass or more, the water absorption resistance is improved, so that the water resistance, weather resistance and frost damage resistance of the coating film are improved, and the smoothness is also increased. In order to increase the smoothness of the coating film, it is more preferable to use a monomer (e) having an SP value of 19.5 or less.
単量体(e)としては、例えば、エチルメタクリレート、i−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、エトキシエチルアクリレート、n−プロポキシエチルアクリレート、メトキシエトキシエチルアクリレート等のSP値が19.5〜20のエチレン性不飽和単量体、n−プロピルメタクリレート、i−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート、n−ヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2−エトキシエチルメタクリレート、i−プロポキシエチルアクリレート、n−ブトキシエチルアクリレート、エトキシエトキシエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート等のSP値が19.0〜19.5のエチレン性不飽和単量体、i−プロピルメタクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソボルニルメタクリレート、t−ブトキシエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート等のSP値が19.0以下のエチレン性不飽和単量体が挙げられる。 Examples of the monomer (e) include SP such as ethyl methacrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, ethoxyethyl acrylate, n-propoxyethyl acrylate, and methoxyethoxyethyl acrylate. 19.5-20 ethylenically unsaturated monomers, n-propyl methacrylate, i-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, n-hexyl acrylate, isobornyl acrylate, α-methyl styrene, p-methyl styrene SP values of 2-ethoxyethyl methacrylate, i-propoxyethyl acrylate, n-butoxyethyl acrylate, ethoxyethoxyethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, etc. 9.0 to 19.5 ethylenically unsaturated monomers, i-propyl methacrylate, t-butyl (meth) acrylate, i-butyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meta And ethylenically unsaturated monomers having an SP value of 19.0 or less, such as acrylate, tridecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, isobornyl methacrylate, t-butoxyethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, and the like.
重合体(C)のTgは、−50〜50℃であるのが好ましく、−30〜30℃であるのがより好ましい。重合体(C)のTgが−50℃以上であれば、塗膜の耐ブロッキング性及び耐汚染性が得られる。また、重合体(C)のTgが50℃以下であれば、成膜性が高く、塗装後の乾燥が不十分な場合でも、残存するVOCによる塗膜の耐ブロッキング性、耐水性及び耐凍害性への悪影響が少なくなる。
また、得られるエマルション粒子中の、Tgが−50〜50℃である重合体(C)の含有量は、合計単量体量を基準として30〜70質量%であるのが好ましく、35〜65質量%であるのがより好ましい。重合体(C)の含有量が30質量%以上であれば、塗膜の耐凍害性、平滑性、耐水性及び耐候性が高くなる。また、重合体(C)の含有量が70質量%以下であれば、塗膜の耐ブロッキング性が向上する。
The Tg of the polymer (C) is preferably -50 to 50 ° C, and more preferably -30 to 30 ° C. If Tg of a polymer (C) is -50 degreeC or more, the blocking resistance and stain | pollution resistance of a coating film will be obtained. In addition, if the Tg of the polymer (C) is 50 ° C. or less, the film-forming property is high, and even if the drying after coating is insufficient, the coating film has the blocking resistance, water resistance and freezing damage due to the remaining VOC. The adverse effect on sex is reduced.
Moreover, it is preferable that content of the polymer (C) whose Tg is -50-50 degreeC in the obtained emulsion particle | grains is 30-70 mass% on the basis of the total amount of monomers, 35-65. More preferably, it is mass%. If content of a polymer (C) is 30 mass% or more, the frost damage resistance, smoothness, water resistance, and weather resistance of a coating film will become high. Moreover, if content of a polymer (C) is 70 mass% or less, the blocking resistance of a coating film will improve.
また、以下に説明するような、高度な塗料物性及び塗膜物性を発現させるために、単量体(c)には、t−ブチルメタクリレート及び/又はシクロヘキシルメタクリレート、加水分解性シリル基含有エチレン性不飽和単量体、エチレン性不飽和カルボン酸、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、ポリオキシアルキレン基含有(メタ)アクリレート、自己架橋性官能基含有エチレン性不飽和単量体、耐紫外線エチレン性不飽和単量体、金属含有エチレン性不飽和単量体、カルボニル基及び/又はアルデヒド基含有エチレン性不飽和単量体を含有させることができる。これらは必要に応じて2種以上を併用してもよい。 Further, in order to develop the high-level coating properties and coating properties as described below, the monomer (c) includes t-butyl methacrylate and / or cyclohexyl methacrylate, hydrolyzable silyl group-containing ethylenic monomer. Unsaturated monomer, ethylenically unsaturated carboxylic acid, hydroxyalkyl (meth) acrylate, polyoxyalkylene group-containing (meth) acrylate, self-crosslinkable functional group-containing ethylenically unsaturated monomer, UV resistant ethylenically unsaturated A monomer, a metal-containing ethylenically unsaturated monomer, a carbonyl group and / or an aldehyde group-containing ethylenically unsaturated monomer can be contained. These may use 2 or more types together as needed.
単量体(c)にt−ブチルメタクリレート及び/又はシクロヘキシルメタクリレートを含有させれば、塗膜の耐候性及び耐水性が向上する。単量体(c)中のt−ブチルメタクリレート及び/又はシクロヘキシルメタクリレートの含有量は、5〜70質量%であるのが好ましく、10〜60質量%であるのがより好ましい。含有量が5質量%以上で塗膜の耐候性及び耐水性が向上でき、70質量%以下とすれば塗膜の耐凍害性の低下が抑制できる。 If the monomer (c) contains t-butyl methacrylate and / or cyclohexyl methacrylate, the weather resistance and water resistance of the coating film are improved. The content of t-butyl methacrylate and / or cyclohexyl methacrylate in the monomer (c) is preferably 5 to 70% by mass, and more preferably 10 to 60% by mass. When the content is 5% by mass or more, the weather resistance and water resistance of the coating film can be improved.
単量体(c)に加水分解性シリル基含有エチレン性不飽和単量体を含有させれば、塗膜の耐候性及び耐水性が向上する。単量体(c)中の加水分解性シリル基含有エチレン性不飽和単量体の含有量は、0.05〜15質量%であるのが好ましく、0.1〜12質量%であるのがより好ましい。含有量が0.05質量%以上で塗膜の耐候性及び耐水性が向上でき、15質量%以下とすれば塗膜の耐凍害性の低下が抑制できる。 If the monomer (c) contains a hydrolyzable silyl group-containing ethylenically unsaturated monomer, the weather resistance and water resistance of the coating film are improved. The content of the hydrolyzable silyl group-containing ethylenically unsaturated monomer in the monomer (c) is preferably 0.05 to 15% by mass, and preferably 0.1 to 12% by mass. More preferred. When the content is 0.05% by mass or more, the weather resistance and water resistance of the coating film can be improved.
加水分解性シリル基含有エチレン性不飽和単量体としては、例えば、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジクロロシラン、ビニルトリクロロシラン等のビニルシラン類や、γ−(メタ)アクリロイルオキシエチルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリエトキシシラン、γ−(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、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシエチルメチルジクロロシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリクロロシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジクロロシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリクロロシラン等の(メタ)アクリロイルオキシアルキルシラン類が挙げられる。
なかでも、ビニル重合の反応性並びに塗膜の耐汚染性、耐候性及び耐水性の観点から、(メタ)アクリロイルオキシアルキルシラン類であるのが好ましく、γ−メタクリロイルオキシエチルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシエチルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシエチルメチルジクロロシラン、γ−メタクリロイルオキシエチルトリクロロシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジクロロシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリクロロシランであればさらに好ましい。また、これらは必要に応じて2種以上を選択して使用することもできる。
Examples of the hydrolyzable silyl group-containing ethylenically unsaturated monomer include vinylsilanes such as vinylmethyldimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldichlorosilane, and vinyltrichlorosilane, and γ- ( Meth) acryloyloxyethylmethyldimethoxysilane, γ- (meth) acryloyloxyethyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloyloxyethyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, γ- (meth) Acryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloyloxyethylmethyldichlorosilane, γ- (meth) acryloyloxyethyltrichlorosilane (Meth) acryloyloxyalkylsilanes such as lanthanum, γ- (meth) acryloyloxypropylmethyldichlorosilane, γ- (meth) acryloyloxypropyltrichlorosilane, and the like.
Of these, (meth) acryloyloxyalkylsilanes are preferred from the viewpoints of vinyl polymerization reactivity and stain resistance, weather resistance and water resistance of the coating film, and γ-methacryloyloxyethylmethyldimethoxysilane, γ- Methacryloyloxyethyltrimethoxysilane, γ-methacryloyloxyethyltriethoxysilane, γ-methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloyloxyethylmethyldi More preferable are chlorosilane, γ-methacryloyloxyethyltrichlorosilane, γ-methacryloyloxypropylmethyldichlorosilane, and γ-methacryloyloxypropyltrichlorosilane. Arbitrariness. Moreover, these can also select and use 2 or more types as needed.
単量体(c)にエチレン性不飽和カルボン酸を含有させれば、エマルション粒子の分散液の貯蔵安定性、及びエマルション粒子の分散液に顔料や添加物を入れて塗料化する際の配合安定性が向上する。単量体(c)中のエチレン性十飽和カルボン酸の含有量は、0.1〜10質量%であるのが好ましく、0.2〜8質量%であるのがより好ましい。含有量が0.1質量%以上であればエチレン性不飽和カルボン酸を加えたことによる効果が得られ、10質量%以下とすることで塗膜の耐候性及び耐水性の低下が抑制できる。 If the monomer (c) contains an ethylenically unsaturated carboxylic acid, the storage stability of the dispersion of emulsion particles and the blending stability when a pigment or additive is added to the dispersion of emulsion particles to form a paint Improves. The content of ethylenic saturated carboxylic acid in the monomer (c) is preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 0.2 to 8% by mass. If content is 0.1 mass% or more, the effect by adding ethylenically unsaturated carboxylic acid will be acquired, and the weather resistance of a coating film and the fall of water resistance can be suppressed by setting it as 10 mass% or less.
エチレン性不飽和カルボン酸としては、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノブチル、イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノブチル、ビニル安息香酸、シュウ酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフタル酸モノヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、5−メチル−1,2−シクロヘキサンジカルボン酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、マレイン酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、マレイン酸ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフタル酸モノヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは必要に応じて2種以上を選択して使用してもよい。 Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid include (meth) acrylic acid, itaconic acid, citraconic acid, maleic acid, monomethyl maleate, monobutyl maleate, monomethyl itaconate, monobutyl itaconate, vinylbenzoic acid, monohydroxy oxalate Ethyl (meth) acrylate, tetrahydrophthalic acid monohydroxyethyl (meth) acrylate, tetrahydrophthalic acid monohydroxypropyl (meth) acrylate, 5-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid monohydroxyethyl (meth) acrylate, phthalic acid mono Hydroxyethyl (meth) acrylate, monohydroxypropyl (meth) acrylate phthalate, monohydroxyethyl (meth) acrylate maleate, hydroxypropyl (meth) acrylate maleate Over DOO, tetrahydrophthalic acid mono-hydroxybutyl (meth) acrylate. Two or more of these may be selected and used as necessary.
単量体(c)にはヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを含有させれば、エマルション粒子の分散液の配合安定性や、塗膜の耐汚染性、耐候性、耐水性、及び塗膜の各種下地に対する密着性が向上する。単量体(c)中のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの含有量は、0.1〜15質量%であるが好ましく、0.5〜12質量%であるのがより好ましい。含有量を0.1質量%以上とすれば効果が充分に得られ、15質量%以下とすることで塗膜の耐水性及び耐候性の低下が抑制できる。 If the monomer (c) contains a hydroxyalkyl (meth) acrylate, the blending stability of the emulsion particle dispersion, the stain resistance of the coating, the weather resistance, the water resistance, and the various bases of the coating Adhesion with respect to is improved. The content of the hydroxyalkyl (meth) acrylate in the monomer (c) is preferably from 0.1 to 15% by mass, and more preferably from 0.5 to 12% by mass. If the content is 0.1% by mass or more, the effect is sufficiently obtained, and by setting the content to 15% by mass or less, it is possible to suppress deterioration of water resistance and weather resistance of the coating film.
単量体(c)中にポリオキシアルキレン基含有(メタ)アクリレートを含有させれば、エマルション粒子の分散液の配合安定性や塗膜の耐汚染性、耐候性、耐水性、及び塗膜の各種下地に対する密着性が向上する。単量体(C)中のポリオキシアルキレン基含有(メタ)アクリレートの含有量は、0.1〜15質量%であるのが好ましく、0.5〜12質量%であるのがより好ましい。含有量が0.1質量%以上で効果が充分に得られ、15質量%以下であれば塗膜の耐水性及び耐候性の低下が抑制できる。 If a polyoxyalkylene group-containing (meth) acrylate is contained in the monomer (c), the blending stability of the emulsion particle dispersion, the stain resistance of the coating, the weather resistance, the water resistance, and the coating Adhesion to various bases is improved. The content of the polyoxyalkylene group-containing (meth) acrylate in the monomer (C) is preferably 0.1 to 15% by mass, and more preferably 0.5 to 12% by mass. When the content is 0.1% by mass or more, the effect is sufficiently obtained, and when the content is 15% by mass or less, deterioration of water resistance and weather resistance of the coating film can be suppressed.
ポリオキシアルキレン基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、ヒドロキシポリエチレンオキシドモノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシポリプロピレンオキシドモノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシポリ(エチレンオキシド/プロピレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(ポリエチレンオキシド−ポリテトラメチレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシポリ(エチレンオキシド/テトラメチレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(ポリプロピレンオキシド−ポリテトラメチレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシポリ(プロピレンオキシド/テトラメチレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート等の末端ヒドロキシ型ポリアルキレンオキシド基含有エチレン性不飽和単量体や、メトキシポリエチレンオキシドモノ(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレンオキシドモノ(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレンオキシドモノ(メタ)アクリレート、アリロキシポリエチレンオキシドモノ(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレンオキシドモノ(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレンオキシドモノ(メタ)アクリレート、オクトキシ(ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシ(ポリエチレンオキシド−プロピレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート等のアルキル基末端封止型ポリアルキレンオキシド基含有エチレン性不飽和単量体が挙げられる。これらは必要に応じて2種以上を選択して使用してもよい。 Examples of polyoxyalkylene group-containing (meth) acrylates include hydroxypolyethylene oxide mono (meth) acrylate, hydroxypolypropyleneoxide mono (meth) acrylate, hydroxy (polyethyleneoxide-polypropyleneoxide) mono (meth) acrylate, and hydroxypoly (ethyleneoxide) / Propylene oxide) mono (meth) acrylate, hydroxy (polyethylene oxide-polytetramethylene oxide) mono (meth) acrylate, hydroxy poly (ethylene oxide / tetramethylene oxide) mono (meth) acrylate, hydroxy (polypropylene oxide-polytetramethylene oxide) ) Mono (meth) acrylate, hydroxypoly (propylene oxide / tetramethylene oxide) Terminal hydroxy type polyalkylene oxide group-containing ethylenically unsaturated monomers such as (meth) acrylate, methoxypolyethylene oxide mono (meth) acrylate, lauroxypolyethylene oxide mono (meth) acrylate, stearoxypolyethylene oxide mono (meth) Acrylate, allyloxypolyethylene oxide mono (meth) acrylate, nonylphenoxypolyethyleneoxide mono (meth) acrylate, nonylphenoxypolypropyleneoxide mono (meth) acrylate, octoxy (polyethyleneoxide-polypropyleneoxide) mono (meth) acrylate, nonylphenoxy (poly (Ethylene oxide-propylene oxide) mono (meth) acrylate and other alkyl group end-capped polyalkylene oxide groups Ethylenic unsaturated monomers. Two or more of these may be selected and used as necessary.
単量体(c)中に自己架橋性官能基含有エチレン性不飽和単量体を含有させれば、塗膜の耐汚染性、耐候性、耐水性、及び塗膜の各種下地に対する密着性が向上する。単量体(c)中の自己架橋性官能基含有エチレン性不飽和単量体の含有量は、0.1〜15質量%が好ましいく、0.5〜12質量%であるのがより好ましい。含有量が0.1質量%以上で効果が充分に得られ、15質量%以下で塗膜の耐水性及び耐候性の低下が抑制できる。自己架橋性官能基含有エチレン性不飽和単量体としては、単量体(b)の場合に挙げたものが使用でき、必要に応じてそれらの2種以上を選択して使用してもよい。 If the monomer (c) contains a self-crosslinkable functional group-containing ethylenically unsaturated monomer, the coating film has stain resistance, weather resistance, water resistance, and adhesion of the coating film to various substrates. improves. The content of the self-crosslinkable functional group-containing ethylenically unsaturated monomer in the monomer (c) is preferably 0.1 to 15% by mass, and more preferably 0.5 to 12% by mass. . When the content is 0.1% by mass or more, the effect is sufficiently obtained, and when the content is 15% by mass or less, deterioration of water resistance and weather resistance of the coating film can be suppressed. As the self-crosslinkable functional group-containing ethylenically unsaturated monomer, those listed in the case of the monomer (b) can be used, and two or more of them may be selected and used as necessary. .
単量体(c)中に耐紫外線エチレン性不飽和単量体を含有させれば、塗膜の耐候性が向上する。単量体(c)中の耐紫外線エチレン性不飽和単量体の含有量は、0.1〜20質量%が好ましく、0.2〜15質量%であるのがより好ましい。こ含有量が0.1質量%以上で効果が充分に得られ、20質量%以下であれば重合安定性の低下が抑制できる。 If an ultraviolet-resistant ethylenically unsaturated monomer is contained in the monomer (c), the weather resistance of the coating film is improved. The content of the ultraviolet-resistant ethylenically unsaturated monomer in the monomer (c) is preferably 0.1 to 20% by mass, and more preferably 0.2 to 15% by mass. When the content is 0.1% by mass or more, the effect is sufficiently obtained, and when the content is 20% by mass or less, a decrease in polymerization stability can be suppressed.
耐紫外線エチレン性不飽和単量体としては、例えば、光安定化作用を有する(メタ)アクリレート及び紫外線吸収性成分を有する(メタ)アクリレートが挙げられる。
光安定化作用を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、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)アクリロイルアミノ−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、4−(メタ)アクリロイルアミノ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−シアノ−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等が挙げられる。
紫外線吸収性成分を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−[2−ヒドロキシ−5−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3−t−アミル−5−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]−2H−ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
これら耐紫外線エチレン性不飽和単量体は必要に応じて2種以上を選択して使用してもよい。
Examples of the ultraviolet-resistant ethylenically unsaturated monomer include (meth) acrylate having a light stabilizing action and (meth) acrylate having an ultraviolet-absorbing component.
Examples of the (meth) acrylate having a light stabilizing action include 4- (meth) acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4- (meth) acryloylamino-2,2,6,6. -Tetramethylpiperidine, 4- (meth) acryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 4- (meth) acryloylamino-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, 4 -Cyano-4- (meth) acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine and the like.
Examples of the (meth) acrylate having an ultraviolet absorbing component include 2- [2-hydroxy-5- (meth) acryloyloxyethylphenyl] -2H-benzotriazole, 2- [2-hydroxy-3-t-butyl. -5- (meth) acryloyloxyethylphenyl] -2H-benzotriazole, 2- [2-hydroxy-3-t-amyl-5- (meth) acryloyloxyethylphenyl] -2H-benzotriazole, and the like.
Two or more kinds of these ultraviolet-resistant ethylenically unsaturated monomers may be selected and used as necessary.
塗膜の高い耐汚染性が要求される場合や、可塑剤のブリードアウトにより塗膜の耐汚染性が低下する場合には、単量体(c)中に金属含有エチレン性不飽和単量体や、特定の架橋システムを含有させれば、塗膜の耐汚染性が向上する。金属含有エチレン性不飽和単量体としては、下記式で表される単量体が挙げられる。 When high stain resistance of the coating film is required or when the stain resistance of the coating film decreases due to bleed out of the plasticizer, the metal-containing ethylenically unsaturated monomer in the monomer (c) If a specific crosslinking system is contained, the stain resistance of the coating film is improved. Examples of the metal-containing ethylenically unsaturated monomer include monomers represented by the following formula.
式中の、R1は水素原子又はメチル基、MはMg、Ca、Fe、Cu、Zn、Zr等の2価の金属イオン、R2は有機酸残基を示す。
有機酸残基が(メタ)アクリル酸残基であるときは、2個の不飽和基を有する金属含有エチレン性不飽和単量体であり、例えば、ジ(メタ)アクリル酸マグネシウム、アクリル酸メタクリル酸マグネシウム、ジ(メタ)アクリル酸カルシウム、アクリル酸メタクリル酸カルシウム、ジ(メタ)アクリル酸鉄、アクリル酸メタクリル酸鉄、ジ(メタ)アクリル酸銅、アクリル酸メタクリル酸銅、ジ(メタ)アクリル酸亜鉛、アクリル酸メタクリル酸亜鉛、ジ(メタ)アクリル酸ジルコニウム、アクリル酸メタクリル酸ジルコニウムが挙げられる。
In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, M represents a divalent metal ion such as Mg, Ca, Fe, Cu, Zn, or Zr, and R 2 represents an organic acid residue.
When the organic acid residue is a (meth) acrylic acid residue, it is a metal-containing ethylenically unsaturated monomer having two unsaturated groups, such as magnesium di (meth) acrylate, methacrylic acid methacrylic. Magnesium oxide, calcium di (meth) acrylate, calcium acrylate methacrylate, iron di (meth) acrylate, iron acrylate methacrylate, copper di (meth) acrylate, copper acrylate methacrylate, di (meth) acrylic Zinc acid zinc, zinc methacrylate acrylic acid, zirconium di (meth) acrylate, zirconium methacrylate methacrylate.
金属含有エチレン性不飽和単量体のR2が(メタ)アクリル酸残基以外の有機酸残基であるとき、好ましい有機酸残基として、例えば、モノクロル酢酸、モノフルオロ酢酸、プロピオン酸、オクチル酸、バーサチック酸、イソステアリン酸、パルミチン酸、クレソチン酸、α−ナフトエ酸、β−ナフトエ酸、安息香酸、2,4,5−トリクロロフェノキシ酢酸、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸、キノリンカルボン酸、ニトロ安息香酸、ニトロナフタレンカルボン酸、プルビン酸等の一価の有機酸から誘導されるものが挙げられる。
上記金属含有エチレン性不飽和単量体の具体例としては、モノクロル酢酸マグネシウム(メタ)アクリレート、モノクロル酢酸カルシウム(メタ)アクリレート、モノクロル酢酸鉄(メタ)アクリレート、モノクロル酢酸銅(メタ)アクリレート、モノクロル酢酸亜鉛(メタ)アクリレート、モノクロル酢酸ジルコニウム(メタ)アクリレート、モノフルオロ酢酸マグネシウム(メタ)アクリレート、モノフルオロ酢酸カルシウム(メタ)アクリレート、モノフルオロ酢酸鉄(メタ)アクリレート、モノフルオロ酢酸銅(メタ)アクリレート、モノフルオロ酢酸亜鉛(メタ)アクリレート、モノフルオロ酢酸ジルコニウム(メタ)アクリレート、プロピオン酸マグネシウム(メタ)アクリレート、プロピオン酸カルシウム(メタ)アクリレート、プロピオン酸鉄(メタ)アクリレート、プロピオン酸銅(メタ)アクリレート、プロピオン酸亜鉛(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジルコニウム(メタ)アクリレート、オクチル酸マグネシウム(メタ)アクリレート、オクチル酸カルシウム(メタ)アクリレート、オクチル酸鉄(メタ)アクリレート、オクチル酸銅(メタ)アクリレート、オクチル酸亜鉛(メタ)アクリレート、オクチル酸ジルコニウム(メタ)アクリレート、バーサチック酸マグネシウム(メタ)アクリレート、バーサチック酸カルシウム(メタ)アクリレート、バーサチック酸鉄(メタ)アクリレート、バーサチック酸銅(メタ)アクリレート、バーサチック酸亜鉛(メタ)アクリレート、バーサチック酸ジルコニウム(メタ)アクリレート、イソステアリン酸マグネシウム(メタ)アクリレート、イソステアリン酸カルシウム(メタ)アクリレート、イソステアリン酸鉄(メタ)アクリレート、イソステアリン酸銅(メタ)アクリレート、イソステアリン酸亜鉛(メタ)アクリレート、イソステアリン酸ジルコニウム(メタ)アクリレート、パルミチン酸マグネシウム(メタ)アクリレート、パルミチン酸カルシウム(メタ)アクリレート、パルミチン酸鉄(メタ)アクリレート、パルミチン酸銅(メタ)アクリレート、パルミチン酸亜鉛(メタ)アクリレート、パルミチン酸ジルコニウム(メタ)アクリレート、クレソチン酸マグネシウム(メタ)アクリレート、クレソチン酸カルシウム(メタ)アクリレート、クレソチン酸鉄(メタ)アクリレート、クレソチン酸銅(メタ)アクリレート、クレソチン酸亜鉛(メタ)アクリレート、クレソチン酸ジルコニウム(メタ)アクリレート、α−ナフトエ酸マグネシウム(メタ)アクリレート、α−ナフトエ酸カルシウム(メタ)アクリレート、α−ナフトエ酸鉄(メタ)アクリレート、α−ナフトエ酸銅(メタ)アクリレート、α−ナフトエ酸亜鉛(メタ)アクリレート、α−ナフトエ酸ジルコニウム(メタ)アクリレート、β−ナフトエ酸マグネシウム(メタ)アクリレート、β−ナフトエ酸カルシウム(メタ)アクリレート、β−ナフトエ酸鉄(メタ)アクリレート、β−ナフトエ酸銅(メタ)アクリレート、β−ナフトエ酸亜鉛(メタ)アクリレート、β−ナフトエ酸ジルコニウム(メタ)アクリレート、安息香酸マグネシウム(メタ)アクリレート、安息香酸カルシウム(メタ)アクリレート、安息香酸鉄(メタ)アクリレート、安息香酸銅(メタ)アクリレート、安息香酸亜鉛(メタ)アクリレート、安息香酸ジルコニウム(メタ)アクリレート、2,4,5−トリクロロフェノキシ酢酸マグネシウム(メタ)アクリレート、2,4,5−トリクロロフェノキシ酢酸カルシウム(メタ)アクリレート、2,4,5−トリクロロフェノキシ酢酸鉄(メタ)アクリレート、2,4,5−トリクロロフェノキシ酢酸銅(メタ)アクリレート、2,4,5−トリクロロフェノキシ酢酸亜鉛(メタ)アクリレート、2,4,5−トリクロロフェノキシ酢酸ジルコニウム(メタ)アクリレート、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸マグネシウム(メタ)アクリレート、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸カルシウム(メタ)アクリレート、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸鉄(メタ)アクリレート、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸銅(メタ)アクリレート、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸亜鉛(メタ)アクリレート、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸ジルコニウム(メタ)アクリレート、キノリンカルボン酸マグネシウム(メタ)アクリレート、キノリンカルボン酸カルシウム(メタ)アクリレート、キノリンカルボン酸鉄(メタ)アクリレート、キノリンカルボン酸銅(メタ)アクリレート、キノリンカルボン酸亜鉛(メタ)アクリレート、キノリンカルボン酸ジルコニウム(メタ)アクリレート、ニトロ安息香酸マグネシウム(メタ)アクリレート、ニトロ安息香酸カルシウム(メタ)アクリレート、ニトロ安息香酸鉄(メタ)アクリレート、ニトロ安息香酸銅(メタ)アクリレート、ニトロ安息香酸亜鉛(メタ)アクリレート、ニトロ安息香酸ジルコニウム(メタ)アクリレート、ニトロナフタレンカルボン酸マグネシウム(メタ)アクリレート、ニトロナフタレンカルボン酸カルシウム(メタ)アクリレート、ニトロナフタレンカルボン酸鉄(メタ)アクリレート、ニトロ安息香酸銅(メタ)アクリレート、ニトロ安息香酸亜鉛(メタ)アクリレート、ニトロ安息香酸ジルコニウム(メタ)アクリレート、プルビン酸マグネシウム(メタ)アクリレート、プルビン酸カルシウム(メタ)アクリレート、プルビン酸鉄(メタ)アクリレートプルビン酸銅(メタ)アクリレート、プルビン酸亜鉛(メタ)アクリレート、プルビン酸ジルコニウム(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらは必要に応じて2種以上を選択して使用することもできるが、なかでも、亜鉛含有エチレン性不飽和単量体を用いるのが好ましい。
When R 2 of the metal-containing ethylenically unsaturated monomer is an organic acid residue other than a (meth) acrylic acid residue, preferred organic acid residues include, for example, monochloroacetic acid, monofluoroacetic acid, propionic acid, octyl Acid, versatic acid, isostearic acid, palmitic acid, crestic acid, α-naphthoic acid, β-naphthoic acid, benzoic acid, 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, quinolinecarboxylic acid, nitro Examples thereof include those derived from monovalent organic acids such as benzoic acid, nitronaphthalene carboxylic acid, and puruvic acid.
Specific examples of the metal-containing ethylenically unsaturated monomer include monochloro magnesium acetate (meth) acrylate, monochloro calcium acetate (meth) acrylate, monochloro iron acetate (meth) acrylate, monochloro copper acetate (meth) acrylate, monochloroacetic acid Zinc (meth) acrylate, monochloro zirconium acetate (meth) acrylate, magnesium monofluoroacetate (meth) acrylate, calcium monofluoroacetate (meth) acrylate, iron monofluoroacetate (meth) acrylate, copper monofluoroacetate (meth) acrylate, Zinc monofluoroacetate (meth) acrylate, zirconium monofluoroacetate (meth) acrylate, magnesium propionate (meth) acrylate, calcium propionate (meth) acrylate , Iron propionate (meth) acrylate, copper propionate (meth) acrylate, zinc propionate (meth) acrylate, zirconium propionate (meth) acrylate, magnesium octylate (meth) acrylate, calcium octylate (meth) acrylate, octyl Iron (meth) acrylate, copper octylate (meth) acrylate, zinc octylate (meth) acrylate, zirconium octylate (meth) acrylate, magnesium versatate (meth) acrylate, calcium versatate (meth) acrylate, iron versatate (Meth) acrylate, versatic acid copper (meth) acrylate, versatic acid zinc (meth) acrylate, versatic acid zirconium (meth) acrylate, isostearin Magnesium (meth) acrylate, calcium isostearate (meth) acrylate, iron isostearate (meth) acrylate, copper isostearate (meth) acrylate, zinc isostearate (meth) acrylate, zirconium isostearate (meth) acrylate, magnesium palmitate ( (Meth) acrylate, calcium palmitate (meth) acrylate, iron palmitate (meth) acrylate, copper palmitate (meth) acrylate, zinc palmitate (meth) acrylate, zirconium palmitate (meth) acrylate, magnesium cresotate (meth) Acrylate, calcium cresotate (meth) acrylate, iron cresotate (meth) acrylate, copper cresotate (meth) acrylate, Zinc sootate (meth) acrylate, zirconium cresoate (meth) acrylate, α-magnesium magnesium (meth) acrylate, α-calcium naphthoate (meth) acrylate, α-naphthoic acid iron (meth) acrylate, α-naphthoic acid Copper (meth) acrylate, alpha-naphthoic acid zinc (meth) acrylate, alpha-naphthoic acid zirconium (meth) acrylate, beta-magnesium naphthoic acid (meth) acrylate, beta-naphthoic acid calcium (meth) acrylate, beta-naphthoic acid Iron (meth) acrylate, β-naphthoic acid copper (meth) acrylate, β-naphthoic acid zinc (meth) acrylate, β-naphthoic acid zirconium (meth) acrylate, magnesium benzoate (meth) acrylate, calcium benzoate (meth) Accel Relay , Iron benzoate (meth) acrylate, copper benzoate (meth) acrylate, zinc benzoate (meth) acrylate, zirconium benzoate (meth) acrylate, 2,4,5-trichlorophenoxymagnesium acetate (meth) acrylate, 2, 4,5-trichlorophenoxyacetate calcium (meth) acrylate, 2,4,5-trichlorophenoxyacetate iron (meth) acrylate, 2,4,5-trichlorophenoxyacetate copper (meth) acrylate, 2,4,5-trichloro Zinc phenoxyacetate (meth) acrylate, 2,4,5-trichlorophenoxyacetate zirconium (meth) acrylate, 2,4-dichlorophenoxyacetate magnesium (meth) acrylate, 2,4-dichlorophenoxyacetate calcium (meth) acrylate, 2 , 4 Dichlorophenoxyacetic acid iron (meth) acrylate, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid copper (meth) acrylate, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid zinc (meth) acrylate, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid zirconium (meth) acrylate, quinolinecarbon Magnesium acid (meth) acrylate, calcium quinolinecarboxylate (meth) acrylate, quinolinecarboxylic acid iron (meth) acrylate, quinolinecarboxylate copper (meth) acrylate, quinolinecarboxylate zinc (meth) acrylate, quinolinecarboxylate zirconium (meth) Acrylate, magnesium nitrobenzoate (meth) acrylate, calcium nitrobenzoate (meth) acrylate, iron nitrobenzoate (meth) acrylate, copper nitrobenzoate (meth) acrylate , Zinc nitrobenzoate (meth) acrylate, zirconium nitrobenzoate (meth) acrylate, magnesium nitronaphthalenecarboxylate (meth) acrylate, calcium nitronaphthalenecarboxylate (meth) acrylate, iron (meth) acrylate nitronaphthalenecarboxylate , Copper nitrobenzoate (meth) acrylate, Zinc nitrobenzoate (meth) acrylate, Zirconium nitrobenzoate (meth) acrylate, Magnesium rubate (meth) acrylate, Calcium puruvate (meth) acrylate, Iron puruvate (meth) Examples thereof include copper (meth) acrylate acrylate, zinc (meth) acrylate, and zirconium (meth) acrylate.
Two or more of these can be selected and used as required, but among them, it is preferable to use a zinc-containing ethylenically unsaturated monomer.
単量体(c)中の金属含有エチレン性不飽和単量体の含有量は、0.1〜10質量%であるのが好ましく、0.5〜8質量%であるのがより好ましい。含有量が0.1質量%以上で塗膜の耐汚染性が向上し、10質量%以下で塗膜の耐水性及び耐候性の低下が抑制できる。 The content of the metal-containing ethylenically unsaturated monomer in the monomer (c) is preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 0.5 to 8% by mass. When the content is 0.1% by mass or more, the stain resistance of the coating film is improved.
単量体(c)中にカルボニル基及び/又はアルデヒド基含有エチレン性不飽和単量体を含有させ、水性被覆材を調製する際、エマルション粒子の分散液中に、分子中に少なくとも2個のヒドラジノ基を有する有機ヒドラジン化合物(以下、ヒドラジン化合物とする。)を配合すれば、塗膜の耐ブロッキング性、耐凍害性、耐水性、耐候性、耐汚染性、耐溶剤性及び塗膜の各種下地に対する密着性が向上する。この効果は、塗装後の乾燥の際に、エマルション粒子中のカルボニル基と、配合されたヒドラジン化合物のヒドラジノ基との間で架橋反応が進行することに起因する。 When the monomer (c) contains a carbonyl group and / or aldehyde group-containing ethylenically unsaturated monomer to prepare an aqueous coating material, at least two molecules in the molecule are contained in the dispersion of emulsion particles. If an organic hydrazine compound having a hydrazino group (hereinafter referred to as a hydrazine compound) is blended, the coating film has blocking resistance, frost resistance, water resistance, weather resistance, stain resistance, solvent resistance, and various types of coating films. Adhesion to the base is improved. This effect is attributed to the fact that a crosslinking reaction proceeds between the carbonyl group in the emulsion particles and the hydrazino group of the blended hydrazine compound during drying after coating.
カルボニル基及び/又はアルデヒド基含有エチレン性不飽和単量体としては、例えば、アクロレイン、ジアセトンアクリルアミド、ホルミルスチロール、ビニルアルキルケトン等が挙げられる。なかでも、炭素数4〜7個の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、(メタ)アクリルオキシアルキルプロパナールの他、(メタ)アクリルアミド、ピバリンアルデヒド、ジアセトン(メタ)アクリレート、アセトニルアクリレート、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート等が好ましく、アクロレイン、ジアセトンアクリルアミド、ビニルメチルケトンがより好ましい。これらは、必要に応じて2種以上を選択して使用することもできる。 Examples of the carbonyl group and / or aldehyde group-containing ethylenically unsaturated monomer include acrolein, diacetone acrylamide, formyl styrene, vinyl alkyl ketone, and the like. Among them, vinyl methyl ketone having 4 to 7 carbon atoms, vinyl ethyl ketone, vinyl isobutyl ketone, (meth) acryloxyalkylpropanal, (meth) acrylamide, pivalin aldehyde, diacetone (meth) acrylate, acetonyl acrylate Acetoacetoxyethyl (meth) acrylate and the like are preferable, and acrolein, diacetone acrylamide, and vinyl methyl ketone are more preferable. Two or more of these can be selected and used as necessary.
単量体(c)中のカルボニル基及び/又はアルデヒド基含有エチレン性不飽和単量体の含有量は、0.2〜10質量%であるのが好ましく、0.5〜8質量%であるのがより好ましい。含有量が0.2質量%以上であれば、塗膜の耐ブロッキング性、耐凍害性、耐水性、耐候性、耐汚染性、耐溶剤性及び各種下地に対する密着性が向上し、10質量%以下であれば重合安定性や塗膜の耐水性の低下が抑制できる。 The content of the carbonyl group and / or aldehyde group-containing ethylenically unsaturated monomer in the monomer (c) is preferably 0.2 to 10% by mass, and 0.5 to 8% by mass. Is more preferable. If the content is 0.2% by mass or more, blocking resistance, frost damage resistance, water resistance, weather resistance, stain resistance, solvent resistance and adhesion to various bases of the coating film are improved, and 10% by mass. If it is below, the fall of polymerization stability and the water resistance of a coating film can be suppressed.
ヒドラジン化合物としては、例えば、エチレン−1,2−ジヒドラジン、プロピレン−1,3−ジヒドラジン、ブチレン−1,4−ジヒドラジン、シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジド等の炭素数が2〜15のジカルボン酸のジヒドラジドや、1,3−ビス(ヒドラジノカルボエチル)−5−イソプロピルヒダントイン、1,3−ビス(ヒドラジノカルボエチル)−5−(2−メチルメルカプトエチル)ヒダントイン、1−ヒドラジノカルボエチル−3−ヒドラジノカルボイソプロピル−5−(2−メチルメルカプトエチル)ヒダントイン等のヒダントイン骨格を有する化合物が挙げられる。これらは必要に応じて2種以上を選択して使用してもよい。
塗膜の耐汚染性を向上させる上では、ヒダントイン骨格を有するヒドラジン化合物が好ましく、1,3−ビス(ヒドラジノカルボエチル)−5−イソプロピルヒダントインがより好ましい。
Examples of the hydrazine compound include ethylene-1,2-dihydrazine, propylene-1,3-dihydrazine, butylene-1,4-dihydrazine, oxalic acid dihydrazide, malonic acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, glutaric acid dihydrazide, Adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, maleic acid dihydrazide, fumaric acid dihydrazide, isophthalic acid dihydrazide, itaconic acid dihydrazide, etc. 5-isopropylhydantoin, 1,3-bis (hydrazinocarboethyl) -5- (2-methylmercaptoethyl) hydantoin, 1-hydrazinocarboethyl-3-hydrazinocarboisopropyl-5- (2-methylmercaptoeth ) Include compounds having the hydantoin skeleton such as hydantoin. Two or more of these may be selected and used as necessary.
In order to improve the stain resistance of the coating film, a hydrazine compound having a hydrantin skeleton is preferable, and 1,3-bis (hydrazinocarboethyl) -5-isopropylhydantoin is more preferable.
また、カルボニル基及び/又はアルデヒド基含有エチレン性不飽和単量体とヒドラジン化合物の比率は、エマルション粒子中のカルボニル基及び/又はアルデヒド基のモル数を(P)、エマルション粒子の分散液に配合されるヒドラジン化合物のヒドラジノ基のモル数を(Q)としたとき、比率(P)/(Q)を0.1〜10とすることが好ましく、0.8〜2とするのがより好ましい。(P)/(Q)が0.1以上であれば、未反応のヒドラジン化合物による塗膜の耐水性の低下が抑制でき、(P)/(Q)が10以下であれば、エマルション粒子の架橋度が高くなり、塗膜の耐ブロッキング性、耐凍害性、耐水性、耐候性、耐汚染性、耐溶剤性及び塗膜の各種下地に対する密着性が向上する。 The ratio of the carbonyl group and / or aldehyde group-containing ethylenically unsaturated monomer to the hydrazine compound is the number of moles of carbonyl group and / or aldehyde group in the emulsion particles (P). When the number of moles of hydrazino group of the hydrazine compound to be used is (Q), the ratio (P) / (Q) is preferably 0.1 to 10, and more preferably 0.8 to 2. If (P) / (Q) is 0.1 or more, a decrease in water resistance of the coating film due to the unreacted hydrazine compound can be suppressed, and if (P) / (Q) is 10 or less, the emulsion particles The degree of cross-linking increases, and the coating film's blocking resistance, frost damage resistance, water resistance, weather resistance, stain resistance, solvent resistance, and adhesion of the coating film to various substrates are improved.
重合体(C)の製造は、重合体(B)の製造の場合と同様に、重合開始剤、界面活性剤、連鎖移動剤が使用できる。界面活性剤の使用量は、重合体(B)を形成する重合反応での使用量との合計量が、エマルション粒子の原料となる単量体の全ての質量を100質量部としたとき、0.1〜10質量部となるようにするのが好ましい。 In the production of the polymer (C), a polymerization initiator, a surfactant and a chain transfer agent can be used as in the production of the polymer (B). The use amount of the surfactant is 0 when the total amount of the use amount in the polymerization reaction for forming the polymer (B) is 100 parts by mass of the total mass of the monomers that are the raw materials of the emulsion particles. It is preferable to be 1 to 10 parts by mass.
本発明の水性被覆材は、ポリオルガノシロキサン重合体(A)を含む水性分散液中で、エチレン性不飽和単量体(b)を1段以上で乳化重合して重合体(B)を形成する段階と、その後に、エチレン性不飽和単量体(c)を加え、乳化重合して重合体(C)を形成する段階とを含む。ここで、エチレン性不飽和単量体の多段乳化重合は、水媒体中で、公知の乳化重合法にて2段階以上の重合が繰り返し行われるが、通常、2〜5段重合であるのが一般的である。 The aqueous coating material of the present invention forms a polymer (B) by emulsion polymerization of the ethylenically unsaturated monomer (b) in one or more stages in an aqueous dispersion containing the polyorganosiloxane polymer (A). And a step of adding an ethylenically unsaturated monomer (c) followed by emulsion polymerization to form a polymer (C). Here, the multistage emulsion polymerization of the ethylenically unsaturated monomer is repeated in two or more stages by a known emulsion polymerization method in an aqueous medium. It is common.
乳化重合の後、得られたエマルション粒子の分散液は、塩基性化合物の添加により、pHを6.5〜10.0の範囲とすれば、安定性を高められる。なかでも、pHを7.0〜10.0とすれば、より優れた凍結−融解安定性を付与できる。
塩基性化合物としては、例えば、アンモニア、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジブチルアミン、アミルアミン、1−アミノオクタン、2−ジメチルアミノエタノール、エチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、1−アミノ−2−プロパノール、2−アミノ−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、3−アミノ−1−プロパノール、1−ジメチルアミノ−2−プロパノール、3−ジメチルアミノ−1−プロパノール、2−プロピルアミノエタノール、エトキシプロピルアミン、アミノベンジルアルコール、モルホリン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。
これらの中で、VOCを含まないことが望まれる内装用途等の場合は、無機系塩基化合物を用いることが好ましい。更に、僅かな臭気が問題となる場合には、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等の非揮発性塩基化合物を用いることが好ましい。
After the emulsion polymerization, the resulting dispersion of emulsion particles can be improved in stability by adding a basic compound to a pH in the range of 6.5 to 10.0. Especially, if the pH is 7.0 to 10.0, more excellent freeze-thaw stability can be imparted.
Examples of the basic compound include ammonia, triethylamine, propylamine, dibutylamine, amylamine, 1-aminooctane, 2-dimethylaminoethanol, ethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol, 1-amino-2-propanol, 2- Amino-1-propanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, 3-amino-1-propanol, 1-dimethylamino-2-propanol, 3-dimethylamino-1-propanol, 2-propylaminoethanol, Examples include ethoxypropylamine, aminobenzyl alcohol, morpholine, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like.
Among these, in the case of interior use where it is desired not to contain VOC, it is preferable to use an inorganic base compound. Further, when a slight odor is a problem, it is preferable to use a non-volatile basic compound such as sodium hydroxide or potassium hydroxide.
[エマルション粒子]
エマルション粒子の粒子径としては、粒子の安定性及び塗膜性能のバランスから、50〜300nmであるのが好ましい。50nm以上の粒子径のエマルション粒子を形成する重合条件であれば、重合中に凝集物が生じにくく、界面活性化剤の使用量が少なくてよいため、塗膜の耐水性を維持できる。また、300nm以下のエマルション粒子であれば、造膜欠陥が生じにくい。
[Emulsion particles]
The particle diameter of the emulsion particles is preferably 50 to 300 nm from the balance of particle stability and coating film performance. If polymerization conditions are used to form emulsion particles having a particle diameter of 50 nm or more, aggregates are unlikely to form during polymerization, and the amount of surfactant used may be small, so that the water resistance of the coating film can be maintained. Moreover, if it is an emulsion particle | grain of 300 nm or less, a film forming defect will not produce easily.
エマルション粒子のMFTは、60℃以下であるのが好ましく、50℃以下であるのがより好ましい。MFTが60℃以下であれば、多量のVOC(成膜助剤)を配合する必要がなく、塗装後の乾燥が不十分な場合でも、残存するVOCによる塗膜の耐ブロッキング性、耐水性の低下がなく、塗膜の耐凍害性も維持できる。 The MFT of the emulsion particles is preferably 60 ° C. or lower, and more preferably 50 ° C. or lower. If the MFT is 60 ° C. or less, it is not necessary to add a large amount of VOC (film forming aid), and even if the drying after coating is insufficient, the coating film has a blocking resistance and water resistance due to the remaining VOC. There is no decrease, and the frost damage resistance of the coating film can be maintained.
また、乳化重合体(C)のTgとエマルション粒子のMFTの関係は、(エマルション粒子のMFT)≦(乳化重合体(C)のTg+30℃)であることが好ましく、(エマルション粒子のMFT)≦(乳化重合体(C)のTg+20℃)であることがより好ましい。上記の条件を満足すれば、多量の成膜助剤を配合する必要がなく、塗装後の乾燥が不十分な場合でも、残存するVOCによる塗膜の耐ブロッキング性や耐水性の低下がないため、塗膜の耐凍害性も維持できる。 The relationship between the Tg of the emulsion polymer (C) and the MFT of the emulsion particles is preferably (MFT of the emulsion particles) ≦ (Tg of the emulsion polymer (C) + 30 ° C.), and (MFT of the emulsion particles) ≦ (Tg of emulsion polymer (C) + 20 ° C.) is more preferable. If the above conditions are satisfied, it is not necessary to add a large amount of film forming aid, and even if the drying after coating is insufficient, there is no decrease in blocking resistance or water resistance of the coating film due to the remaining VOC. The frost damage resistance of the coating film can also be maintained.
また、エマルション粒子100質量部に対して、造膜助剤、可塑剤等の有機揮発化合物を0〜20質量部添加することでMFTが10℃以下となるようにすることが好ましい。より好ましくは0〜10質量部である。造膜助剤及び可塑剤等のVOCの添加量を20質量部以下とすることで塗装後の乾燥が不十分な場合でも残存するVOCによる塗膜の耐ブロッキング性や耐水性への悪影響もなく、塗膜の耐凍害性も維持できる。 Moreover, it is preferable to make MFT 10 degrees C or less by adding 0-20 mass parts of organic volatile compounds, such as a film forming adjuvant and a plasticizer, with respect to 100 mass parts of emulsion particles. More preferably, it is 0-10 mass parts. Even if the post-coating drying is insufficient by adding less than 20 parts by weight of VOC such as a film-forming aid and plasticizer, there is no adverse effect on the blocking resistance and water resistance of the coating film due to the remaining VOC. The frost damage resistance of the coating film can also be maintained.
[水性被覆材]
本発明の水性被覆材は、主成分であるエマルション粒子及び前記界面活性剤、添加剤等で固形分を形成し、通常、固形分20〜80質量%の状態で使用される。
水性被覆材は、必要に応じて各種顔料、消泡剤、顔料分散剤、レベリング剤、たれ防止剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、耐熱性向上剤、スリップ剤、防腐剤等を含有してもよい。また、他のエマルション樹脂、水溶性樹脂、粘性制御剤、メラミン類等の硬化剤と混合して使用してもよい。
[Water-based coating material]
The aqueous coating material of the present invention forms a solid content with emulsion particles as the main component and the surfactant, additive, etc., and is usually used in a state of 20 to 80% by mass of the solid content.
Aqueous coating materials are various pigments, antifoaming agents, pigment dispersants, leveling agents, anti-sagging agents, matting agents, UV absorbers, antioxidants, heat resistance improvers, slip agents, preservatives, etc. It may contain. Moreover, you may mix and use hardening agents, such as another emulsion resin, water-soluble resin, a viscosity control agent, and melamines.
本発明の水性被覆材を各種基材の表面に塗装する方法としては、例えば、噴霧コート法、ローラーコート法、バーコート法、エアナイフコート法、刷毛塗り法、ディッピング法、フローコート法等の各種の塗装法が選択できる。また、本発明の水性被覆材は、室温乾燥又は50〜180℃の加熱乾燥で十分に造膜した塗膜が得られる。 Examples of methods for coating the surface of various substrates with the aqueous coating material of the present invention include various methods such as spray coating, roller coating, bar coating, air knife coating, brush coating, dipping, and flow coating. The painting method can be selected. Moreover, the aqueous coating material of this invention can obtain the coating film formed into a film sufficiently by room temperature drying or heat drying of 50-180 degreeC.
以上説明した、本発明の水性被覆材では、ポリオルガノシロキサン重合体(A)により、耐候性、耐水性、耐凍害性、平滑性に優れた塗膜となる。また、重合体(B)は高い硬度であるため、良好な耐ブロッキング性を有する塗膜となる。また、重合体(C)により、塗膜の耐凍害性、平滑性、耐水性及び耐候性が高くなる。 In the aqueous coating material of this invention demonstrated above, it becomes a coating film excellent in weather resistance, water resistance, frost damage resistance, and smoothness by the polyorganosiloxane polymer (A). Moreover, since a polymer (B) is high hardness, it becomes a coating film which has favorable blocking resistance. In addition, the polymer (C) increases the frost damage resistance, smoothness, water resistance and weather resistance of the coating film.
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載によって限定されるものではない。
以下の記載において、「部」及び「%」は全て質量基準である。
[製造例1]
以下に示す方法により、ポリオルガノシロキサン重合体(A)の水分散液を調製した。
環状ジメチルシロキサンオリゴマー3〜7量体混合物95部と、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン5部、脱イオン水250部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.4部及びドデシルベンゼンスルホン酸0.4部からなる組成物を、ホモミキサーで予備混合し、圧力式ホモジナイザーを用いて200kg/cm2の圧力で強制乳化して、原料プレエマルションを得た。
次いで、水55部及びドデシルベンゼンスルホン酸5部を、攪拌機、還流冷却管、温度制御装置及び滴下ポンプを備えたフラスコに仕込み、攪拌下に、フラスコの内温を85℃に保ちながら、上記原料プレエマルションを4時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間重合を行い、冷却して、ドデシルベンゼンスルホン酸と当モル量のアンモニアを加えてポリオルガノシロキサン重合体(A)の水分散液(SiEm)を調製した。固形分は22.7%であった。
EXAMPLES Hereinafter, an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated in detail. However, the present invention is not limited by the following description.
In the following description, “parts” and “%” are all based on mass.
[Production Example 1]
An aqueous dispersion of the polyorganosiloxane polymer (A) was prepared by the method shown below.
From 95 parts of cyclic dimethylsiloxane oligomer 3 to 7-mer mixture, 5 parts of γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, 250 parts of deionized water, 0.4 part of sodium dodecylbenzenesulfonate and 0.4 part of dodecylbenzenesulfonic acid The resulting composition was premixed with a homomixer and forcibly emulsified with a pressure homogenizer at a pressure of 200 kg / cm 2 to obtain a raw material pre-emulsion.
Next, 55 parts of water and 5 parts of dodecylbenzenesulfonic acid were charged into a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a temperature controller and a dropping pump, and the above raw materials were maintained while maintaining the internal temperature of the flask at 85 ° C. with stirring. The pre-emulsion was added dropwise over 4 hours. After completion of the dropwise addition, polymerization was further carried out for 1 hour, followed by cooling and addition of dodecylbenzenesulfonic acid and an equimolar amount of ammonia to prepare an aqueous dispersion (SiEm) of the polyorganosiloxane polymer (A). The solid content was 22.7%.
以下、実施例1〜6、参考例及び比較例1〜3のエマルション粒子の分散液を得るための、ポリオルガノシロキサン重合体(A)の水分散液、乳化物B、乳化物C、ヒドラジン化合物の量を表1、表2に示す。ここで、表1中の乳化物Bとは、重合体(B)を形成するための、単量体(b)と脱イオン水と界面活性剤との混合物である。また、乳化物Cとは、重合体(C)を形成するための、単量体(c)と脱イオン水と界面活性剤との混合物である。また、表1、表2中において、単量体(e’)は乳化物Bに含まれるSP値が20未満のエチレン性不飽和単量体であり、単量体(d’)は乳化物Cに含まれるSP値が20以上のエチレン性不飽和単量体である。
尚、表中の略号は以下の通りである。また、単量体の単独重合体のTgをカッコ内に示した。
MMA:メチルメタクリレート[105℃]
2−HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート[55℃]
GMA:グリシジルメタクリレート[46℃]
MAA:メタクリル酸[185℃]
AA:アクリル酸[106℃]
t−BMA:t−ブチルメタクリレート[108℃]
CHMA:シクロヘキシルメタクリレート[83℃]
n−BMA:n−ブチルメタクリレート[20℃]
2−EHA:2−エチルヘキシルアクリレート[−55℃]
n−BA:n−ブチルアクリレート[−45℃]
EDMA:エチレングリコールジメタクリレート[不明]
DAAm:ジアセトンアクリルアミド[65℃]
SZ−6030:γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製)[不明]
KBM−502:γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシシラン(信越化学工業(株)製)[不明]
アデカリアソープ SR−1025:反応性アニオン性界面活性剤(商品名、旭電化(株)製))
サーフマーFP−120:リン酸エステル型反応性界面活性剤(商品名、東邦化学工業(株)製)
ADH:アジピン酸ジヒドラジド
Hereinafter, aqueous dispersion of polyorganosiloxane polymer (A), emulsion B, emulsion C, hydrazine compound for obtaining dispersions of emulsion particles of Examples 1 to 6, Reference Examples and Comparative Examples 1 to 3 Tables 1 and 2 show the amounts of these. Here, the emulsion B in Table 1 is a mixture of the monomer (b), deionized water, and a surfactant for forming the polymer (B). The emulsion C is a mixture of the monomer (c), deionized water, and a surfactant for forming the polymer (C). In Tables 1 and 2, the monomer (e ′) is an ethylenically unsaturated monomer having an SP value of less than 20 contained in the emulsion B, and the monomer (d ′) is an emulsion. It is an ethylenically unsaturated monomer having an SP value of 20 or more contained in C.
The abbreviations in the table are as follows. The Tg of the monomer homopolymer is shown in parentheses.
MMA: Methyl methacrylate [105 ° C]
2-HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate [55 ° C.]
GMA: Glycidyl methacrylate [46 ° C.]
MAA: Methacrylic acid [185 ° C.]
AA: Acrylic acid [106 ° C]
t-BMA: t-butyl methacrylate [108 ° C.]
CHMA: cyclohexyl methacrylate [83 ° C]
n-BMA: n-butyl methacrylate [20 ° C.]
2-EHA: 2-ethylhexyl acrylate [−55 ° C.]
n-BA: n-butyl acrylate [−45 ° C.]
EDMA: ethylene glycol dimethacrylate [unknown]
DAAm: Diacetone acrylamide [65 ° C]
SZ-6030: γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) [Unknown]
KBM-502: γ-methacryloyloxypropyldimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) [Unknown]
ADEKA rear soap SR-1025: Reactive anionic surfactant (trade name, manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.)
Surfmer FP-120: Phosphate ester type reactive surfactant (trade name, manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.)
ADH: Adipic acid dihydrazide
単量体(c)を乳化重合してエマルション粒子を得た後は、以下のようにして水性被覆材を得た。
[水性被覆材(クリヤー塗料)の作製]
エマルション粒子のMFTが10℃を超えるものは、造膜助剤としてジエチレングリコールモノブチルエーテル(以下「BDG」という)を添加しMFTを10℃以下にした。次いで、エマルション粒子の分散液100gに対し、RHEOLATE350(RHEOX(株)製、増粘剤)を0.5g、サーフィノールDF−58(エア・プロダクツ(株)製、消泡剤)0.5gを加え、十分に攪拌し、フォードカップ#4で30秒程度になるように脱イオン水を加えて調整した。その後、100メッシュナイロン紗を用いて濾過を行い、評価用の水性被覆材を得た。
After emulsion polymerization of the monomer (c) to obtain emulsion particles, an aqueous coating material was obtained as follows.
[Production of water-based coating material (clear paint)]
When the MFT of the emulsion particles exceeded 10 ° C., diethylene glycol monobutyl ether (hereinafter referred to as “BDG”) was added as a film forming aid to make the MFT 10 ° C. or less. Next, 0.5 g of RHEOLATE 350 (manufactured by RHEOX Co., Ltd., thickener) and 0.5 g of Surfynol DF-58 (manufactured by Air Products Co., Ltd., antifoaming agent) are added to 100 g of the dispersion of emulsion particles. In addition, the mixture was sufficiently stirred and deionized water was added to the Ford Cup # 4 for about 30 seconds. Thereafter, filtration was carried out using a 100 mesh nylon bag to obtain an aqueous coating material for evaluation.
[実施例1]
攪拌機、還流冷却管、温度制御装置、滴下ポンプ及び窒素導入管を備えたフラスコに、脱イオン水57部、SiEm44部及び表1に記載の乳化物B(重合体(B)用原料)の5%分を仕込み、フラスコ内部を窒素で置換しながら、80℃まで昇温した。この後、過硫酸アンモニウム0.1部を脱イオン水1部に溶解した重合開始剤溶液を加えて重合を行い、シード粒子を形成した。発熱ピークを確認した後、フラスコの内温が80℃になったところで、その温度を保った状態で乳化物Bの残りを1.25時間かけて滴下し、フラスコの内温80℃で1時間重合を行い、エマルション粒子の重合体(B)を形成した。次に、エマルション粒子の重合体(C)を形成するため、フラスコの内温が80℃の状態で、過硫酸アンモニウム0.1部を脱イオン水3部に溶解した重合開始剤溶液及び表1に記載の乳化物C(重合体(C)用原料)を1.25時間かけて滴下した。滴下終了後、更に80℃で2時間重合を行った。その後、室温まで冷却し、28%アンモニア水溶液にてpHを8に調整して、エマルション粒子の分散液を得た。
このエマルション粒子の分散液を用い、エマルション粒子100部に対し造膜助剤BDGを8部添加し、評価用水性被覆材を作製した。
[Example 1]
In a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a temperature controller, a dropping pump, and a nitrogen introduction tube, 57 parts of deionized water, 44 parts of SiEm, and 5 of the emulsion B (raw material for polymer (B)) shown in Table 1 %, And the temperature was raised to 80 ° C. while replacing the inside of the flask with nitrogen. Thereafter, polymerization was performed by adding a polymerization initiator solution in which 0.1 part of ammonium persulfate was dissolved in 1 part of deionized water to form seed particles. After confirming the exothermic peak, when the internal temperature of the flask reached 80 ° C., the remainder of the emulsion B was added dropwise over 1.25 hours while maintaining the temperature, and the internal temperature of the flask was 80 ° C. for 1 hour. Polymerization was performed to form a polymer (B) of emulsion particles. Next, in order to form a polymer (C) of emulsion particles, a polymerization initiator solution in which 0.1 part of ammonium persulfate was dissolved in 3 parts of deionized water in the state where the internal temperature of the flask was 80 ° C. and Table 1 The described emulsion C (raw material for polymer (C)) was added dropwise over 1.25 hours. After completion of the dropwise addition, polymerization was further performed at 80 ° C. for 2 hours. Then, it cooled to room temperature and adjusted pH to 8 with 28% ammonia aqueous solution, and obtained the dispersion liquid of the emulsion particle | grains.
Using this emulsion particle dispersion, 8 parts of a film-forming aid BDG was added to 100 parts of the emulsion particles to prepare an aqueous coating material for evaluation.
[実施例2]
表1に記載の組成の乳化物B及び乳化物Cを使用し、乳化物Bの残り分の滴下時間を1時間及び乳化物Cの滴下時間を1.5時間とした。それ以外の条件は実施例1と同様にしてエマルション粒子の分散液を得た。また、エマルション粒子100部に対し造膜助剤BDGを6部添加し、評価用水性被覆材を作製した。
[Example 2]
Emulsion B and Emulsion C having the composition shown in Table 1 were used, and the dropping time of the remaining portion of Emulsion B was 1 hour, and the dropping time of Emulsion C was 1.5 hours. Other conditions were the same as in Example 1 to obtain a dispersion of emulsion particles. Moreover, 6 parts of film-forming aid BDG was added to 100 parts of the emulsion particles to prepare an aqueous coating material for evaluation.
[実施例3]
表1に記載の組成の乳化物B及び乳化物Cを使用する以外は、実施例1と同様にしてエマルション粒子の分散液を得た。このエマルション粒子100部に対し造膜助剤BDGを7部添加し、評価用水性被覆材を作製した。
[Example 3]
A dispersion liquid of emulsion particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that the emulsion B and the emulsion C having the composition shown in Table 1 were used. 7 parts of a film-forming auxiliary BDG was added to 100 parts of the emulsion particles to prepare an aqueous coating material for evaluation.
[参考例]
表1に記載の組成の乳化物B及び乳化物Cを使用し、重合終了後28%アンモニア水溶液にてpHを8に調整した後に、脱イオン水3部にアジピン酸ジヒドラジド1.4部を分散したものを添加する以外は、実施例1と同様にしてエマルション粒子の分散液を得た。このエマルション粒子100部に対し造膜助剤BDGを2.5部添加し、評価用水性被覆材を作製した。
[ Reference example ]
Using emulsion B and emulsion C having the composition shown in Table 1, and adjusting the pH to 8 with 28% aqueous ammonia solution after polymerization, 1.4 parts of adipic acid dihydrazide was dispersed in 3 parts of deionized water. A dispersion liquid of emulsion particles was obtained in the same manner as in Example 1 except for adding the above. An aqueous coating material for evaluation was prepared by adding 2.5 parts of a film-forming auxiliary BDG to 100 parts of the emulsion particles.
[実施例4]
最初にフラスコに仕込む脱イオン水を85部、SiEmを4.4部とし、表1に記載の組成の乳化物B及び乳化物Cを使用する以外は、実施例1と同様にしてエマルション粒子の分散液を得た。また、エマルション粒子100部に対し造膜助剤BDGを5.5部添加し、評価用水性被覆材を作製した。
[Example 4 ]
First, 85 parts of deionized water and 4.4 parts of SiEm charged into the flask were used, and emulsion particles B and emulsions C having the composition shown in Table 1 were used. A dispersion was obtained. Further, 5.5 parts of a film-forming aid BDG was added to 100 parts of the emulsion particles to prepare an aqueous coating material for evaluation.
[実施例5]
表1に記載の組成の乳化物B及び乳化物Cを使用し、重合終了後28%アンモニア水溶液にてpHを8に調整した後に、脱イオン水3部にアジピン酸ジヒドラジド1.4部を分散したものを添加する以外は、実施例1と同様にしてエマルション粒子の分散液を得た。このエマルション粒子100部に対し造膜助剤BDGを5部添加し、評価用水性被覆材を作製した。
[Example 5 ]
Using emulsion B and emulsion C having the composition shown in Table 1, and adjusting the pH to 8 with 28% aqueous ammonia solution after polymerization, 1.4 parts of adipic acid dihydrazide was dispersed in 3 parts of deionized water. A dispersion liquid of emulsion particles was obtained in the same manner as in Example 1 except for adding the above. An aqueous coating material for evaluation was prepared by adding 5 parts of a film-forming aid BDG to 100 parts of the emulsion particles.
[実施例6]
最初にフラスコに仕込むSiEmを22部とし、表1に記載の組成の乳化物B及び乳化物Cを使用し、重合終了後に28%アンモニア水溶液によりpHを8に調整した後に、脱イオン水1.5部にアジピン酸ジヒドラジド0.7部を分散したものを添加する以外は実施例1と同様にしてエマルション粒子の分散液を得た。また、エマルション粒子100部に対し造膜助剤BDGを4部添加し、評価用水性被覆材を作製した。
[Example 6 ]
First, 22 parts of SiEm charged into the flask was used, and the emulsion B and the emulsion C having the composition shown in Table 1 were used. After the polymerization was completed, the pH was adjusted to 8 with a 28% aqueous ammonia solution. A dispersion of emulsion particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that 5 parts of a dispersion of 0.7 part of adipic acid dihydrazide was added. In addition, 4 parts of a film-forming auxiliary BDG was added to 100 parts of the emulsion particles to prepare an aqueous coating material for evaluation.
[比較例1]
最初にフラスコに仕込む脱イオン水を85部、SiEmを0部とし、表2に記載の組成の乳化物B及び乳化物Cを使用する以外は、実施例1と同様にしてエマルション粒子の分散液を得た。また、エマルション粒子100部に対し造膜助剤BDGを5.5部添加し、評価用水性被覆材を作製した。
[Comparative Example 1]
Dispersion of emulsion particles in the same manner as in Example 1 except that 85 parts of deionized water and 0 part of SiEm initially charged in the flask were used, and emulsion B and emulsion C having the composition shown in Table 2 were used. Got. Further, 5.5 parts of a film-forming aid BDG was added to 100 parts of the emulsion particles to prepare an aqueous coating material for evaluation.
[比較例2]
表2に記載の組成の乳化物B及び乳化物Cを使用する以外は、実施例1と同様にしてエマルション粒子の分散液を得た。このエマルション粒子100部に対し造膜助剤BDGを9部添加し、評価用水性被覆材を作製した。
[Comparative Example 2]
A dispersion of emulsion particles was obtained in the same manner as in Example 1 except that the emulsion B and the emulsion C having the composition shown in Table 2 were used. Nine parts of film forming aid BDG was added to 100 parts of the emulsion particles to prepare an aqueous coating material for evaluation.
[比較例3]
表2に記載の組成の乳化物B及び乳化物Cを使用し、乳化物Bの残り分の滴下時間を0.75時間、乳化物Cの滴下時間を1.75時間とした。それ以外の条件は実施例1と同様にしてエマルション粒子の分散液を得た。また、エマルション粒子100部に対し造膜助剤BDGを5部添加し、評価用水性被覆材を作製した。
[Comparative Example 3]
Emulsion B and Emulsion C having the composition shown in Table 2 were used, the dropping time of the remaining emulsion B was 0.75 hours, and the dropping time of emulsion C was 1.75 hours. Other conditions were the same as in Example 1 to obtain a dispersion of emulsion particles. Further, 5 parts of a film-forming auxiliary BDG was added to 100 parts of the emulsion particles to prepare an aqueous coating material for evaluation.
水性被覆材の評価は下記の方法に従って実施した。
[耐ブロッキング性(高温乾燥)の評価]
評価用水性被覆材をガラス板に6ミルアプリケーターにて塗装(縦80mm×横80mm)し、130℃で5分間強制乾燥させた。次いで、50℃まで冷却した後、50℃雰囲気下で塗膜表面にガーゼを載せ、更にその上に事前に50℃まで加温した分銅を置き、30分間1.4kg/cm2の荷重をかけた。次いで、常温まで冷却した後、ゆっくりガーゼを剥がし、その際の剥がし難さ及びガーゼの痕跡を目視にて観察し、下記の基準に従って評価した。
◎:ガラス板を傾けるとガーゼが自然に落下し、塗膜上にガーゼの痕跡がほとんど残っていない。
○:ガラス板を傾けてもガーゼが自然に落下することはないが、塗膜上にガーゼの痕跡はほとんど残っていない。
△:ガラス板を傾けてもガーゼが自然に落下することはないが、少しの力で剥離することができ、ガーゼの痕跡が多少残っている。
×:ガーゼを剥離する時に塗膜の一部も剥離し、ガーゼの痕跡がはっきりと残っている。
The aqueous coating material was evaluated according to the following method.
[Evaluation of blocking resistance (high temperature drying)]
An aqueous coating material for evaluation was coated on a glass plate with a 6 mil applicator (80 mm long × 80 mm wide) and forcedly dried at 130 ° C. for 5 minutes. Next, after cooling to 50 ° C, gauze is placed on the surface of the coating film in an atmosphere of 50 ° C, and a weight previously heated to 50 ° C is placed thereon, and a load of 1.4 kg / cm 2 is applied for 30 minutes. It was. Next, after cooling to room temperature, the gauze was slowly peeled off, and the difficulty of peeling and the traces of the gauze were visually observed and evaluated according to the following criteria.
A: When the glass plate is tilted, the gauze falls naturally and almost no trace of gauze remains on the coating film.
○: The gauze does not fall naturally even when the glass plate is tilted, but there is almost no trace of gauze remaining on the coating film.
Δ: The gauze does not fall naturally even when the glass plate is tilted, but it can be peeled off with a little force, and some traces of gauze remain.
X: When peeling gauze, a part of coating film also peeled and the trace of gauze remains clearly.
[耐ブロッキング性(低温乾燥)の評価]
評価用水性被覆材をガラス板に塗装した後、5分間強制乾燥する温度を50℃とする以外は、前記の耐ブロッキング性(高温乾燥)の評価と同様の方法及び評価基準で評価を実施した。
[Evaluation of blocking resistance (low temperature drying)]
Evaluation was carried out by the same method and evaluation criteria as in the above-described evaluation of blocking resistance (high temperature drying), except that the temperature for forced drying for 5 minutes was set to 50 ° C. after coating the aqueous coating material for evaluation on a glass plate. .
[耐凍害性の評価]
石膏スラグパーライト板(厚12mm×縦150mm×横70mm)にシーラーとしてダイヤナールLX−1010(三菱レイヨン(株)製)を使用した白エナメル塗料(顔料重量濃度40%)を、塗着量が90〜100g/m2(湿潤質量)となるように室温にてスプレー塗装し、130℃で5分間乾燥した。次いで、シーラーの上に中塗り層としてダイヤナールLX−2011(三菱レイヨン(株)製)を使用した白エナメル塗料(顔料重量濃度40%)を、塗着量が90〜100g/m2(湿潤質量)となるように室温にてスプレー塗装し、130℃で5分間乾燥した。次いで、中塗り層の上に上塗り層として評価用水性被覆材を、塗着量が50〜60g/m2(湿潤質量)となるように室温にてスプレー塗装し、130℃で5分間乾燥させ、試験板を作製した。この試験板を1日室温で放置した後、溶剤系の2液硬化型アクリル樹脂を用いて、試験板の側面及び背面をシールし、防水機能を付与した。1日経過後に、凍結融解試験機にて耐凍害性試験を行った。凍結融解条件は、−20℃/2時間(空気中)及び20℃/2時間(水中)のサイクル試験とした。
30倍ルーペを用いて試験板にクラックが入るまでのサイクル数を測定し、下記の基準に従って評価した。
◎:300サイクルでもクラックが入らない。
○:200サイクル〜300サイクルでクラックが入る。
△:100サイクル〜199サイクルでクラックが入る。
×:99サイクルまでにクラックが入る。
[Evaluation of frost resistance]
White enamel paint (pigment weight concentration 40%) using Dianal LX-1010 (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) as a sealer on a gypsum slag perlite plate (thickness 12 mm x length 150 mm x width 70 mm) with a coating weight of 90 It was spray-coated at room temperature so as to be ˜100 g / m 2 (wet mass) and dried at 130 ° C. for 5 minutes. Next, a white enamel paint (pigment weight concentration 40%) using Dianal LX-2011 (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) as an intermediate coating layer on the sealer was applied in an amount of 90 to 100 g / m 2 (wet). (Mass) was spray-coated at room temperature and dried at 130 ° C. for 5 minutes. Next, an aqueous coating material for evaluation is spray-coated on the intermediate coating layer as a top coating layer at room temperature so that the coating amount is 50 to 60 g / m 2 (wet mass), and dried at 130 ° C. for 5 minutes. A test plate was prepared. The test plate was allowed to stand at room temperature for one day, and then the side and back surfaces of the test plate were sealed using a solvent-based two-component curable acrylic resin to provide a waterproof function. After one day, the frost damage resistance test was conducted with a freeze-thaw tester. Freezing and thawing conditions were a cycle test of −20 ° C./2 hours (in air) and 20 ° C./2 hours (in water).
The number of cycles until the test plate was cracked was measured using a 30-fold magnifier and evaluated according to the following criteria.
A: Cracks do not occur even after 300 cycles.
○: Cracks occur in 200 to 300 cycles.
Δ: Cracks occur in 100 cycles to 199 cycles.
X: Cracks occur by 99 cycles.
[平滑性の評価]
評価用水性被覆材をガラス板に8ミルアプリケーターにて塗装(縦100mm×横15mm)し、130℃で2分間強制乾燥させた後、塗膜の「より」や「マッドクラック」の有無を目視にて観察し、下記の基準に従って評価した。
◎:「より」や「マッドクラック」が殆ど見られず、連続した塗膜ができている。
○:塗装面の塗膜の端部に「マッドクラック」が多少見られる。
△:「マッドクラック」が見られるが、塗装面の縦方向に対して50%未満である。
×:塗装面の縦方向に対して50%以上の「マッドクラック」が見られる。
[Evaluation of smoothness]
An aqueous coating material for evaluation was coated on a glass plate with an 8 mil applicator (length 100 mm x width 15 mm), forcedly dried at 130 ° C for 2 minutes, and then visually checked for "more" and "mad cracks" on the coating film And evaluated according to the following criteria.
A: “More” and “Mad crack” are hardly seen, and a continuous coating film is formed.
○: Some “mud cracks” are observed at the edge of the paint film.
Δ: “Mad crack” is observed, but less than 50% with respect to the longitudinal direction of the painted surface.
X: “Mud crack” of 50% or more with respect to the vertical direction of the painted surface is observed.
[耐水性の評価]
評価用水性被覆材をガラス板に4ミルアプリケーターにて塗装(縦80mm×横80 mm)し、130℃で5分間強制乾燥した。次いで、室温まで放冷した。その後、50℃の温水にガラス板ごと100時間浸漬し、引き上げ直後及び乾燥後の塗膜外観を目視にて観察し、下記の基準に従って評価した。
◎:塗装面の白化は少なく、乾燥後は完全にクリヤー塗膜となった。
○:多少塗装面の白化は認められるが、乾燥後は2〜3時間程度でほぼクリヤー塗膜となった。
△:多少塗装面の白化が認められ、乾燥24時間後でも少し濁っており、48時間後にクリヤー塗膜となった。
×:かなり塗装面が白化しており、乾燥後も白化したままで、最後までクリヤー塗膜にならなかった。
[Evaluation of water resistance]
An aqueous coating material for evaluation was coated on a glass plate with a 4 mil applicator (length 80 mm × width 80 mm), and forcedly dried at 130 ° C. for 5 minutes. Subsequently, it was left to cool to room temperature. Thereafter, the glass plate was immersed in warm water at 50 ° C. for 100 hours, and the appearance of the coated film immediately after being pulled up and dried was visually observed and evaluated according to the following criteria.
(Double-circle): The whitening of the coating surface was little and it became a clear coating completely after drying.
◯: Some whitening of the painted surface was observed, but after drying, a clear coating film was formed in about 2 to 3 hours.
Δ: Some whitening of the painted surface was observed, and it was slightly cloudy even after 24 hours of drying, and a clear coating film was formed after 48 hours.
X: The painted surface was considerably whitened and remained white after drying, and did not become a clear coating film until the end.
[耐候性の評価]
耐凍害性の評価に使用したものと同様に、側面及び背面をシールした試験板を用い、シール1日経過後に、ダイプラ・メタルウエザーKU−R4−W型(ダイプラ・ウィンテス(株)製)にて耐候性試験を行った。試験サイクルは、照射4時間(噴霧5秒/15分)/結露4時間、UV強度:85mW/cm2、ブラックパネル温度:照射時63℃/結露時30℃、湿度:照射時50%RH/結露時96%RHの条件で、840時間経過した後、測定角60°における光沢度の保持率を耐候性の指標とし、下記の基準に従って評価した。
◎:90%以上。
○:80%以上、90%未満。
△:60%以上、80%未満。
×:60%未満、又は塗膜の剥離・クラックが生じたもの。
以上、説明したような評価を行った結果を表3に示す。
[Evaluation of weather resistance]
Similar to the one used for the evaluation of frost damage resistance, the test plate with the side and back surfaces sealed is used, and after one day of sealing, the die plastic metal weather KU-R4-W type (manufactured by Daipura Wintes Co., Ltd.) is used. The weather resistance test was conducted. Test cycle: irradiation 4 hours (spray 5 seconds / 15 minutes) / condensation 4 hours, UV intensity: 85 mW / cm 2 , black panel temperature: 63 ° C. during irradiation / 30 ° C. during condensation, humidity: 50% RH / during irradiation After 840 hours under the condition of 96% RH at the time of condensation, the gloss retention at a measurement angle of 60 ° was used as an indicator of weather resistance and evaluated according to the following criteria.
A: 90% or more.
○: 80% or more and less than 90%.
Δ: 60% or more and less than 80%.
X: Less than 60%, or with peeling / cracking of the coating film.
The results of the evaluation as described above are shown in Table 3.
実施例1の水性被覆材は、単量体(b)中の単量体(d)の割合が75質量%であり、単量体(b)中のメチルメタクリレートの、単量体(b)と単量体(c)の合計質量に対する割合が30.5質量%であり、その他の条件が最適である。実施例1の水性被覆材では、塗膜は良好な耐ブロッキング性と、高い耐凍害性、平滑性、耐水性、耐候性を備えていた。同様の結果は、実施例2及び実施例3でも得られた。
また、単量体(c)中の単量体(e)の割合が47質量%であり、それ以外の条件が最適である参考例の水性被覆材では、塗膜は高い耐ブロッキング性と、良好な耐凍害性、平滑性、耐水性、耐候性を備えていた。
また、ポリオルガノシロキサン重合体(A)の、重合体(B)と重合体(C)との合計質量に対する質量割合が1質量%であり、それ以外の条件が最適である実施例4の水性被覆材では、塗膜は高い耐ブロッキング性、耐凍害性、平滑性、耐水性と、良好な耐候性を備えていた。
また、全ての条件が最適である実施例5及び実施例6の水性被覆材では、塗膜は高い耐ブロッキング性、耐凍害性、平滑性、耐水性、耐候性を備えていた。
以上のように、本発明の水性被覆材による塗膜は、耐ブロッキング性、耐凍害性、平滑性、耐水性、耐候性について、全てに優れた性能を兼ね備えていた。
In the aqueous coating material of Example 1, the ratio of the monomer (d) in the monomer (b) is 75 mass%, and the monomer (b) of methyl methacrylate in the monomer (b). And the ratio of the monomer (c) to the total mass is 30.5% by mass, and other conditions are optimal. In the aqueous coating material of Example 1, the coating film had good blocking resistance and high frost damage resistance, smoothness, water resistance, and weather resistance. Similar results were obtained in Example 2 and Example 3.
In addition, in the aqueous coating material of the reference example in which the ratio of the monomer (e) in the monomer (c) is 47% by mass and the other conditions are optimal, the coating film has high blocking resistance, It had good frost damage resistance, smoothness, water resistance, and weather resistance.
Moreover, the aqueous | water-based Example 4 whose mass ratio with respect to the total mass of a polymer (B) and a polymer (C) of a polyorganosiloxane polymer (A) is 1 mass%, and other conditions are optimal. In the coating material, the coating film had high blocking resistance, frost resistance, smoothness, water resistance, and good weather resistance.
Moreover, in the aqueous coating material of Example 5 and Example 6 in which all conditions are optimal, the coating film had high blocking resistance, frost damage resistance, smoothness, water resistance, and weather resistance.
As described above, the coating film using the aqueous coating material of the present invention has excellent performances in all of blocking resistance, frost resistance, smoothness, water resistance, and weather resistance.
一方、ポリオルガノシロキサン重合体(A)を用いない比較例1の水性被覆材では、塗膜は耐凍害性、平滑性、耐水性、耐候性が非常に低くなる。また、単量体(b)中の単量体(d)の割合が70質量%である比較例2の水性被覆材では、塗膜は耐ブロッキング性が非常に低くなる。また、単量体(b)中の単量体(d)の割合は100質量%であるものの、単量体(b)中のメチルメタクリレートが、単量体(b)と単量体(c)の合計質量に対して28質量%である比較例3の水性被覆材でも、塗膜は耐ブロッキング性が非常に低くなる。
以上のように、比較例1〜3の水性被覆材では、塗膜は耐ブロッキング性、耐凍害性、平滑性、耐水性、耐候性を同時に満足していなかった。
On the other hand, in the aqueous coating material of Comparative Example 1 that does not use the polyorganosiloxane polymer (A), the coating film has extremely low frost damage resistance, smoothness, water resistance, and weather resistance. Moreover, in the aqueous | water-based coating material of the comparative example 2 whose ratio of the monomer (d) in a monomer (b) is 70 mass%, a coating film becomes very low in blocking resistance. Moreover, although the ratio of the monomer (d) in the monomer (b) is 100% by mass, the methyl methacrylate in the monomer (b) is replaced with the monomer (b) and the monomer (c ) Even with the aqueous coating material of Comparative Example 3 that is 28% by mass with respect to the total mass of (), the coating film has very low blocking resistance.
As described above, in the aqueous coating materials of Comparative Examples 1 to 3, the coating film did not satisfy the blocking resistance, the frost damage resistance, the smoothness, the water resistance, and the weather resistance at the same time.
本発明の水性被覆材は、セメントモルタル、スレート板、石膏ボード、押し出し成形板、発泡性コンクリート、金属、ガラス、磁器タイル、アスファルト、木材、防水ゴム材、プラスチック、珪酸カルシウム基材等の各種素材の表面仕上げ被覆材として有用であり、特に建築物、土木構造物等の躯体保護用水性被覆材として有用である。 The aqueous coating material of the present invention is made of various materials such as cement mortar, slate board, gypsum board, extruded board, foamable concrete, metal, glass, porcelain tile, asphalt, wood, waterproof rubber material, plastic, calcium silicate base material, etc. It is useful as a surface finish coating material, and particularly useful as a water-based coating material for protecting buildings such as buildings and civil engineering structures.
Claims (2)
エチレン性不飽和単量体(b)は、溶解性パラメータ(SP値)が20〜30(J/cm3)1/2のエチレン性不飽和単量体(d)を75〜100質量%含んでおり、
該エチレン性不飽和単量体(d)としてエチレン性不飽和単量体(b)に含まれているメチルメタクリレートは、乳化重合に使用するエチレン性不飽和単量体(b)とエチレン性不飽和単量体(c)との合計質量を基準として、30質量%以上であり、
エチレン性不飽和単量体(c)は、溶解性パラメータ(SP値)が20(J/cm 3 ) 1/2 未満のエチレン性不飽和単量体(e)を含み、エチレン性不飽和単量体(c)に含有されるエチレン性不飽和単量体(e)の質量割合は65〜100質量%であることを特徴とする水性被覆材。 In an aqueous dispersion containing the polyorganosiloxane polymer (A), the ethylenically unsaturated monomer (b) is emulsion polymerized in one or more stages to form a polymer (B), and then the ethylenically unsaturated monomer is used. An aqueous coating material containing emulsion particles obtained by adding a saturated monomer (c) and emulsion polymerization to form a polymer (C),
The ethylenically unsaturated monomer (b) contains 75 to 100% by mass of the ethylenically unsaturated monomer (d) having a solubility parameter (SP value) of 20 to 30 (J / cm 3 ) 1/2. And
The methyl methacrylate contained in the ethylenically unsaturated monomer (b) as the ethylenically unsaturated monomer (d) is different from the ethylenically unsaturated monomer (b) used in the emulsion polymerization. relative to the combined weight of the unsaturated monomer (c), Ri der least 30 mass%,
The ethylenically unsaturated monomer (c) includes an ethylenically unsaturated monomer (e) having a solubility parameter (SP value) of less than 20 (J / cm 3 ) 1/2 , mass percentage aqueous coating material, wherein 65 to 100% by mass Rukoto of mer ethylenically unsaturated monomer contained in (c) (e).
重合体(B)は、溶解性パラメータ(SP値)が20〜30(J/cm3)1/2のエチレン性不飽和単量体(d)の重合単位を75〜100質量%含んでおり、
該エチレン性不飽和単量体(d)として重合体(B)に含まれるメチルメタクリレートの重合単位は、重合体(B)及び重合体(C)の重合単位である、エチレン性不飽和単量体(b)とエチレン性不飽和単量体(c)との合計質量に対して、30質量%以上であり、
エチレン性不飽和単量体(c)の重合単位は、溶解性パラメータ(SP値)が20(J/cm 3 ) 1/2 未満のエチレン性不飽和単量体(e)の重合単位を含み、エチレン性不飽和単量体(c)の重合単位に含有されるエチレン性不飽和単量体(e)の重合単位の質量割合は65〜100質量%であることを特徴とする水性被覆材。 On the outside of the layer containing the polyorganosiloxane polymer (A) and the polymer (B) of the ethylenically unsaturated monomer (b), the polymer (C) of the ethylenically unsaturated monomer (c) is provided. An aqueous coating material comprising multi-layered emulsion particles,
The polymer (B) contains 75 to 100% by mass of polymerized units of an ethylenically unsaturated monomer (d) having a solubility parameter (SP value) of 20 to 30 (J / cm 3 ) 1/2. ,
The methyl methacrylate polymer unit contained in the polymer (B) as the ethylenically unsaturated monomer (d) is a polymer unit of the polymer (B) and the polymer (C). based on the total weight of the body (b) an ethylenically unsaturated monomer and (c), Ri der least 30 mass%,
The polymerized units of the ethylenically unsaturated monomer (c) include polymerized units of the ethylenically unsaturated monomer (e) having a solubility parameter (SP value) of less than 20 (J / cm 3 ) 1/2. , aqueous coating, wherein the mass ratio is 65 to 100% by mass Rukoto of polymerized units of ethylenically unsaturated monomer contained in the polymerized units of an ethylenically unsaturated monomer (c) (e) Wood.
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