JP5521306B2 - Curable aqueous composition - Google Patents

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Description

本発明は、低温硬化速度が速く、かつポットライフが長く、耐候性と低汚染性に優れる、建築外壁塗装用樹脂に好適な硬化性水性組成物に関する。   The present invention relates to a curable aqueous composition suitable for a resin for exterior wall coating, having a low low temperature curing rate, a long pot life, and excellent weather resistance and low contamination.

建築外壁の屋外塗装用樹脂には環境負荷低減を目的に揮発溶剤を低減できる水性樹脂が使用されている。また、建築物の長寿命化を目的に塗装にも高度な耐候性と低汚染性が要求されている。これらの要求を満たす塗装用樹脂の例としては、中和された酸基を有する重合体セグメント(A)と、ポリシロキサンセグメント(B)とが化学結合してなる複合樹脂(AB)のポリシロキサンセグメント(B)と、アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)由来のポリシロキサンセグメント(C)とが珪素−酸素結合を介して結合している複合樹脂(ABC)が水性媒体中に溶解又は分散してなる複合樹脂(ABC)の水性化物を用いた例(例えば、特許文献1参照。)が提案されている。   A water-based resin capable of reducing volatile solvents is used as an outdoor coating resin for building exterior walls in order to reduce the environmental load. In addition, coatings are required to have high weather resistance and low contamination for the purpose of extending the life of buildings. An example of a coating resin that satisfies these requirements is a polysiloxane of a composite resin (AB) in which a polymer segment (A) having a neutralized acid group and a polysiloxane segment (B) are chemically bonded. Composite resin in which segment (B) and polysiloxane segment (C) derived from condensate (c) of alkyltrialkoxysilane having 1 to 3 carbon atoms in the alkyl group are bonded via a silicon-oxygen bond ( An example using an aqueous product of a composite resin (ABC) obtained by dissolving or dispersing (ABC) in an aqueous medium has been proposed (for example, see Patent Document 1).

しかしながら、前記の方法では、硬化剤(例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)を混合して使用に供しているが、硬化剤中のエポキシ基と複合樹脂(ABC)のカルボキシル基とが反応に一定の時間が必要で硬化速度が遅い。
特に、充分な加熱が出来ない屋外塗装用途に用いる場合、硬化速度が遅いと夜間の結露等で塗面が濡れた場合、耐水性に劣る問題がある。このような場合、前記列挙した文献には、主剤樹脂に種々の硬化剤を使用する方法が記載されている。
しかし、前記のような屋外塗装での使用においては、施工温度が低い場合、硬化速度が遅くなり硬化に長時間を要し前記の難点を改善できない。
また、これを改善するため、硬化剤を多量に用いるか、或いは高い活性の硬化剤を用いることが考慮されるが、これらの対策では、確かに硬化は速くなるものの、硬化剤配合液のポットライフが短くなり施工性等の作業性に劣るという問題点が生じる。
However, in the above method, a curing agent (for example, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane) is mixed and used for use. However, the epoxy group in the curing agent and the carboxyl group of the composite resin (ABC) A certain time is required for the reaction and the curing speed is slow.
In particular, when used in outdoor coating applications where sufficient heating is not possible, there is a problem of poor water resistance when the coating surface gets wet due to condensation at night when the curing speed is slow. In such a case, the above-described literatures describe a method of using various curing agents for the main resin.
However, in use in outdoor coating as described above, when the construction temperature is low, the curing rate becomes slow and a long time is required for curing, and the above-mentioned difficulties cannot be improved.
In order to improve this, it is considered to use a large amount of a curing agent or to use a highly active curing agent. There is a problem that the life is shortened and workability such as workability is inferior.

特開2008−106228号公報JP 2008-106228 A

本発明が解決しようとする課題は、コーティング剤として使用したときに、低温硬化速度が速く、かつポットライフが長く、耐候性と低汚染性に優れる硬化性水性組成物を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide a curable aqueous composition that, when used as a coating agent, has a low low-temperature curing rate, a long pot life, and excellent weather resistance and low contamination.

本発明が解決しようとする課題は、コーティング剤として使用したときに、充分な加熱が出来ないような屋外塗装用途であっても、低温硬化速度に優れる硬化性水性組成物を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide a curable aqueous composition that is excellent in low-temperature curing speed even when used as a coating agent in outdoor coating applications where sufficient heating is not possible. .

本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、中和された酸基を有する重合体セグメント(A)と、ポリシロキサンセグメント(B)とが化学結合してなる複合樹脂(AB)のポリシロキサンセグメント(B)と、アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)由来のポリシロキサンセグメント(C)とが珪素−酸素結合を介して結合している複合樹脂(ABC)に下記の構造が結合している複合樹脂が、前記の課題を解決することを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has obtained a composite resin in which a polymer segment (A) having a neutralized acid group and a polysiloxane segment (B) are chemically bonded. The polysiloxane segment (B) of (AB) and the polysiloxane segment (C) derived from the condensate (c) of alkyltrialkoxysilane having an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms are bonded via a silicon-oxygen bond. The present invention has been completed by finding that a composite resin in which the following structure is bonded to the composite resin (ABC) is capable of solving the above-mentioned problems.

即ち、本発明は、中和された酸基を有する重合体セグメント(A)と、ポリシロキサンセグメント(B)とが化学結合してなる複合樹脂(AB)のポリシロキサンセグメント(B)と、アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)由来のポリシロキサンセグメント(C)とが珪素−酸素結合を介して結合している複合樹脂(ABC)が水性媒体中に溶解又は分散してなる複合樹脂(ABC)の水性化物を含有する硬化性水性組成物であって、前記複合樹脂(ABC)が、下記一般式(1−1)、(1−2)及び(1−3)で表される構造の内、少なくとも1種類の構造を含有することを特徴とする硬化性水性組成物を提供する。   That is, the present invention relates to a polysiloxane segment (B) of a composite resin (AB) formed by chemically bonding a polymer segment (A) having a neutralized acid group and a polysiloxane segment (B), and an alkyl group. A composite resin (ABC) in which a polysiloxane segment (C) derived from a condensate (c) of an alkyltrialkoxysilane having 1 to 3 carbon atoms is bonded via a silicon-oxygen bond is present in an aqueous medium. A curable aqueous composition containing an aqueous solution of a composite resin (ABC) that is dissolved or dispersed, wherein the composite resin (ABC) has the following general formulas (1-1), (1-2), and ( Provided is a curable aqueous composition characterized by containing at least one type of structure represented by 1-3).

Figure 0005521306
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(式中、m、nは、1〜4の繰り返し単位をそれぞれ独立に表し、kは4〜12の繰り返し単位を表し、X、Xは、それぞれ独立に、水酸基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基を表し、Xは、水酸基、メチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基を表す。) (In the formula, m and n each independently represent 1 to 4 repeating units, k represents 4 to 12 repeating units, and X 1 and X 2 each independently represent a hydroxyl group, a methoxy group, or an ethoxy group. Represents a propoxy group and a butoxy group, and X 3 represents a hydroxyl group, a methyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group.)

本発明の硬化性水性組成物は建築外壁塗装用樹脂として用いると低温硬化速度が速く、かつポットライフが長くなり、良好な施工性を得ることができる。   When the curable aqueous composition of the present invention is used as a resin for coating building exterior walls, the low-temperature curing rate is high, the pot life is long, and good workability can be obtained.

以下に、本発明の硬化性水性組成物を具体的に説明する。   Below, the curable aqueous composition of this invention is demonstrated concretely.

本発明で使用する複合樹脂(ABC)はとしては、例えば、中和された酸基を有する重合体セグメント(A)と、ポリシロキサンセグメント(B)とが化学結合してなる複合樹脂(AB)のポリシロキサンセグメント(B)と、アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)由来のポリシロキサンセグメント(C)とが珪素−酸素結合を介して結合している複合樹脂であれば良く、例えば、ポリシロキサンセグメント(B)が中和された酸基を有する重合体セグメント(A)の側鎖に化学的に結合したグラフト構造を有する複合樹脂や、前記重合体セグメント(A)の末端にポリシロキサンセグメント(B)が化学的に結合したブロック構造を有する複合樹脂のポリシロキサンセグメント(B)と、アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)由来のポリシロキサンセグメント(C)とが珪素−酸素結合を介して化学的に結合した構造を有する複合樹脂に前記が挙げられる一般式(1−1)、(1−2)及び(1−3)の構造を含有するものである。   The composite resin (ABC) used in the present invention is, for example, a composite resin (AB) formed by chemically bonding a polymer segment (A) having a neutralized acid group and a polysiloxane segment (B). The polysiloxane segment (B) and the polysiloxane segment (C) derived from the condensate (c) of alkyltrialkoxysilane having 1 to 3 carbon atoms in the alkyl group are bonded via a silicon-oxygen bond. Any composite resin may be used. For example, the composite resin having a graft structure in which the polysiloxane segment (B) is chemically bonded to the side chain of the polymer segment (A) having a neutralized acid group, or the polymer A polysiloxane segment (B) of a composite resin having a block structure in which the polysiloxane segment (B) is chemically bonded to the terminal of the segment (A), and an alkyl group General examples of the composite resin having a structure in which the polysiloxane segment (C) derived from the condensate (c) of alkyltrialkoxysilane having 1 to 3 carbon atoms is chemically bonded through a silicon-oxygen bond are mentioned above. It contains the structures of formulas (1-1), (1-2) and (1-3).

前記一般式(1−1)、(1−2)及び(1−3)の構造を導入する方法としては、例えば、前記複合樹脂(ABC)とエポキシ基を含有するオルガノアルコキシシランとを、後述する製造方法で反応させることで得られる。   As a method for introducing the structures of the general formulas (1-1), (1-2), and (1-3), for example, the composite resin (ABC) and an organoalkoxysilane containing an epoxy group are described below. It is obtained by making it react with the manufacturing method to do.

前記オルガノアルコキシシランとしては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジエトキシシラン、5,6−エポキシヘキシルトリメトキシシラン、9,10−エポキシデシルトリメトキシシラン等が挙げられ、これらの中でも、トリアルコキシシラン類が好ましい。   Examples of the organoalkoxysilane include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltributoxysilane, γ-glycidoxypropyltriisopropoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane , Β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethylmethyldimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethylmethyldiethoxysilane, 5,6-epoxyhexyltrimethoxysilane, 9,10-epoxydecyltrimethoxy Syrah Etc., and among these, trialkoxysilanes are preferred.

前記複合樹脂(ABC)が有する、前記重合体セグメント(A)と前記ポリシロキサンセグメント(B)との化学的な結合としては、特に限定はないが、例えば、下記構造式(S−1)あるいは下記の構造式(S−2)の結合様式等が挙げられ、なかでも構造式(S−1)の結合様式を有する複合樹脂を使用することが、耐候性に優れた塗膜を形成できることから好ましい。〔但し、構造式(S−1)中の炭素原子は前記重合体セグメント(A)の一部分を構成し、珪素原子と酸素原子は前記ポリシロキサンセグメント(B)の一部分を構成するものである。〕   The chemical bond between the polymer segment (A) and the polysiloxane segment (B) included in the composite resin (ABC) is not particularly limited. For example, the following structural formula (S-1) or Examples include the bonding mode of the following structural formula (S-2). Among them, the use of a composite resin having the bonding mode of the structural formula (S-1) can form a coating film excellent in weather resistance. preferable. [However, the carbon atom in the structural formula (S-1) constitutes a part of the polymer segment (A), and the silicon atom and the oxygen atom constitute a part of the polysiloxane segment (B). ]

Figure 0005521306
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Figure 0005521306
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〔但し、構造式(S−2)中の炭素原子は前記重合体セグメント(A)の一部分を構成し、珪素原子はポリシロキサンセグメント(B)の一部分を構成するものである。〕   [However, the carbon atom in the structural formula (S-2) constitutes a part of the polymer segment (A), and the silicon atom constitutes a part of the polysiloxane segment (B). ]

前記複合樹脂(ABC)を構成する、重合体セグメント(A)は、水性媒体中に前記複合樹脂(ABC)を分散又は溶解させるため、中和された酸基を有する重合体セグメントであることが必須であり、なかでもポリシロキサンセグメント(B)やその合成原料が有する珪素原子に結合した水酸基や珪素原子に結合した加水分解性基と容易に加水分解縮合して前記構造式(S−1)の結合様式で化学結合することから、酸基と共に、珪素原子に結合した水酸基及び/又は珪素原子に結合した加水分解性基(以下、「珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基」と略記する。)を有する重合体(a′)又はその中和物である重合体(a)に由来の重合体セグメントであることが好ましい。前記重合体(a′)及び重合体(a)は、酸基又は中和された酸基を有するポリシロキサン以外の重合体であればよく、その種類としては、例えば、アクリル重合体、フルオロオレフィン重合体、ビニルエステル重合体、芳香族ビニル重合体、ポリオレフィン重合体等のビニル系重合体、ポリウレタン重合体、ポリエステル重合体、ポリエーテル重合体などが挙げられるが、なかでも、ビニル系重合体やポリウレタン重合体が好ましく、アクリル重合体がより好ましい。   The polymer segment (A) constituting the composite resin (ABC) may be a polymer segment having a neutralized acid group in order to disperse or dissolve the composite resin (ABC) in an aqueous medium. Essentially, among them, the above structural formula (S-1) is easily hydrolyzed and condensed with a hydroxyl group bonded to a silicon atom or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom of the polysiloxane segment (B) or its synthesis raw material. Therefore, a hydroxyl group bonded to a silicon atom and / or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom (hereinafter referred to as “hydroxyl group and / or hydrolyzable group of a silicon atom bond”) together with an acid group. It is preferably a polymer segment derived from the polymer (a ′) having abbreviated) or the polymer (a) which is a neutralized product thereof. The polymer (a ′) and the polymer (a) may be any polymer other than polysiloxane having an acid group or a neutralized acid group. Examples of the polymer include an acrylic polymer and a fluoroolefin. Examples thereof include vinyl polymers such as polymers, vinyl ester polymers, aromatic vinyl polymers, and polyolefin polymers, polyurethane polymers, polyester polymers, polyether polymers, among others, vinyl polymers and A polyurethane polymer is preferred, and an acrylic polymer is more preferred.

前記重合体(a′)中の酸基としては、例えば、カボキシル基、燐酸基、酸性燐酸エステル基、亜燐酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基などが挙げられ、なかでも複合樹脂(ABC)の骨格へ導入しやすいことから、カルボキシル基が好ましい。   Examples of the acid group in the polymer (a ′) include a carboxyl group, a phosphoric acid group, an acidic phosphoric acid ester group, a phosphorous acid group, a sulfonic acid group, and a sulfinic acid group. Among them, a composite resin (ABC) A carboxyl group is preferable because it can be easily introduced into the skeleton.

そして、かかる酸基を中和する際に使用する塩基性化合物としては、例えば、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、2−アミノエタノール、2−ジメチルアミノエタノールなどの有機アミン類;アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの無機塩基性化合物;テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラ−n−ブチルアンモニウムハイドロオキサイド、トリメチルベンジルアンモニウムハイドロオキサイドの四級アンモニウムハイドロオキサイドなどを使用することができ、なかでも有機アミン類およびアンモニア(アンモニア水でもよい。)を使用することが好ましい。   Examples of the basic compound used for neutralizing the acid group include organic amines such as methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, 2-aminoethanol, and 2-dimethylaminoethanol. ; Inorganic basic compounds such as ammonia, sodium hydroxide and potassium hydroxide; quaternary ammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium hydroxide and trimethylbenzylammonium hydroxide can be used. Of these, organic amines and ammonia (ammonia water may be used) are preferably used.

前記重合体(a)中の中和された酸基は、前記複合樹脂(ABC)が水性媒体中に分散又は溶解してなる水性分散体又は水溶液の良好な保存安定性を維持する観点から、前記複合樹脂(ABC)100重量%に対して、0.1〜20重量%の割合で存在していることが好ましく、なかでも0.2〜10重量%の割合で存在していることがより好ましい。   From the viewpoint of maintaining good storage stability of an aqueous dispersion or aqueous solution in which the composite resin (ABC) is dispersed or dissolved in an aqueous medium, the neutralized acid group in the polymer (a). It is preferably present at a rate of 0.1 to 20% by weight, more preferably at a rate of 0.2 to 10% by weight, based on 100% by weight of the composite resin (ABC). preferable.

また、前記重合体(a′)中の珪素原子に結合した加水分解性基としては、加水分解されることによって珪素原子に結合した水酸基(シラノール基)を生成することが可能な官能基であれば良く、例えば、珪素原子に結合したハロゲン原子、珪素原子に結合したアルコキシ基、珪素原子に結合したアシロキシ基、珪素原子に結合したフェノキシ基、珪素原子に結合したメルカプト基、珪素原子に結合したアミノ基、珪素原子に結合したアミド基、珪素原子に結合したアミノオキシ基、珪素原子に結合したイミノオキシ基、珪素原子に結合したアルケニルオキシ基等が挙げられ、なかでも加水分解反応を容易に進行でき、また、反応後の副生成物を容易に除去できることから、珪素原子に結合したアルコキシ基が好ましい。   The hydrolyzable group bonded to the silicon atom in the polymer (a ′) may be a functional group capable of generating a hydroxyl group bonded to the silicon atom (silanol group) by hydrolysis. For example, halogen atoms bonded to silicon atoms, alkoxy groups bonded to silicon atoms, acyloxy groups bonded to silicon atoms, phenoxy groups bonded to silicon atoms, mercapto groups bonded to silicon atoms, bonded to silicon atoms Examples include amino groups, amide groups bonded to silicon atoms, aminooxy groups bonded to silicon atoms, iminooxy groups bonded to silicon atoms, and alkenyloxy groups bonded to silicon atoms, among which hydrolysis proceeds easily. In addition, an alkoxy group bonded to a silicon atom is preferable because a by-product after the reaction can be easily removed.

前記重合体セグメント(A)は、本発明が奏する効果を阻害しない範囲で、中和された酸基、珪素原子に結合した水酸基及び珪素原子に結合した加水分解性基を除くその他の官能基を有していてもよい。かかるその他の官能基としては、例えば、中和されていないカルボキシル基、ブロックされたカルボキシル基、カルボン酸無水基、水酸基、ブロックされた水酸基、シクロカーボネート基、エポキシ基、カルボニル基、1級アミド基、2級アミド基、カーバメート基、ポリエチレングリコール基、ポリプロピレングリコール基、及び、下記の構造式(S−3)で示される基等が挙げられる。   The polymer segment (A) has other functional groups excluding neutralized acid groups, hydroxyl groups bonded to silicon atoms, and hydrolyzable groups bonded to silicon atoms, as long as the effects of the present invention are not impaired. You may have. Examples of such other functional groups include unneutralized carboxyl groups, blocked carboxyl groups, carboxylic anhydride groups, hydroxyl groups, blocked hydroxyl groups, cyclocarbonate groups, epoxy groups, carbonyl groups, and primary amide groups. Secondary amide group, carbamate group, polyethylene glycol group, polypropylene glycol group, group shown by following structural formula (S-3), etc. are mentioned.

Figure 0005521306
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前記複合樹脂(ABC)を構成する、ポリシロキサンセグメント(B)としては、例えば、珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基を有するポリシロキサンに由来のセグメントが挙げられる。なお、前記珪素原子に結合した加水分解性基としては、前記重合体セグメント(A)において記載した珪素原子に結合した加水分解性基と同様のものが挙げられ、好ましいものも同様である。   Examples of the polysiloxane segment (B) constituting the composite resin (ABC) include a segment derived from a polysiloxane having a silicon atom-bonded hydroxyl group and / or a hydrolyzable group. Examples of the hydrolyzable group bonded to the silicon atom include those similar to the hydrolyzable group bonded to the silicon atom described in the polymer segment (A), and preferred ones are also the same.

前記ポリシロキサンセグメント(B)としては、下記一般式(S−4)や(S−5)で示される構造を有するものが好ましい。下記一般式(S−4)や(S−5)で示される構造を有する前記ポリシロキサンセグメントは、三次元網目状のポリシロキサン構造を有することから、得られる塗膜は、耐候性などに優れたものである。   As said polysiloxane segment (B), what has the structure shown by the following general formula (S-4) or (S-5) is preferable. Since the polysiloxane segment having the structure represented by the following general formula (S-4) or (S-5) has a three-dimensional network polysiloxane structure, the resulting coating film is excellent in weather resistance and the like. It is a thing.

Figure 0005521306
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Figure 0005521306
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〔但し、一般式(S−4)及び(S−5)中、Rは珪素原子に結合した炭素数が4〜12の有機基、R及びRは、それぞれ独立して珪素原子に結合したメチル基又は珪素原子に結合したエチル基である。なお、Rとしては、なかでも珪素原子に結合した炭素数が4〜12の炭化水素基であることが好ましく、フェニル基又は炭素数4のアルキル基であることがより好ましい。R及びRは、いずれも珪素原子に結合したメチル基又は珪素原子に結合したエチル基であることが好ましく、いずれも珪素原子に結合したメチル基であることがより好ましい。〕 [In the general formulas (S-4) and (S-5), R 1 is an organic group having 4 to 12 carbon atoms bonded to a silicon atom, and R 2 and R 3 are each independently a silicon atom. A bonded methyl group or an ethyl group bonded to a silicon atom. R 1 is preferably a hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms bonded to a silicon atom, and more preferably a phenyl group or an alkyl group having 4 carbon atoms. R 2 and R 3 are each preferably a methyl group bonded to a silicon atom or an ethyl group bonded to a silicon atom, and more preferably a methyl group bonded to a silicon atom. ]

前記一般式(S−4)や(S−5)で示される構造を有するポリシロキサンセグメントとしては、オルガノアルコキシシラン、好ましくは珪素原子に結合した炭素数が4〜12の有機基(以下、「珪素原子結合の炭素数4〜12の有機基」と略記する。)を有するモノオルガノトリアルコキシシラン、及び/又は、珪素原子に結合したメチル基及び/又は珪素原子に結合したエチル基(以下、「珪素原子結合のメチル基及び/又はエチル基」と略記する。)の2個を有するジオルガノジアルコキシシランを、加水分解縮合させて得られるポリシロキサンに由来のセグメントが挙げられる。これらポリシロキサンセグメントは、珪素原子結合の炭素数4〜12の有機基と珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基、及び/又は、珪素原子結合のメチル基及び/又はエチル基の2個と珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基を有するものであり、線状、分岐状、環状のうちの、いずれの構造を有するものでもよい。   The polysiloxane segment having the structure represented by the general formula (S-4) or (S-5) is an organoalkoxysilane, preferably an organic group having 4 to 12 carbon atoms bonded to a silicon atom (hereinafter, “ A monoorganotrialkoxysilane having a silicon atom-bonded organic group having 4 to 12 carbon atoms ”) and / or a methyl group bonded to a silicon atom and / or an ethyl group bonded to a silicon atom (hereinafter referred to as an“ organic group ”). And a segment derived from polysiloxane obtained by hydrolytic condensation of a diorganodialkoxysilane having two of “a silicon atom-bonded methyl group and / or ethyl group”. These polysiloxane segments consist of two organic atom-bonded organic groups having 4 to 12 carbon atoms, silicon atom-bonded hydroxyl groups and / or hydrolyzable groups, and / or silicon atom-bonded methyl groups and / or ethyl groups. And a silicon atom-bonded hydroxyl group and / or hydrolyzable group, and may have any structure of linear, branched, and cyclic.

前記珪素原子結合の炭素数4〜12の有機基としては、例えば、いずれも珪素原子に結合した炭素数が4〜12の、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。なお、これらの有機基は置換基を有するものであっても良い。   Examples of the organic group having 4 to 12 carbon atoms bonded to the silicon atom include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and an aralkyl group each having 4 to 12 carbon atoms bonded to the silicon atom. In addition, these organic groups may have a substituent.

かかる珪素原子結合の炭素数4〜12の有機基としては、珪素原子に結合した炭化水素基が好ましく、例えば、いずれも珪素原子に結合した、n−ブチル基、iso−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−ドデシル基、シクロヘキシルメチル基等のアルキル基;シクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、4−メチルフェニル基等のアリール基;ベンジル基等のアラルキル基などが挙げられ、なかでも珪素原子に結合したフェニル基又は珪素原子に結合した炭素数4のアルキル基がより好ましい。   Such an organic group having 4 to 12 carbon atoms bonded to a silicon atom is preferably a hydrocarbon group bonded to a silicon atom, for example, an n-butyl group, an iso-butyl group, or an n-hexyl bonded to a silicon atom. Group, n-octyl group, n-dodecyl group, alkyl group such as cyclohexylmethyl group; cycloalkyl group such as cyclohexyl group, 4-methylcyclohexyl group; aryl group such as phenyl group, 4-methylphenyl group; benzyl group, etc. Among them, a phenyl group bonded to a silicon atom or an alkyl group having 4 carbon atoms bonded to a silicon atom is more preferable.

前記複合樹脂(ABC)を構成する、ポリシロキサンセグメント(C)は、アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)に由来のセグメントであり、ここで用いるアルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)は、珪素原子に結合した水酸基及び/又は珪素原子に結合したアルコキシ基を有している。   The polysiloxane segment (C) constituting the composite resin (ABC) is a segment derived from a condensate (c) of an alkyltrialkoxysilane having 1 to 3 carbon atoms in the alkyl group, and the alkyl group used here The alkyltrialkoxysilane condensate (c) having 1 to 3 carbon atoms has a hydroxyl group bonded to a silicon atom and / or an alkoxy group bonded to a silicon atom.

前記アルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)としては、下記一般式(S−6)で示される構造を有することが好ましい。下記一般式(S−6)で示される構造を有するアルキルトリアルコキシシランの縮合物に由来のポリシロキサンセグメントは、三次元網目状のポリシロキサン構造を有することから、得られる塗膜は、耐候性などに優れたものである。   The alkyltrialkoxysilane condensate (c) preferably has a structure represented by the following general formula (S-6). Since the polysiloxane segment derived from the alkyltrialkoxysilane condensate having the structure represented by the following general formula (S-6) has a three-dimensional network-like polysiloxane structure, the resulting coating film has weather resistance. It is an excellent one.

Figure 0005521306
Figure 0005521306

〔但し、一般式(S−6)中のRは炭素数が1〜3個のアルキル基である。〕 [However, R 4 in the general formula (S-6) is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. ]

前記複合樹脂(ABC)としては、なかでも耐候性に優れる塗膜が得られることから、複合樹脂(ABC)100重量部に対して、ポリシロキサンセグメント(B)とアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)に由来するポリシロキサンセグメント(C)と合計量(B+C)が15〜85重量部であるものが好ましく、25〜85重量部であるものがより好ましい。   As the composite resin (ABC), since a coating film having excellent weather resistance is obtained, a polysiloxane segment (B) and an alkyltrialkoxysilane condensate (100 parts by weight of the composite resin (ABC)) ( The polysiloxane segment (C) derived from c) and the total amount (B + C) are preferably 15 to 85 parts by weight, more preferably 25 to 85 parts by weight.

また、前記複合樹脂(ABC)としては、なかでも耐久性、耐クラック性に優れる塗膜が得られることから、複合樹脂(ABC)100重量部に対して、前記アルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)由来のポリシロキサンセグメント(C)の量が15〜60重量部であるものが好ましく、30〜60重量部であるものがより好ましい。   In addition, as the composite resin (ABC), since a coating film having excellent durability and crack resistance is obtained, the alkyltrialkoxysilane condensate (100 parts by weight of the composite resin (ABC)) ( The amount of the polysiloxane segment (C) derived from c) is preferably 15 to 60 parts by weight, and more preferably 30 to 60 parts by weight.

前記複合樹脂(ABC)は、各種の方法で製造できるが、なかでも下記製造工程(I)〜(II)からなる工程で製造することが好ましい。   Although the said composite resin (ABC) can be manufactured with various methods, it is preferable to manufacture in the process which consists of the following manufacturing process (I)-(II) especially.

工程(I)
(I)酸基と珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基を併有する重合体(a′)と、オルガノアルコキシシラン(b)及び/又はその加水分解縮合物(b−1)とを加水分解縮合させて、重合体(a′)由来の重合体セグメント(A′)とオルガノアルコキシシラン(b)由来のポリシロキサンセグメント(B)とが化学結合してなる複合樹脂(A′B)を得る工程である。
Step (I)
(I) A polymer (a ′) having both an acid group and a silicon atom-bonded hydroxyl group and / or hydrolyzable group, and an organoalkoxysilane (b) and / or a hydrolysis condensate thereof (b-1). Composite resin (A'B) formed by chemical condensation of polymer segment (A ') derived from polymer (a') and polysiloxane segment (B) derived from organoalkoxysilane (b) by hydrolytic condensation It is the process of obtaining.

工程(II)
(II)次いで、得られた複合樹脂(A′B)とアルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)を加水分解縮合させて、複合樹脂(A′B)のポリシロキサンセグメント(B)と、アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)由来のポリシロキサンセグメント(C)とが珪素−酸素結合を介して結合している複合樹脂(A′BC)とした後、この複合樹脂(A′BC)中の酸基を塩基性化合物で中和して複合樹脂(ABC)を得る工程、又は、得られた複合樹脂(A′B)中の酸基を塩基性化合物で中和して複合樹脂(AB)とした後、アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)を加水分解縮合させて、複合樹脂(AB)のポリシロキサンセグメント(B)と、アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)由来のポリシロキサンセグメント(C)とが珪素−酸素結合を介して結合している複合樹脂(ABC)を得る工程である。
Step (II)
(II) Next, the resulting composite resin (A′B) and the alkyltrialkoxysilane condensate (c) having 1 to 3 carbon atoms in the alkyl group are hydrolytically condensed to give the composite resin (A′B). The polysiloxane segment (B) and the polysiloxane segment (C) derived from the condensate (c) of alkyltrialkoxysilane having 1 to 3 carbon atoms in the alkyl group are bonded via a silicon-oxygen bond. A step of obtaining a composite resin (ABC) by neutralizing acid groups in the composite resin (A'BC) with a basic compound after the composite resin (A'BC) is obtained, or the obtained composite resin (A'BC) After the acid group in ′ B) is neutralized with a basic compound to form a composite resin (AB), the condensation product (c) of alkyltrialkoxysilane having 1 to 3 carbon atoms in the alkyl group is hydrolyzed and condensed. Polysiloxane segment of composite resin (AB) Composite resin (B) and a polysiloxane segment (C) derived from a condensate (c) of alkyltrialkoxysilane having 1 to 3 carbon atoms of an alkyl group bonded via a silicon-oxygen bond ( ABC).

前記製造工程における加水分解縮合反応は、各種の方法で反応を進行させることができるが、製造工程の途中で水と触媒とを供給することで反応を進行させる方法が簡便で好ましい。   The hydrolysis-condensation reaction in the production process can be progressed by various methods, but a method in which the reaction is advanced by supplying water and a catalyst during the production process is simple and preferable.

なお、前記加水分解縮合反応とは、前記加水分解性基の一部が水などの影響で加水分解され水酸基を形成し、次いで該水酸基や加水分解性基の間で進行する縮合反応を言う。   The hydrolysis condensation reaction refers to a condensation reaction in which part of the hydrolyzable group is hydrolyzed under the influence of water or the like to form a hydroxyl group, and then proceeds between the hydroxyl group or hydrolyzable group.

前記重合体(a′)は、酸基と珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基を併有する重合体であり、酸基が中和されていないこと以外は、前記中和された酸基と珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基を併有する重合体(a)と全く同一である。   The polymer (a ′) is a polymer having both an acid group and a silicon atom-bonded hydroxyl group and / or hydrolyzable group, and the neutralized acid except that the acid group is not neutralized. This is exactly the same as the polymer (a) having both a group and a silicon atom-bonded hydroxyl group and / or hydrolyzable group.

前記重合体(a′)としてビニル系重合体を使用する場合、該ビニル重合体は、例えば、酸基含有ビニル単量体と、珪素原子に結合した水酸基含有ビニル単量体及び/又は珪素原子に結合した加水分解性基含有ビニル単量体と、必要によりその他のビニル単量体を重合させることにより製造することができる。   When a vinyl polymer is used as the polymer (a ′), the vinyl polymer may be, for example, an acid group-containing vinyl monomer, a hydroxyl group-containing vinyl monomer bonded to a silicon atom, and / or a silicon atom. The polymer can be produced by polymerizing a hydrolyzable group-containing vinyl monomer bonded to, and if necessary, another vinyl monomer.

前記酸基含有ビニル単量体としては、カルボキシル基を含有するビニル単量体を必須成分として含有し、例えば、カルボン酸無水基、燐酸基、酸性燐酸エステル基、亜燐酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基等の酸基を含有する各種のビニル単量体を併用してもかまわない。   The acid group-containing vinyl monomer contains a vinyl monomer containing a carboxyl group as an essential component, for example, a carboxylic acid anhydride group, a phosphoric acid group, an acidic phosphoric acid ester group, a phosphorous acid group, a sulfonic acid group, Various vinyl monomers containing acid groups such as sulfinic acid groups may be used in combination.

前記カルボキシル基含有ビニル単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、2−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和カルボン酸類;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和ポリカルボン酸の無水物類;無水アクリル酸、無水メタクリル酸等の不飽和モノカルボン酸の無水物類;アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸と、酢酸、プロピオン酸、安息香酸などの飽和カルボン酸との混合酸無水物;イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノ−n−ブチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノ−n−ブチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノ−n−ブチル等の飽和ジカルボン酸類と、飽和1価アルコール類との各種のモノエステル類(ハーフエステル類);アジピン酸モノビニル、コハク酸モノビニル等の飽和ジカルボン酸のモノビニルエステル類;無水コハク酸、無水グルタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸等の飽和ポリカルボン酸の無水物類と、炭素原子に結合した水酸基を含有するビニル系単量体類との付加反応生成物;前記カルボキシル基含有単量体類と、ラクトン類とを付加反応せしめて得られる各種の単量体類等が挙げられ、なかでもビニル重合体に容易に導入できることから、(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸類が好ましい。   Examples of the carboxyl group-containing vinyl monomer include (meth) acrylic acid, 2-carboxyethyl (meth) acrylate, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid and other unsaturated carboxylic acids; maleic anhydride, Unsaturated polycarboxylic acid anhydrides such as itaconic anhydride; unsaturated monocarboxylic acid anhydrides such as acrylic acid anhydride and methacrylic anhydride; unsaturated carboxylic acid such as acrylic acid and methacrylic acid; acetic acid and propion Acid, mixed acid anhydride with saturated carboxylic acid such as benzoic acid; monomethyl itaconate, mono-n-butyl itaconate, monomethyl maleate, mono-n-butyl maleate, monomethyl fumarate, mono-n-fumarate Various monoesters (half-esters) of saturated dicarboxylic acids such as butyl and saturated monohydric alcohols; Monovinyl esters of saturated dicarboxylic acids such as monovinyl dipinate and monovinyl succinate; bonded to carbon atoms with anhydrides of saturated polycarboxylic acids such as succinic anhydride, glutaric anhydride, phthalic anhydride and trimellitic anhydride Addition reaction products with vinyl monomers containing hydroxyl groups; and various monomers obtained by addition reaction of the carboxyl group-containing monomers with lactones, among others. Unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid are preferred because they can be easily introduced into the vinyl polymer.

また、前記カルボキシル基は、ブロックされていても良く、かかるブロックされたカルボキシル基を有するビニル系単量体としては、例えば、トリメチルシリル(メタ)アクリレート、ジメチル−tert−ブチルシリル(メタ)アクリレート、トリメチルシリルクロトネート等のシリルエステル基含有ビニル系単量体類;1−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシ−2−(メタ)アクリロイルオキシプロパン、2−(メタ)アクリロイルオキシテトラヒドロフラン等のヘミアセタールエステル基ないしはヘミケタールエステル基含有単量体類;tert−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチルクロトネート等のtert−ブチルエステル基含有単量体類等が挙げられる。   The carboxyl group may be blocked. Examples of the vinyl monomer having a blocked carboxyl group include trimethylsilyl (meth) acrylate, dimethyl-tert-butylsilyl (meth) acrylate, and trimethylsilylcroto. Silyl ester group-containing vinyl monomers such as nates; hemiacetal ester groups such as 1-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxy-2- (meth) acryloyloxypropane, 2- (meth) acryloyloxytetrahydrofuran Or hemiketal ester group-containing monomers; tert-butyl ester group-containing monomers such as tert-butyl (meth) acrylate and tert-butyl crotonate.

前記珪素原子に結合した水酸基含有ビニル単量体としては、例えば、トリヒドロキシビニルシラン、エトキシジヒロドキシビニルシラン、ジエトキシヒドロキシビニルシラン、ジクロロヒドロキシビニルシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリヒドロキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジヒドロキシシラン等が挙げられる。   Examples of the hydroxyl group-containing vinyl monomer bonded to the silicon atom include trihydroxyvinylsilane, ethoxydihydroxyvinylsilane, diethoxyhydroxyvinylsilane, dichlorohydroxyvinylsilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltrihydroxysilane, 3 -(Meth) acryloyloxypropylmethyldihydroxysilane and the like.

前記珪素原子に結合した加水分解性基含有ビニル単量体としては、例えば、下記一般式(S−7)で示す加水分解性基を有するビニル単量体を使用することができる。   As the hydrolyzable group-containing vinyl monomer bonded to the silicon atom, for example, a vinyl monomer having a hydrolyzable group represented by the following general formula (S-7) can be used.

Figure 0005521306
Figure 0005521306

〔但し、一般式(S−7)中のRはアルキル基、アリール基、アラルキル基等の1価の有機基を、Rはハロゲン原子、アルコキシ基、アシロキシ基、フェノキシ基、アリールオキシ基、メルカプト基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、イミノオキシ基又はアルケニルオキシ基である、また、bは0〜2の整数である。〕 [In the general formula (S-7), R 5 represents a monovalent organic group such as an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, and R 6 represents a halogen atom, an alkoxy group, an acyloxy group, a phenoxy group or an aryloxy group. , A mercapto group, an amino group, an amide group, an aminooxy group, an iminooxy group, or an alkenyloxy group, and b is an integer of 0-2. ]

前記一般式(S−7)で示す加水分解性基を有するビニル単量体としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、2−トリメトキシシリルエチルビニルエーテル、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリクロロシラン等が挙げられ、なかでも加水分解反応を容易に進行でき、また反応後の副生成物を容易に除去することが可能なことから、ビニルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。   Examples of the vinyl monomer having a hydrolyzable group represented by the general formula (S-7) include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinyltri (2-methoxyethoxy) silane, and vinyl. Triacetoxysilane, vinyltrichlorosilane, 2-trimethoxysilylethyl vinyl ether, 3- (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropylmethyldimethoxy Silane, 3- (meth) acryloyloxypropyltrichlorosilane, and the like. Among them, the hydrolysis reaction can easily proceed, and by-products after the reaction can be easily removed. Silane, 3 (Meth) acryloyloxy propyl trimethoxy silane is preferred.

また、前記その他のビニル単量体としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等の炭素数1〜22のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート類;ベンジル(メタ)アクリレート、2−フェニルエチル(メタ)アクリレート等のアラルキル(メタ)アクリレート類;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート類;2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、4−メトキシブチル(メタ)アクリレート等のω−アルコキシアルキル(メタ)アクリレート類;スチレン、p−tert−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族ビニル系単量体類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル類;クロトン酸メチル、クロトン酸エチル等のクロトン酸のアルキルエステル類;ジメチルマレート、ジ−n−ブチルマレート、ジメチルフマレート、ジメチルイタコネート等の不飽和二塩基酸のジアルキルエステル類;エチレン、プロピレン等のα−オレフィン類;フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン等のフルオロオレフィン類;エチルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類;シクロペンチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のシクロアルキルビニルエーテル類;N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−(メタ)アクリロイルピロリジン、N−ビニルピロリドン等の3級アミド基含有単量体類;   Examples of the other vinyl monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert- Alkyl (meth) acrylates having an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms such as butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate; benzyl (meth) acrylate, 2-phenylethyl (meta ) Aralkyl (meth) acrylates such as acrylate; Cycloalkyl (meth) acrylates such as cyclohexyl (meth) acrylate and isobornyl (meth) acrylate; 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 4-methoxybutyl (meth) acrylic Ω-alkoxyalkyl (meth) acrylates such as carbonates; aromatic vinyl monomers such as styrene, p-tert-butylstyrene, α-methylstyrene, vinyltoluene; vinyl acetate, vinyl propionate, pivalic acid Carboxylic acid vinyl esters such as vinyl and vinyl benzoate; alkyl esters of crotonic acid such as methyl crotonate and ethyl crotonate; Unsaturation such as dimethyl malate, di-n-butyl malate, dimethyl fumarate and dimethyl itaconate Dialkyl esters of dibasic acids; α-olefins such as ethylene and propylene; fluoroolefins such as vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene and chlorotrifluoroethylene; alkyls such as ethyl vinyl ether and n-butyl vinyl ether Nyl ethers; Cycloalkyl vinyl ethers such as cyclopentyl vinyl ether and cyclohexyl vinyl ether; Tertiary amides such as N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N- (meth) acryloylmorpholine, N- (meth) acryloylpyrrolidine and N-vinylpyrrolidone Group-containing monomers;

2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル等の水酸基含有ビニルエーテル類;2−ヒドロキシエチルアリルエーテル、2−ヒドロキシブチルアリルエーテル等の水酸基含有アリルエーテル類;これら炭素原子に結合した水酸基を含有するビニル系単量体類とε−カプロラクトンなどのラクトン類との付加反応物; Hydroxyalkyl (meth) acrylates such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate; hydroxyl groups such as 2-hydroxyethyl vinyl ether and 4-hydroxybutyl vinyl ether -Containing vinyl ethers; hydroxyl group-containing allyl ethers such as 2-hydroxyethyl allyl ether and 2-hydroxybutyl allyl ether; vinyl monomers containing hydroxyl groups bonded to these carbon atoms and lactones such as ε-caprolactone; Addition reaction product of

2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ジ−n−プロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、3−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、4−ジメチルアミノブチル(メタ)アクリレート、N−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]エチルモルホリン等の3級アミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル類;ビニルピリジン、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルキノリン等の3級アミノ基含有芳香族ビニル系単量体類;N−(2−ジメチルアミノ)エチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ジエチルアミノ)エチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ジ−n−プロピルアミノ)エチル(メタ)アクリルアミド等の3級アミノ基含有(メタ)アクリルアミド類;N−(2−ジメチルアミノ)エチルクロトン酸アミド、N−(4−ジメチルアミノ)ブチルクロトン酸アミド等の3級アミノ基含有クロトン酸アミド類;2−ジメチルアミノエチルビニルエーテル、2−ジエチルアミノエチルビニルエーテル、4−ジメチルアミノブチルビニルエーテル等の3級アミノ基含有ビニルエーテル類等が挙げられる。 2-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, 2-diethylaminoethyl (meth) acrylate, 2-di-n-propylaminoethyl (meth) acrylate, 3-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, 4-dimethylaminobutyl (meth) ) Tertiary amino group-containing (meth) acrylic acid esters such as acrylate and N- [2- (meth) acryloyloxy] ethylmorpholine; tertiary amino group-containing vinylpyridine, N-vinylcarbazole, N-vinylquinoline, etc. Aromatic vinyl monomers: N- (2-dimethylamino) ethyl (meth) acrylamide, N- (2-diethylamino) ethyl (meth) acrylamide, N- (2-di-n-propylamino) ethyl ( Tertiary amino group-containing (meth) acrylamides such as (meth) acrylamide; Tertiary amino group-containing crotonic acid amides such as-(2-dimethylamino) ethylcrotonic acid amide, N- (4-dimethylamino) butylcrotonic acid amide; 2-dimethylaminoethyl vinyl ether, 2-diethylaminoethyl vinyl ether, 4 -Tertiary amino group-containing vinyl ethers such as dimethylaminobutyl vinyl ether.

前記その他のビニル単量体は、本発明の硬化性水性組成物に付与する特性に応じて、本発明が奏する効果を損なわない範囲でその種類及び量を適宜選択することができる。   The type and amount of the other vinyl monomer can be appropriately selected in accordance with the properties imparted to the curable aqueous composition of the present invention as long as the effects exhibited by the present invention are not impaired.

また、前記重合体(a′)には、前記複合樹脂(ABC)の水性媒体に対する溶解性又は分散性を向上させる目的で、アニオン性基、カチオン性基及びノニオン性基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するものを使用することができる。   The polymer (a ′) is selected from the group consisting of an anionic group, a cationic group and a nonionic group for the purpose of improving the solubility or dispersibility of the composite resin (ABC) in an aqueous medium. Those having at least one hydrophilic group can be used.

前記重合体(a′)として使用可能なビニル系重合体は、例えば、酸基含有ビニル単量体と、珪素原子に結合した水酸基含有ビニル単量体及び/又は珪素原子に結合した加水分解性基含有ビニル単量体と、必要によりその他のビニル単量体を、塊状ラジカル重合法、溶液ラジカル重合法、非水分散ラジカル重合法等の重合法によって重合させることにより製造することができる。なかでも、製造し易いことから、有機溶剤中で前記ビニル単量体をラジカル重合させることによってビニル系重合体を製造する、いわゆる溶液ラジカル重合法を適用することが好ましい。   Examples of the vinyl polymer usable as the polymer (a ′) include acid group-containing vinyl monomers, hydroxyl group-containing vinyl monomers bonded to silicon atoms, and / or hydrolyzable bonded to silicon atoms. It can be produced by polymerizing a group-containing vinyl monomer and, if necessary, another vinyl monomer by a polymerization method such as a bulk radical polymerization method, a solution radical polymerization method or a non-aqueous dispersion radical polymerization method. Especially, since it is easy to manufacture, it is preferable to apply a so-called solution radical polymerization method in which a vinyl polymer is manufactured by radical polymerization of the vinyl monomer in an organic solvent.

前記ラジカル重合法で前記ビニル単量体を重合させる際には、必要に応じて重合開始剤を使用することができる。かかる重合開始剤としては、例えば、2,2′−アゾビス(イソブチロニトリル)、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(2−メチルブチロニトリル)等のアゾ化合物類;tert−ブチルパーオキシピバレート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート等の過酸化物類等が挙げられる。   When the vinyl monomer is polymerized by the radical polymerization method, a polymerization initiator can be used as necessary. Examples of such polymerization initiators include 2,2'-azobis (isobutyronitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile). Azo compounds such as nitrile); tert-butyl peroxypivalate, tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, di-tert-butyl peroxide, cumene hydroperoxide, diisopropyl And peroxides such as peroxycarbonate.

前記有機溶剤としては、例えば、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン等の脂肪族系又は脂環族系の炭化水素類;トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;メタノール、エタノール、n−ブタノール、エチレングルコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸n−アミル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングルコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルn−アミルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等のポリアルキレングリコールジアルキルエーテル類;1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、エチレンカーボネート等が挙げられ、これらはそれぞれ単独又は2種以上を併用して使用することができる。   Examples of the organic solvent include aliphatic or alicyclic hydrocarbons such as n-hexane, n-heptane, n-octane, cyclohexane, and cyclopentane; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and ethylbenzene. Alcohols such as methanol, ethanol, n-butanol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether; ethyl acetate, n-butyl acetate, n-amyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate Esters such as acetone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl n-amyl ketone, cyclohexanone; diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether Polyalkylene glycol dialkyl ethers such as 1, ethers such as 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, and dioxane; N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, ethylene carbonate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Can be used in combination.

前記重合体(a′)としては、500〜200,000の範囲の数平均分子量を有するものが好ましく、700〜100,000の範囲を有するものがより好ましく、1,000〜50,000の範囲を有するものが特に好ましい。かかる範囲内の数平均分子量を有する重合体(a′)を使用することによって、前記複合樹脂(ABC)を製造する際の増粘やゲル化を防止でき、且つ耐久性に優れた塗膜を形成することができる。   The polymer (a ') preferably has a number average molecular weight in the range of 500 to 200,000, more preferably in the range of 700 to 100,000, and in the range of 1,000 to 50,000. Particularly preferred are those having By using the polymer (a ′) having a number average molecular weight within such a range, it is possible to prevent thickening and gelation when producing the composite resin (ABC), and to provide a coating film excellent in durability. Can be formed.

次いで、前記製造工程(I)においてポリシロキサンセグメント(B)を構成するために用いるオルガノアルコキシシラン(b)及び/又はその加水分解縮合物(b−1)について述べる。   Next, the organoalkoxysilane (b) and / or the hydrolysis condensate (b-1) thereof used for constituting the polysiloxane segment (B) in the production step (I) will be described.

前記オルガノアルコキシシラン(b)としては、特に限定はないが、なかでも分散安定性に優れる複合樹脂(ABC)を製造することができ、且つ耐久性に優れた塗膜を形成することができることから、炭素数4〜12の有機基を有するモノオルガノトリアルコキシシランと、メチル基及び/又はエチル基の2個を有するジオルガノジアルコキシシランがいずれも好ましい。   The organoalkoxysilane (b) is not particularly limited, and among them, a composite resin (ABC) having excellent dispersion stability can be produced, and a coating film having excellent durability can be formed. A monoorganotrialkoxysilane having an organic group having 4 to 12 carbon atoms and a diorganodialkoxysilane having two methyl groups and / or ethyl groups are preferred.

前記オルガノアルコキシシラン(b)の加水分解縮合物(b−1)は、オルガノアルコキシシラン(b)を加水分解縮合させたものであれば良く、特に限定はないが、珪素原子結合の炭素数4〜12の有機基を有するモノオルガノトリアルコキシシラン、及び/又は、珪素原子結合のメチル基及び/又はエチル基の2個を有するジオルガノジアルコキシシランを加水分解縮合させたものがいずれも好ましい。   The hydrolysis-condensation product (b-1) of the organoalkoxysilane (b) is not particularly limited as long as it is a hydrolysis-condensation product of the organoalkoxysilane (b). A monoorganotrialkoxysilane having ˜12 organic groups and / or a diorganodialkoxysilane having two silicon atom-bonded methyl and / or ethyl groups is preferably hydrolyzed and condensed.

前記珪素原子結合の炭素数4〜12の有機基を有するモノオルガノトリアルコキシシランとしては、例えば、iso−ブチルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。   Examples of the monoorganotrialkoxysilane having a silicon atom-bonded organic group having 4 to 12 carbon atoms include iso-butyltrimethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 3- ( And (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, and the like.

前記珪素原子結合のメチル基及び/又はエチル基の2個を有するジオルガノジアルコキシシランとしては、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、ジメチルジ−n−ブトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジアセトキシシラン等が挙げられる。   Examples of the diorganodialkoxysilane having two silicon atom-bonded methyl groups and / or ethyl groups include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldi-n-butoxysilane, dimethyldiacetoxysilane, and diethyldimethoxy. Silane, diethyl diacetoxysilane, etc. are mentioned.

これらオルガノアルコキシシラン(b)のなかでは、加水分解反応を容易に進行でき、また反応後の副生成物を容易に除去できることから、iso−ブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシランが好ましい。また、これらオルガノアルコキシシラン(b)は、単独使用でも2種類以上の併用でもよい。   Among these organoalkoxysilanes (b), the hydrolysis reaction can easily proceed and the by-products after the reaction can be easily removed. Therefore, iso-butyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, and dimethyldimethoxysilane are used. preferable. These organoalkoxysilanes (b) may be used alone or in combination of two or more.

なお、前記製造工程(I)では、オルガノアルコキシシラン(b)の加水分解縮合物(b−1)を単独で用いることも十分可能であるが、加水分解縮合による複合樹脂(A′B)の製造が容易なことから、オルガノアルコキシシラン(b)の単独使用、又は、オルガノアルコキシシラン(b)とその加水分解縮合物(b−1)の併用が好ましく、オルガノアルコキシシラン(b)の単独使用が特に好ましい。ここにおいて、オルガノアルコキシシラン(b)の単独使用とは、オルガノアルコキシシラン(b)のみを用いることであり、オルガノアルコキシシラン(b)を2種以上併用する場合も含む。   In addition, in the said manufacturing process (I), although it is also possible to use the hydrolysis-condensation product (b-1) of organoalkoxysilane (b) independently, of composite resin (A'B) by hydrolysis condensation is sufficient. Since it is easy to produce, it is preferable to use an organoalkoxysilane (b) alone or a combination of an organoalkoxysilane (b) and its hydrolysis condensate (b-1), and use an organoalkoxysilane (b) alone. Is particularly preferred. Here, the single use of the organoalkoxysilane (b) is to use only the organoalkoxysilane (b), and includes the case where two or more organoalkoxysilanes (b) are used in combination.

前記製造工程(I)における加水分解縮合反応は、各種の方法で反応を進行させることができるが、前記製造工程(I)の途中で水と触媒とを供給することで反応を進行させる方法が簡便で好ましい。   The hydrolysis condensation reaction in the production step (I) can proceed by various methods, but there is a method in which the reaction is advanced by supplying water and a catalyst during the production step (I). Simple and preferred.

前記触媒としては、例えば塩酸、硫酸、燐酸等の無機酸類;p−トルエンスルホン酸、燐酸モノイソプロピル、酢酸等の有機酸類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基類;テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート等のチタン酸エステル類;1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5(DBN)、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、トリ−n−ブチルアミン、ジメチルベンジルアミン、モノエタノールアミン、イミダゾール、1−メチルイミダゾール等の塩基性窒素原子を含有する化合物類;テトラメチルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩、ジラウリルジメチルアンモニウム塩等の4級アンモニウム塩類であって、対アニオンとして、クロライド、ブロマイド、カルボキシレート、ハイドロオキサイドなどを有する4級アンモニウム塩類;ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジオクトエート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセチルアセトナート、オクチル酸錫、ステアリン酸錫など錫カルボン酸塩等を、単独で使用又は2種以上併用することができる。   Examples of the catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid; organic acids such as p-toluenesulfonic acid, monoisopropyl phosphate, and acetic acid; inorganic bases such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; tetraisopropyl titanate, tetra Titanate esters such as butyl titanate; 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 (DBU), 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5 (DBN), 1,4 -Compounds containing basic nitrogen atoms such as diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO), tri-n-butylamine, dimethylbenzylamine, monoethanolamine, imidazole, 1-methylimidazole; tetramethylammonium salts , Quaternary anions such as tetrabutylammonium salt and dilauryldimethylammonium salt Quaternary ammonium salts having chloride, bromide, carboxylate, hydroxide, etc. as counter anions; dibutyltin diacetate, dibutyltin dioctoate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetylacetonate, tin octylate, Tin carboxylates such as tin stearate can be used alone or in combination of two or more.

前記触媒は、前記オルガノアルコキシシラン(b)及び/又はその加水分解縮合物(b−1)100重量部に対して、0.0001〜10重量部の範囲で使用することが好ましく、0.0005〜3重量部の範囲で使用することがより好ましく、0.001〜1重量部の範囲で使用することが特に好ましい。   The catalyst is preferably used in an amount of 0.0001 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organoalkoxysilane (b) and / or its hydrolysis condensate (b-1). More preferably, it is used in the range of ˜3 parts by weight, and particularly preferably in the range of 0.001 to 1 part by weight.

また、前記加水分解縮合反応を進行させる際に使用する水は、前記オルガノアルコキシシラン(b)及び/又はその加水分解縮合物(b−1)が有する加水分解性基及び水酸基の1モルに対して、0.05モル以上が適切であり、好ましくは0.1モル以上、特に好ましくは0.5〜3.0モルである。   The water used when the hydrolysis condensation reaction proceeds is based on 1 mol of the hydrolyzable group and hydroxyl group of the organoalkoxysilane (b) and / or the hydrolysis condensate (b-1) thereof. 0.05 mol or more is appropriate, preferably 0.1 mol or more, particularly preferably 0.5 to 3.0 mol.

前記触媒及び水は、一括供給でも逐次供給であってもよく、触媒と水とを予め混合したものを供給しても良い。   The catalyst and water may be supplied collectively or sequentially, or a mixture of the catalyst and water previously supplied may be supplied.

前記加水分解縮合反応の反応温度は、0〜150℃の範囲内が適切であり、好ましくは、20〜100℃の範囲内である。また、反応の圧力としては、常圧、加圧下又は減圧下の、いずれの条件においても行うことができる。   The reaction temperature of the hydrolysis condensation reaction is suitably in the range of 0 to 150 ° C, and preferably in the range of 20 to 100 ° C. The reaction can be carried out under any conditions of normal pressure, increased pressure, or reduced pressure.

前記加水分解縮合反応において生成しうる副生成物であるアルコールや水は、得られる水性硬化性塗料組成物の安定性等を低下させる場合には、蒸留などの方法により除去してもよい。   Alcohol and water, which are by-products that can be generated in the hydrolysis-condensation reaction, may be removed by a method such as distillation when the stability of the resulting aqueous curable coating composition is reduced.

次いで、前記製造工程(II)においてポリシロキサンセグメント(C)を構成するために用いるアルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)について、詳細に述べる。   Next, the alkyltrialkoxysilane condensate (c) having 1 to 3 carbon atoms in the alkyl group used for constituting the polysiloxane segment (C) in the production step (II) will be described in detail.

前記アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランとしては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、iso−プロピルトリメトキシシラン等が挙げられ、なかでも加水分解反応を容易に進行でき、また反応後の副生成物を容易に除去できることから、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシランが好ましい。これらアルキルトリアルコキシシランは、単独使用でも2種類以上の併用でもよい。   Examples of the alkyltrialkoxysilane having 1 to 3 carbon atoms in the alkyl group include, for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, and iso-propyl. Trimethoxysilane and the like can be mentioned. Among them, methyltrimethoxysilane and ethyltrimethoxysilane are preferable because the hydrolysis reaction can easily proceed and by-products after the reaction can be easily removed. These alkyltrialkoxysilanes may be used alone or in combination of two or more.

前記アルキルトリアルコキシシランからその縮合物(c)を得る方法としては、特に限定はなく、各種の方法が挙げられるが、水と触媒とを供給することで加水分解縮合反応を進行させる方法が簡便で好ましい。   The method for obtaining the condensate (c) from the alkyltrialkoxysilane is not particularly limited, and various methods may be mentioned, but a method of proceeding the hydrolysis condensation reaction by supplying water and a catalyst is simple. Is preferable.

その際に使用する水と触媒については、前記製造工程(I)での加水分解縮合反応と同様の条件で使用することができる。   About the water and catalyst used in that case, it can be used on the same conditions as the hydrolysis-condensation reaction in the said manufacturing process (I).

また、前記製造工程(II)においては、アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)に加えて、その他のシラン化合物やその加水分解縮合物を併用することができる。   Moreover, in the said manufacturing process (II), in addition to the condensate (c) of alkyl trialkoxysilane whose alkyl group has 1 to 3 carbon atoms, other silane compounds and hydrolysis condensates thereof may be used in combination. it can.

前記その他のシラン化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランもしくはテトラn−プロポキシシランなどの4官能アルコキシシラン化合物;該4官能アルコキシシラン化合物の加水分解縮合物等が挙げられる。これらは、本発明が奏する効果を損なわない範囲で併用することができる。   Examples of the other silane compounds include tetrafunctional alkoxysilane compounds such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, and tetra n-propoxysilane; hydrolysis condensates of the tetrafunctional alkoxysilane compounds, and the like. These can be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired.

前記4官能アルコキシシラン化合物やその加水分解縮合物を併用する場合には、前記ポリシロキサンセグメント(B)とポリシロキサンセグメント(C)を構成する全珪素原子100モル%に対して、該4官能アルコキシシラン化合物やその加水分解縮合物の有する珪素原子が、20モル%を超えない範囲で併用することが好ましい。   When the tetrafunctional alkoxysilane compound or a hydrolysis condensate thereof is used in combination, the tetrafunctional alkoxy is used with respect to 100 mol% of all silicon atoms constituting the polysiloxane segment (B) and the polysiloxane segment (C). It is preferable to use together in the range which the silicon atom which a silane compound and its hydrolysis condensate does not exceed 20 mol%.

前記のようにして得られた複合樹脂(ABC)に、一般式(1−1)、(1−2)及び(1−3)で表される構造のうち、少なくとも1種類の構造を導入する方法としては、後述する工程(III)を採るのが好ましい。   At least one of the structures represented by the general formulas (1-1), (1-2), and (1-3) is introduced into the composite resin (ABC) obtained as described above. As a method, it is preferable to adopt the step (III) described later.

工程(III)
(III)前記製造工程(II)で得られた複合樹脂(ABC)を水性媒体と混合して複合樹脂(ABC)を分散又は溶解させた後、得られた複合樹脂(ABC)の水性化物と前記エポキシ基を含有するオルガノアルコキシシランとを反応させる工程(つまり、一般式(1−1)、(1−2)及び(1−3)で表される構造の内、少なくとも1種類の構造を含有した複合樹脂(ABC)を得る工程)である。
Process (III)
(III) After the composite resin (ABC) obtained in the production step (II) is mixed with an aqueous medium to disperse or dissolve the composite resin (ABC), an aqueous product of the obtained composite resin (ABC) A step of reacting the organoalkoxysilane containing the epoxy group (that is, at least one structure among the structures represented by the general formulas (1-1), (1-2) and (1-3)). And a step of obtaining a composite resin (ABC) contained therein.

前記複合樹脂(ABC)の水性化物とエポキシ基を含有するオルガノアルコキシシランとの反応は、例えば、10〜80℃で、3〜200時間で反応することが好ましい。また、必要に応じて、加圧容器中で両者を反応させてもよい。   The reaction of the aqueous composite resin (ABC) with an epoxy group-containing organoalkoxysilane is preferably, for example, at 10 to 80 ° C. for 3 to 200 hours. Moreover, you may make both react in a pressurized container as needed.

また、複合樹脂(ABC)の水性化物と前記エポキシ基を含有するオルガノアルコキシシランとを反応させる際の両者の重量比としては、複合樹脂(ABC)の固形分100重量部当たり、エポキシ基を含有するオルガノアルコキシシランを0.01〜100重量部が好ましく、更に、0.05〜50重量部が好ましく、0.1〜30重量部が特に好ましい。   The weight ratio of the composite resin (ABC) hydrated product to the epoxy group-containing organoalkoxysilane is such that an epoxy group is contained per 100 parts by weight of the solid content of the composite resin (ABC). The organoalkoxysilane is preferably 0.01 to 100 parts by weight, more preferably 0.05 to 50 parts by weight, and particularly preferably 0.1 to 30 parts by weight.

本発明で使用する前記水性媒体としては、水、水と混和する有機溶剤、及び、これらの混合物が挙げられる。水と混和する有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、n−及びイソプロパノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類;ポリアルキレングリコールのアルキルエーテル類;N-メチル-2-ピロリドン等のラクタム類等が挙げられる。本発明では、水のみを用いても良く、また水及び水と混和する有機溶剤との混合物を用いても良く、水と混和する有機溶剤のみを用いても良い。安全性や環境に対する負荷の点から、水のみ、又は、水及び水と混和する有機溶剤との混合物が好ましく、水のみが特に好ましい。   Examples of the aqueous medium used in the present invention include water, organic solvents miscible with water, and mixtures thereof. Examples of the organic solvent miscible with water include alcohols such as methanol, ethanol, n- and isopropanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; polyalkylene glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol and propylene glycol; Alkyl ethers; and lactams such as N-methyl-2-pyrrolidone. In the present invention, only water may be used, a mixture of water and an organic solvent miscible with water may be used, or only an organic solvent miscible with water may be used. From the viewpoint of safety and load on the environment, water alone or a mixture of water and an organic solvent miscible with water is preferable, and only water is particularly preferable.

本発明の硬化性水性組成物は、水性媒体中に、前記一般式(1−1)、(1−2)及び(1−3)で表される構造の内、少なくとも1種類の構造を含有した複合樹脂(ABC)を分散又は溶解した水性化物、好ましくは該複合樹脂の水性分散体を必須成分とするものであり、必要に応じて、該複合樹脂の硬化剤(D)を含有するものであり、その製造方法に限定はなく、各種の方法で製造できるが、なかでも前記製造工程(I)〜(III)により一般式(1−1)、(1−2)及び(1−3)で表される構造を少なくとも1種類を含有する複合樹脂(ABC)を製造した後、後述する硬化剤(D)を混合すればよい。   The curable aqueous composition of the present invention contains at least one structure among the structures represented by the general formulas (1-1), (1-2), and (1-3) in an aqueous medium. An aqueous product obtained by dispersing or dissolving the composite resin (ABC), preferably containing an aqueous dispersion of the composite resin as an essential component, and optionally containing a curing agent (D) for the composite resin The production method is not limited and can be produced by various methods. Among them, general formulas (1-1), (1-2), and (1-3) can be produced by the production steps (I) to (III). ), A composite resin (ABC) containing at least one type of structure represented by the following formula may be mixed with a curing agent (D) described later.

次に、本発明で使用する一般式(1−1)、(1−2)及び(1−3)で表される構造を少なくとも1種類を含有する複合樹脂(ABC)に、必要に応じて用いる硬化剤(D)としては下記の化合物が挙げられる。硬化剤(D)としては、前記一般式(1−1)、(1−2)及び(1−3)で表される構造を少なくとも1種類を含有する複合樹脂(ABC)が有する酸基及び/又は珪素原子に結合した水酸基と反応する官能基を有する化合物であれば良く、適宜選択して用いることができる。前記酸基及び/又は珪素原子に結合した水酸基と反応する官能基としては、例えば、イソシアネート基、ブロックイソシアネート基等のカルボキシル基と反応するが、珪素原子に結合した水酸基とも反応する官能基;エポキシ基、シクロカーボネート基、アミド基、水酸基、オキサゾリン基、カルボジイミド基、ヒドラジノ基等のカルボキシル基と反応する官能基;N−ヒドロキシメチルアミノ基、N−アルコキシメチルアミノ基等の珪素原子に結合した水酸基と反応するが、カルボキシル基とも反応する官能基;珪素原子に結合した水酸基、珪素原子に結合した加水分解性基、カルボキシル基等の珪素原子に結合した水酸基と反応する官能基等が挙げられる。   Next, the composite resin (ABC) containing at least one kind of the structure represented by the general formulas (1-1), (1-2) and (1-3) used in the present invention is used as necessary. Examples of the curing agent (D) to be used include the following compounds. As a hardening | curing agent (D), the acid group which the composite resin (ABC) containing at least 1 type has the structure represented by the said general formula (1-1), (1-2) and (1-3), and Any compound can be used as long as it has a functional group that reacts with a hydroxyl group bonded to a silicon atom. Examples of the functional group that reacts with a hydroxyl group bonded to an acid group and / or a silicon atom reacts with a carboxyl group such as an isocyanate group or a blocked isocyanate group, but also reacts with a hydroxyl group bonded to a silicon atom; epoxy Group, cyclocarbonate group, amide group, hydroxyl group, oxazoline group, carbodiimide group, hydrazino group and other functional groups that react with carboxyl groups; hydroxyl groups bonded to silicon atoms such as N-hydroxymethylamino groups and N-alkoxymethylamino groups A functional group that reacts with a carboxyl group; a hydroxyl group bonded to a silicon atom; a hydrolyzable group bonded to a silicon atom; a functional group that reacts with a hydroxyl group bonded to a silicon atom such as a carboxyl group;

前記硬化剤(D)としては、珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基を有する化合物、イソシアネート基と珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基を有する化合物、エポキシ基と珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基を有する化合物、ポリイソシアネート化合物、ブロックポリイソシアネート化合物、ポリエポキシ化合物、ポリシクロカーボネート化合物、アミノ樹脂、1級或いは2級アミド基含有化合物、ポリカルボキシ化合物、ポリヒドロキシ化合物、ポリオキサゾリン化合物、ポリカルボジイミド化合物、ポリヒドラジド化合物等が挙げられ、なかでも、珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基を有する化合物、エポキシ基と珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基を有する化合物、ポリイソシアネート化合物、ブロックポリイソシアネート化合物、ポリエポキシ化合物が好ましい。これらはそれぞれ単独で、又は2種以上を併用して使用することができる。   Examples of the curing agent (D) include a compound having a silicon atom-bonded hydroxyl group and / or a hydrolyzable group, a compound having an isocyanate group and a silicon atom-bonded hydroxyl group and / or a hydrolyzable group, an epoxy group and a silicon atom bond. Compound having a hydroxyl group and / or hydrolyzable group, polyisocyanate compound, block polyisocyanate compound, polyepoxy compound, polycyclocarbonate compound, amino resin, primary or secondary amide group-containing compound, polycarboxy compound, polyhydroxy Compounds, polyoxazoline compounds, polycarbodiimide compounds, polyhydrazide compounds, etc., among others, compounds having silicon atom-bonded hydroxyl groups and / or hydrolyzable groups, epoxy groups and silicon atom-bonded hydroxyl groups and / or hydrolysis Compound having a functional group, polyisocyanate DOO compounds, blocked polyisocyanate compounds, polyepoxy compounds are preferred. These can be used alone or in combination of two or more.

また、前記一般式(1−1)、(1−2)及び(1−3)で表される構造を少なくとも1種類を含有する複合樹脂(ABC)複合樹脂がカルボキシル基又は中和されたカルボキシル基を有する場合には、前記硬化剤(D)としてエポキシ基と珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基を有する化合物、ポリエポキシ化合物を使用する組み合わせとすることが好ましい。   The composite resin (ABC) composite resin containing at least one of the structures represented by the general formulas (1-1), (1-2) and (1-3) is a carboxyl group or a neutralized carboxyl. When it has a group, it is preferable that the curing agent (D) is a combination using an epoxy group, a compound having a silicon atom-bonded hydroxyl group and / or a hydrolyzable group, and a polyepoxy compound.

前記珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基を有する化合物としては、例えば、前記複合樹脂(ABC)を製造する際に使用可能なものとして例示したものと同様の珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基を有する化合物、又は、これらの加水分解縮合物などが挙げられる。   Examples of the compound having a silicon atom-bonded hydroxyl group and / or a hydrolyzable group include the same silicon atom-bonded hydroxyl groups and / or compounds exemplified as those usable when the composite resin (ABC) is produced. Or the compound which has a hydrolysable group, or these hydrolysis-condensation products etc. are mentioned.

前記エポキシ基と珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性を有する化合物としては、例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等や、これらの加水分解縮合物、エポキシ基と加水分解性シリル基を有するビニル系共重合体類などが挙げられる。   Examples of the epoxy group and a hydroxyl group having a silicon atom bond and / or a hydrolyzable compound include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltrimethyl. Ethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, etc., their hydrolysis condensates, vinyl groups having epoxy groups and hydrolyzable silyl groups And copolymers.

前記ポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類;メタ−キシリレンジイソシアネート、α,α,α′,α′−テトラメチル−メタ−キシリレンジイソシアネート等のアラルキルジイソシアネート類;ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、1,3−ビスイソシアナートメチルシクロヘキサン、2−メチル−1,3−ジイソシアナートシクロヘキサン、2−メチル−1,5−ジイソシアナートシクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート等の脂肪族ないしは脂環式ジイソシアネート類:   Examples of the polyisocyanate compound include aromatic diisocyanates such as tolylene diisocyanate and diphenylmethane-4,4′-diisocyanate; meta-xylylene diisocyanate, α, α, α ′, α′-tetramethyl-meta-xylyl Aralkyl diisocyanates such as range isocyanate; hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 1,3-bisisocyanate methylcyclohexane, 2-methyl-1,3-diisocyanate cyclohexane, 2-methyl-1,5-diisocyanate cyclohexane Aliphatic or cycloaliphatic diisocyanates such as isophorone diisocyanate:

前記ポリイソシアネート化合物を、多価アルコール類と付加反応させて得られる、イソシアネート基を有する各種のプレポリマー類;前記ポリイソシアネート化合物を環化三量化させることによって得られる、イソシアヌレート環を有するプレポリマー類;前記ポリイソシアネート化合物と水とを反応させて得られる、ビウレット構造を有するポリイソシアネート類;2−イソシアナートエチル(メタ)アクリレート、3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソシアネート等のイソシアネート基を有するビニル単量体を必須成分として含有するビニル系単量体類から得られる、イソシアネート基を含有するビニル系共重合体類などが挙げられる。 Various prepolymers having an isocyanate group, obtained by addition reaction of the polyisocyanate compound with polyhydric alcohols; prepolymers having an isocyanurate ring obtained by cyclization and trimerization of the polyisocyanate compound A polyisocyanate having a biuret structure obtained by reacting the polyisocyanate compound with water; 2-isocyanatoethyl (meth) acrylate, 3-isopropenyl-α, α-dimethylbenzyl isocyanate, (meth) Examples thereof include vinyl copolymers containing isocyanate groups obtained from vinyl monomers containing as an essential component a vinyl monomer having an isocyanate group such as acryloyl isocyanate.

前記ブロックポリイソシアネート化合物としては、前記ポリイソシアネート化合物を、種々のブロック剤でブロック化したものが挙げられる。前記ブロック剤としては、例えば、メタノール、エタノール、乳酸エステル等のアルコール類;フェノール、サリチル酸エステル等のフェノール性水酸基含有化合物類;ε−カプロラクタム、2−ピロリドン等のアマイド類;アセトンオキシム、メチルエチルケトオキシム等のオキシム類;アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン等の活性メチレン化合物類などが挙げられる。   Examples of the block polyisocyanate compound include those obtained by blocking the polyisocyanate compound with various blocking agents. Examples of the blocking agent include alcohols such as methanol, ethanol, and lactic acid esters; phenolic hydroxyl group-containing compounds such as phenol and salicylic acid ester; amides such as ε-caprolactam and 2-pyrrolidone; acetone oxime, methyl ethyl ketoxime, and the like And active methylene compounds such as methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, and acetylacetone.

前記ポリエポキシ化合物としては、例えば、エチレングリコール、ヘキサンジオ−ル、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、水添ビスフェノールA等の脂肪族又は脂環式ポリオールのポリグリシジルエーテル類;ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールF等の芳香族系ジオールのポリグリシジルエーテル類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテル類;トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレ−トのポリグリシジルエーテル類;アジピン酸、ブタンテトラカルボン酸、フタル酸、テレフタル酸等の脂肪族又は芳香族ポリカルボン酸のポリグリシジルエステル類;シクロオクタジエン、ビニルシクロヘキセン等の炭化水素系ジエン類のビスエポキシド類;ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート等の脂環式ポリエポキシ化合物;2個以上のエポキシ基を含有するビニル系共重合体類などが挙げられる。   Examples of the polyepoxy compound include polyglycidyl ethers of aliphatic or alicyclic polyols such as ethylene glycol, hexanediol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, and hydrogenated bisphenol A; bisphenol A Polyglycidyl ethers of aromatic diols such as bisphenol S and bisphenol F; polyglycidyl ethers of polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol and polytetramethylene glycol; tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate Polyglycidyl ethers; polyglycidyl esters of aliphatic or aromatic polycarboxylic acids such as adipic acid, butanetetracarboxylic acid, phthalic acid, terephthalic acid; Bisepoxides of hydrocarbon dienes such as crooctadiene and vinylcyclohexene; Alicyclic rings such as bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate and 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexylcarboxylate Formula polyepoxy compounds; vinyl copolymers containing two or more epoxy groups.

前記ポリオキサゾリン化合物としては、例えば、2,2′−p−フェニレン−ビス(1,3−オキサゾリン)、2,2′−テトラメチレン−ビス(1,3−オキサゾリン)、2,2′−オクタメチレン−ビス(2−オキサゾリン)等の低分子量のポリ(1,3−オキサゾリン)化合物;2−イソプロペニル−1,3−オキサゾリン等の1,3−オキサゾリン基含有ビニル系単量体の単独重合体もしくはこれと共重合可能なビニル系単量体とを共重合させて得られる、1,3−オキサゾリン基を含有するビニル系重合体などが挙げられる。   Examples of the polyoxazoline compound include 2,2′-p-phenylene-bis (1,3-oxazoline), 2,2′-tetramethylene-bis (1,3-oxazoline), 2,2′-octa Low molecular weight poly (1,3-oxazoline) compound such as methylene-bis (2-oxazoline); single weight of 1,3-oxazoline group-containing vinyl monomer such as 2-isopropenyl-1,3-oxazoline Examples thereof include vinyl polymers containing 1,3-oxazoline groups obtained by copolymerization or copolymerization with a vinyl monomer copolymerizable therewith.

前記ポリヒドラジド化合物としては、例えば、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等の有機酸のジヒドラジド化合物などが挙げられる。   Examples of the polyhydrazide compound include dihydrazide compounds of organic acids such as oxalic acid dihydrazide, malonic acid dihydrazide, and succinic acid dihydrazide.

前記アミノ樹脂としては、例えば、メラミン、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、尿素、グリコウリル等のアミノ基含有化合物を、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒド化合物(又はアルデヒド供給物質)と反応させることによって得られるアルキロール基を有する種々のアミノ樹脂;前記アルキロール基を有するアミノ樹脂と、メタノール、エタノール、n−ブタノール、iso−ブタノール等の低級アルコールとを反応させて得られる、アルコキシアルキル基含有アミノ樹脂などが挙げられる。   Examples of the amino resin include alkylol groups obtained by reacting amino group-containing compounds such as melamine, benzoguanamine, acetoguanamine, urea, and glycouril with aldehyde compounds (or aldehyde supply substances) such as formaldehyde and acetaldehyde. Examples of the amino resin having an alkylol group include alkoxyalkyl group-containing amino resins obtained by reacting the amino resin having an alkylol group with a lower alcohol such as methanol, ethanol, n-butanol, and iso-butanol.

前記硬化剤(D)の使用量としては、例えば、硬化剤(D)が、珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基を有する化合物、ブロックポリイソシアネート化合物、アミノ樹脂、ポリカルボキシ化合物である場合には、前記複合樹脂(ABC)の100重量部に対して、硬化剤(D)の固形分量が、0.1〜200重量部の範囲内であることが好ましく、0.5〜150重量部の範囲内であることがより好ましく、1〜100重量部の範囲内であることが特に好ましい。   The amount of the curing agent (D) used is, for example, a compound in which the curing agent (D) has a silicon atom-bonded hydroxyl group and / or hydrolyzable group, a block polyisocyanate compound, an amino resin, or a polycarboxy compound. In this case, the solid content of the curing agent (D) is preferably in the range of 0.1 to 200 parts by weight, and 0.5 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the composite resin (ABC). More preferably, it is in the range of 1 part by weight, and particularly preferably in the range of 1 to 100 parts by weight.

また、例えば、硬化剤(D)が、エポキシ基と珪素原子結合の水酸基及び/又は加水分解性基を有する化合物、ポリエポキシ化合物、ポリシクロカーボネート化合物、1級或いは2級アミド基含有化合物、ポリヒドロキシ化合物、ポリオキサゾリン化合物、ポリカルボジイミド化合物、ポリヒドラジド化合物等のカルボキシル基と反応する基を有する化合物であり、かつ、前記複合樹脂(ABC)がカルボキシル基を含有する複合樹脂である場合には、前記複合樹脂(ABC)中のカルボキシル基の1当量に対して、硬化剤(D)中のカルボキシル基と反応する基(エポキシ基、シクロカーボネート基、アミド基、水酸基、オキサゾリン基カルボジイミド基、ヒドラジノ基等)の量が、0.2〜5.0当量の範囲内であることが好ましく、0.5〜3.0当量の範囲内であることがより好ましく、0.7〜2.0当量の範囲内であることが特に好ましい。   Further, for example, the curing agent (D) is a compound having an epoxy group and a silicon atom-bonded hydroxyl group and / or a hydrolyzable group, a polyepoxy compound, a polycyclocarbonate compound, a primary or secondary amide group-containing compound, poly When it is a compound having a group that reacts with a carboxyl group such as a hydroxy compound, a polyoxazoline compound, a polycarbodiimide compound, a polyhydrazide compound, and the composite resin (ABC) is a composite resin containing a carboxyl group, Groups (epoxy group, cyclocarbonate group, amide group, hydroxyl group, oxazoline group carbodiimide group, hydrazino group) that react with the carboxyl group in the curing agent (D) with respect to 1 equivalent of the carboxyl group in the composite resin (ABC). Etc.) is preferably in the range of 0.2 to 5.0 equivalents, 0 5 to 3.0, more preferably in the range of equivalents, and particularly preferably in the range of 0.7 to 2.0 equivalents.

また、前記硬化剤(D)の具体例としては、前記一般式(1−1)、(1−2)及び(1−3)で表される構造を少なくとも1種類を含有する複合樹脂(ABC)が溶解又は分散している水性分散体と混合した際に、容易に分離しないものが好ましく、例えば、前記水性媒体に分散又は溶解可能なレベルの親水性を有し、前記水性分散体中に均一に分散又は溶解するもの、前記水性媒体中に単独で分散又は溶解させることはできないが、前記水性分散との混合時に複合樹脂(ABC)粒子への侵入、融合、吸着等が起こり、粒子として一体化するもの等が挙げられる。前記水性分散体中に均一に分散又は溶解するものとしては、例えば、、不揮発分80重量%)、第一工業製薬(株)製「エラストロンBN−77」(ブロックポリイソシアネート化合物の水性自己乳化体、固形分31重量%)等が挙げられ、また、前記水性分散体との混合時に複合樹脂(ABC)粒子と一体化するものとしては、例えば、後記する実施例1〜4、8、9で用いている3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(3GPTMS)、三菱化学(株)製「MKCシリケートMS−51」(縮合度2〜9のポリメトキシシロキサン)、ナガセケムテックス(株)製「デナコールEX−614B」(エポキシ当量が173g/eqのエポキシ化合物)等が挙げられる。   Moreover, as a specific example of the said hardening | curing agent (D), the composite resin (ABC) which contains at least 1 type of structure represented by the said General formula (1-1), (1-2), and (1-3). Are not easily separated when mixed with an aqueous dispersion in which the aqueous solution is dissolved or dispersed, for example, has a level of hydrophilicity that can be dispersed or dissolved in the aqueous medium. Those that are uniformly dispersed or dissolved, cannot be dispersed or dissolved alone in the aqueous medium, but when mixed with the aqueous dispersion, intrusion, fusion, adsorption, etc. into the composite resin (ABC) particles occur, and as particles What is integrated is mentioned. Examples of those that are uniformly dispersed or dissolved in the aqueous dispersion include, for example, non-volatile content of 80% by weight, “Elastolon BN-77” manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. In addition, examples of those integrated with composite resin (ABC) particles upon mixing with the aqueous dispersion include, for example, Examples 1-4, 8, and 9 described later. 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (3GPTMS) used, “MKC silicate MS-51” (polymethoxysiloxane having a condensation degree of 2 to 9) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, “Denacol manufactured by Nagase ChemteX Corporation” EX-614B "(epoxy compound having an epoxy equivalent of 173 g / eq) and the like.

また、本発明の効果を損なわない範囲で、DIC(株)製「バーノックDNW−5000」(イソシアネート基の含有率が13.5重量%のポリイソシアネート化合物の水性分散体)等のイソシアネート基含有化合物類、日本触媒(株)製「エポクロスWS−500」(オキサゾリン基の当量が220g/eqの1,3−オキサゾリン基含有水溶性樹脂の水溶液、含有率40重量%)等のオキサゾリン基含有化合物名を硬化剤(D)として用いてもよい。   In addition, an isocyanate group-containing compound such as “Bernock DNW-5000” (an aqueous dispersion of a polyisocyanate compound having an isocyanate group content of 13.5% by weight) manufactured by DIC Corporation, as long as the effects of the present invention are not impaired. Oxazoline group-containing compound names such as “Epocross WS-500” manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. (an aqueous solution of a 1,3-oxazoline group-containing water-soluble resin having an oxazoline group equivalent of 220 g / eq) May be used as the curing agent (D).

本発明の硬化性水性組成物には、必要に応じて熱硬化性樹脂を含有させることも可能である。かかる熱硬化性樹脂としては、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エポキシエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、石油樹脂、ケトン樹脂、シリコン樹脂、あるいはこれらの変性樹脂等が挙げられる。   The curable aqueous composition of the present invention may contain a thermosetting resin as necessary. Examples of such thermosetting resins include vinyl resins, polyester resins, polyurethane resins, epoxy resins, epoxy ester resins, acrylic resins, phenol resins, petroleum resins, ketone resins, silicon resins, or modified resins thereof.

本発明の硬化性水性組成物には、必要に応じて粘土鉱物、金属、金属酸化物、又はガラス等の各種の無機粒子を使用することができるが、通常は使用しないことが好ましい。金属の種類としては、金、銀、銅、白金、チタン、亜鉛、ニッケル、アルミニウム、鉄、シリコン、ゲルマニウム、アンチモンなどを使用することができ、また、それらの金属酸化物を使用することも可能である。   Although various inorganic particles, such as a clay mineral, a metal, a metal oxide, or glass, can be used for the curable aqueous composition of this invention as needed, it is preferable not to use normally. Gold, silver, copper, platinum, titanium, zinc, nickel, aluminum, iron, silicon, germanium, antimony, etc. can be used as the kind of metal, and those metal oxides can also be used. It is.

本発明の硬化性水性組成物には、必要に応じて無機顔料、有機顔料、体質顔料、染料、ワックス、界面活性剤、安定剤、流動調整剤、消泡剤、レベリング剤、レオロジーコントロール剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、又は可塑剤等の公知慣用の添加剤等を使用することができる。   In the curable aqueous composition of the present invention, an inorganic pigment, an organic pigment, an extender pigment, a dye, a wax, a surfactant, a stabilizer, a flow regulator, an antifoaming agent, a leveling agent, a rheology control agent, if necessary Known and commonly used additives such as ultraviolet absorbers, antioxidants, and plasticizers can be used.

このような本発明の硬化性水性組成物は、建築外壁塗装用樹脂として使用することができ、低温硬化速度が速く、かつポットライフが長くなり、良好な施工性を得ることができる。   Such a curable aqueous composition of the present invention can be used as a resin for coating architectural outer walls, has a high low-temperature curing rate, a long pot life, and good workability.

本発明の硬化性水性組成物を建築外壁塗装用樹脂として用いて形成される塗膜の膜厚は、特に制限はないが、0.1〜100μmであることが好ましく、1〜50μmであることがより好ましく、3〜30μmであることがもっとも好ましい。前記範囲内の膜厚であれば、硬化塗膜に生じうるクラックを抑制でき、優れた耐候性を有する硬化塗膜を形成することができる。   Although there is no restriction | limiting in particular in the film thickness of the coating film formed using the curable aqueous composition of this invention as resin for building exterior wall coating, It is preferable that it is 0.1-100 micrometers, and it is 1-50 micrometers. Is more preferable, and it is most preferable that it is 3-30 micrometers. If it is the film thickness in the said range, the crack which may arise in a cured coating film can be suppressed and the cured coating film which has the outstanding weather resistance can be formed.

建築外壁に前記硬化性水性組成物を塗布する方法としては、例えば、ローラー塗装法、スプレー塗装法、刷毛塗り法などの各種の塗装方法を適用することが可能である。   As a method of applying the curable aqueous composition to the building outer wall, for example, various coating methods such as a roller coating method, a spray coating method, and a brush coating method can be applied.

前記塗装方法により建築外壁に本発明の硬化性水性組成物を塗布した後、常温で1〜10日程度放置することにより、耐候性、低汚染性等に優れた塗膜を得ることができる。   After applying the curable aqueous composition of the present invention to the building outer wall by the coating method, it is allowed to stand at room temperature for about 1 to 10 days, whereby a coating film excellent in weather resistance, low contamination and the like can be obtained.

次に、本発明を、実施例及び比較例により具体的に説明をする。なお、例中の部及び%は、全て重量基準である。   Next, the present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples. In the examples, all parts and% are based on weight.

実施例1
攪拌機、温度計、滴下ロート、冷却管及び窒素ガス導入口を備えた反応容器に、メチルトリメトキシシラン(MTMS)1421部を仕込んで、60℃まで昇温した。次いで、「A−3」〔堺化学(株)製のiso−プロピルアシッドホスフェート〕0.17部と脱イオン水207部との混合物を5分間で滴下した。滴下終了後、反応容器中を80℃まで昇温し、4時間撹拌して加水分解縮合反応を行なった。次いで、得られた縮合物を、300〜10mmHgの減圧下(なお、メタノールの留去開始時の減圧条件が300mmHgで、最終的に10mmHgとなるまで減圧する条件を言う。以下、同様。)、40〜60℃の温度範囲内で、生成したメタノール及び水を除去することにより、数平均分子量が1,000で、反応液中の有効成分が70.0%のメチルトリメトキシシランの縮合物(c−1)1,000部を得た。
次に上記と同様の反応容器に、イソプロパノール(IPA)111部、フェニルトリメトキシシラン(PTMS)54部を仕込んで、80℃まで昇温した。次いで、同温度でメチルメタクリレート(MMA)112部、ブチルメタクリレート(BMA)92部、ブチルアクリレート(BA)52部、アクリル酸(AA)16部、3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン(MPTS)8.4部、IPA50.9部及びtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(TBPEH)14部を含有する混合物を、前記反応容器中へ4時間で滴下し、滴下終了後、更に同温度で2時間反応させてカルボキシル基と珪素原子に結合した加水分解性基を併有する数平均分子量10,000の重合体(a′−1)を得る。次いで、そこに同温度でジメチルジメトキシシラン(DMDMS)32.5部を仕込んでから、「A−3」0.88部と脱イオン水24部との混合物を5分間で滴下し、更に同温度で3時間撹拌して加水分解縮合反応を行ない、カルボキシル基と珪素原子に結合した加水分解性基を併有する重合体セグメントとPTMS及びDMDMS由来のポリシロキサンセグメントからなる複合樹脂(A′B−1)を得た。次いで、得られた反応液を60℃に冷却し、同温度でブチルカルビトール15部、2−ジメチルアミノエタノール9.9部、及びメチルトリメトキシシランの縮合物(c−1)93部を添加して、前記複合樹脂(A′B−1)とメチルトリメトキシシランの縮合物(c−1)由来のポリシロキサンセグメント(C−1)が結合した複合樹脂(A′BC−1)中のカルボキシル基が中和された複合樹脂(ABC−1)とし、次いで、脱イオン水570部を添加することにより水性媒体中への分散を行なった。次いで、得られた反応液を、300〜10mmHgの減圧下、40〜60℃の条件で2時間蒸留することにより、生成したメタノール及び水を除去し、不揮発分が40.0%の複合樹脂(ABC−1)の水性分散体1,000部を得た。次いで、前記複合樹脂(ABC−1)の水性分散体100部に3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(3GPTMS)1.0部を混合した混合液を密閉容器に入れ、50℃の恒温槽中に24時間放置して、本発明の硬化型水性組成物を得た。
Example 1
Into a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, a condenser tube and a nitrogen gas inlet, 1421 parts of methyltrimethoxysilane (MTMS) was charged and heated to 60 ° C. Subsequently, a mixture of 0.17 part of “A-3” (iso-propyl acid phosphate manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.) and 207 parts of deionized water was added dropwise over 5 minutes. After completion of the dropwise addition, the temperature in the reaction vessel was raised to 80 ° C. and stirred for 4 hours to conduct a hydrolysis condensation reaction. Subsequently, the obtained condensate is reduced under a reduced pressure of 300 to 10 mmHg (note that the reduced pressure condition at the start of the distillation of methanol is 300 mmHg and finally reduced to 10 mmHg. The same applies hereinafter). By removing the generated methanol and water within a temperature range of 40 to 60 ° C., a condensate of methyltrimethoxysilane having a number average molecular weight of 1,000 and an active ingredient of 70.0% in the reaction solution ( c-1) 1,000 parts were obtained.
Next, 111 parts of isopropanol (IPA) and 54 parts of phenyltrimethoxysilane (PTMS) were charged into the same reaction vessel as described above, and the temperature was raised to 80 ° C. Next, 112 parts of methyl methacrylate (MMA), 92 parts of butyl methacrylate (BMA), 52 parts of butyl acrylate (BA), 16 parts of acrylic acid (AA), 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPTS) at the same temperature. 4 parts, a mixture containing 50.9 parts of IPA and 14 parts of tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate (TBPEH) was dropped into the reaction vessel over 4 hours. By reacting for 2 hours, a polymer (a′-1) having a number average molecular weight of 10,000 having both a carboxyl group and a hydrolyzable group bonded to a silicon atom is obtained. Next, 32.5 parts of dimethyldimethoxysilane (DMDMS) was charged therein at the same temperature, and then a mixture of 0.88 part of “A-3” and 24 parts of deionized water was added dropwise over 5 minutes. And a hydrolytic condensation reaction by stirring for 3 hours, and a composite resin (A′B-1) comprising a polymer segment having both a carboxyl group and a hydrolyzable group bonded to a silicon atom, and a polysiloxane segment derived from PTMS and DMDMS. ) Next, the obtained reaction liquid was cooled to 60 ° C., and 15 parts of butyl carbitol, 9.9 parts of 2-dimethylaminoethanol, and 93 parts of a condensate of methyltrimethoxysilane (c-1) were added at the same temperature. In the composite resin (A'BC-1) in which the polysiloxane segment (C-1) derived from the condensate (c-1) of the composite resin (A'B-1) and methyltrimethoxysilane is bonded The composite resin (ABC-1) was obtained by neutralizing the carboxyl group, and then dispersed in an aqueous medium by adding 570 parts of deionized water. Next, the resulting reaction solution was distilled under reduced pressure of 300 to 10 mmHg for 2 hours under the conditions of 40 to 60 ° C. to remove the generated methanol and water, and a composite resin (non-volatile content: 40.0%) 1,000 parts of an aqueous dispersion of ABC-1) were obtained. Next, a mixed solution in which 1.0 part of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (3GPTMS) was mixed with 100 parts of the aqueous dispersion of the composite resin (ABC-1) was placed in a sealed container and placed in a thermostatic bath at 50 ° C. For 24 hours to obtain a curable aqueous composition of the present invention.

次いで、得られた低温硬化型水性組成物に3GPTMS4.0部を混合した混合液(p−1)をガラス板上に乾燥膜厚が10μmとなるように塗布して、5℃で6時間乾燥し塗膜(P−1)を得た。次いで、得られた塗膜(P−1)の耐水性を評価した。なお、前記耐水性は、塗面に水滴を垂らし60分放置。その後水滴を除去し外観を観察する。その際、外観変化が少ない程硬化が速いと判定した。前記塗膜(P−1)の耐水性をの評価結果としては、塗膜剥離がなかった。また、前記混合液(p−1)を調製して6時間後も使用でき、ポットライフが長いことを確認した。   Next, a mixed solution (p-1) obtained by mixing 4.0 parts of 3GPTMS with the obtained low-temperature curable aqueous composition was applied on a glass plate so that the dry film thickness was 10 μm, and dried at 5 ° C. for 6 hours. And a coating film (P-1) was obtained. Subsequently, the water resistance of the obtained coating film (P-1) was evaluated. In addition, the water resistance is left for 60 minutes with a water drop on the coated surface. Then remove the water droplets and observe the appearance. At that time, it was determined that the smaller the change in appearance, the faster the curing. As an evaluation result of water resistance of the coating film (P-1), there was no coating film peeling. In addition, it was confirmed that the mixed solution (p-1) could be used after 6 hours and the pot life was long.

実施例2
前記実施例1で製造した複合樹脂(ABC−1)の水性分散体100部に3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(3GPTES)1.2部を混合した混合液を密閉容器に入れ、50℃の恒温槽中に24時間放置して、本発明の硬化型水性組成物を得た。
Example 2
A mixed solution prepared by mixing 1.2 parts of 3-glycidoxypropyltriethoxysilane (3GPTES) with 100 parts of the aqueous dispersion of the composite resin (ABC-1) produced in Example 1 was put in a sealed container, and 50 ° C. The curable aqueous composition of the present invention was obtained by leaving it in a constant temperature bath for 24 hours.

次いで、得られた硬化性水性組成物に3GPTES4.8部を混合した混合液(p−2)をガラス板上に乾燥膜厚が10μmとなるように塗布して、5℃で6時間乾燥し塗膜(P−2)を得た。次いで、得られた塗膜(P−2)の耐水性を実施例1と同様に評価した。前記塗膜(P-2)の耐水性の評価結果としては、塗膜剥離がなかった。また、前記混合液(p−2)を調製して6時間後も使用でき、ポットライフが長いことを確認した。   Next, a mixed solution (p-2) prepared by mixing 4.8 parts of 3GPTES with the obtained curable aqueous composition was applied on a glass plate so that the dry film thickness was 10 μm, and dried at 5 ° C. for 6 hours. A coating film (P-2) was obtained. Subsequently, the water resistance of the obtained coating film (P-2) was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result of evaluating the water resistance of the coating film (P-2), there was no peeling of the coating film. Moreover, after preparing the said liquid mixture (p-2), it can be used 6 hours later, and it confirmed that the pot life was long.

実施例3
前記実施例1で製造した複合樹脂(ABC−1)の水性分散体100部に3GPTMS2.5部、及び脱イオン水100部を混合した混合液を密閉容器に入れ、50℃の恒温槽中に24時間放置して、本発明の硬化型水性組成物を得た。
Example 3
A mixed solution prepared by mixing 2.5 parts of 3GPTMS and 100 parts of deionized water with 100 parts of the aqueous dispersion of the composite resin (ABC-1) produced in Example 1 was placed in a sealed container and placed in a thermostatic bath at 50 ° C. The curable aqueous composition of the present invention was obtained by allowing to stand for 24 hours.

次いで、得られた硬化性水性組成物に3GPTMS2.5部を混合した混合液(p−3)をガラス板上に乾燥膜厚が10μmとなるように塗布して、5℃で6時間乾燥し塗膜(P−3)を得た。次いで、得られた塗膜(P−3)の耐水性を実施例1と同様に評価した。前記塗膜(P−3)の耐水性の評価結果としては、塗膜剥離がなかった。また、前記混合液(p−3)を調製して6時間後も使用でき、該配合物は長いポットライフを有するものであった。   Next, a mixed solution (p-3) obtained by mixing 2.5 parts of 3GPTMS with the obtained curable aqueous composition was applied on a glass plate so that the dry film thickness was 10 μm, and dried at 5 ° C. for 6 hours. A coating film (P-3) was obtained. Subsequently, the water resistance of the obtained coating film (P-3) was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result of evaluating the water resistance of the coating film (P-3), there was no coating film peeling. Moreover, the said liquid mixture (p-3) was prepared, and it could be used even 6 hours afterward, and this formulation had a long pot life.

実施例4
前記実施例1中でMMA87部、BMA85部、AA48部、及び2−ジメチルアミノエタノール29.7部とした以外は同様にして不揮発分が40.0%の複合樹脂(ABC−2)の水性分散体1,050部を得た。次いで、前記複合樹脂(ABC−2)の水性分散体100部に3GPTES12.6部、及び脱イオン水300部を混合した混合液を密閉容器に入れ、50℃の恒温槽中に24時間放置して、本発明の硬化型水性組成物を得た。
Example 4
Aqueous dispersion of composite resin (ABC-2) having a nonvolatile content of 40.0% in the same manner as in Example 1 except that 87 parts of MMA, 85 parts of BMA, 48 parts of AA, and 29.7 parts of 2-dimethylaminoethanol were used. 1,050 parts of body were obtained. Next, a mixed solution prepared by mixing 12.6 parts of 3GPTES and 300 parts of deionized water with 100 parts of the aqueous dispersion of the composite resin (ABC-2) is placed in a sealed container and left in a thermostatic bath at 50 ° C. for 24 hours. Thus, a curable aqueous composition of the present invention was obtained.

次いで、得られた硬化性水性組成物に3GPTES5.4部を混合した混合液(p−4)をガラス板上に乾燥膜厚が5μmとなるように塗布して、5℃で6時間乾燥し塗膜(P−4)を得た。次いで、得られた塗膜(P−4)の耐水性を実施例1と同様に評価した。前記塗膜(P−4)の耐水性の評価結果としては、塗膜剥離がなかった。また、前記混合液(p−4)を調製して6時間後も使用でき、該配合物は長いポットライフを有するものであった。   Next, a mixed solution (p-4) obtained by mixing 5.4 parts of 3GPTS with the obtained curable aqueous composition was applied on a glass plate so that the dry film thickness was 5 μm, and dried at 5 ° C. for 6 hours. A coating film (P-4) was obtained. Subsequently, the water resistance of the obtained coating film (P-4) was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result of evaluating the water resistance of the coating film (P-4), there was no peeling of the coating film. Further, the mixture (p-4) was prepared and could be used after 6 hours, and the blend had a long pot life.

比較例1
前記実施例1で製造した複合樹脂(ABC−1)の水性分散体100部に3GPTMS5部を混合した混合液(r−1)を得た。次いで、得られた混合液(r−1)をガラス板上に乾燥膜厚が20μmとなるように塗布して、5℃で6時間乾燥し塗膜(R−1)を得た。次いで、得られた塗膜(R−1)の耐水性を実施例1と同様に評価した。塗膜(R−1)は、硬化が不十分で、塗膜が剥離し、耐水性に乏しいものであった。また、前記混合液(r−1)は、調製して6時間後も使用でき、該配合物は長いポットライフを有するものであった。
Comparative Example 1
A mixed liquid (r-1) in which 5 parts of 3GPTMS was mixed with 100 parts of the aqueous dispersion of the composite resin (ABC-1) produced in Example 1 was obtained. Subsequently, the obtained mixed liquid (r-1) was applied onto a glass plate so that the dry film thickness was 20 μm, and dried at 5 ° C. for 6 hours to obtain a coating film (R-1). Subsequently, the water resistance of the obtained coating film (R-1) was evaluated in the same manner as in Example 1. The coating film (R-1) was insufficiently cured, peeled off from the coating film, and lacked water resistance. Moreover, the said liquid mixture (r-1) can be used even 6 hours after preparing, and this formulation had a long pot life.

比較例2
前記実施例1で製造した複合樹脂(ABC−1)の水性分散体100部に3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(3GPTES)6部を混合した混合液(r−2)を得た。次いで、得られた(r−2)をガラス板上に乾燥膜厚が20μmとなるように塗布して、5℃で6時間乾燥し塗膜(R−2)を得た。次いで、得られた塗膜(R−2)の耐水性を実施例1と同様に評価した。塗膜(R−2)は、硬化が不十分で、塗膜が剥離し、耐水性に乏しいものであった。また、前記混合液(r−2)は、調製して6時間後も使用でき、該配合物は長いポットライフを有するものであった。
Comparative Example 2
A mixed liquid (r-2) in which 6 parts of 3-glycidoxypropyltriethoxysilane (3GPTES) was mixed with 100 parts of the aqueous dispersion of composite resin (ABC-1) produced in Example 1 was obtained. Next, the obtained (r-2) was applied onto a glass plate so that the dry film thickness was 20 μm, and dried at 5 ° C. for 6 hours to obtain a coating film (R-2). Subsequently, the water resistance of the obtained coating film (R-2) was evaluated in the same manner as in Example 1. The coating film (R-2) was insufficiently cured, peeled off from the coating film, and lacked water resistance. Moreover, the said liquid mixture (r-2) can be used even 6 hours after preparing, and this formulation had a long pot life.

比較例3
前記実施例4で製造した複合樹脂(ABC−2)の水性分散体100部に3GPTES18部を混合した混合液(r−3)を得た。次いで、得られた(r−3)をガラス板上に乾燥膜厚が5μmとなるように塗布して、5℃で6時間乾燥し塗膜(R−3)を得た。次いで、得られた塗膜(R−3)の耐水性を実施例1と同様に評価した。塗膜(R−3)は、硬化が不十分で、塗膜が剥離し、耐水性に乏しいものであった。また、前記混合液(r−3)は、調製して6時間後も使用でき、該配合物は長いポットライフを有するものであった。
Comparative Example 3
A mixed liquid (r-3) in which 18 parts of 3GPTES was mixed with 100 parts of the aqueous dispersion of composite resin (ABC-2) produced in Example 4 was obtained. Next, the obtained (r-3) was applied onto a glass plate so that the dry film thickness was 5 μm, and dried at 5 ° C. for 6 hours to obtain a coating film (R-3). Subsequently, the water resistance of the obtained coating film (R-3) was evaluated in the same manner as in Example 1. The coating film (R-3) was insufficiently cured, peeled off from the coating film, and lacked water resistance. Moreover, the said liquid mixture (r-3) can be used even 6 hours after preparing, and this formulation had a long pot life.

比較例4
前記実施例1で製造した複合樹脂(ABC−1)の水性分散体100部にDIC(株)製「バーノックDNW−5000」(イソシアネート基の含有率が13.5重量%のポリイソシアネート化合物の水性分散体、不揮発分80重量%)10部を混合した混合液(r−5)を得た。次いで、得られた(r−5)をガラス板上に乾燥膜厚が20μmとなるように塗布して、5℃で6時間乾燥し塗膜(R−5)を得た。次いで、得られた塗膜(R−1)の耐水性を実施例1と同様に評価した。塗膜(R-1)の評価結果としては、塗膜剥離がなかった。しかし、前記混合液(r−5)を調製して3時間後にゲル化し使用不能となったことから、ポットライフは短いものであった。
Comparative Example 4
“Bernock DNW-5000” (made by DIC Corporation) (polyisocyanate compound having an isocyanate group content of 13.5% by weight) was added to 100 parts of the aqueous dispersion of composite resin (ABC-1) produced in Example 1 above. A mixed liquid (r-5) was obtained by mixing 10 parts of a dispersion (non-volatile content: 80% by weight). Next, the obtained (r-5) was applied on a glass plate so that the dry film thickness was 20 μm, and dried at 5 ° C. for 6 hours to obtain a coating film (R-5). Subsequently, the water resistance of the obtained coating film (R-1) was evaluated in the same manner as in Example 1. As an evaluation result of the coating film (R-1), there was no peeling of the coating film. However, since the mixed solution (r-5) was prepared and gelled after 3 hours and became unusable, the pot life was short.

Claims (11)

中和された酸基を有する重合体セグメント(A)と、ポリシロキサンセグメント(B)とが化学結合してなる複合樹脂(AB)のポリシロキサンセグメント(B)と、アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)由来のポリシロキサンセグメント(C)とが珪素−酸素結合を介して結合している複合樹脂(ABC)が水性媒体中に溶解又は分散してなる複合樹脂(ABC)の水性化物を含有する硬化性水性組成物であって、前記複合樹脂(ABC)が、下記一般式(1−1)、(1−2)及び(1−3)で表される構造の内、少なくとも1種類の構造を含有するものであり、前記ポリシロキサンセグメント(B)が、下記一般式(S−4)及び/又は(S−5)で表される構造を有することを特徴とする硬化性水性組成物。
Figure 0005521306

Figure 0005521306

Figure 0005521306
Figure 0005521306

Figure 0005521306
(式中、m、nは、1〜4の繰り返し単位をそれぞれ独立に表し、kは4〜12の繰り返し単位を表し、X、Xは、それぞれ独立に、水酸基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基を表し、Xは、水酸基、メチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基を表す。 は珪素原子に結合した炭素数が4〜12の有機基、R 及びR は、それぞれ独立して珪素原子に結合したメチル基又は珪素原子に結合したエチル基を表す。
The polysiloxane segment (B) of the composite resin (AB) in which the polymer segment (A) having a neutralized acid group and the polysiloxane segment (B) are chemically bonded, and the alkyl group has 1 carbon atom. A composite resin (ABC) in which the polysiloxane segment (C) derived from the condensate of alkyl trialkoxysilane (c) to 3 is bonded via a silicon-oxygen bond is dissolved or dispersed in an aqueous medium. A curable aqueous composition containing an aqueous product of a composite resin (ABC), wherein the composite resin (ABC) is represented by the following general formulas (1-1), (1-2), and (1-3). Among the structures, the polysiloxane segment (B) has a structure represented by the following general formula (S-4) and / or (S-5). Curing characterized by Aqueous composition.
Figure 0005521306

Figure 0005521306

Figure 0005521306
Figure 0005521306

Figure 0005521306
(In the formula, m and n each independently represent 1 to 4 repeating units, k represents 4 to 12 repeating units, and X 1 and X 2 each independently represent a hydroxyl group, a methoxy group, or an ethoxy group. X 3 represents a hydroxyl group, a methyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, or a butoxy group, R 1 represents an organic group having 4 to 12 carbon atoms bonded to a silicon atom, R 2 and R 3 each independently represent a methyl group bonded to a silicon atom or an ethyl group bonded to a silicon atom.
前記複合樹脂(ABC)が、前記ポリシロキサンセグメント(B)と前記ポリシロキサンセグメント(C)を合計で25〜85重量%含有する複合樹脂である請求項1に記載の硬化性水性組成物。 2. The curable aqueous composition according to claim 1, wherein the composite resin (ABC) is a composite resin containing 25 to 85 wt% of the polysiloxane segment (B) and the polysiloxane segment (C) in total. 前記複合樹脂(ABC)が、前記ポリシロキサンセグメント(C)を15〜60重量%含有する複合樹脂である請求項2に記載の硬化性水性組成物。 The curable aqueous composition according to claim 2, wherein the composite resin (ABC) is a composite resin containing 15 to 60% by weight of the polysiloxane segment (C). 前記複合樹脂(ABC)が、前記重合体セグメント(A)と前記ポリシロキサンセグメント(B)とが、下記の構造式(S−1)
Figure 0005521306
〔但し、構造式(S−1)中の炭素原子は前記重合体セグメント(A)の一部分を構成し、珪素原子と酸素原子は前記ポリシロキサンセグメント(B)の一部分を構成するものである。〕
で示される結合を介して結合している複合樹脂である請求項1、2又は3に記載の硬化性水性組成物。
In the composite resin (ABC), the polymer segment (A) and the polysiloxane segment (B) are represented by the following structural formula (S-1).
Figure 0005521306
[However, the carbon atom in the structural formula (S-1) constitutes a part of the polymer segment (A), and the silicon atom and the oxygen atom constitute a part of the polysiloxane segment (B). ]
The curable aqueous composition according to claim 1, 2 or 3, which is a composite resin bonded through a bond represented by:
前記重合体セグメント(A)が、ビニル系重合体由来のセグメントである請求項4に記載の硬化性水性組成物。 The curable aqueous composition according to claim 4, wherein the polymer segment (A) is a segment derived from a vinyl polymer. 前記アルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)が、メチルトリメトキシシラン及び/又はメチルトリエトキシシランを加水分解縮合させて得られる縮合物である請求項1、2又は3に記載の硬化性水性組成物。 The curable aqueous composition according to claim 1, 2 or 3, wherein the alkyltrialkoxysilane condensate (c) is a condensate obtained by hydrolytic condensation of methyltrimethoxysilane and / or methyltriethoxysilane. object. 更に、珪素原子に結合した水酸基及び/又は珪素原子に結合した加水分解性基を有する化合物、一分子中にイソシアネート基と珪素原子に結合した加水分解性基を有する化合物、一分子中にエポキシ基と珪素原子に結合した加水分解性基を有する化合物、ポリイソシアネート化合物、ブロックイソシアネート化合物、ポリエポキシ化合物、ポリシクロカーボネート化合物、アミノ樹脂、1級或いは2級アミド基含有化合物、ポリカルボキシ化合物及びポリヒドロキシ化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である硬化剤(D)を含有する請求項1記載の硬化性水性組成物。 Further, a compound having a hydroxyl group bonded to a silicon atom and / or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom, a compound having an isocyanate group and a hydrolyzable group bonded to a silicon atom in one molecule, an epoxy group in one molecule And a compound having a hydrolyzable group bonded to a silicon atom, a polyisocyanate compound, a blocked isocyanate compound, a polyepoxy compound, a polycyclocarbonate compound, an amino resin, a primary or secondary amide group-containing compound, a polycarboxy compound, and a polyhydroxy The curable aqueous composition according to claim 1, comprising a curing agent (D) which is at least one compound selected from the group consisting of compounds. 下記工程(I)〜(III)、
(I)酸基と珪素原子に結合した水酸基及び/又は珪素原子に結合した加水分解性基を併有する重合体(a′)と、オルガノアルコキシシラン(b)及び/又はその加水分解縮合物(b−1)とを加水分解縮合させて、重合体(a′)由来の重合体セグメント(A′)とオルガノアルコキシシラン(b)由来のポリシロキサンセグメント(B)とが化学結合してなる複合樹脂(A′B)を得る工程、
(II)次いで、得られた複合樹脂(A′B)とアルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)を加水分解縮合させて、複合樹脂(A′B)のポリシロキサンセグメント(B)と、アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)由来のポリシロキサンセグメント(C)とが珪素−酸素結合を介して結合している複合樹脂(A′BC)とした後、この複合樹脂(A′BC)中の酸基を塩基性化合物で中和して複合樹脂(ABC)を得る工程、又は、得られた複合樹脂(A′B)中の酸基を塩基性化合物で中和して複合樹脂(AB)とした後、アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)を加水分解縮合させて、複合樹脂(AB)のポリシロキサンセグメント(B)と、アルキル基の炭素数が1〜3のアルキルトリアルコキシシランの縮合物(c)由来のポリシロキサンセグメント(C)とが珪素−酸素結合を介して結合している複合樹脂(ABC)を得る工程、
(III)次いで、得られた複合樹脂(ABC)を水性媒体と混合して複合樹脂(ABC)を分散又は溶解させて複合樹脂(ABC)の水性化物を得た後、前記複合樹脂(ABC)の水性化物とエポキシ基を含有するオルガノアルコキシシランとを反応する工程、からなる製造方法で得られる水性組成物である請求項1、2又は3に記載の硬化性水性組成物。
The following steps (I) to (III),
(I) a polymer (a ′) having both an acid group and a hydroxyl group bonded to a silicon atom and / or a hydrolyzable group bonded to a silicon atom, an organoalkoxysilane (b) and / or a hydrolysis condensate thereof ( b-1) is hydrolyzed and condensed, and the polymer segment (A ′) derived from the polymer (a ′) and the polysiloxane segment (B) derived from the organoalkoxysilane (b) are chemically bonded. Obtaining a resin (A′B);
(II) Next, the resulting composite resin (A′B) and the alkyltrialkoxysilane condensate (c) having 1 to 3 carbon atoms in the alkyl group are hydrolytically condensed to give the composite resin (A′B). The polysiloxane segment (B) and the polysiloxane segment (C) derived from the condensate (c) of alkyltrialkoxysilane having 1 to 3 carbon atoms in the alkyl group are bonded via a silicon-oxygen bond. A step of obtaining a composite resin (ABC) by neutralizing acid groups in the composite resin (A'BC) with a basic compound after the composite resin (A'BC) is obtained, or the obtained composite resin (A'BC) After the acid group in ′ B) is neutralized with a basic compound to form a composite resin (AB), the condensation product (c) of alkyltrialkoxysilane having 1 to 3 carbon atoms in the alkyl group is hydrolyzed and condensed. Polysiloxane segment of composite resin (AB) Composite resin (B) and a polysiloxane segment (C) derived from a condensate (c) of alkyltrialkoxysilane having 1 to 3 carbon atoms of an alkyl group bonded via a silicon-oxygen bond ( ABC)
(III) Next, the obtained composite resin (ABC) is mixed with an aqueous medium to disperse or dissolve the composite resin (ABC) to obtain an aqueous product of the composite resin (ABC), and then the composite resin (ABC). The curable aqueous composition according to claim 1, 2 or 3, which is an aqueous composition obtained by a production method comprising the step of reacting the above aqueous product with an organoalkoxysilane containing an epoxy group.
前記オルガノアルコキシシラン(b)が、珪素原子に結合した炭素数4〜12の有機基を有するモノオルガノトリアルコキシシラン及び/又は珪素原子に結合したメチル基及び/又は珪素原子に結合したエチル基の2個を有するジオルガノジアルコキシシランである請求項8に記載の硬化性水性組成物。 The organoalkoxysilane (b) is a monoorganotrialkoxysilane having a C 4-12 organic group bonded to a silicon atom and / or a methyl group bonded to a silicon atom and / or an ethyl group bonded to a silicon atom. The curable aqueous composition according to claim 8, which is a diorganodialkoxysilane having two. 前記炭素数4〜12の有機基が、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基である請求項9に記載の硬化性水性組成物。 The curable aqueous composition according to claim 9, wherein the organic group having 4 to 12 carbon atoms is an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. 前記重合体(a′)が、ビニル系重合体である請求項8に記載の硬化性水性組成物。 The curable aqueous composition according to claim 8, wherein the polymer (a ') is a vinyl polymer.
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