JP5569518B2 - 含フッ素シード重合体粒子の水性分散液の製造方法、および水性塗料組成物ならびに塗装物品 - Google Patents
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Description
(I)式(1):
CH2=CHCH2−O−R (1)
(式中、Rは酸素原子、窒素原子および/または極性基を有していてもよい炭化水素基)
で示される化合物(1)の存在下に少なくとも1種のフルオロオレフィンを含む単量体を水性分散重合して含フッ素重合体(A)粒子の水性分散液を製造する工程、および
(II)該含フッ素重合体(A)粒子の水性分散液中でエチレン性不飽和単量体を含フッ素重合体(A)粒子にシード重合する工程
を含む含フッ素シード重合体(B)粒子の水性分散液の製造方法に関する。
前記式(1)で示される化合物(1)の存在下に少なくとも1種のフルオロオレフィンを含む単量体を水性分散重合して含フッ素重合体(A)粒子の水性分散液を製造する工程(I)、および
該含フッ素重合体(A)粒子の水性分散液中でエチレン性不飽和単量体を含フッ素重合体(A)粒子にシード重合して含フッ素シード重合体(B)粒子の水性分散液を製造する工程(II)
を含む。
工程(I)の式(1):
CH2=CHCH2−O−R (1)
(式中、Rは酸素原子、窒素原子および/または極性基を有していてもよい炭化水素基)
で示される化合物(1)の存在下に少なくとも1種のフルオロオレフィンを含む単量体を水性分散重合して含フッ素重合体(A)粒子の水性分散液を製造する方法は、新規な方法である。
Rが式(2):
で示される化合物(2)、または
Rが式(4):
で示される化合物(4)が好ましくあげられる。
CX1 2=CX2−(Rf)m−Y1 (5)
(式中、Y1は−OH、−COOH、−SO2F、−SO3M2(M2は水素原子、NH4基またはアルカリ金属)、カルボン酸塩、カルボキシエステル基、エポキシ基またはシアノ基;X1およびX2は同じかまたは異なりいずれも水素原子またはフッ素原子;Rfは炭素数1〜40の2価の含フッ素アルキレン基または炭素数1〜40のエーテル結合を含有する2価の含フッ素アルキレン基;mは0または1)で示される化合物があげられる。
工程(II)では、工程(I)で得られた含フッ素重合体(A)粒子の水性分散液をそのまま、または水で希釈し粒子数を調整した水性分散液中でエチレン性不飽和単量体を含フッ素重合体(A)粒子にシード重合する。
測定装置:HONEYWELL社製のマイクロトラックUPA
測定方法:動的光散乱法
測定する乳濁液を純水で計測可能な濃度に希釈して試料とし、室温にて測定を行う。得られたデータの個数平均径を粒子径とする。
計算方法:(1)で求めた平均粒子径と固形分含有量から、重合体比重を1.8として計算する。
NMR測定装置:VARIAN社製
1H−NMR測定条件:400MHz(テトラメチルシラン=0ppm)
19F−NMR測定条件:376MHz(トリクロロフルオロメタン=0ppm)
昭和電工製Shodex GPC−104を使用し、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量および数平均分子量を求めた。
測定条件
キャリア:テトラヒドロフラン
流速:0.6ml/min
カラム温度:40℃
試料:測定する樹脂の3%THF溶液
安田精機製作所社製Dyniscoメルトインデックステスターを用い、約6gの樹脂を250℃±0.5℃に保たれた0.376インチIDシリンダーに投入し、5分間放置して温度が平衡状態に達した後、10Kgのピストン荷重のもとで直径0.0825インチ、長さ0.315インチのオリフィスを通して押し出した同時期に採取する3回の平均値とした。単位はg/10分。
被験塗板を23℃で1日間乾燥した後、23℃の水1kgに被験塗板2枚を3日間浸漬し、浸漬した水を100mlのガラス瓶に50g秤取り、手で上下に50回振り混ぜ、直後および30分後の液面からの泡の高さを測定する。
被験塗板を23℃で7日間乾燥した後、JIS K5600−6−2に従って60℃の水中に7日間浸漬し、その後23℃で1日間乾燥し、膨れ(JIS K5600−8−2)、割れ(JIS K5600−8−4)、はがれ(JIS K5600−8−5)の等級を評価する。
密度を0〜5の等級(小さい方が0)に、大きさをS1〜S5の等級(S1の方が小さい)に分け、たとえば2(S1)のように記載する。
密度を0〜5の等級(小さい方が0)に、大きさをS0〜S5の等級(S0の方が小さい)に、深さをa〜cの等級(aの方が浅い)に分け、たとえば2(S1)bのように記載する。
密度を0〜5の等級(小さい方が0)に、大きさをS1〜S5の等級(S1の方が小さい)に、深さをa〜bの等級(aの方が浅い)に分け、たとえば2(S1)aのように記載する。
被験塗板を23℃で7日間乾燥した後、−20℃の空気中に2時間静置し、その後10℃の水中に2時間浸漬する。このサイクルを100回繰り返した後、23℃で1日間乾燥し、耐温水性試験と同様に、膨れ(JIS K5600−8−2)、割れ(JIS K5600−8−4)、はがれ(JIS K5600−8−5)の等級を評価する。
JIS 5663 7.7.3に従って試験板を5±1℃で4時間乾燥した後、さらに5±2℃で16時間水中に浸漬し、その後5±1℃で3時間乾燥し、膨れ(JIS 5600−8−2)、割れ(JIS 5600−8−4)、はがれ(JIS 5600−8−5)の等級を評価する。
JIS K5600−4−7に従い、変角光沢計(日本電色工業(株)VGS(商品名))を用いて被験塗板の表面光沢を測定する。
工程(I)
2Lのステンレススチール製のオートクレーブに、イオン交換水500g、パーフルオロヘキサン酸アンモニウム(C6)の50質量%水溶液2.2g(パーフルオロヘキサン酸アンモニウムの濃度2200ppm/水。重合溶媒としての水。以下同様)、式(2−1):
工程(I)で得られた含フッ素重合体(A−1)粒子の水性分散液(固形分濃度46.2質量%)2409.3gに式(2−1)の化合物43.94g(12900ppm/水)を加えて充分に混合して水性分散液を調製した。
工程(I)
2Lのステンレススチール製のオートクレーブに、イオン交換水500g、式(2−1):
工程(I)で得られた含フッ素重合体(A−2)粒子の水性分散液(固形分濃度46.2質量%)2409.3gに式(2−1)の化合物43.94g(12900ppm/水)を加えて充分に混合して水性分散液を調製した。
工程(I)
2Lのステンレススチール製のオートクレーブに、イオン交換水500g、パーフルオロオクタン酸アンモニウム(C8)50%水溶液0.5g(パーフルオロオクタン酸アンモニウムの濃度1000ppm/水)とモノステアリン酸ポリエチレングリコール(日光ケミカルズ(株)製のMYS−40(商品名))0.75g(150ppm/水)を仕込み、系内を窒素ガスで充分に置換後、減圧にした。続いて重合槽内を系内圧力が1.00〜1.10MPaとなるようにVdF/TFE/CTFE(=74/14/12モル%)混合単量体を圧入し、60℃に昇温した。
工程(I)で得られた含フッ素重合体(A−3)粒子の水性分散液(固形分濃度46.2質量%)2409.3gに式(2−1)の化合物43.94g(12900ppm/水)を加えて充分に混合して水性分散液を調製した。
実施例1〜2および比較例1でそれぞれ製造した含フッ素シード重合体(B)の水性分散液をそのまま用い、かつ、以下の処方で建築用の耐候性水性塗料組成物(白塗料組成物)を調製した。
含フッ素シード重合体(B)の水性分散液 65.00質量部
水 9.12質量部
酸化チタン 31.39質量部
顔料分散剤 2.35質量部
凍結防止剤 1.79質量部
pH調整剤 0.04質量部
消泡剤 0.11質量部
増粘剤1 0.38質量部
増粘剤2 0.40質量部
造膜助剤 2.35質量部
酸化チタン:石原産業(株)製タイペークCR−97(商品名)
顔料分散剤:サンノプコ(株)製ノプコスパースSN−5027(商品名)
凍結防止剤:エチレングリコール
pH調整剤:アンモニア水
消泡剤:ダウコーニング社製FSアンチフォーム013A(商品名)
増粘剤1:旭電化工業(株)製アデカノールUH−420(商品名)
増粘剤2:ローム・アンド・ハーツ・ジャパン(株)製プライマルASE−60(商品名)
造膜助剤:アジピン酸ジエチル
Claims (5)
- (I)式(1):
CH2=CHCH2−O−R (1)
(式中、Rは酸素原子、窒素原子および/または極性基を有していてもよい炭化水素基)
で示される化合物(1)の存在下に少なくとも1種のフルオロオレフィンを含む単量体を水性分散重合して含フッ素重合体(A)粒子の水性分散液を製造する工程、および
(II)該含フッ素重合体(A)粒子の水性分散液中でエチレン性不飽和単量体を含フッ素重合体(A)粒子にシード重合する工程
を含み、
式(1)で示される化合物(1)は、式(1)において、Rが式(2):
含フッ素シード重合体(B)粒子の水性分散液の製造方法。 - 工程(II)において、化合物(1)を重合系に存在させる請求項1記載の製造方法。
- フルオロオレフィンが、フッ化ビニル、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およびクロロトリフルオロエチレンよりなる群から選ばれる少なくとも1種のフルオロオレフィンを含む請求項1または2記載の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法で得られた含フッ素シード重合体(B)粒子を含む水性塗料組成物。
- 請求項4記載の水性塗料組成物を塗布して形成した塗膜を有する塗装物品。
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