JP5692896B2 - 顔料分散樹脂の製造方法、顔料分散樹脂、顔料分散体及び塗料 - Google Patents
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Description
1.
2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテンである付加開裂型連鎖移動剤を用いて、3段階に分けて重合性不飽和モノマー成分を重合して顔料分散樹脂を製造する製造方法であって、該重合性不飽和モノマー成分が、吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A)及びアルキル基の炭素数が4以上のアルキル(メタ)アクリレート(B)を含み、吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A)における吸着官能基がアミノ基、4級アンモニウム塩基、スルホン酸基、リン酸基及びカルボキシル基から選ばれるものであって、重合性不飽和モノマー(B)の含有量が顔料分散樹脂の製造に使用される全重合性不飽和モノマー成分中50質量%以上であり、
最初の段階で重合される重合性不飽和モノマー成分である重合性不飽和モノマー成分(I)及び2段階目に重合される重合性不飽和モノマー成分である重合性不飽和モノマー成分(II)が吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A)を含まず、3段階目に重合される重合性不飽和モノマー成分である重合性不飽和モノマー成分(III)のみが吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A)を含むモノマー組成であるか、或いは、
吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A)がスルホン酸基、リン酸基及びカルボキシル基のいずれか1種の吸着官能基を有する酸性吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A1)並びに、アミノ基又は4級アンモニウム塩基からなる吸着官能基を有する塩基性吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A2)に分類されるものであり、
重合性不飽和モノマー成分(I)、重合性不飽和モノマー成分(II)及び重合性不飽和モノマー成分(III)のうち1種の重合性不飽和モノマー成分が吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A)を含まず、
別の1種の重合性不飽和モノマー成分が酸性吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A1)を含み、さらに別の1種の重合性不飽和モノマー成分が塩基性吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A2)を含むものであることを特徴とする弱溶剤系の顔料分散樹脂の製造方法、
2.
顔料分散樹脂の製造に使用される全重合性不飽和モノマー成分中におけるメタクリロイル基を有する重合性不飽和モノマーの使用割合が70質量%以上である1項に記載の製造方法、
3.
1項又は2項に記載の製造方法により得られる顔料分散樹脂、
4.
1項又は2項に記載の製造方法により得られる顔料分散樹脂、顔料及び有機溶剤を含んでなる顔料分散体、
5.
4項に記載の顔料分散体を含む塗料、に関する。
などが挙げられる。
重合性不飽和モノマー成分(I)が5〜80質量%、特に、5〜40質量%、
重合性不飽和モノマー成分(II)が5〜80質量%、特に20〜80質量%
重合性不飽和モノマー成分(III)が5〜80質量%、特に5〜40質量%の範囲内であることが弱溶剤系においても塗料調色安定性が良好であることから適している。
実施例1
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器及び滴下装置を備えた製造フラスコに、「スワゾール1500」(注1):360部及び2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン28部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合して155℃に達してから下記モノマー混合物Iを3時間かけて滴下し、155℃で1時間熟成した。
<モノマー混合物I組成>
n−ブチルメタクリレート 293部、
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 31部、
「トリゴノックス201」(注2) 22部、
その後120℃に温度を下げ、下記モノマー混合物IIを3時間かけて滴下し、120℃で1時間熟成した。
<モノマー混合物II組成>
n−ブチルメタクリレート 273部、
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 31部、
N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート 20部、
「V−59」(注3) 5部、
その後120℃に温度を保持しながら下記モノマー混合物IIIを3時間かけて滴下し、120℃で1時間熟成した。
<モノマー混合物III組成>
n−ブチルメタクリレート 273部、
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 31部、
メタクリル酸 20部、
「V−59」(注3) 5部、
次いで下記追加触媒混合液を1時間かけて滴下し、120℃で1時間熟成した後、「スワゾール1500」210部を添加して、固形分濃度60%のトリブロック型ポリマー溶液(A1)を得た。
<触媒混合液>
「V−59」 5部、
「スワゾール1500」 100部、
得られたポリマーは数平均分子量3,200、重量平均分子量5,800、酸価13.0mgKOH/g、アミン価7.1mgKOH/g、水酸基価40mgKOH/gであった。
(注1)「スワゾール1500」:商品名、丸善石油(株)製、芳香族系混合溶剤、沸点183〜208℃、
(注2)「トリゴノックス201」:商品名、化薬アクゾ(株)製、ラジカル重合開始剤、
(注3)「V−59」:和光純薬(株)製、2,2´アゾビス(2−メチルブチロニトリル)。
上記実施例1において、モノマー混合物I〜IIIに使用するモノマー配合を下記表1に示すモノマー配合とする以外は、上記実施例1と同様の条件にて合成し、ポリマー溶液(A2)〜(A21)を得た。
比較例4
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器及び滴下装置を備えた製造フラスコに、「スワゾール1500」(注1):360部及び2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン84部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合して155℃に達してから下記モノマー混合物Iを3時間かけて滴下し、155℃で1時間熟成した。
<モノマー混合物I組成>
n−ブチルメタクリレート 803部、
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 93部、
メタクリル酸 20部、
「トリゴノックス201」(注2) 62部、
その後温度を120℃に下げ、下記触媒混合液を1時間かけて滴下し、120℃で1時間熟成した後、固形分濃度60%となるように「スワゾール1500」を添加して、ポリマー溶液(A22)を得た。
<触媒混合液>
「V−59」 5部、
「スワゾール1500」 100部。
比較例5
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器及び滴下装置を備えた製造フラスコに、「スワゾール1500」(注1):360部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合して155℃に達してから下記モノマー混合物Iを3時間かけて滴下し、155℃で1時間熟成した。
<モノマー混合物I組成>
n−ブチルメタクリレート 887部、
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 93部、
メタクリル酸 20部、
「トリゴノックス201」(注2) 68部、
その後温度を120℃に下げ、下記触媒混合液を1時間かけて滴下し、120℃で1時間熟成した後、固形分濃度60%となるように「スワゾール1500」を添加して、ランダム型ポリマー溶液(A23)を得た。
<触媒混合液>
「V−59」 5部、
「スワゾール1500」 100部。
比較例6
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器及び滴下装置を備えた製造フラスコに、「スワゾール1500」(注1):360部及び2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン42部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合して155℃に達してから下記モノマー混合物Iを3時間かけて滴下し、155℃で1時間熟成した。
<モノマー混合物I組成>
n−ブチルメタクリレート 422.5部、
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 46.5部、
「トリゴノックス201」(注2) 32部、
その後120℃に温度を下げ、下記モノマー混合物2を3時間かけて滴下し、120℃で1時間熟成した。
<モノマー混合物II組成>
n−ブチルメタクリレート 422.5部、
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 46.5部、
N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート 20部、
「V−59」(注3) 7.5部、
次いで下記追加触媒混合液を1時間かけて滴下し、120℃で1時間熟成した後、固形分濃度60%となるように「スワゾール1500」を添加して、ジブロック型のポリマー溶液(A24)を得た。
<触媒混合液>
「V−59」 5部、
「スワゾール1500」 100部。
MSD:2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(α−メチル−スチレンダイマー)、
MMA:メチルメタクリレート、
HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート、
MAA:メタクリル酸、
n−BMA:n−ブチルメタクリレート、
iBMA:i−ブチルメタクリレート、
DMAEMA:N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、
AMPS:2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、
DMC:メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩
HEMA−MPE:リン酸モノ−〔(2−ヒドロキシエチル)メタクリル酸〕エステル。
上記実施例1〜14、参考例1〜4及び比較例1〜6で得られた各ポリマー溶液(A1)〜(A24)を下記評価試験に供した。結果を表2に示す。
上記ポリマー溶液(A1)〜(A24)の外観を目視評価した。
(*2)弱溶剤希釈性
各ポリマー溶液(A1)〜(A24)の樹脂固形分100部に対し、ミネラルスピリットを200部混合し、25℃における外観を目視評価した。
◎:均一、
○:若干濁りあり、
△:濁りあり、
×:濁りが顕著又は全く希釈できない。
(*3)顔料分散性
上記実施例1〜18及び比較例1〜6で得られた各ポリマー溶液(A1)〜(A24)を40g、チタン白79g、カーボンブラック1g、「スワゾール1500」20gを225mlの広口ガラス瓶に入れ、分散メジアとして直径約1.5mm径のガラズビーズを100g加えて密閉し、DASH2000−K DISPERSER(商品名、LAU社製、振とう型ペイントコンディショナー)にて60分間分散して、各顔料分散体を得た。その後得られた顔料分散体をJISK-5600-2-5 分散度試験に準じツブゲージを用いて下記評価基準により評価した。
○:顔料が10μm未満で分散されている、
△:顔料が10μm以上で分散されている、
×:目視で凝集物が確認される。
上記分散性の評価で使用した各顔料分散体を40℃、30日間の条件で貯蔵し、下記基準にて評価した。
◎:変化なし、
○:液面が色分かれしている状態、顔料の沈殿なし、
△:顔料の沈殿あり、
×:完全二層分離。
(*5)調色安定性(色分かれ性)
関西ペイント社製「セラMレタン白」(商品名、アクリル/ウレタン系弱溶剤塗料)固形分100重量%に対し、上記分散性の評価で得られた各顔料分散体を固形分50重量%となるように混合して得られる試料をブリキ板にスプレー塗装し、室温にて3日間乾燥後、得られた塗装面上の一部にハケ及びローラーで塗装し、目視で外観を評価した。
◎:スプレー、ハケ、ローラーによる塗装面に色差の違いが見られない、
○:スプレー、ハケ、ローラーによる塗装面に色差の違いが若干確認される、
△:スプレー、ハケ、ローラーによる塗装面に色差の違いが確認される、
×:スプレー、ハケ、ローラーによる塗装面に色差の違いが顕著である。
Claims (5)
- 2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテンである付加開裂型連鎖移動剤を用いて、3段階に分けて重合性不飽和モノマー成分を重合して顔料分散樹脂を製造する製造方法であって、該重合性不飽和モノマー成分が、吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A)及びアルキル基の炭素数が4以上のアルキル(メタ)アクリレート(B)を含み、吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A)における吸着官能基がアミノ基、4級アンモニウム塩基、スルホン酸基、リン酸基及びカルボキシル基から選ばれるものであって、重合性不飽和モノマー(B)の含有量が顔料分散樹脂の製造に使用される全重合性不飽和モノマー成分中50質量%以上であり、
最初の段階で重合される重合性不飽和モノマー成分である重合性不飽和モノマー成分(I)及び2段階目に重合される重合性不飽和モノマー成分である重合性不飽和モノマー成分(II)が吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A)を含まず、3段階目に重合される重合性不飽和モノマー成分である重合性不飽和モノマー成分(III)のみが吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A)を含むモノマー組成であるか、或いは、
吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A)がスルホン酸基、リン酸基及びカルボキシル基のいずれか1種の吸着官能基を有する酸性吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A1)並びに、アミノ基又は4級アンモニウム塩基からなる吸着官能基を有する塩基性吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A2)に分類されるものであり、
重合性不飽和モノマー成分(I)、重合性不飽和モノマー成分(II)及び重合性不飽和モノマー成分(III)のうち1種の重合性不飽和モノマー成分が吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A)を含まず、
別の1種の重合性不飽和モノマー成分が酸性吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A1)を含み、さらに別の1種の重合性不飽和モノマー成分が塩基性吸着官能基含有重合性不飽和モノマー(A2)を含むものであることを特徴とする弱溶剤系の顔料分散樹脂の製造方法。 - 顔料分散樹脂の製造に使用される全重合性不飽和モノマー成分中におけるメタクリロイル基を有する重合性不飽和モノマーの使用割合が70質量%以上である請求項1に記載の製造方法。
- 請求項1又は2に記載の製造方法により得られる顔料分散樹脂。
- 請求項1又は2に記載の製造方法により得られる顔料分散樹脂、顔料及び有機溶剤を含んでなる顔料分散体。
- 請求項4に記載の顔料分散体を含む塗料。
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