JP5928155B2 - Aqueous composite resin composition, coating agent using the same, and article having a coating film of the coating agent - Google Patents

Aqueous composite resin composition, coating agent using the same, and article having a coating film of the coating agent Download PDF

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本発明は、コーティング剤や接着剤をはじめとする様々な用途に使用可能な水性複合樹脂組成物に関するものである。   The present invention relates to an aqueous composite resin composition that can be used for various applications including coating agents and adhesives.

近年、無機材料と有機材料の特性を兼備させた高機能材料の開発が各産業分野で広く行われており、無機材料は耐候性、耐熱性、耐擦傷性等の耐久性に優れ、有機材料は柔軟性・加工性に富んでいることが一般的に知られている。この中、無機材料と有機材料とを複合化した水性樹脂が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この水性樹脂の塗膜は、比較的硬いため、外力や温度変化等の影響によって変形や伸縮を引き起こしやすい基材の表面被覆に使用した場合、塗膜が基材の変形等に追従できず、塗膜の剥離、屈曲によるクラックの発生等を生じる場合があった。   In recent years, highly functional materials that combine the characteristics of inorganic and organic materials have been widely developed in various industrial fields. Inorganic materials have excellent durability such as weather resistance, heat resistance, and scratch resistance. It is generally known that is rich in flexibility and workability. Among these, an aqueous resin in which an inorganic material and an organic material are combined has been proposed (for example, see Patent Document 1). Since the coating film of this water-based resin is relatively hard, the coating film cannot follow the deformation of the base material when used for the surface coating of the base material that is likely to cause deformation or expansion due to the influence of external force or temperature change, In some cases, peeling of the coating film, generation of cracks due to bending, and the like occurred.

上記の塗膜の剥離、クラックの発生等を抑制できるものとして、柔軟性に優れたポリウレタンを複合化した材料が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。この
ポリウレタンを複合化した材料の塗膜は、高耐候性に加え、耐クラック性に優れ、高伸度で基材追従性を有しているが、高度な耐久性が要求される場合には硬化剤を使用することが必須で、作業性に劣る点が指摘されていた。また、硬化剤を使用した2液硬化仕様では、塗膜伸度が経時的に減少し基材追従性を損なう場合もみられた。
As a material that can suppress the above-described peeling of the coating film, generation of cracks, and the like, a material in which polyurethane having excellent flexibility is combined has been proposed (for example, see Patent Document 2). The coating film of this polyurethane composite material has excellent weather resistance, excellent crack resistance, high elongation and substrate followability, but when high durability is required. It was essential to use a curing agent, and it was pointed out that the workability was poor. Further, in the two-part curing specification using a curing agent, the coating film elongation decreased with time, and the substrate followability was sometimes impaired.

そこで、作業性に優れる1液硬化仕様で、高耐候性、耐クラック性及び基材追従性に優れた塗膜を形成可能な材料が求められていた。   Therefore, there has been a demand for a material capable of forming a coating film having excellent weatherability, crack resistance, and substrate followability with a one-component curing specification excellent in workability.

特開平11−279408号公報JP-A-11-279408 特開2010−1457号公報JP 2010-1457 A

本発明が解決しようとする課題は、作業性に優れる1液硬化仕様で、塗膜外観、基材密着性、表面硬度、耐溶剤性、耐クラック性、耐候性、耐汚染性及び基材追従性に優れた塗膜を形成可能な水性複合樹脂組成物及びそれを用いたコーティング剤及び該コーティング剤の塗膜を有する物品を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is a one-component curing specification with excellent workability, coating film appearance, substrate adhesion, surface hardness, solvent resistance, crack resistance, weather resistance, contamination resistance, and substrate following. It is to provide an aqueous composite resin composition capable of forming a coating film having excellent properties, a coating agent using the composition, and an article having a coating film of the coating agent.

本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、親水性基を有するポリウレタンとビニル重合体とがポリシロキサンを介して結合した複合樹脂であって、特定の割合のポリシロキサン由来成分を有するもののうち、ポリシロキサンがエポキシ基を有するものと、水系媒体とを含有する水性複合樹脂組成物が、塗膜外観、基材密着性、表面硬度、耐溶剤性、耐クラック性、耐候性、耐汚染性及び基材追従性に優れた塗膜を形成可能であることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have obtained a composite resin in which a polyurethane having a hydrophilic group and a vinyl polymer are bonded via a polysiloxane, and a specific proportion of the polysiloxane. Among those having an origin component, an aqueous composite resin composition containing a polysiloxane having an epoxy group and an aqueous medium has a coating film appearance, substrate adhesion, surface hardness, solvent resistance, crack resistance, It was found that a coating film excellent in weather resistance, stain resistance and substrate followability could be formed, and the present invention was completed.

すなわち、親水性基を有するポリウレタン(a1)とビニル重合体(a2)とがポリシロキサン(a3)を介して結合した複合樹脂(A)及び水系媒体を含有する水性複合樹脂組成物であって、前記親水性基を有するポリウレタン(a1)と前記ポリシロキサン(a3)との結合が、前記ポリウレタン(a1)が有する加水分解性シリル基及び/またはシラノール基と前記ポリシロキサン(a3)の有する加水分解性シリル基及び/またはシラノール基との反応によって形成されたものであり、前記ビニル重合体(a2)と前記ポリシロキサン(a3)との結合が、前記ビニル重合体(a2)の有する加水分解性シリル基及び/またはシラノール基と前記ポリシロキサン(a3)の有する加水分解性シリル基及び/またはシラノール基との反応によって形成されたものであり、前記複合樹脂(A)中の前記ポリシロキサン(a3)由来の構造の質量割合が15〜55質量%の範囲であり、前記ポリシロキサン(a3)が、エポキシ基を有することを特徴とする水性複合樹脂組成物に関する。また、該水性複合樹脂組成物を含有することを特徴とするコーティング剤に関する。   That is, an aqueous composite resin composition comprising a composite resin (A) in which a polyurethane (a1) having a hydrophilic group and a vinyl polymer (a2) are bonded via a polysiloxane (a3) and an aqueous medium, The bond between the polyurethane (a1) having the hydrophilic group and the polysiloxane (a3) is the hydrolysis of the hydrolyzable silyl group and / or silanol group and the polysiloxane (a3) of the polyurethane (a1). Formed by a reaction with a reactive silyl group and / or a silanol group, and the bond between the vinyl polymer (a2) and the polysiloxane (a3) is hydrolyzable possessed by the vinyl polymer (a2). Reaction between silyl group and / or silanol group and hydrolyzable silyl group and / or silanol group of polysiloxane (a3) The mass ratio of the structure derived from the polysiloxane (a3) in the composite resin (A) is in the range of 15 to 55% by mass, and the polysiloxane (a3) has an epoxy group. It has an aqueous composite resin composition characterized by having. The present invention also relates to a coating agent comprising the aqueous composite resin composition.

本発明の水性複合樹脂組成物は、金属基材、プラスチック基材、無機基材、繊維質基材、布材、紙、木質基材等の様々な基材に対して良好な密着性を有することから、コーティング剤や接着剤に使用することができる。とりわけ、本発明の水性複合樹脂組成物は、耐久性や耐候性に優れた塗膜を形成できることから、各種基材のプライマー層形成用コーティング剤やトップコート層形成用コーティング剤等に好適に使用することができる。   The aqueous composite resin composition of the present invention has good adhesion to various base materials such as metal base materials, plastic base materials, inorganic base materials, fibrous base materials, cloth materials, paper, and wood base materials. Therefore, it can be used for coating agents and adhesives. In particular, since the aqueous composite resin composition of the present invention can form a coating film excellent in durability and weather resistance, it is suitably used as a primer layer forming coating agent or a top coating layer forming coating agent for various substrates. can do.

また、本発明の水性複合樹脂組成物は、優れた耐久性や耐候性とともに、優れた防錆性を有する塗膜を形成できることから、例えば、外壁、屋根等の建築部材、ガードレール、防音壁、排水溝等の土木部材、家電製品、産業機械、自動車の部品等に使用される亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−亜鉛合金鋼板等のめっき鋼板や、アルミ板、アルミ合金板、電磁鋼板、銅板、ステンレス鋼板等の金属基材の表面被覆用コーティング剤や、前記した各種の鋼板とトップコート層との間のプライマーコート層形成用コーティング剤として好適に使用することができる。   Moreover, since the aqueous composite resin composition of the present invention can form a coating film having excellent rust resistance as well as excellent durability and weather resistance, for example, an outer wall, a building member such as a roof, a guardrail, a soundproof wall, Galvanized steel sheets used for civil engineering members such as drainage grooves, household appliances, industrial machinery, and automobile parts, plated steel sheets such as aluminum-zinc alloy steel sheets, aluminum plates, aluminum alloy plates, electromagnetic steel plates, copper plates, stainless steel plates It can be suitably used as a coating agent for surface coating of a metal substrate such as the above, and a primer coating layer forming coating agent between the above-described various steel plates and the topcoat layer.

また、本発明の水性複合樹脂組成物は、ポリカーボネート基材やアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン基材をはじめとする様々なプラスチック基材に対して優れた密着性を有することから、例えば、携帯電話、家電製品、OA機器、自動車内装材等のプラスチック製品の、表面被覆用コーティング剤として好適に使用することができる。   Further, the aqueous composite resin composition of the present invention has excellent adhesion to various plastic substrates including polycarbonate substrates and acrylonitrile-butadiene-styrene substrates. It can be suitably used as a coating agent for surface coating of plastic products such as products, OA equipment and automobile interior materials.

また、本発明の水性複合樹脂組成物は、基材追従性に優れる塗膜を形成できることから、例えば、偏光板を構成する各種機能フィルムの接着剤等に使用することができる。   Moreover, since the aqueous | water-based composite resin composition of this invention can form the coating film which is excellent in base material followability, it can be used for the adhesive agent of the various functional films which comprise a polarizing plate, for example.

本発明の水性複合樹脂組成物は、親水性基を有するポリウレタン(a1)とビニル重合体(a2)とがポリシロキサン(a3)を介して結合した複合樹脂(A)及び水系媒体を含有する水性複合樹脂組成物であって、前記親水性基を有するポリウレタン(a1)と前記ポリシロキサン(a3)との結合が、前記ポリウレタン(a1)が有する加水分解性シリル基及び/またはシラノール基と前記ポリシロキサン(a3)の有する加水分解性シリル基及び/またはシラノール基との反応によって形成されたものであり、前記ビニル重合体(a2)と前記ポリシロキサン(a3)との結合が、前記ビニル重合体(a2)の有する加水分解性シリル基及び/またはシラノール基と前記ポリシロキサン(a3)の有する加水分解性シリル基及び/またはシラノール基との反応によって形成されたものであり、前記複合樹脂(A)中の前記ポリシロキサン(a3)由来の構造の質量割合が15〜55質量%の範囲であり、前記ポリシロキサン(a3)が、エポキシ基を有するものである。   The aqueous composite resin composition of the present invention includes an aqueous medium containing a composite resin (A) in which a polyurethane (a1) having a hydrophilic group and a vinyl polymer (a2) are bonded via a polysiloxane (a3) and an aqueous medium. In the composite resin composition, a bond between the polyurethane (a1) having the hydrophilic group and the polysiloxane (a3) is a hydrolyzable silyl group and / or silanol group and the polysiloxane (a1). It is formed by a reaction with a hydrolyzable silyl group and / or silanol group of siloxane (a3), and the bond between the vinyl polymer (a2) and the polysiloxane (a3) is the vinyl polymer. (A2) hydrolyzable silyl group and / or silanol group and polysiloxane (a3) hydrolyzable silyl group and / or It is formed by reaction with a silanol group, and the mass ratio of the structure derived from the polysiloxane (a3) in the composite resin (A) is in the range of 15 to 55 mass%, and the polysiloxane (a3) Have an epoxy group.

まず、前記複合樹脂(A)について説明する。前記複合樹脂(A)は、親水性基を有するポリウレタン(a1)とビニル重合体(a2)とがポリシロキサン(a3)を介して結合したものである。   First, the composite resin (A) will be described. The composite resin (A) is obtained by bonding a polyurethane (a1) having a hydrophilic group and a vinyl polymer (a2) through a polysiloxane (a3).

前記複合樹脂(A)は、水系媒体中に分散したものであるが、前記複合樹脂(A)の一部が水系媒体中に溶解していても良い。水系媒体中に分散した複合樹脂(A)は、10〜500nmの平均粒子径を有することが、基材追従性に優れ、かつ耐クラック性等の耐久性や耐候性に優れた塗膜を形成できるので好ましい。なお、ここでいう平均粒子径とは、粒子の動的散乱光を検出する測定原理で粒度分布を求める方法で測定した値をいう。   The composite resin (A) is dispersed in an aqueous medium, but a part of the composite resin (A) may be dissolved in the aqueous medium. The composite resin (A) dispersed in the aqueous medium has an average particle diameter of 10 to 500 nm, and forms a coating film with excellent substrate followability and excellent durability such as crack resistance and weather resistance. It is preferable because it is possible. Here, the average particle diameter means a value measured by a method for obtaining a particle size distribution by a measurement principle for detecting dynamic scattered light of particles.

また、前記複合樹脂(A)は、耐久性及び耐候性に優れた塗膜を形成できるので、複合樹脂(A)全体に対して15〜55質量%のポリシロキサン(a3)由来の構造を有することが重要である。例えば、前記ポリシロキサン(a3)の質量割合が10質量%である複合樹脂では、比較的良好な基材追従性を有する塗膜を形成できるものの、かかる塗膜は耐久性及び耐候性の点で十分でなく、経時的に基材からの剥離等が生じる場合がある。   Moreover, since the said composite resin (A) can form the coating film excellent in durability and a weather resistance, it has a structure derived from 15-55 mass% polysiloxane (a3) with respect to the whole composite resin (A). This is very important. For example, in the composite resin in which the mass ratio of the polysiloxane (a3) is 10% by mass, a coating film having a relatively good substrate followability can be formed, but such a coating film is in terms of durability and weather resistance. It is not sufficient, and peeling from the substrate may occur over time.

一方、前記ポリシロキサン(a3)由来の構造の質量割合が65質量%である複合樹脂含有の組成物は、前記親水性基を有するポリウレタン(a1)や前記ビニル重合体(a2)由来の構造の質量割合が低くなるのに伴い造膜性が低下し、その結果、塗膜表面にクラックが発生する場合がある。   On the other hand, the composite resin-containing composition in which the mass ratio of the structure derived from the polysiloxane (a3) is 65% by mass has a structure derived from the polyurethane (a1) having the hydrophilic group and the vinyl polymer (a2). As the mass ratio decreases, the film-forming property decreases, and as a result, cracks may occur on the surface of the coating film.

前記複合樹脂(A)中の前記ポリシロキサン(a3)由来の構造の質量割合は、20〜35質量%の範囲であることが、優れた耐久性と耐候性と基材追従性とを兼ね備えた塗膜を形成できるので好ましい。   The mass ratio of the structure derived from the polysiloxane (a3) in the composite resin (A) is in the range of 20 to 35 mass%, which has excellent durability, weather resistance, and substrate followability. It is preferable because a coating film can be formed.

なお、前記ポリシロキサン(a3)由来の構造とは、前記複合樹脂(A)を構成する親水性基を有するポリウレタン(a1)とビニル重合体(a2)との連結部分を構成する主鎖が酸素原子とケイ素原子とからなる構造を指す。また、前記ポリシロキサン(a3)由来の構造の質量割合は、前記複合樹脂(A)の調製に使用する原料の仕込み割合に基づき、ポリシロキサン(a3)等の加水分解縮合反応によって生成しうるメタノールやエタノール等の副生成物の生成を考慮し算出した値である。   The structure derived from the polysiloxane (a3) means that the main chain constituting the connecting part between the polyurethane (a1) having a hydrophilic group constituting the composite resin (A) and the vinyl polymer (a2) is oxygen. A structure consisting of atoms and silicon atoms. Further, the mass ratio of the structure derived from the polysiloxane (a3) is methanol that can be generated by a hydrolysis condensation reaction of the polysiloxane (a3) or the like based on the charging ratio of the raw material used for the preparation of the composite resin (A). It is a value calculated in consideration of the generation of by-products such as ethanol and ethanol.

また、前記複合樹脂(A)は、水系媒体中に安定して分散するうえで、親水性基を有することが必須である。   The composite resin (A) must have a hydrophilic group for stable dispersion in an aqueous medium.

親水性基は、主として前記複合樹脂(A)の外層を構成するポリウレタン(a1)中に存在することが必須であるが、必要に応じて、前記ビニル重合体(a2)中に存在していても良い。   The hydrophilic group is essential to be present mainly in the polyurethane (a1) constituting the outer layer of the composite resin (A), but if necessary, it is present in the vinyl polymer (a2). Also good.

前記親水性基としては、アニオン性基、カチオン性基、及びノニオン性基を使用できるが、これらの中でもアニオン性基を使用することがより好ましい。   As the hydrophilic group, an anionic group, a cationic group, and a nonionic group can be used, and among these, it is more preferable to use an anionic group.

前記アニオン性基としては、例えば、カルボキシル基、カルボキシレート基、スルホン酸基、スルホネート基等を使用することができ、これらのなかでも、一部または全部が塩基性化合物等によって中和されたカルボキシレート基やスルホネート基を使用することが、良好な水分散性を有する複合樹脂を調製するうえで好ましい。   As the anionic group, for example, a carboxyl group, a carboxylate group, a sulfonic acid group, a sulfonate group and the like can be used. Among these, a part or all of the carboxyl group is neutralized with a basic compound or the like. Use of a rate group or a sulfonate group is preferable in preparing a composite resin having good water dispersibility.

前記アニオン性基の中和に使用可能な塩基性化合物としては、例えば、アンモニア;トリエチルアミン、ピリジン、モルホリン等の有機アミン;モノエタノールアミン等のアルカノールアミン;ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム等の金属塩基化合物などが挙げられる。   Examples of basic compounds that can be used for neutralizing the anionic group include ammonia; organic amines such as triethylamine, pyridine, and morpholine; alkanolamines such as monoethanolamine; metal bases such as sodium, potassium, lithium, and calcium. Compound etc. are mentioned.

前記アニオン性基としてカルボキシレート基やスルホネート基を使用する場合、それらは複合樹脂(A)全体に対して50〜1000mmol/kgの範囲で存在することが、水性複合樹脂(A)粒子の良好な水分散安定性を維持できるので好ましい。   When a carboxylate group or a sulfonate group is used as the anionic group, it is preferable that the aqueous composite resin (A) particles are present in the range of 50 to 1000 mmol / kg with respect to the entire composite resin (A). It is preferable because water dispersion stability can be maintained.

また、前記カチオン性基としては、例えば、3級アミノ基等が挙げられる。前記3級アミノ基の一部または全てを中和する際に使用することができる酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、乳酸、マレイン酸などの有機酸類や、スルホン酸、メタンスルホン酸等の有機スルホン酸類、及び、塩酸、硫酸、オルトリン酸、オルト亜リン酸等の無機酸等を単独または2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Moreover, as said cationic group, a tertiary amino group etc. are mentioned, for example. Examples of the acid that can be used for neutralizing part or all of the tertiary amino group include organic acids such as acetic acid, propionic acid, lactic acid, and maleic acid, sulfonic acid, methanesulfonic acid, and the like. Organic sulfonic acids and inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, orthophosphoric acid and orthophosphorous acid may be used alone or in combination of two or more.

また、前記3級アミノ基の一部または全てを4級化する際に使用することができる4級化剤としては、例えば、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸等のジアルキル硫酸類や、メチルクロライド、エチルクロライド、ベンジルクロライドなどのハロゲン化アルキル類、メタンスルホン酸メチル、パラトルエンスルホン酸メチル等のアルキルまたはエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、エピクロルヒドリン等のエポキシ類を単独または2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Examples of the quaternizing agent that can be used for quaternizing part or all of the tertiary amino group include dialkyl sulfates such as dimethyl sulfate and diethyl sulfate, methyl chloride, and ethyl chloride. Alkyl halides such as benzyl chloride, alkyls such as methyl methanesulfonate and methyl paratoluenesulfonate, and epoxies such as ethylene oxide, propylene oxide, and epichlorohydrin may be used alone or in combination of two or more.

また、前記ノニオン性基としては、例えば、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシブチレン基、ポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)基、及びポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン基等のポリオキシアルキレン基が挙げられる。これらのなかでもオキシエチレン単位を有するポリオキシアルキレン基を使用することが、親水性をより一層向上させるうえで好ましい。   Examples of the nonionic group include polyoxyalkylene groups such as polyoxyethylene group, polyoxypropylene group, polyoxybutylene group, poly (oxyethylene-oxypropylene) group, and polyoxyethylene-polyoxypropylene group. Groups. Among these, it is preferable to use a polyoxyalkylene group having an oxyethylene unit in order to further improve the hydrophilicity.

また、前記複合樹脂(A)としては、前記親水性基を有するポリウレタン(a1)と前記ビニル重合体(a2)との質量割合[(a2)/(a1)]が、20/1〜1/20の範囲であるものを使用することが、基材追従性に優れ、かつ耐久性及び耐候性に優れた塗膜を形成できるので好ましく、10/1〜1/10の範囲であることがより好ましく、5/1〜1/5の範囲が特に好ましい。   Moreover, as said composite resin (A), mass ratio [(a2) / (a1)] of the polyurethane (a1) which has the said hydrophilic group, and the said vinyl polymer (a2) is 20/1-1 / It is preferable to use a material in the range of 20 because a coating film excellent in substrate followability and excellent in durability and weather resistance can be formed, and more preferably in the range of 10/1 to 1/10. The range of 5/1 to 1/5 is particularly preferable.

また、前記親水性基を有するポリウレタン(a1)と前記ポリシロキサン(a3)との結合は、例えば、前記親水性基を有するポリウレタン(a1)の有する加水分解性シリル基及び/またはシラノール基と前記ポリシロキサン(a3)の有する加水分解性シリル基及び/またはシラノール基との反応によって形成されるものである。また、前記ビニル重合体(a2)と前記ポリシロキサン(a3)との結合は、前記ビニル重合体(a2)の有する加水分解性シリル基及び/またはシラノール基と前記ポリシロキサン(a3)の有する加水分解性シリル基及び/またはシラノール基との反応によって形成されるものである。   In addition, the bond between the hydrophilic group-containing polyurethane (a1) and the polysiloxane (a3) is, for example, the hydrolyzable silyl group and / or silanol group included in the hydrophilic group-containing polyurethane (a1) and the above-mentioned The polysiloxane (a3) is formed by a reaction with a hydrolyzable silyl group and / or a silanol group. Further, the bond between the vinyl polymer (a2) and the polysiloxane (a3) is a hydrolyzable silyl group and / or silanol group possessed by the vinyl polymer (a2) and a hydrolyzate possessed by the polysiloxane (a3). It is formed by reaction with a decomposable silyl group and / or silanol group.

次に、前記複合樹脂(A)を構成する親水性基を有するポリウレタン(a1)について説明する。   Next, the polyurethane (a1) having a hydrophilic group constituting the composite resin (A) will be described.

前記親水性基を有するポリウレタン(a1)は、優れた基材追従性を本発明の水性複合樹脂組成物に付与するうえで必須成分である。   The polyurethane (a1) having a hydrophilic group is an essential component for imparting excellent substrate followability to the aqueous composite resin composition of the present invention.

前記親水性基を有するポリウレタン(a1)としては、各種のものを使用することができるが、例えば、3,000〜100,000の数平均分子量を有するものを使用することが好ましく、5,000〜10,000の数平均分子量を有するものを使用することが、基材追従性に優れ、かつ耐久性及び耐候性に優れた塗膜を形成できるので好ましい。   As the polyurethane (a1) having a hydrophilic group, various types can be used. For example, a polyurethane having a number average molecular weight of 3,000 to 100,000 is preferably used. It is preferable to use those having a number average molecular weight of 10,000 to 10,000 because a coating film excellent in substrate followability and excellent in durability and weather resistance can be formed.

前記親水性基を有するポリウレタン(a1)は、前記複合樹脂(A)に水分散安定性を付与するうえで親水性基を有することが必須である。親水性基は、前記親水性基を有するポリウレタン(a1)全体に対して、50〜1,000mmol/kgの範囲に存在することが、複合樹脂に一層良好な水分散性を付与するうえで好ましい。   The polyurethane (a1) having the hydrophilic group must have a hydrophilic group in order to impart water dispersion stability to the composite resin (A). The hydrophilic group is preferably present in the range of 50 to 1,000 mmol / kg with respect to the entire polyurethane (a1) having the hydrophilic group in order to impart better water dispersibility to the composite resin. .

前記親水性基を有するポリウレタン(a1)としては、例えば、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られるポリウレタンを使用することができる。前記親水性基を有するポリウレタン(a1)の有する親水性基は、例えば、前記ポリオールを構成する一成分として、親水性基を有するポリオールを使用することによって、前記親水性基を有するポリウレタン(a1)中に導入することができる。   As the polyurethane (a1) having a hydrophilic group, for example, a polyurethane obtained by reacting a polyol and a polyisocyanate can be used. The hydrophilic group possessed by the polyurethane (a1) having the hydrophilic group is, for example, a polyurethane having the hydrophilic group (a1) by using a polyol having a hydrophilic group as one component constituting the polyol. Can be introduced inside.

前記親水性基を有するポリウレタン(a1)の製造に使用可能なポリオールとしては、例えば、前記親水性基を有するポリオール及びその他のポリオールを組み合わせ使用することができる。   As a polyol which can be used for manufacture of the polyurethane (a1) having the hydrophilic group, for example, a polyol having the hydrophilic group and another polyol can be used in combination.

前記親水性基を有するポリオールとしては、例えば、2,2’−ジメチロールプロピオン酸、2,2’−ジメチロールブタン酸、2,2’−ジメチロール酪酸、2,2’−ジメチロール吉草酸等のカルボキシル基を有するポリオールや、5−スルホイソフタル酸、スルホテレフタル酸、4−スルホフタル酸、5[4−スルホフェノキシ]イソフタル酸等のスルホン酸基を有するポリオールを等が挙げられる。また、前記親水性基を有するポリオールとしては、前記した低分子量の親水性基を有するポリオールと、例えば、アジピン酸等の各種ポリカルボン酸とを反応させて得られる親水性基を有するポリエステルポリオール等を使用することもできる。   Examples of the polyol having a hydrophilic group include 2,2′-dimethylolpropionic acid, 2,2′-dimethylolbutanoic acid, 2,2′-dimethylolbutyric acid, and 2,2′-dimethylolvaleric acid. Examples thereof include polyols having a carboxyl group and polyols having a sulfonic acid group such as 5-sulfoisophthalic acid, sulfoterephthalic acid, 4-sulfophthalic acid, and 5 [4-sulfophenoxy] isophthalic acid. Examples of the polyol having a hydrophilic group include a polyester polyol having a hydrophilic group obtained by reacting the above-mentioned polyol having a low molecular weight hydrophilic group with various polycarboxylic acids such as adipic acid. Can also be used.

前記親水性基を有するポリオールと組み合わせ使用可能なその他のポリオールとしては、本発明の水性複合樹脂組成物に求められる特性や、水性複合樹脂組成物を適用する用途等に応じて適宜使用することができ、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオール等を等が挙げられる。   Other polyols that can be used in combination with the polyol having the hydrophilic group may be appropriately used depending on the characteristics required for the aqueous composite resin composition of the present invention, the application to which the aqueous composite resin composition is applied, and the like. Examples thereof include polyether polyol, polyester polyol, and polycarbonate polyol.

前記ポリエーテルポリオールは、本発明の水性複合樹脂組成物に、特に優れた基材追従性を付与することができるため、前記親水性基を有するポリオールと組み合わせ使用することが好ましい。   Since the polyether polyol can impart particularly excellent substrate followability to the aqueous composite resin composition of the present invention, it is preferably used in combination with the polyol having the hydrophilic group.

前記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、活性水素原子を2個以上有する化合物の1種または2種以上を開始剤として、アルキレンオキサイドを付加重合させたもの等が挙げられる。   Examples of the polyether polyol include those obtained by addition polymerization of alkylene oxide using one or more compounds having two or more active hydrogen atoms as an initiator.

前記開始剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等を等が挙げられる。   Examples of the initiator include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, and glycerin. , Trimethylolethane, trimethylolpropane and the like.

また、前記アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、エピクロルヒドリン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。   Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide, epichlorohydrin, and tetrahydrofuran.

また、前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、低分子量のポリオールとポリカルボン酸とをエステル化反応して得られる脂肪族ポリエステルポリオールや芳香族ポリエステルポリオール、ε−カプロラクトン等の環状エステル化合物を開環重合反応して得られるポリエステルや、これらの共重合ポリエステル等が挙げられる。   Examples of the polyester polyol include a ring-opening polymerization reaction of a cyclic ester compound such as an aliphatic polyester polyol, an aromatic polyester polyol, or ε-caprolactone obtained by esterifying a low molecular weight polyol and a polycarboxylic acid. Polyesters obtained by the above, copolymerized polyesters thereof, and the like.

前記低分子量のポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコ−ル等が挙げられる。   Examples of the low molecular weight polyol include ethylene glycol and propylene glycol.

また、前記ポリカルボン酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、及びこれらの無水物またはエステル形成性誘導体等が挙げられる。   Examples of the polycarboxylic acid include succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, and anhydrides or ester-forming derivatives thereof.

また、前記親水性基を有するポリウレタン(a1)の製造に使用できるポリカーボネートポリオールは、本発明の水性複合樹脂組成物のプラスチック基材に対する密着性を格段に向上できるので好ましい。前記ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、炭酸エステルとポリオールとを反応させて得られるものや、ホスゲンとビスフェノールA等とを反応させて得られるものが挙げられる。   Moreover, the polycarbonate polyol which can be used for manufacture of the polyurethane (a1) having the hydrophilic group is preferable because the adhesion of the aqueous composite resin composition of the present invention to the plastic substrate can be remarkably improved. Examples of the polycarbonate polyol include those obtained by reacting a carbonate with a polyol, and those obtained by reacting phosgene with bisphenol A and the like.

前記炭酸エステルとしては、メチルカーボネートや、ジメチルカーボネート、エチルカーボネート、ジエチルカーボネート、シクロカーボネート、ジフェニルカーボネ−ト等を使用することできる。   As the carbonate ester, methyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl carbonate, diethyl carbonate, cyclocarbonate, diphenyl carbonate and the like can be used.

前記炭酸エステルと反応しうるポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,5−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2−ブチル−2−エチルプロパンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノール−A、ビスフェノール−F、4,4’−ビフェノール等の比較的低分子量のジヒドロキシ化合物や、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や、ポリヘキサメチレンアジペート、ポリヘキサメチレンサクシネート、ポリカプロラクトン等のポリエステルポリオール等が挙げられる。   Examples of the polyol that can react with the carbonate ester include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3. -Butanediol, 1,2-butanediol, 2,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,5-hexanediol, 2,5-hexanediol, 1,6-hexanediol, 1,7- Heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2 -Ethyl-1,3-hexanediol, 2-methyl-1,3-pro Diol, 2-methyl-1,8-octanediol, 2-butyl-2-ethylpropanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexane Relatively low molecular weight dihydroxy compounds such as dimethanol, hydroquinone, resorcin, bisphenol-A, bisphenol-F, 4,4′-biphenol, polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, Examples include polyester polyols such as hexamethylene adipate, polyhexamethylene succinate, and polycaprolactone.

前記ポリカーボネートポリオールとしては、前記ジメチルカーボネートと、前記1,6−ヘキサンジオールとを反応させて得られるものを使用することが、優れたプラスチック基材に対する密着性と優れた基材追従性とを両立でき、かつ安価であることからより好ましい。   As the polycarbonate polyol, use of a product obtained by reacting the dimethyl carbonate and the 1,6-hexanediol achieves both excellent adhesion to a plastic substrate and excellent substrate followability. It is more preferable because it is possible and inexpensive.

また、前記ポリカーボネートポリオールとしては、500〜6,000の範囲の数平均分子量を有するものを使用することが好ましい。   Moreover, as said polycarbonate polyol, it is preferable to use what has the number average molecular weight of the range of 500-6,000.

前記ポリカーボネートポリオールは、前記ポリウレタン(a1)の製造に使用するポリオール及びポリイソシアネートの全量に対して、30〜95質量%の範囲で使用することが、プラスチック基材に対する密着性や耐候性及び耐久性を両立するうえで好ましい。   The polycarbonate polyol is used in the range of 30 to 95% by mass with respect to the total amount of polyol and polyisocyanate used in the production of the polyurethane (a1), and thus the adhesion, weather resistance and durability to the plastic substrate are used. It is preferable to achieve both.

前記ポリカーボネートポリオールを用いて得られた本発明の水性複合樹脂組成物は、とりわけ、ポリカーボネート基材、ポリエステル基材、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン基材、ポリアクリル基材、ポリスチレン基材、ポリウレタン基材、エポキシ樹脂基材、ポリ塩化ビニル系基材及びポリアミド系基材等の、一般に難付着性基材として知られる様々なプラスチック基材に対して優れた密着性を有することから、もっぱらプラスチック基材用コーティング剤に使用することができる。   The aqueous composite resin composition of the present invention obtained using the polycarbonate polyol includes, among others, a polycarbonate substrate, a polyester substrate, an acrylonitrile-butadiene-styrene substrate, a polyacryl substrate, a polystyrene substrate, a polyurethane substrate, Because it has excellent adhesion to various plastic substrates that are generally known as hard-to-adhere substrates, such as epoxy resin substrates, polyvinyl chloride substrates, and polyamide substrates, it is exclusively for plastic substrates. Can be used in coating agents.

また、前記親水性基を有するポリウレタン(a1)を製造する際に使用するポリイソシアネートとしては、例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネートや、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、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の脂肪族または脂肪族環式構造を有するジイソシアネート等を、単独で使用または2種以上を併用して使用することができる。これらのなかでも、脂肪族環式構造を有するジイソシアネートを使用することが、長期耐候性に優れる塗膜を形成できるため好ましい。   Examples of the polyisocyanate used in producing the polyurethane (a1) having the hydrophilic group include aromatic diisocyanates such as phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and naphthalene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and lysine. Diisocyanates having an aliphatic or aliphatic cyclic structure such as diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, etc. are used alone or in combination of two or more. be able to. Among these, it is preferable to use a diisocyanate having an aliphatic cyclic structure because a coating film having excellent long-term weather resistance can be formed.

前記親水性基を有するポリウレタン樹脂(a1)は、前記したような親水性基の他に、必要に応じてその他の官能基を有していてもよく、かかる官能基としては、後述するポリシロキサン(a3)と反応しうる加水分解性シリル基、シラノール基や、アミノ基、イミノ基、水酸基等が挙げられ、これらのなかでも加水分解性シリル基であることが、長期耐候性に優れる塗膜を形成できるため好ましい。   The polyurethane resin (a1) having a hydrophilic group may have other functional groups as necessary in addition to the hydrophilic group as described above. Examples of such functional groups include polysiloxane described later. Examples of the hydrolyzable silyl group, silanol group, amino group, imino group, and hydroxyl group that can react with (a3) include a hydrolyzable silyl group, and among these, a coating film having excellent long-term weather resistance. Is preferable.

前記親水性基を有するポリウレタン(a1)が有していても良い加水分解性シリル基は、加水分解性基がケイ素原子に直接結合した官能基であり、例えば、下記の一般式(III)で表される官能基が挙げられる。   The hydrolyzable silyl group that the polyurethane (a1) having a hydrophilic group may have is a functional group in which the hydrolyzable group is directly bonded to a silicon atom. For example, in the following general formula (III) The functional group represented is mentioned.

Figure 0005928155
(式中、Rはアルキル基、アリール基またはアラルキル基等の1価の有機基であり、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、イミノオキシ基またはアルケニルオキシ基である。また、xは0〜2の整数である。)
Figure 0005928155
(Wherein R 1 is a monovalent organic group such as an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, and R 2 is a halogen atom, an alkoxy group, an acyloxy group, a phenoxy group, an aryloxy group, a mercapto group, an amino group, An amide group, an aminooxy group, an iminooxy group or an alkenyloxy group, and x is an integer of 0 to 2.)

前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基等が挙げられる。   Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, pentyl, neopentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, hexyl, and isohexyl groups. It is done.

前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、2−メチルフェニル基等が挙げられ、前記アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、ジフェニルメチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。   Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, and a 2-methylphenyl group. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a diphenylmethyl group, and a naphthylmethyl group.

前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。   Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

前記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。   Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, and a butoxy group.

前記アシロキシ基としては、例えば、アセトキシ、プロパノイルオキシ、ブタノイルオキシ、フェニルアセトキシ、アセトアセトキシ等が挙げられ、前記アリールオキシ基としては、例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ等が挙げられ、前記アルケニルオキシ基としては、例えば、アリルオキシ基、1−プロペニルオキシ基、イソプロペニルオキシ基等が挙げられる。   Examples of the acyloxy group include acetoxy, propanoyloxy, butanoyloxy, phenylacetoxy, acetoacetoxy, and the like. Examples of the aryloxy group include phenyloxy, naphthyloxy, and the like. Examples of the group include an allyloxy group, a 1-propenyloxy group, and an isopropenyloxy group.

前記Rは、加水分解によって生じうる一般式ROH等の脱離成分の除去が容易であることから、好ましくはそれぞれ独立してアルコキシ基であることが好ましい。 R 2 is preferably independently an alkoxy group, since it is easy to remove a leaving component such as the general formula R 2 OH that can be generated by hydrolysis.

また、前記親水性基を有するポリウレタン(a1)が有していても良いシラノール基は、水酸基が直接ケイ素原子に結合した官能基であって、主に前記した加水分解性シリル基が加水分解して生じる官能基である。   Further, the silanol group that the polyurethane (a1) having the hydrophilic group may have is a functional group in which a hydroxyl group is directly bonded to a silicon atom, and mainly the hydrolyzable silyl group described above is hydrolyzed. It is a functional group that occurs.

前記加水分解性シリル基及びシラノール基は、前記親水性基を有するポリウレタン(a1)全体に対して10〜400mmol/kg存在することが、複合樹脂の良好な水分散安定性を確保できるので好ましい。   The hydrolyzable silyl group and silanol group are preferably present in an amount of 10 to 400 mmol / kg with respect to the entire polyurethane (a1) having the hydrophilic group, since good water dispersion stability of the composite resin can be ensured.

次に、前記複合樹脂(A)を構成するビニル重合体(a2)について説明する。前記ビニル重合体(a2)は、後述するポリシロキサン(a3)を介して前記親水性基を有するポリウレタン(a1)と結合しうるものである。   Next, the vinyl polymer (a2) constituting the composite resin (A) will be described. The vinyl polymer (a2) can be bonded to the polyurethane (a1) having the hydrophilic group via a polysiloxane (a3) described later.

前記ビニル重合体(a2)としては、3,000〜100,000の数平均分子量を有するものを使用することが好ましく、5,000〜25,000の数平均分子量を有するものを使用することが、基材追従性に優れ、かつ耐クラック性等の耐久性及び耐候性に優れた塗膜を形成できるのでより好ましい。   As the vinyl polymer (a2), those having a number average molecular weight of 3,000 to 100,000 are preferably used, and those having a number average molecular weight of 5,000 to 25,000 are used. Further, it is more preferable because a coating film having excellent substrate followability and excellent durability such as crack resistance and weather resistance can be formed.

前記ビニル重合体(a2)としては、例えば、各種ビニル単量体を重合開始剤の存在下で重合することによって製造したものが挙げられる。   Examples of the vinyl polymer (a2) include those produced by polymerizing various vinyl monomers in the presence of a polymerization initiator.

前記ビニル単量体としては、前記ポリシロキサン(a3)の有する加水分解性シリル基等と反応しうる官能基を、ビニル重合体(a2)中に導入する観点から、加水分解性シリル基を有するビニル単量体や水酸基を有するビニル単量体等を使用することが好ましい。   The vinyl monomer has a hydrolyzable silyl group from the viewpoint of introducing a functional group capable of reacting with the hydrolyzable silyl group or the like of the polysiloxane (a3) into the vinyl polymer (a2). It is preferable to use a vinyl monomer or a vinyl monomer having a hydroxyl group.

前記加水分解性シリル基を有するビニル単量体としては、例えば、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もしくは3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン等を使用することができ、これらのなかでも、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を使用することが好ましい。   Examples of the vinyl monomer having a hydrolyzable silyl group include 3- (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, and 3- (meth) acryloyloxypropylmethyl. Dimethoxysilane or the like can be used, and among these, 3- (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane is preferably used.

なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレートとアクリレートの一方または両方をいう。   In the present invention, “(meth) acrylate” refers to one or both of methacrylate and acrylate.

また、前記水酸基を有するビニル単量体としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the vinyl monomer having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, glycerol mono (meth) acrylate, and the like. It is done.

前記ビニル単量体としては、前記加水分解性シリル基を有するビニル単量体や水酸基を有するビニル単量体等の他に、必要に応じてその他のビニル単量体を併用しても良い。   As the vinyl monomer, in addition to the vinyl monomer having a hydrolyzable silyl group or the vinyl monomer having a hydroxyl group, other vinyl monomers may be used in combination as required.

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−ブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類;N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の三級アミノ基を有するビニル単量体;N−メチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の二級アミノ基を有するビニル単量体;アミノメチルアクリレート等の一級アミノ基を有するビニル単量体等の塩基性窒素原子を有するビニル単量体;2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート等のフッ素を有するビニル単量体;酢酸ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;(メタ)アクリロニトリル等の不飽和カルボン酸のニトリル類;スチレン等の芳香族環を有するビニル化合物;イソプレン等のα−オレフィン類、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基を有するビニル単量体;(メタ)アクリルアミド等のアミド基を有するビニル単量体;N−メチロール(メタ)アクリルアミド等のメチロールアミド基及びそのアルコキシ化物を有するビニル単量体;2−アジリジニルエチル(メタ)アクリレート等のアジリジニル基を有するビニル単量体;(メタ)アクリロイルイソシアナート等のイソシアナート基及び/またはブロック化イソシアナート基を有するビニル単量体;2−イソプロペニル−2−オキサゾリン等のオキサゾリン基を有するビニル単量体;ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート等のシクロペンテニル基を有するビニル単量体;アクロレイン等のカルボニル基を有するビニル単量体;アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート等のアセトアセチル基を有するビニル単量体;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、もしくはこれらの半エステルまたはこれらの塩等のカルボキシル基を有する単量体等を1種または2種以上使用することができる。   Examples of the other vinyl monomers include (meth) acrylic acid esters such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and n-butyl (meth) acrylate; N, N-dimethylaminoethyl (meth) ) Vinyl monomer having tertiary amino group such as acrylate; Vinyl monomer having secondary amino group such as N-methylaminoethyl (meth) acrylate; Vinyl monomer having primary amino group such as aminomethyl acrylate Vinyl monomers having basic nitrogen atoms such as vinyl; vinyl monomers having fluorine such as 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate; vinyl esters such as vinyl acetate; vinyl ethers such as methyl vinyl ether Nitriles of unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylonitrile; aromatic rings such as styrene Vinyl compounds; α-olefins such as isoprene; vinyl monomers having an epoxy group such as glycidyl (meth) acrylate; vinyl monomers having an amide group such as (meth) acrylamide; N-methylol (meth) acrylamide A vinyl monomer having a methylolamide group and an alkoxy product thereof; a vinyl monomer having an aziridinyl group such as 2-aziridinylethyl (meth) acrylate; an isocyanate group such as (meth) acryloyl isocyanate and / or Or vinyl monomer having a blocked isocyanate group; vinyl monomer having an oxazoline group such as 2-isopropenyl-2-oxazoline; vinyl monomer having a cyclopentenyl group such as dicyclopentenyl (meth) acrylate A vinyline having a carbonyl group such as acrolein Monomer having a carboxyl group such as (meth) acrylic acid, maleic acid, or a half ester thereof, or a salt thereof; vinyl monomer having an acetoacetyl group such as acetoacetoxyethyl (meth) acrylate; A body etc. can be used 1 type, or 2 or more types.

前記ビニル重合体(a2)を製造する際に使用可能な重合開始剤としては、例えば、過硫酸塩類、有機過酸化物類、過酸化水素等のラジカル重合開始剤や、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩等のアゾ開始剤が挙げられる。また、前記ラジカル重合開始剤は、例えば、アスコルビン酸等の還元剤と併用しレドックス重合開始剤として使用しても良い。   Examples of the polymerization initiator that can be used in producing the vinyl polymer (a2) include radical polymerization initiators such as persulfates, organic peroxides, and hydrogen peroxide, and 4,4′-azobis. Examples include azo initiators such as (4-cyanovaleric acid) and 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride. The radical polymerization initiator may be used as a redox polymerization initiator in combination with a reducing agent such as ascorbic acid.

前記重合開始剤の代表的なものである過硫酸塩類としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等が挙げられ、有機過酸化物類として、具体的には、例えば、過酸化ベンゾイル、ラウロイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド類、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート等のパーオキシエステル類、クメンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類等が挙げられる。   Examples of the persulfates that are representative of the polymerization initiator include potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate. Specific examples of organic peroxides include, for example, peroxidation. Diacyl peroxides such as benzoyl, lauroyl peroxide, decanoyl peroxide, dialkyl peroxides such as t-butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, t-butylperoxylaurate, t-butylperoxybenzoate, etc. Peroxyesters, cumene hydroperoxide, paramentane hydroperoxide, hydroperoxides such as t-butyl hydroperoxide, and the like.

重合開始剤の使用量は、重合が円滑に進行する量を使用すれば良いが、ビニル重合体(a2)の製造に使用するビニル単量体の全量に対して、10質量%以下とすることが好ましい。   The polymerization initiator may be used in an amount that allows the polymerization to proceed smoothly, but should be 10% by mass or less based on the total amount of vinyl monomers used in the production of the vinyl polymer (a2). Is preferred.

次に、前記複合樹脂(A)を構成するポリシロキサン(a3)について説明する。前記ポリシロキサン(a3)は、前記親水性基を有するポリウレタン(a1)と前記ビニル重合体(a2)との連結部分を構成するものである。   Next, the polysiloxane (a3) constituting the composite resin (A) will be described. The polysiloxane (a3) constitutes a connecting portion between the polyurethane (a1) having the hydrophilic group and the vinyl polymer (a2).

また、前記ポリシロキサン(a3)は、耐候性、耐汚染性に優れた塗膜を形成するうえで、エポキシ基を有することが重要である。   In addition, it is important that the polysiloxane (a3) has an epoxy group in order to form a coating film having excellent weather resistance and stain resistance.

前記エポキシ基は、耐候性、耐汚染性に優れ、かつ基材追従性に優れた塗膜を形成できるうえで、前記ポリシロキサン(a3)全体に対して、0.1モル%から50モル%の範囲で存在することが好ましい。   The epoxy group is excellent in weather resistance, stain resistance, and can form a coating film excellent in substrate followability, and is 0.1 mol% to 50 mol% with respect to the whole polysiloxane (a3). It is preferable that it exists in the range.

前記ポリシロキサン(a3)は、ケイ素原子と酸素原子とからなる鎖状構造を有するものであって、必要に応じて加水分解性シリル基やシラノール基等を有するものである。前記ポリシロキサン(a3)としては、下記一般式(I)及び(II)からなる群より選ばれる1種以上の構造を有するものが好ましい。   The polysiloxane (a3) has a chain structure composed of silicon atoms and oxygen atoms, and has a hydrolyzable silyl group, a silanol group, or the like as necessary. As said polysiloxane (a3), what has 1 or more types of structures chosen from the group which consists of the following general formula (I) and (II) is preferable.

Figure 0005928155
Figure 0005928155

Figure 0005928155
(一般式(I)中のRは、エポキシ基を有する有機基、及び/または、炭素原子数が4〜12の有機基であり、一般式(II)中のR及びRは、それぞれ独立にメチル基またはエチル基である。)
Figure 0005928155
(R 1 in the general formula (I) is an organic group having an epoxy group and / or an organic group having 4 to 12 carbon atoms, and R 2 and R 3 in the general formula (II) are Each independently a methyl or ethyl group.)

前記一般式(I)中のRが、エポキシ基を有する有機基である場合の具体例としては、グリシドキシアルキル基、エポキシシクロヘキシルアルキル基等が挙げられる。 Specific examples of the case where R 1 in the general formula (I) is an organic group having an epoxy group include a glycidoxyalkyl group and an epoxycyclohexylalkyl group.

前記一般式(I)中のRが、炭素原子数が4〜12の有機基である場合の具体例としては、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ナフチル基、2−メチルフェニル基、ベンジル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。 Specific examples in the case where R 1 in the general formula (I) is an organic group having 4 to 12 carbon atoms include butyl group, isobutyl group, pentyl group, neopentyl group, 1-methylbutyl group, 2- Examples include a methylbutyl group, a hexyl group, an isohexyl group, a cyclohexyl group, a phenyl group, a naphthyl group, a 2-methylphenyl group, a benzyl group, and a naphthylmethyl group.

また、前記ポリシロキサン(a3)としては、アルキル基の炭素原子数が1〜3個であるアルキルトリアルコキシシランの縮合物を用いて形成されたものが好ましい。   Moreover, as said polysiloxane (a3), what was formed using the condensate of the alkyl trialkoxysilane whose carbon atom number of an alkyl group is 1-3 is preferable.

前記加水分解性シリル基は、加水分解性基が前記ケイ素原子に直接結合した原子団であって、例えば、前記親水性基を有するポリウレタン(a1)の説明の際に例示した一般式(III)に示されるような構造からなるものが挙げられる。   The hydrolyzable silyl group is an atomic group in which the hydrolyzable group is directly bonded to the silicon atom, for example, the general formula (III) exemplified in the description of the polyurethane (a1) having the hydrophilic group. Those having a structure as shown in FIG.

前記加水分解性基は、水の影響により水酸基を形成しうるものであって、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、置換アルコキシ基、アシロキシ基、フェノキシ基、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、アルケニルオキシ基等が挙げられ、これらのなかでもアルコキシ基や置換アルコキシ基であることが好ましい。   The hydrolyzable group is capable of forming a hydroxyl group under the influence of water. For example, a halogen atom, an alkoxy group, a substituted alkoxy group, an acyloxy group, a phenoxy group, a mercapto group, an amino group, an amide group, an aminooxy group Group, iminooxy group, alkenyloxy group and the like. Among these, an alkoxy group and a substituted alkoxy group are preferable.

前記シラノール基は、水酸基が前記ケイ素原子に直接結合した原子団を示すものであって、前記加水分解性シリル基が加水分解した際に形成される。   The silanol group represents an atomic group in which a hydroxyl group is directly bonded to the silicon atom, and is formed when the hydrolyzable silyl group is hydrolyzed.

前記ポリシロキサン(a3)としては、エポキシ基と加水分解性シリル基及び/またはシラノール基とを有する化合物と、その他のシラン化合物とを完全にまたは部分的に加水分解縮合して得られるものを使用することができる。   As the polysiloxane (a3), one obtained by completely or partially hydrolyzing and condensing a compound having an epoxy group and a hydrolyzable silyl group and / or silanol group and another silane compound is used. can do.

前記エポキシ基と加水分解性シリル基及び/またはシラノール基とを有する化合物としては、2−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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メチルジエトキシシラン等のエポキシ基とアルコキシシリル基とを有する化合物;前記エポキシ基とアルコキシシリル基とを有する化合物の部分加水分解縮合物;アミノシラン化合物とエポキシ化合物との反応物等が挙げられ、これらのなかでも、耐久性及び耐候性に優れた塗膜を形成できるので、エポキシ基とアルコキシシリル基とを有する化合物を使用することが好ましい。これらの化合物は、単独使用でも2種類以上の併用でもよい。   Examples of the compound having an epoxy group and a hydrolyzable silyl group and / or silanol group include 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane. Epoxy groups such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and alkoxysilyl groups A partially hydrolyzed condensate of a compound having an epoxy group and an alkoxysilyl group; a reaction product of an aminosilane compound and an epoxy compound, and among these, a coating having excellent durability and weather resistance Since a film can be formed, an epoxy group and an alkoxy It is preferred to use a compound having a group. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

前記アミノシラン化合物としては、例えば、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。   Examples of the aminosilane compound include 3- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldiethoxysilane, and 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane. , 3- (2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane and the like.

また、前記エポキシ化合物としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ハイドロキノンジグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。   Examples of the epoxy compound include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, hydroquinone diglycidyl ether, adipic acid diglycidyl ether, and phthalic acid diglycidyl ether. And sorbitol polyglycidyl ether.

前記エポキシ基と加水分解性シリル基及び/またはシラノール基とを有する化合物以外のシラン化合物としては、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、メチルトリ−n−ブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、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、ビニルトリメトキシシランもしくは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等のオルガノトリアルコキシシラン;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、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルシクロヘキシルジメトキシシランもしくはメチルフェニルジメトキシシラン等のジオルガノジアルコキシシラン類;メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシランもしくはジフェニルジクロロシラン等の各種のクロロシラン類や、それらの部分加水分解縮合物等を使用することができ、これらのなかでもオルガノトリアルコキシシランやジオルガノジアルコキシシランを使用することが好ましい。これらのシラン化合物は、単独使用でも2種類以上の併用でもよい。   Examples of the silane compound other than the compound having an epoxy group and a hydrolyzable silyl group and / or silanol group include, for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, ethyltrimethoxysilane, n -Organotrialkoxysilanes such as propyltrimethoxysilane, iso-butyltrimethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane or 3- (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane Dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldi-n-butoxysilane, diethyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methylcyclohexyldimethoxy Diorganodialkoxysilanes such as lan or methylphenyldimethoxysilane; methyltrichlorosilane, ethyltrichlorosilane, phenyltrichlorosilane, vinyltrichlorosilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, diethyldichlorosilane or Various chlorosilanes such as diphenyldichlorosilane, partially hydrolyzed condensates thereof, and the like can be used, and among these, organotrialkoxysilane and diorganodialkoxysilane are preferably used. These silane compounds may be used alone or in combination of two or more.

次に、本発明で使用する複合樹脂(A)の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the composite resin (A) used by this invention is demonstrated.

前記複合樹脂(A)は、例えば、以下の(I)〜(III)の工程によって製造することができる。   The composite resin (A) can be produced, for example, by the following steps (I) to (III).

(I)の工程は、有機溶剤中で、前記したビニル単量体を前記重合開始剤の存在下で重合することによってビニル重合体(a2)の有機溶剤溶液を得る工程である。   The step (I) is a step of obtaining an organic solvent solution of the vinyl polymer (a2) by polymerizing the above vinyl monomer in the presence of the polymerization initiator in an organic solvent.

かかる反応は、例えば、重合開始剤を含む有機溶剤中に、前記ビニル単量体を逐次供給または一括供給し、次いで、攪拌下、20〜120℃の範囲で0.5〜24時間程度行うことが好ましい。   Such a reaction is performed, for example, by sequentially or collectively supplying the vinyl monomer in an organic solvent containing a polymerization initiator, and then performing stirring at a temperature of 20 to 120 ° C. for about 0.5 to 24 hours. Is preferred.

また、(II)の工程は、前記ビニル重合体(a2)の有機溶剤溶液下で前記ビニル重合体(a2)の有する加水分解性シリル基等の反応性官能基と、シラン化合物の有する加水分解性シリル基またはシラノール基との反応と、前記シラン化合物間の加水分解縮合反応とを進行させることによって、ビニル重合体(a2)とポリシロキサン(a3)とが結合した複合樹脂(A’)の有機溶剤溶液を得る工程である。   In the step (II), a reactive functional group such as a hydrolyzable silyl group possessed by the vinyl polymer (a2) and a hydrolysis possessed by the silane compound under an organic solvent solution of the vinyl polymer (a2). Of the composite resin (A ′) in which the vinyl polymer (a2) and the polysiloxane (a3) are bonded by advancing the reaction with the functional silyl group or silanol group and the hydrolysis condensation reaction between the silane compounds. This is a step of obtaining an organic solvent solution.

かかる反応は、例えば、(I)の工程に引き続き、前記ビニル重合体(a2)の有機溶剤溶液中に、前記ポリシロキサン(a3)を形成しうる前記シラン化合物を逐次供給または一括供給し、次いで、攪拌下、20〜120℃の範囲で0.5〜24時間程度行うことが好ましい。   In the reaction, for example, following the step (I), the silane compound capable of forming the polysiloxane (a3) is sequentially supplied or collectively supplied into the organic solvent solution of the vinyl polymer (a2), and then Under stirring, it is preferably carried out in the range of 20 to 120 ° C. for about 0.5 to 24 hours.

(II)の工程は、更に2段階の反応工程を経ることが好ましい。具体的には前記ビニル重合体(a2)の有する加水分解性シリル基またはシラノール基と、前記したフェニルトリメトキシシラン等の比較的低分子量のシラン化合物とを反応させる工程と、次いで、該反応物と、メチルトリメトキシシランやエチルトリメトキシシラン等のメチルトリアルコキシシラン及びエチルトリアルコキシシランを予め縮合させた縮合物とを反応させる工程とを経ることが好ましい。ポリシロキサン(a3)の構造形成を上記のような工程で行うことで、一層、基材追従性に優れ、かつ耐久性に優れた塗膜を形成可能な水性複合樹脂組成物を得ることができる。   The step (II) preferably further undergoes a two-step reaction step. Specifically, a step of reacting the hydrolyzable silyl group or silanol group of the vinyl polymer (a2) with a relatively low molecular weight silane compound such as phenyltrimethoxysilane, and then the reaction product And a step of reacting a methyltrialkoxysilane such as methyltrimethoxysilane or ethyltrimethoxysilane and a condensate obtained by condensing ethyltrialkoxysilane in advance. By carrying out the structure formation of the polysiloxane (a3) in the above-described steps, an aqueous composite resin composition capable of forming a coating film having excellent substrate followability and durability can be obtained. .

また、(III)の工程は、前記樹脂(A’)と、親水性基を有するポリウレタン(a1)と、エポキシ基と加水分解性シリル基及び/またはシラノール基とを有する化合物とを混合し、加水分解縮合させることにより、前記ビニル重合体(a2)と親水性基を有するポリウレタン(a1)とが前記ポリシロキサン(a3)を介して結合した複合樹脂(A)の有機溶剤溶液を得る工程である。   In the step (III), the resin (A ′), the polyurethane (a1) having a hydrophilic group, and a compound having an epoxy group and a hydrolyzable silyl group and / or silanol group are mixed, In the step of obtaining an organic solvent solution of the composite resin (A) in which the vinyl polymer (a2) and the polyurethane (a1) having a hydrophilic group are bonded via the polysiloxane (a3) by hydrolytic condensation. is there.

前記反応は、例えば、(II)の工程に引き続き、前記樹脂(A’)の有機溶剤溶液中に前記親水性基を有するポリオールを含むポリオールと前記ポリイソシアネートとを反応させることによって得られる親水性基を有するポリウレタン(a1)を逐次供給または一括供給し、更に、エポキシ基と加水分解性シリル基及び/またはシラノール基とを有する化合物を供給し、次いで、攪拌下、20〜120℃の範囲で0.5〜24時間程度行うことが好ましい。   For example, the reaction may be performed by reacting a polyol containing the polyol having the hydrophilic group in the organic solvent solution of the resin (A ′) with the polyisocyanate following the step (II). The polyurethane having a group (a1) is sequentially or collectively supplied, and further, a compound having an epoxy group and a hydrolyzable silyl group and / or silanol group is supplied, and then in the range of 20 to 120 ° C. with stirring. It is preferable to carry out for about 0.5 to 24 hours.

また、前記複合樹脂(A)は、親水性基を有するポリウレタン(a1)と前記ビニル重合体(a2)とエポキシ基と加水分解性シリル基及び/またはシラノール基とを有する化合物とを混合し、加水分解縮合させた後、該反応物と、メチルトリメトキシシランやエチルトリメトキシシラン等のメチルトリアルコキシシラン及びエチルトリアルコキシシランを予め縮合させた縮合物とを反応させ、複合樹脂(A)の有機溶剤溶液を得る工程によっても製造することができる。   The composite resin (A) is a mixture of a polyurethane (a1) having a hydrophilic group, the vinyl polymer (a2), an epoxy group, a compound having a hydrolyzable silyl group and / or a silanol group, After hydrolytic condensation, the reaction product is reacted with a condensate obtained by condensing methyltrialkoxysilane and ethyltrialkoxysilane, such as methyltrimethoxysilane and ethyltrimethoxysilane, in order to obtain a composite resin (A). It can also be produced by a step of obtaining an organic solvent solution.

上記の工程によって得られた複合樹脂(A)の有機溶剤溶液は、例えば、前記複合樹脂(A)の有する親水性基を中和し、該中和物を水系媒体中に分散することによって水性化することができる。   The organic solvent solution of the composite resin (A) obtained by the above process is, for example, neutralized with the hydrophilic group of the composite resin (A) and dispersed in the aqueous medium to form an aqueous solution. Can be

前記親水性基の中和は、必ずしも行う必要はないが、前記複合樹脂(A)の水分散安定性を向上する観点から、行うことが好ましい。とりわけ前記親水性基がカルボキシル基やスルホン酸基等のアニオン性基である場合には、それらの全部または一部を、塩基性化合物を用いて中和し、カルボキシレート基やスルホネート基とすることが、水分散安定性を一層向上するうえで好ましい。   Neutralization of the hydrophilic group is not necessarily performed, but is preferably performed from the viewpoint of improving the water dispersion stability of the composite resin (A). In particular, when the hydrophilic group is an anionic group such as a carboxyl group or a sulfonic acid group, all or a part thereof is neutralized with a basic compound to form a carboxylate group or a sulfonate group. Is preferable for further improving the water dispersion stability.

前記中和は、例えば、前記複合樹脂(A)の有機溶剤溶液中に、塩基性化合物等を逐次または一括供給し、攪拌することによって行うことができる。   The neutralization can be performed, for example, by sequentially or collectively supplying a basic compound or the like into the organic solvent solution of the composite resin (A) and stirring.

前記中和後、複合樹脂(A)の中和物の有機溶剤溶液中に水系媒体を供給し、次いで、該有機溶剤を除去することによって、本発明で使用する複合樹脂(A)を含有する水性複合樹脂組成物を製造することができる。   After the neutralization, the aqueous medium is supplied into the organic solvent solution of the neutralized product of the composite resin (A), and then the organic solvent is removed to contain the composite resin (A) used in the present invention. An aqueous composite resin composition can be produced.

前記有機溶剤の除去は、例えば、蒸留によって行うことができる。   The removal of the organic solvent can be performed, for example, by distillation.

また、前記水系媒体としては、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、または、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 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; lactams such as N-methyl-2-pyrrolidone, and the like. 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.

本発明の水性複合樹脂組成物は、製造の際の急激な粘度上昇を抑制し、かつ、水性複合樹脂組成物の生産性や、その塗工のしやすさや乾燥性等を向上する観点から、20〜70質量%の不揮発分を有するものであることが好ましく、30〜60質量%の範囲であることがより好ましい。   The aqueous composite resin composition of the present invention suppresses a sudden increase in viscosity during production, and from the viewpoint of improving the productivity of the aqueous composite resin composition, ease of coating, drying properties, etc. It is preferable to have a non-volatile content of 20 to 70% by mass, and more preferably in the range of 30 to 60% by mass.

また、本発明の水性複合樹脂組成物には、必要に応じて硬化触媒を含有させることも可能である。   Moreover, the aqueous composite resin composition of the present invention can contain a curing catalyst as necessary.

前記硬化触媒としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸カリウム、ナトリウムメチラート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、オクチル酸錫、オクチル酸鉛、オクチル酸コバルト、オクチル酸亜鉛、オクチル酸カルシウム、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ジ−n−ブチル錫ジアセテート、ジ−n−ブチル錫ジオクトエート、ジ−n−ブチル錫ジラウレート、ジ−n−ブチル錫マレエート、p−トルエンスルホン酸、トリクロル酢酸、燐酸、モノアルキル燐酸、ジアルキル燐酸、モノアルキル亜燐酸、ジアルキル亜燐酸等が挙げられる。   Examples of the curing catalyst include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methylate, tetraisopropyl titanate, tetra-n-butyl titanate, tin octylate, lead octylate, cobalt octylate, and zinc octylate. Calcium octylate, zinc naphthenate, cobalt naphthenate, di-n-butyltin diacetate, di-n-butyltin dioctoate, di-n-butyltin dilaurate, di-n-butyltin maleate, p-toluenesulfone Examples include acids, trichloroacetic acid, phosphoric acid, monoalkyl phosphoric acid, dialkyl phosphoric acid, monoalkyl phosphorous acid, dialkyl phosphorous acid and the like.

本発明の水性複合樹脂組成物には、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 aqueous composite resin composition of the present invention can 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.

本発明の水性複合樹脂組成物には、必要に応じて粘土鉱物、金属、金属酸化物、ガラス等の各種の無機粒子を使用することができる。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、それらの金属酸化物等が挙げられる。   In the aqueous composite resin composition of the present invention, various inorganic particles such as clay mineral, metal, metal oxide, and glass can be used as necessary. Examples of the metal include gold, silver, copper, platinum, titanium, zinc, nickel, aluminum, iron, silicon, germanium, antimony, and metal oxides thereof.

本発明の水性複合樹脂組成物には、必要に応じて光触媒性化合物や無機顔料、有機顔料、体質顔料、ワックス、界面活性剤、安定剤、流動調整剤、染料、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、可塑剤等の各種の添加剤等を使用することができる。   The aqueous composite resin composition of the present invention includes a photocatalytic compound, inorganic pigment, organic pigment, extender pigment, wax, surfactant, stabilizer, flow regulator, dye, leveling agent, rheology control agent, if necessary. Various additives such as an ultraviolet absorber, an antioxidant, and a plasticizer can be used.

前記水性複合樹脂組成物は、基材追従性に優れた塗膜を形成できることから、コーティング剤や接着剤等の各種用途に使用することができる。これらのなかでも、本発明の水性複合樹脂組成物は、前記基材追従性とともに耐久性及び耐候性に優れた塗膜を形成できることから、コーティング剤に使用することが好ましく、トップ層形成用コーティング剤やプライマー層形成用コーティング剤に使用することがより好ましい。   Since the said aqueous composite resin composition can form the coating film excellent in base-material followability, it can be used for various uses, such as a coating agent and an adhesive agent. Among these, the aqueous composite resin composition of the present invention is preferably used as a coating agent because it can form a coating film excellent in durability and weather resistance as well as the substrate followability. More preferably, it is used for an agent or a primer layer-forming coating agent.

前記コーティング剤を塗布し塗膜を形成可能な基材としては、例えば、金属基材やプラスチック基材、ガラス基材、紙や木材基材、繊維質基材等が挙げられる。   As a base material which can apply | coat the said coating agent and can form a coating film, a metal base material, a plastic base material, a glass base material, paper, a wood base material, a fiber base material etc. are mentioned, for example.

また、本発明のコーティング剤は、前記耐久性や耐候性や基材追従性に加え、基材表面における錆の発生の防止や該錆に起因した塗膜の剥がれや膨れを防止できるレベルの耐食性を有する塗膜を形成できることから、例えば、外壁や屋根等の建築部材、ガードレール、防音壁、排水溝等の土木部材、家電製品、産業機械、自動車の部品等を構成する各種金属基材の表面被覆に使用することができる。特に、前記複合樹脂(A)を構成する親水性基を有するポリウレタン(a1)がポリエーテルポリオールと親水性基を有するポリオールとを含むポリオール及びポリイソシアネートを反応させて得られたものであるコーティング剤は、金属基材に対する密着性や基材追従性に優れることから、もっぱら金属基材用のコーティング剤に使用することができ、とりわけ、従来のクロメート処理に代わりうる鋼板表面処理剤に好ましく使用することができる。また、前記金属基材用のコーティング剤は、前記金属基材の表面に直接塗布し乾燥することによって塗膜を形成してもよく、前記金属基材とトップ層との間のプライマー層の形成に使用してもよい。   In addition to the durability, weather resistance, and substrate followability, the coating agent of the present invention has a level of corrosion resistance that can prevent the occurrence of rust on the surface of the substrate and prevent peeling and swelling of the coating film due to the rust. For example, the surface of various metal substrates that constitute building members such as exterior walls and roofs, guardrails, soundproof walls, civil engineering members such as drainage grooves, household appliances, industrial machinery, automobile parts, etc. Can be used for coating. In particular, the coating agent obtained by reacting a polyol containing a polyether polyol and a polyol having a hydrophilic group with a polyurethane having a hydrophilic group constituting the composite resin (A) and a polyisocyanate. Can be used exclusively as a coating agent for metal substrates because it has excellent adhesion to metal substrates and substrate followability, and is particularly preferably used for steel sheet surface treatment agents that can replace conventional chromate treatments. be able to. In addition, the coating agent for the metal substrate may be directly applied to the surface of the metal substrate and dried to form a coating film, and a primer layer is formed between the metal substrate and the top layer. May be used for

前記金属基材としては、例えば、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−亜鉛合金鋼板等のめっき鋼板や、アルミ板、アルミ合金板、電磁鋼板、銅板、ステンレス鋼板等が挙げられる。   Examples of the metal substrate include plated steel plates such as galvanized steel plates and aluminum-zinc alloy steel plates, aluminum plates, aluminum alloy plates, electromagnetic steel plates, copper plates, and stainless steel plates.

また、本発明のコーティング剤のうち、該コーティング剤中に含まれる複合樹脂(A)を構成する親水性基を有するポリウレタン(a1)がポリカーボネートポリオールと親水性基を有するポリオールとを含むポリオール及びポリイソシアネートを反応させて得られるものであるコーティング剤は、前記耐久性や耐候性、基材追従性を損なうことなく、様々な種類のプラスチック基材に対して優れた密着性を有する。とりわけ、前記コーティング剤は、一般に難付着性基材として知られるポリメチルメタクリレート樹脂やポリスチレン樹脂等からなる基材に対しても非常に優れた密着性を有することから、プラスチック基材の表面被覆用コーティング剤として好適に使用することができる。   Among the coating agents of the present invention, the polyurethane (a1) having a hydrophilic group constituting the composite resin (A) contained in the coating agent contains a polyol and a polyol containing a polycarbonate polyol and a polyol having a hydrophilic group. The coating agent obtained by reacting isocyanate has excellent adhesion to various types of plastic substrates without impairing the durability, weather resistance, and substrate followability. In particular, the coating agent has excellent adhesion to a substrate made of polymethyl methacrylate resin or polystyrene resin, which is generally known as a difficult-to-adhere substrate. It can be suitably used as a coating agent.

前記プラスチック基材としては、一般に、携帯電話、家電製品、自動車内外装材、OA機器等のプラスチック成型品に採用されている、ポリカーボネート基材、ポリエステル基材、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン基材、ポリアクリル基材、ポリスチレン基材、ポリウレタン基材、エポキシ樹脂基材、ポリ塩化ビニル系基材及びポリアミド系基材からなる群より選ばれるプラスチック基材を使用することができる。   As the plastic base material, polycarbonate base material, polyester base material, acrylonitrile-butadiene-styrene base material, poly base material, which are generally adopted for plastic molded products such as mobile phones, home appliances, automobile interior and exterior materials, OA equipment, etc. A plastic substrate selected from the group consisting of an acrylic substrate, a polystyrene substrate, a polyurethane substrate, an epoxy resin substrate, a polyvinyl chloride substrate, and a polyamide substrate can be used.

また、本発明のコーティング剤は、比較的透明な塗膜を形成できることから、例えば、透明プラスチック基材の表面被覆に使用することができる。ここで、前記透明プラスチック基材としては、ポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA樹脂)やポリカーボネート樹脂等からなる基材を使用することができる。これらの透明プラスチック基材は、通称、有機ガラスといわれ、一般の無機系ガラスと比較して軽量で割れにくい等の特徴を有し、近年、無機系ガラスの代替として住宅や自動車の窓ガラスへの適用が検討されている。本発明のコーティング剤によれば、住宅等の窓ガラスに使用された有機ガラスの透明度を損なうことなく、前記有機ガラスに対して優れた耐候性や耐久性や耐汚染性等を付与することができる。   Moreover, since the coating agent of this invention can form a comparatively transparent coating film, it can be used for the surface coating of a transparent plastic base material, for example. Here, as the transparent plastic substrate, a substrate made of polymethyl methacrylate resin (PMMA resin), polycarbonate resin, or the like can be used. These transparent plastic substrates are commonly referred to as organic glass, and have characteristics such as being lighter and harder to break than general inorganic glass. In recent years, they have been used as substitutes for inorganic glass in window glass for houses and automobiles. The application of is being considered. According to the coating agent of the present invention, it is possible to impart excellent weather resistance, durability, contamination resistance, and the like to the organic glass without impairing the transparency of the organic glass used for window glass in houses and the like. it can.

前記した各種基材は、予め被覆が施されていても良いが、本発明のコーティング剤はプラスチック基材等に対して優れた密着性を有することから、予め被覆等の表面処理の施されていない基材であっても問題なく使用することができる。   The various base materials described above may be coated in advance, but since the coating agent of the present invention has excellent adhesion to a plastic substrate or the like, surface treatment such as coating is performed in advance. Even if it is not a base material, it can be used without a problem.

また、前記基材は、それぞれ、板状、球状、フィルム状、シート状であってもよい。また、本発明のコーティング剤は特に基材追従性に優れることから、外力や温度等の影響によって変形や伸縮を引き起こしやすいフィルム状やシート状の基材や、表面に微細な凹凸を有する基材に対しても好適に使用することができる。   The base materials may be plate-shaped, spherical, film-shaped, and sheet-shaped, respectively. In addition, since the coating agent of the present invention is particularly excellent in substrate followability, a film-like or sheet-like substrate that tends to cause deformation or expansion / contraction due to the influence of external force or temperature, or a substrate having fine irregularities on the surface Can also be used suitably.

本発明のコーティング剤は、例えば、それを前記基材表面に直接、塗布し、次いで乾燥、硬化させることによって、曝露試験後の塗膜外観、基材密着性、表面硬度、耐溶剤性、耐クラック性、耐候性、耐汚染性及び基材追従性等に優れた塗膜を形成することができる。   The coating agent of the present invention is applied to the surface of the substrate directly, and then dried and cured, for example, so that the coating film appearance after exposure test, substrate adhesion, surface hardness, solvent resistance, A coating film excellent in cracking property, weather resistance, contamination resistance, substrate followability and the like can be formed.

前記したような種々の基材上に、前記コーティング剤を塗装し、硬化させることによって、塗装物を得ることができる。その際に、(1)前記コーティング剤を基材に直接塗装する、(2)予め基材上に下塗り塗料を塗装してから、前記コーティング剤を上塗り塗料として塗装する、(3)基材に下塗り塗料として前記コーティング剤を塗装し、次いで別の上塗り塗料を塗装し塗膜を形成させる等の塗装方法により塗装物を得ることができる。   A coated product can be obtained by applying and curing the coating agent on various substrates as described above. At that time, (1) the coating agent is directly applied to the substrate, (2) the primer coating is applied on the substrate in advance, and then the coating agent is applied as the top coating. (3) the substrate A coated product can be obtained by a coating method such as applying the coating agent as a base coat and then applying another top coat to form a coating film.

本発明のコーティング剤を塗装する方法としては、例えば、刷毛塗り、ローラー塗装、スプレー塗装、浸漬塗装、フロー・コーター塗装、ロール・コーター塗装、電着塗装等が挙げられる。   Examples of the method for applying the coating agent of the present invention include brush coating, roller coating, spray coating, dip coating, flow coater coating, roll coater coating, and electrodeposition coating.

また、前記(2)または(3)の塗装方法で前記コーティング剤からなる塗膜を有する塗装物を得る場合、下塗り塗料や、上塗り塗料として、従来から知られているアクリル樹脂系塗料、ポリエステル樹脂系塗料、アルキド樹脂系塗料、エポキシ樹脂系塗料、脂肪酸変性エポキシ樹脂系塗料、シリコーン樹脂系塗料、ポリウレタン樹脂系塗料等を使用することができる。   Moreover, when obtaining the coating material which has the coating film which consists of the said coating agent with the coating method of said (2) or (3), conventionally known acrylic resin-type paint and polyester resin as undercoat paint and topcoat paint Paints, alkyd resin paints, epoxy resin paints, fatty acid-modified epoxy resin paints, silicone resin paints, polyurethane resin paints, and the like can be used.

前記乾燥し硬化を進行させる方法としては、常温下で1〜10日程度養生する方法であってもよいが、硬化を迅速に進行させる観点から、50〜250℃の温度で、1〜600秒程度加熱する方法が好ましい。また、比較的高温で変形や変色をしやすいプラスチック基材を用いる場合には、30〜100℃程度の比較的低温下で養生を行うことが好ましい。   The method for drying and curing may be a method of curing for about 1 to 10 days at room temperature. From the viewpoint of rapidly curing, the temperature is 50 to 250 ° C. for 1 to 600 seconds. A method of heating to a certain extent is preferred. Moreover, when using the plastic base material which is easy to deform | transform and discolor at comparatively high temperature, it is preferable to cure at comparatively low temperature of about 30-100 degreeC.

本発明のコーティング剤を用いて形成する塗膜の膜厚は、基材の使用される用途等に応じて、0.5〜1,000μmとすることができる。   The film thickness of the coating film formed using the coating agent of the present invention can be set to 0.5 to 1,000 μm depending on the use of the substrate.

上記のような方法により、本発明のコーティング剤を用いて形成された塗膜を有する物品としては、例えば、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、エアコン等の家電製品の筐体;パソコン、スマートフォン、携帯電話、デジタルカメラ、ゲーム機等の電子機器の筐体;プリンター、ファクシミリ等のOA機器の筐体;自動車、鉄道車輌等の各種車輌の内装材に用いられる各種部品などの各種プラスチック部材が挙げられる。また、外壁、屋根、ガラス、化粧板等の建築物の内外装材;防音壁、排水溝等の土木部材;家電製品、産業機械、自動車の部品等に使用される亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−亜鉛合金鋼板等のめっき鋼板、アルミ板、アルミ合金板、電磁鋼板、銅板、ステンレス鋼板等の金属部材も挙げられる。さらに、本発明のコーティング剤は、基材追従性に優れる塗膜を形成できることから、液晶ディスプレイの偏光板を構成する各種機能フィルム等も挙げられる。   As an article having a coating film formed by using the coating agent of the present invention by the method as described above, for example, a housing of home appliances such as a television, a refrigerator, a washing machine, an air conditioner; a personal computer, a smartphone, a mobile phone And housings of electronic devices such as digital cameras and game machines; housings of OA devices such as printers and facsimiles; and various plastic members such as various parts used for interior materials of various vehicles such as automobiles and railway vehicles. In addition, interior and exterior materials for buildings such as outer walls, roofs, glass, and decorative panels; civil engineering members such as soundproof walls and drainage grooves; galvanized steel sheets used for household appliances, industrial machinery, automotive parts, and aluminum-zinc Metal members such as plated steel plates such as alloy steel plates, aluminum plates, aluminum alloy plates, electromagnetic steel plates, copper plates, and stainless steel plates are also included. Furthermore, since the coating agent of this invention can form the coating film which is excellent in base material followability, the various functional films etc. which comprise the polarizing plate of a liquid crystal display are also mentioned.

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。   Next, the present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples.

(合成例1:メチルトリメトキシシランの縮合物(a3’−1)の製造)
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(以下、「MTMS」と略記する。)1,421質量部を仕込んで、60℃まで昇温した。次いで、前記反応容器中にiso−プロピルアシッドホスフェート(堺化学株式会社製「A−3」)0.17質量部と脱イオン水207質量部との混合物を5分間で滴下した後、80℃の温度で4時間撹拌して加水分解縮合反応させた。
(Synthesis Example 1: Production of methyltrimethoxysilane condensate (a3′-1))
Into a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, a cooling tube and a nitrogen gas inlet, 1,421 parts by mass of methyltrimethoxysilane (hereinafter abbreviated as “MTMS”) was charged, and the temperature was raised to 60 ° C. Warm up. Next, a mixture of 0.17 parts by mass of iso-propyl acid phosphate (“A-3” manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.) and 207 parts by mass of deionized water was dropped into the reaction vessel over 5 minutes, and then 80 ° C. The mixture was stirred at temperature for 4 hours to cause hydrolysis and condensation reaction.

上記の加水分解縮合反応によって得られた縮合物を、温度40〜60℃及び40〜1.3kPaの減圧下(メタノールの留去開始時の減圧条件が40kPaで、最終的に1.3kPaとなるまで減圧する条件をいう。以下、同様。)で蒸留し前記反応過程で生成したメタノール及び水を除去することによって、数平均分子量1,000のMTMSの縮合物(a3’−1)を含有する液(有効成分70質量%)1,000質量部を得た。   The condensate obtained by the above hydrolysis condensation reaction is subjected to a temperature of 40 to 60 ° C. and a reduced pressure of 40 to 1.3 kPa (the reduced pressure condition at the start of the distillation of methanol is 40 kPa, and finally becomes 1.3 kPa) (Hereinafter, the same shall apply)), and the methanol and water produced in the reaction process are removed to contain the MTMS condensate (a3′-1) having a number average molecular weight of 1,000. 1,000 parts by weight of a liquid (70% by mass of active ingredient) was obtained.

なお、前記有効成分とは、MTMS等のシランモノマーのメトキシ基が全て縮合反応した場合の理論収量(質量部)を、縮合反応後の実収量(質量部)で除した値〔シランモノマーのメトキシ基が全て縮合反応した場合の理論収量(質量部)/縮合反応後の実収量(質量部)〕により算出したものである。   The effective component is a value obtained by dividing the theoretical yield (parts by mass) when all the methoxy groups of silane monomers such as MTMS undergo a condensation reaction by the actual yield (parts by mass) after the condensation reaction [the methoxy of the silane monomer. The theoretical yield when all the groups undergo a condensation reaction (parts by mass) / the actual yield after the condensation reaction (parts by mass)] is calculated.

(合成例2:複合樹脂中間体(A’−1)の製造)
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、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(以下、「PnP」と略記する。)125質量部、フェニルトリメトキシシラン(以下、「PTMS」と略記する。)168質量部及びジメチルジメトキシシラン(以下、「DMDMS」と略記する。)102質量部を仕込んで、80℃まで昇温した。次いで、同温度で、メチルメタクリレート(以下、「MMA」と略記する。)38質量部、ブチルメタクリレート(以下、「BMA」と略記する。)24質量部、ブチルアクリレート(以下、「BA」と略記する。)36質量部、アクリル酸(以下、「AA」と略記する。)24質量部、3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン(以下、「MPTS」と略記する。)4質量部、PnP 54質量部及びtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(以下、「TBPEH」と略記する。)6質量部を含有する混合物を、前記反応容器中へ4時間で滴下した後、更に同温度で2時間反応させることによって、カルボキシル基と加水分解性シリル基とを有する数平均分子量が10,200のアクリル重合体(a2−1)の有機溶剤溶液を得た。
(Synthesis Example 2: Production of Composite Resin Intermediate (A′-1))
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, a condenser tube and a nitrogen gas inlet, 125 parts by mass of propylene glycol monopropyl ether (hereinafter abbreviated as “PnP”), phenyltrimethoxysilane (hereinafter, “ 168 parts by mass and 102 parts by mass of dimethyldimethoxysilane (hereinafter abbreviated as “DMDMS”) were charged, and the temperature was raised to 80 ° C. Next, at the same temperature, 38 parts by mass of methyl methacrylate (hereinafter abbreviated as “MMA”), 24 parts by mass of butyl methacrylate (hereinafter abbreviated as “BMA”), butyl acrylate (hereinafter abbreviated as “BA”). 36 parts by mass, acrylic acid (hereinafter abbreviated as “AA”) 24 parts by mass, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (hereinafter abbreviated as “MPTS”) 4 parts by mass, PnP 54 parts by mass And a mixture containing 6 parts by mass of tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate (hereinafter abbreviated as “TBPEH”) was dropped into the reaction vessel over 4 hours, and then at the same temperature. Organic of acrylic polymer (a2-1) having a number average molecular weight of 10,200 having a carboxyl group and a hydrolyzable silyl group by reacting for 2 hours A solvent solution was obtained.

上記で得られたアクリル重合体(a2−1)に、iso−プロピルアシッドホスフェート(堺化学株式会社製「A−3」)2.7質量部と脱イオン水76質量部との混合物を5分間で滴下し、更に同温度で1時間撹拌して加水分解縮合反応させることで、アクリル重合体(a2−1)の有する加水分解性シリル基と、前記PTMS及びDMDMS由来のポリシロキサンの有する加水分解性シリル基及びシラノール基とが結合した複合樹脂中間体(A’’−1)を含有する液を得た。   A mixture of 2.7 parts by mass of iso-propyl acid phosphate (“A-3” manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.) and 76 parts by mass of deionized water was added to the acrylic polymer (a2-1) obtained above for 5 minutes. The hydrolyzable silyl group possessed by the acrylic polymer (a2-1) and the hydrolysis possessed by the polysiloxane derived from PTMS and DMDMS are further stirred for 1 hour at the same temperature to cause a hydrolytic condensation reaction. A liquid containing a composite resin intermediate (A ″ -1) bonded with a reactive silyl group and a silanol group was obtained.

上記で得られた前記複合樹脂中間体(A’’−1)を含有する液と合成例1で得られたMTMSの縮合物(a3’−1)を含有する液(有効成分70質量%)291質量部とを混合し、更に、脱イオン水49質量部を添加して同温度で16時間撹拌し、加水分解縮合反応させることによって、前記複合樹脂中間体(A’’−1)とMTMSの縮合物(a3’−1)とが結合した複合樹脂中間体(A’−1)を含有する液1,000質量部(不揮発分50質量%)を得た。   The liquid containing the composite resin intermediate (A ″ -1) obtained above and the liquid containing the MTMS condensate (a3′-1) obtained in Synthesis Example 1 (active ingredient 70% by mass) 291 parts by mass, and further 49 parts by mass of deionized water were added and stirred at the same temperature for 16 hours to cause hydrolysis and condensation reaction, whereby the composite resin intermediate (A ″ -1) and MTMS were mixed. 1,000 parts by mass (non-volatile content: 50% by mass) of a liquid containing a composite resin intermediate (A′-1) bonded with the condensate (a3′-1) was obtained.

(合成例3:複合樹脂中間体(A’−2)の製造)
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、PnP 121質量部、PTMS 267質量部及びDMDMS 162質量部を仕込んで、80℃まで昇温した。次いで、同温度で、MMA 61質量部、BMA 50質量部、BA 7質量部、MPTS 4質量部、PnP 52質量部及びTBPEH 6質量部を含有する混合物を、前記反応容器中へ4時間で滴下した後、更に同温度で2時間反応させることによって、加水分解性シリル基を有する数平均分子量が10,300のアクリル重合体(a2−2)の有機溶剤溶液を得た。
(Synthesis Example 3: Production of Composite Resin Intermediate (A′-2))
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, a condenser tube and a nitrogen gas inlet, 121 parts by mass of PnP, 267 parts by mass of PTMS and 162 parts by mass of DMDMS were charged and heated to 80 ° C. Next, at the same temperature, a mixture containing 61 parts by mass of MMA, 50 parts by mass of BMA, 7 parts by mass of BA, 4 parts by mass of MPTS, 52 parts by mass of PnP and 6 parts by mass of TBPEH was dropped into the reaction vessel over 4 hours. Then, the mixture was further reacted at the same temperature for 2 hours to obtain an organic solvent solution of an acrylic polymer (a2-2) having a hydrolyzable silyl group and a number average molecular weight of 10,300.

上記で得られたアクリル重合体(a2−2)の有機溶剤溶液に、A−3 4.3質量部と脱イオン水121質量部との混合物を5分間で滴下し、更に同温度で1時間撹拌して加水分解縮合反応させることで、アクリル重合体(a2−2)の有する加水分解性シリル基と、前記PTMS及びDMDMS由来のポリシロキサンの有する加水分解性シリル基及びシラノール基とが結合した複合樹脂中間体(A’’−2)を含有する液を得た。   To the organic solvent solution of the acrylic polymer (a2-2) obtained above, a mixture of 4.3 parts by mass of A-3 and 121 parts by mass of deionized water is added dropwise over 5 minutes, and further at the same temperature for 1 hour. The hydrolyzable silyl group possessed by the acrylic polymer (a2-2) and the hydrolyzable silyl group and silanol group possessed by the polysiloxane derived from PTMS and DMDMS were bonded by agitation and hydrolysis condensation reaction. A liquid containing the composite resin intermediate (A ″ -2) was obtained.

上記で得られた複合樹脂中間体(A’’−2)を含有する液とMTMSの縮合物(a3’−1)を含有する液(有効成分70質量%)123質量部とを混合し、更に、脱イオン水21質量部を添加して同温度で16時間撹拌し、加水分解縮合反応させることによって、前記複合樹脂中間体(A’’−2)とMTMSの縮合物(a3’−1)とが結合した複合樹脂中間体(A’−2)を含有する液1,000質量部(不揮発分50質量%)を得た。   A liquid containing the composite resin intermediate (A ″ -2) obtained above and a liquid containing an MTMS condensate (a3′-1) (active ingredient 70% by mass) 123 parts by mass were mixed, Furthermore, 21 parts by mass of deionized water was added and stirred at the same temperature for 16 hours, followed by hydrolysis and condensation reaction, whereby the composite resin intermediate (A ″ -2) and MTMS condensate (a3′-1 And 1,000 parts by mass (non-volatile content: 50% by mass) of the liquid containing the composite resin intermediate (A′-2) bonded to the compound.

(実施例1:水性複合樹脂組成物(I)の製造)
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、数平均分子量2,000のポリテトラメチレングリコール(三菱化学株式会社製「PTMG−2000」)158質量部、及びイソホロンジイソシアネート(以下、「IPDI」と略記する。)66質量部を仕込んで100℃まで昇温し、同温度で1時間反応させた。次いで、温度を80℃に下げ、ジメチロールプロピオン酸(以下、「DMPA」と略記する。)13質量部、ネオペンチルグリコール(以下、「NPG」と略記する。)5質量部、及びメチルエチルケトン(以下、「MEK」と略記する。)121質量部を、前記反応容器中へ投入した後、更に80℃で5時間反応させた。次いで、温度を50℃に下げ、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(以下、「APTES」と略記する。)30質量部、及びイソプロピルアルコール(以下、「IPA」と略記する。)285質量部を前記反応容器中へ投入し反応させることで、カルボキシル基と加水分解性シリル基とを有する数平均分子量が7,400のポリウレタン(a1−1)の有機溶剤溶液を製造した。
(Example 1: Production of aqueous composite resin composition (I))
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, a condenser tube and a nitrogen gas inlet, 158 parts by mass of polytetramethylene glycol having a number average molecular weight of 2,000 (“PTMG-2000” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and 66 parts by mass of isophorone diisocyanate (hereinafter abbreviated as “IPDI”) was charged, the temperature was raised to 100 ° C., and the mixture was reacted at the same temperature for 1 hour. Next, the temperature was lowered to 80 ° C., 13 parts by mass of dimethylolpropionic acid (hereinafter abbreviated as “DMPA”), 5 parts by mass of neopentyl glycol (hereinafter abbreviated as “NPG”), and methyl ethyl ketone (hereinafter abbreviated as “DMPA”). , Abbreviated as “MEK”.) 121 parts by mass were put into the reaction vessel, and further reacted at 80 ° C. for 5 hours. Next, the temperature was lowered to 50 ° C., 30 parts by mass of 3-aminopropyltriethoxysilane (hereinafter abbreviated as “APTES”) and 285 parts by mass of isopropyl alcohol (hereinafter abbreviated as “IPA”) were added. An organic solvent solution of polyurethane (a1-1) having a number average molecular weight of 7,400 having a carboxyl group and a hydrolyzable silyl group was produced by charging the reaction vessel into a reaction vessel.

上記で得られたポリウレタン(a1−1)の有機溶剤溶液に、前記複合樹脂中間体を含有する液(A’−1)158質量部及び3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン(以下、「GPMDES」と略記する。)30質量部を混合し、攪拌下80℃で3時間、加水分解縮合反応させることで、ポリウレタン(a1−1)が有する加水分解性シリル基と前記複合樹脂中間体(A’−1)が有する加水分解性シリル基とが結合した複合樹脂(I’)を含有する液を得た。   In the organic solvent solution of the polyurethane (a1-1) obtained above, 158 parts by mass of the liquid (A′-1) containing the composite resin intermediate and 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane (hereinafter, “ It is abbreviated as “GPMDES”.) 30 parts by mass are mixed and subjected to a hydrolytic condensation reaction with stirring at 80 ° C. for 3 hours, whereby the hydrolyzable silyl group of the polyurethane (a1-1) and the composite resin intermediate ( A liquid containing the composite resin (I ′) bonded to the hydrolyzable silyl group of A′-1) was obtained.

上記で得られた複合樹脂(I’)を含有する液とトリエチルアミン(以下、「TEA」と略記する。)10質量部とを混合することで前記複合樹脂中のカルボキシル基を中和した中和物を得た後、該中和物と脱イオン水610質量部とを混合したものを、40〜1.3kPaの減圧下で、40〜60℃の条件で8時間蒸留し、生成したメタノールや有機溶媒及び水を除去することで、不揮発分が37.5質量%の水性複合樹脂組成物(I)の水分散液1,000質量部を得た。   The neutralization which neutralized the carboxyl group in the said composite resin by mixing the liquid containing composite resin (I ') obtained above, and 10 mass parts of triethylamine (it abbreviates as "TEA" hereafter). After obtaining the product, a mixture of the neutralized product and 610 parts by weight of deionized water was distilled under reduced pressure of 40 to 1.3 kPa at 40 to 60 ° C. for 8 hours to produce methanol or By removing the organic solvent and water, 1,000 parts by mass of an aqueous dispersion of the aqueous composite resin composition (I) having a nonvolatile content of 37.5% by mass was obtained.

(実施例2:水性複合樹脂組成物(II)の製造)
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、数平均分子量2,000のポリテトラメチレングリコール(三菱化学株式会社製「PTMG−2000」)142質量部、IPDI 60質量部を仕込んで100℃まで昇温し、同温度で1時間反応させた。次いで、温度を80℃に下げ、DMPA 12質量部、NPG 4質量部、及びMEK 110質量部を、前記反応容器中へ投入した後、更に80℃で5時間反応させた。次いで、温度を50℃に下げ、APTES 27質量部、及びIPA 258質量部を前記反応容器中へ投入し反応させることで、カルボキシル基と加水分解性シリル基とを有する数平均分子量が7,400のポリウレタン(a1−2)の有機溶剤溶液を得た。
(Example 2: Production of aqueous composite resin composition (II))
In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel, condenser and nitrogen gas inlet, 142 parts by mass of polytetramethylene glycol having a number average molecular weight of 2,000 ("PTMG-2000" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), IPDI 60 parts by mass were charged, the temperature was raised to 100 ° C., and the reaction was performed at the same temperature for 1 hour. Next, the temperature was lowered to 80 ° C., 12 parts by mass of DMPA, 4 parts by mass of NPG, and 110 parts by mass of MEK were put into the reaction vessel, and further reacted at 80 ° C. for 5 hours. Next, the temperature was lowered to 50 ° C., and 27 parts by mass of APTES and 258 parts by mass of IPA were introduced into the reaction vessel and reacted, whereby the number average molecular weight having a carboxyl group and a hydrolyzable silyl group was 7,400. An organic solvent solution of polyurethane (a1-2) was obtained.

上記で得られたポリウレタン(a1−2)の有機溶剤溶液に、合成例2で得られた複合樹脂中間体(A’−1)を含有する液209質量部、及びGPTES 34質量部を混合し、攪拌下80℃で5時間加水分解縮合反応させることで、ポリウレタン(a1−2)の有する加水分解性シリル基と前記複合樹脂中間体(A’−1)の有する加水分解性シリル基が有する加水分解性シリル基とが結合した複合樹脂(II’)を含有する液を得た。   The organic solvent solution of polyurethane (a1-2) obtained above was mixed with 209 parts by mass of the liquid containing the composite resin intermediate (A′-1) obtained in Synthesis Example 2 and 34 parts by mass of GPTES. The hydrolyzable silyl group possessed by the polyurethane (a1-2) and the hydrolyzable silyl group possessed by the composite resin intermediate (A′-1) are obtained by carrying out a hydrolytic condensation reaction at 80 ° C. for 5 hours with stirring. A liquid containing the composite resin (II ′) bonded with a hydrolyzable silyl group was obtained.

上記で得られた複合樹脂(II’)を含有する液とTEA 13質量部とを混合することで複合樹脂中のカルボキシル基を中和した中和物を得た後、該中和物と脱イオン水610質量部とを混合したものを、実施例1と同様の条件で蒸留することによって、不揮発分が37.5質量%の水性複合樹脂組成物(II)の水分散液1,000質量部を得た。   A liquid containing the composite resin (II ′) obtained above and 13 parts by mass of TEA were mixed to obtain a neutralized product that neutralized the carboxyl group in the composite resin. A mixture of 610 parts by mass of ionic water was distilled under the same conditions as in Example 1 to obtain an aqueous dispersion of an aqueous composite resin composition (II) having a non-volatile content of 37.5% by mass, 1,000 masses. Got a part.

(実施例3:水性複合樹脂組成物(III)の製造)
複合樹脂中間体(A’−1)209質量部の代わりに複合樹脂中間体(A’−2)216質量部を使用し、かつTEA 13質量部の代わりにTEA 7質量部を使用した以外は実施例2と同様の方法で、不揮発分が37.5質量%の水性複合樹脂組成物(III)1000質量部を得た。
(Example 3: Production of aqueous composite resin composition (III))
Except for using 216 parts by mass of composite resin intermediate (A'-1) instead of 209 parts by mass of composite resin intermediate (A'-1), and using 7 parts by mass of TEA instead of 13 parts by mass of TEA In the same manner as in Example 2, 1000 parts by mass of an aqueous composite resin composition (III) having a nonvolatile content of 37.5% by mass was obtained.

(実施例4:水性複合樹脂組成物(IV)の製造)
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、数平均分子量2,000のポリテトラメチレングリコール(三菱化学株式会社製「PTMG−2000」)122質量部、IPDI 51質量部を仕込んで100℃まで昇温し、同温度で1時間反応させた。次いで、温度を80℃に下げ、DMPA 10質量部、NPG 4質量部、及びMEK 94質量部を、前記反応容器中へ投入した後、更に80℃で5時間反応させた。次いで、温度を50℃に下げ、APTES 23質量部、及びIPA 221質量部を前記反応容器中へ投入し反応させることで、カルボキシル基と加水分解性シリル基とを有する数平均分子量が7,500のポリウレタン(a1−4)の有機溶剤溶液を得た。
(Example 4: Production of aqueous composite resin composition (IV))
In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel, condenser and nitrogen gas inlet, 122 parts by mass of polytetramethylene glycol having a number average molecular weight of 2,000 ("PTMG-2000" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), IPDI 51 parts by mass were charged, the temperature was raised to 100 ° C., and the reaction was performed at the same temperature for 1 hour. Next, the temperature was lowered to 80 ° C., 10 parts by mass of DMPA, 4 parts by mass of NPG, and 94 parts by mass of MEK were put into the reaction vessel, and further reacted at 80 ° C. for 5 hours. Subsequently, the temperature is lowered to 50 ° C., and 23 parts by mass of APTES and 221 parts by mass of IPA are introduced into the reaction vessel and reacted, whereby the number average molecular weight having a carboxyl group and a hydrolyzable silyl group is 7,500. An organic solvent solution of polyurethane (a1-4) was obtained.

上記で得られたポリウレタン(a1−4)の有機溶剤溶液に、アクリル重合体(a2−1)の有機溶剤溶液162質量部及びGPTMS 28質量部を混合し、「A−3」〔堺化学(株)製のiso−プロピルアシッドホスフェート〕1.0質量部と脱イオン水20質量部との混合物を5分間で滴下し、攪拌下80℃で5時間加水分解縮合反応させ、次いで、前記メチルトリメトキシシランの縮合物(a3’−1)80質量部とを混合し、更に、脱イオン水14質量部を添加して同温度で16時間撹拌し、加水分解縮合反応させることで、複合樹脂(IV’)を含有する液を得た。   The organic solvent solution of polyurethane (a1-4) obtained above was mixed with 162 parts by mass of the organic solvent solution of acrylic polymer (a2-1) and 28 parts by mass of GPTMS. Iso-propyl acid phosphate manufactured by Co., Ltd.] A mixture of 1.0 part by mass and 20 parts by mass of deionized water was added dropwise over 5 minutes, followed by hydrolysis and condensation reaction at 80 ° C. for 5 hours with stirring. 80 parts by mass of the methoxysilane condensate (a3′-1) is mixed, 14 parts by mass of deionized water is added, and the mixture is stirred at the same temperature for 16 hours to cause a hydrolysis and condensation reaction. A liquid containing IV ′) was obtained.

上記で得られた複合樹脂(IV’)を含有する液とTEA 14質量部とを混合することで複合樹脂中のカルボキシル基を中和した中和物を得、次いで、該中和物と脱イオン水610質量部とを混合したものを、実施例1と同様の条件で蒸留することによって、不揮発分が37.0質量%の水性複合樹脂組成物(IV)1000質量部を得た。   By mixing the liquid containing the composite resin (IV ′) obtained above and 14 parts by mass of TEA, a neutralized product obtained by neutralizing the carboxyl group in the composite resin is obtained. A mixture of 610 parts by mass of ionic water was distilled under the same conditions as in Example 1 to obtain 1000 parts by mass of an aqueous composite resin composition (IV) having a nonvolatile content of 37.0% by mass.

(実施例5:水性複合樹脂組成物(V)の調製)
GPTMS 28質量部の代わりにGPMDES 15質量部とGPTES 17質量部の混合物を使用した以外は実施例4と同様にして、不揮発分が37.5質量%の水性複合樹脂組成物(V)1000質量部を得た。
(Example 5: Preparation of aqueous composite resin composition (V))
1000 mass parts of aqueous composite resin composition (V) whose non volatile matter is 37.5 mass% like Example 4 except having used the mixture of 15 mass parts of GPMDES and 17 mass parts of GPTES instead of 28 mass parts of GPTMS Got a part.

(実施例6:水性複合樹脂組成物(VI)の調製)
GPTMS 28質量部の代わりにGPMDES 10質量部とGPTES 11質量部とGPTMS 9質量部の混合物を使用した以外は実施例4と同様にして、不揮発分が37.3質量%の水性複合樹脂組成物(VI)1000質量部を得た。
(Example 6: Preparation of aqueous composite resin composition (VI))
An aqueous composite resin composition having a non-volatile content of 37.3% by mass in the same manner as in Example 4 except that a mixture of 10 parts by mass of GPMDES, 11 parts by mass of GPTES and 9 parts by mass of GPTMS was used instead of 28 parts by mass of GPTMS. (VI) 1000 parts by mass were obtained.

(実施例7:水性複合樹脂組成物(VII)の調製)
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、ポリエステルポリオール 123質量部(「ネオペンチルグリコールと1,6−ヘキサンジオールとアジピン酸とを反応させて得られたポリエステルポリオール」水酸基当量1000g/当量)、IPDI 50質量部を仕込んで100℃まで昇温し、同温度で1時間反応させた。次いで、温度を80℃に下げ、DMPA 10質量部、NPG 4質量部、及びMEK 94質量部を前記反応容器中へ投入した後、更に80℃で5時間反応させた。次いで、温度を50℃に下げ、APTES 23質量部、及びIPA 221質量部を前記反応容器中へ投入し反応させることで、カルボキシル基と加水分解性シリル基とを有する数平均分子量が7900のポリウレタン(a1−7)の有機溶剤溶液を得た。
(Example 7: Preparation of aqueous composite resin composition (VII))
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, a cooling pipe and a nitrogen gas inlet, 123 parts by mass of a polyester polyol (“obtained by reacting neopentyl glycol, 1,6-hexanediol and adipic acid” Polyester polyol ”(hydroxyl equivalent: 1000 g / equivalent) and IPDI (50 parts by mass) were charged, heated to 100 ° C., and reacted at the same temperature for 1 hour. Subsequently, the temperature was lowered to 80 ° C., 10 parts by mass of DMPA, 4 parts by mass of NPG, and 94 parts by mass of MEK were put into the reaction vessel, and further reacted at 80 ° C. for 5 hours. Next, the temperature is lowered to 50 ° C., and 23 parts by mass of APTES and 221 parts by mass of IPA are introduced into the reaction vessel to cause a reaction, thereby a polyurethane having a number average molecular weight of 7900 having a carboxyl group and a hydrolyzable silyl group. An organic solvent solution of (a1-7) was obtained.

上記で得られたポリウレタン(a1−7)の有機溶剤溶液に、前記複合樹脂中間体(A’−1)を含有する液279質量部及びGPTES 17質量部を混合し、攪拌下60℃で4時間加水分解縮合反応させることで、前記ポリウレタン(a1−7)の有する加水分解性シリル基と前記複合樹脂中間体(A’−1)の有する加水分解性シリル基が有する加水分解性シリル基とが結合した複合樹脂(VII’)を含有する液を得た。   The organic solvent solution of polyurethane (a1-7) obtained above was mixed with 279 parts by mass of the liquid containing the composite resin intermediate (A′-1) and 17 parts by mass of GPTES. By performing the hydrolytic condensation reaction for a time, the hydrolyzable silyl group of the polyurethane (a1-7) and the hydrolyzable silyl group of the hydrolyzable silyl group of the composite resin intermediate (A′-1) A liquid containing a composite resin (VII ′) bound to was obtained.

上記で得られた複合樹脂(VII’)を含有する液とTEA 14質量部とを混合することで複合樹脂中のカルボキシル基を中和した中和物を得、次いで、該中和物と脱イオン水610質量部とを混合したものを、実施例1と同様の条件で蒸留することによって、不揮発分が36.5質量%の水性複合樹脂組成物(VII)1000質量部を得た。   By mixing the liquid containing the composite resin (VII ′) obtained above and 14 parts by mass of TEA, a neutralized product in which the carboxyl group in the composite resin was neutralized was obtained. A mixture of 610 parts by mass of ionic water was distilled under the same conditions as in Example 1 to obtain 1000 parts by mass of an aqueous composite resin composition (VII) having a nonvolatile content of 36.5% by mass.

(実施例8:水性複合樹脂組成物(VIII)の調製)
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、数平均分子量2000のポリテトラメチレングリコール(三菱化学株式会社製「PTMG−2000」) 61質量部、IPDI 26質量部を仕込んで100℃まで昇温し、同温度で1時間反応させた。次いで、温度を80℃に下げ、DMPA 5質量部、NPG 2質量部、及びMEK 47質量部を前記反応容器中へ投入した後、更に80℃で5時間反応させた。次いで、温度を50℃に下げ、APTES 12質量部、及びIPA 110質量部を前記反応容器中へ投入し反応させることで、カルボキシル基と加水分解性シリル基とを有する数平均分子量が7500のポリウレタン(a1−8)の有機溶剤溶液を得た。
(Example 8: Preparation of aqueous composite resin composition (VIII))
In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel, condenser and nitrogen gas inlet, polytetramethylene glycol having a number average molecular weight of 2000 ("PTMG-2000" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 61 parts by mass, IPDI 26 masses The temperature was raised to 100 ° C. and reacted at the same temperature for 1 hour. Subsequently, the temperature was lowered to 80 ° C., 5 parts by mass of DMPA, 2 parts by mass of NPG, and 47 parts by mass of MEK were put into the reaction vessel, and further reacted at 80 ° C. for 5 hours. Next, the temperature is lowered to 50 ° C., and 12 parts by mass of APTES and 110 parts by mass of IPA are introduced into the reaction vessel and reacted to form a polyurethane having a number average molecular weight of 7500 having a carboxyl group and a hydrolyzable silyl group. An organic solvent solution of (a1-8) was obtained.

上記で得られたポリウレタン(a1−8)の有機溶剤溶液に、前記複合樹脂中間体(A’−1)を含有する液489質量部及びGPTES 30質量部を混合し、攪拌下50℃で8時間加水分解縮合反応させることで、前記ポリウレタン(VIII)の有する加水分解性シリル基と前記複合樹脂中間体(A’−1)の有する加水分解性シリル基とが結合した複合樹脂(VIII’)を含有する液を得た。   The organic solvent solution of polyurethane (a1-8) obtained above is mixed with 489 parts by mass of the liquid containing the composite resin intermediate (A′-1) and 30 parts by mass of GPTES, and stirred at 50 ° C. for 8 hours. Composite resin (VIII ′) in which the hydrolyzable silyl group possessed by the polyurethane (VIII) and the hydrolyzable silyl group possessed by the composite resin intermediate (A′-1) are bonded by a time hydrolysis condensation reaction. A liquid containing was obtained.

上記で得られた前記複合樹脂(VIII’)を含有する液とTEA 16質量部とを混合することで複合樹脂中のカルボキシル基を中和した中和物を得、次いで、該中和物と脱イオン水610質量部とを混合したものを、実施例1と同様の条件で蒸留することによって、不揮発分が36.5質量%の水性複合樹脂組成物(VIII)1000質量部を得た。   By mixing the liquid containing the composite resin (VIII ′) obtained above and 16 parts by mass of TEA, a neutralized product obtained by neutralizing carboxyl groups in the composite resin was obtained, and then the neutralized product and A mixture of 610 parts by mass of deionized water was distilled under the same conditions as in Example 1 to obtain 1000 parts by mass of an aqueous composite resin composition (VIII) having a nonvolatile content of 36.5% by mass.

(実施例9:水性複合樹脂組成物(IX)の調製)
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、1,6−ヘキサンジオール骨格を有する数平均分子量2000のポリカーボネートポリオール(宇部興産株式会社製 UH−200) 61質量部、IPDI 26質量部を仕込んで100℃まで昇温し、同温度で3時間反応させた。次いで、温度を80℃に下げ、DMPA 5質量部、NPG 2質量部、及びMEK 47質量部を前記反応容器中へ投入した後、更に80℃で5時間反応させた。次いで、温度を50℃に下げ、APTES 12質量部、及びIPA 110質量部を前記反応容器中へ投入し反応させることで、カルボキシル基と加水分解性シリル基とを有する数平均分子量が7500のポリウレタン(a1−9)の有機溶剤溶液を得た。
(Example 9: Preparation of aqueous composite resin composition (IX))
A reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, a cooling pipe and a nitrogen gas inlet, a polycarbonate polyol having a number average molecular weight of 2000 having a 1,6-hexanediol skeleton (UH-200, Ube Industries, Ltd.) 61 mass And 26 parts by mass of IPDI were charged, the temperature was raised to 100 ° C., and the mixture was reacted at the same temperature for 3 hours. Subsequently, the temperature was lowered to 80 ° C., 5 parts by mass of DMPA, 2 parts by mass of NPG, and 47 parts by mass of MEK were put into the reaction vessel, and further reacted at 80 ° C. for 5 hours. Next, the temperature is lowered to 50 ° C., and 12 parts by mass of APTES and 110 parts by mass of IPA are introduced into the reaction vessel and reacted to form a polyurethane having a number average molecular weight of 7500 having a carboxyl group and a hydrolyzable silyl group. An organic solvent solution of (a1-9) was obtained.

上記で得られたポリウレタン(a1−9)の有機溶剤溶液に、前記複合樹脂中間体(A’−1)を含有する液489質量部及びGPTES 30質量部を混合し、攪拌下50℃で8時間加水分解縮合反応させることで、前記ポリウレタン(a1−9)の有する加水分解性シリル基と前記複合樹脂中間体(A’−1)の有する加水分解性シリル基とが結合した複合樹脂(IX’)を含有する液を得た。   The organic solvent solution of polyurethane (a1-9) obtained above was mixed with 489 parts by mass of the liquid containing the composite resin intermediate (A′-1) and 30 parts by mass of GPTES. Composite resin (IX) in which the hydrolyzable silyl group possessed by the polyurethane (a1-9) and the hydrolyzable silyl group possessed by the composite resin intermediate (A′-1) are bonded by a time hydrolysis condensation reaction A liquid containing ') was obtained.

上記で得られた複合樹脂(IX’)を含有する液とTEA 16質量部とを混合することで、複合樹脂(IX’)中のカルボキシル基を中和した中和物を得、次いで、該中和物と脱イオン水560質量部とを混合したものを、実施例1と同様の条件で蒸留することによって、不揮発分が37.5質量%の水性複合樹脂組成物(IX)1000質量部を得た。   By mixing the liquid containing the composite resin (IX ′) obtained above and 16 parts by mass of TEA, a neutralized product obtained by neutralizing the carboxyl group in the composite resin (IX ′) was obtained, A mixture of the neutralized product and 560 parts by mass of deionized water was distilled under the same conditions as in Example 1 to obtain 1000 parts by mass of an aqueous composite resin composition (IX) having a non-volatile content of 37.5% by mass. Got.

上記の実施例1〜9で得られた複合樹脂の[ポリシロキサン構造/複合樹脂]、[ビニル重合体(a2)構造/親水性基を有するポリウレタン(a1)構造]を、表1に示した。なお、[ポリシロキサン構造/複合樹脂]及び[ビニル重合体(a2)構造/親水性基を有するポリウレタン(a1)構造]は、複合樹脂の調製に使用する原料の仕込み割合に基づいて求めた。また、前記[ポリシロキサン構造/複合樹脂]の質量割合は、ポリシロキサン構造を形成する際に生成しうるメタノールやエタノール等の副生成物の生成を考慮し算出した。   Table 1 shows [polysiloxane structure / composite resin] and [vinyl polymer (a2) structure / polyurethane having hydrophilic group (a1) structure] of the composite resins obtained in Examples 1 to 9 above. . In addition, [polysiloxane structure / composite resin] and [vinyl polymer (a2) structure / polyurethane having hydrophilic group (a1) structure] were obtained based on the charged ratio of raw materials used for preparing the composite resin. The mass ratio of [polysiloxane structure / composite resin] was calculated in consideration of the formation of by-products such as methanol and ethanol that can be generated when the polysiloxane structure is formed.

Figure 0005928155
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表1に記載の保存安定性は、各複合樹脂の水分散液の粘度(初期粘度)と、各複合樹脂の水分散液を50℃の環境下に30日間放置した後の粘度(経時粘度)とを測定し、経時粘度を初期粘度で除した値[経時粘度/初期粘度]で評価した。この値が概ね0.5〜3.0程度であれば、塗料などとして使用可能である。   The storage stability shown in Table 1 shows the viscosity (initial viscosity) of the aqueous dispersion of each composite resin, and the viscosity (viscosity with time) after leaving the aqueous dispersion of each composite resin in a 50 ° C. environment for 30 days. And the value obtained by dividing the viscosity with time by the initial viscosity [viscosity with time / initial viscosity]. If this value is about 0.5 to 3.0, it can be used as a paint.

(実施例10:水性複合樹脂組成物(I)の塗膜評価)
実施例1で得られた水性複合樹脂組成物(I)を用いて、下記の塗膜評価を行った。
(Example 10: Evaluation of coating film of aqueous composite resin composition (I))
Using the aqueous composite resin composition (I) obtained in Example 1, the following coating film evaluation was performed.

[塗膜外観の評価]
上記で得られた水性複合樹脂組成物(I)を、株式会社エンジニアリングテストサービス製のクロメート処理されたアルミ板上に、硬化塗膜の膜厚が30μmとなるように塗装し、23℃の環境下で1週間乾燥させて硬化塗膜を得た。得られた硬化塗膜の作製直後の塗膜外観と、デューパネル光ウェザーメーター(スガ試験機株式会社製、光照射時:30W/m、70℃;湿潤時:湿度90%以上、50℃、光照射/湿潤サイクル=8時間/4時間)で1,000時間曝露を行なった後の塗膜外観とを目視で観察し、下記の基準で塗膜外観を評価した。
○:クラックの発生がないもの。
△:若干のクラックの発生がみられるもの。
×:クラックの発生があるもの。
[Evaluation of coating appearance]
The aqueous composite resin composition (I) obtained above was applied onto a chromate-treated aluminum plate manufactured by Engineering Test Service Co., Ltd. so that the thickness of the cured coating film was 30 μm, and the environment at 23 ° C. The film was dried for 1 week to obtain a cured coating film. Appearance of the cured film immediately after production of the obtained cured coating film and Dew panel light weather meter (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd., light irradiation: 30 W / m 2 , 70 ° C .; wet: 90% or higher humidity, 50 ° C. The film appearance after exposure for 1,000 hours by light irradiation / wetting cycle = 8 hours / 4 hours) was visually observed, and the film appearance was evaluated according to the following criteria.
○: No crack is generated.
Δ: Some cracks are observed.
X: A crack is generated.

[密着性の評価]
上記で得られた水性複合樹脂組成物(I)を、ガラス(JIS 3202R)、未処理アルミニウム(A1050P)、またはポリエチレンテレフタレート(東レ株式会社「ルミラーT60」)の基材上に塗装し、硬化塗膜の膜厚が30μmとなるように塗装し、23℃の環境下で1週間乾燥させて硬化塗膜を得た。得られた各基材上の硬化塗膜について、JIS K−5600 碁盤目試験法に基づいて測定した。前記硬化塗膜の上にカッターで1mm幅の切込みを入れ碁盤目の数を100個とし、全ての碁盤目を覆うようにセロハンテープを貼り付け、すばやく引き剥がして付着して残っている碁盤目の数を数えることにより密着性を評価した。
[Evaluation of adhesion]
The aqueous composite resin composition (I) obtained above is coated on a glass (JIS 3202R), untreated aluminum (A1050P), or polyethylene terephthalate (Toray Industries, Inc. “Lumirror T60”) and cured. The film was coated to a thickness of 30 μm and dried for 1 week in an environment of 23 ° C. to obtain a cured coating film. About the obtained cured coating film on each base material, it measured based on the JIS K-5600 cross cut test method. A 1 mm wide cut is made on the cured coating film with a cutter, the number of grids is 100, cellophane tape is applied so as to cover all grids, and they are peeled off quickly to adhere and remain. The adhesion was evaluated by counting the number of

[鉛筆硬度の評価]
塗膜外観の評価に用いた硬化塗膜と同様のものについて、JIS K−5600 引っ掻き硬度(鉛筆法)試験法に基づいて測定した。前記硬化塗膜の上に鉛筆の先端を載せ、0.5〜1mm/sの速度で押す。その後、肉眼できず跡の有無を確認し、きず跡を生じなかった最も硬い鉛筆の硬度を鉛筆硬度とした。
[Evaluation of pencil hardness]
About the thing similar to the cured coating film used for evaluation of the coating-film external appearance, it measured based on the JISK-5600 scratch hardness (pencil method) test method. A pencil tip is placed on the cured coating film and pressed at a speed of 0.5 to 1 mm / s. Thereafter, the presence or absence of traces was confirmed without the naked eye, and the hardness of the hardest pencil that did not cause scratches was defined as pencil hardness.

[耐溶剤性の評価]
塗膜外観の評価に用いた硬化塗膜と同様のものについて、エタノールを浸み込ませたフェルトで、硬化塗膜上を往復50回ラビングしたのちの硬化塗膜の状態を、指触及び目視により、下記の基準で耐溶剤性を評価した。
○:軟化及び光沢低下が認められない。
△:若干の軟化または光沢低下が認められる。
×:著しい軟化または光沢低下が認められる。
[Evaluation of solvent resistance]
About the same thing as the cured coating film used for the evaluation of the coating film appearance, the condition of the cured coating film after rubbing 50 times on the cured coating film with a felt soaked with ethanol is checked by touch and visual inspection. The solvent resistance was evaluated according to the following criteria.
○: Softening and gloss reduction are not recognized.
(Triangle | delta): Some softening or gloss reduction is recognized.
X: Significant softening or gloss reduction is observed.

[耐屈曲性の評価]
塗膜外観の評価に用いた硬化塗膜と同様のものについて、JIS K−5600 耐屈曲性試験法に基づいて評価した。マンドレルの直径は2mmを用いた。評価基準は下記の通りである。なお、この耐屈曲性の評価により、耐クラック性と基材追従性を併せて評価できる。
○:折り曲げ部分の塗膜表面にクラックが認められない。
△:折り曲げ部分の塗膜表面に若干のクラックが認められる。
×:折り曲げ部分の塗膜表面に著しいクラックが認められる。
[Evaluation of bending resistance]
About the thing similar to the cured coating film used for evaluation of the coating-film external appearance, it evaluated based on the JISK-5600 bending resistance test method. The diameter of the mandrel was 2 mm. The evaluation criteria are as follows. In addition, by evaluation of this bending resistance, crack resistance and base material followability can be evaluated together.
○: No cracks are observed on the coating film surface at the bent portion.
(Triangle | delta): Some cracks are recognized by the coating-film surface of a bending part.
X: Remarkable cracks are observed on the coating film surface at the bent portion.

[耐候性の評価]
塗膜外観の評価に用いた硬化塗膜と同様のものについて、作製直後の硬化塗膜の鏡面反射率(光沢値)(%)と、前記硬化塗膜を、デューパネル光ウェザーメーター(スガ試験機株式会社製、光照射時:30W/m、70℃;湿潤時:湿度90%以上、50℃、光照射/湿潤サイクル=8時間/4時間)で1,000時間曝露した後の塗膜の鏡面反射率(光沢値)(%)の、曝露前の硬化塗膜の鏡面反射率(光沢値)に対する保持率(光沢保持率:%)〔(100×暴露後の塗膜の鏡面反射率)/(曝露前の硬化塗膜の鏡面反射率)〕で評価した。保持率の値が大きいほど、耐候性が良好であることを示す。
[Evaluation of weather resistance]
About the same thing as the cured coating film used for the evaluation of the coating film appearance, the specular reflectance (gloss value) (%) of the cured coating film immediately after production and the cured coating film were subjected to a dew panel optical weather meter (Suga test). Co., Ltd., Light irradiation: 30 W / m 2 , 70 ° C .; Wetting: Humidity 90% or more, 50 ° C., light irradiation / wetting cycle = 8 hours / 4 hours) Retention rate of film specular reflectivity (gloss value) (%) with respect to specular reflectivity (gloss value) of cured coating film before exposure (gloss retention rate:%) [(100 x specular reflection of coating film after exposure Rate) / (specular reflectance of the cured coating film before exposure)]. It shows that a weather resistance is so favorable that the value of a retention rate is large.

[耐汚染性の評価]
塗膜外観の評価に用いた硬化塗膜と同様のものについて、大阪府高石市のDIC株式会社堺工場内において3か月間曝露を行なった。曝露試験後の未洗浄の塗膜と、曝露試験前の塗膜との色差(ΔE)を、コニカミノルタセンシング株式会社製「CM−3500d」を用いて評価した。前記色差(ΔE)が小さいほど、耐汚染性が良好であることを示す。
[Evaluation of contamination resistance]
About the thing similar to the cured coating film used for evaluation of a coating-film external appearance, it exposed for 3 months in the DIC Corporation Sakai factory of Takaishi-shi, Osaka. The color difference (ΔE) between the unwashed coating film after the exposure test and the coating film before the exposure test was evaluated using “CM-3500d” manufactured by Konica Minolta Sensing Co., Ltd. The smaller the color difference (ΔE), the better the stain resistance.

[基材追従性の評価]
水性複合樹脂組成物(I)を、ポリプロピレンフィルム上に硬化塗膜の膜厚が200μmとなるように塗装し、140℃の環境下で5分間乾燥させた後、25℃の環境下で24時間乾燥させて硬化塗膜を得た。この硬化塗膜を基材のポリプロピレンフィルムから剥がし、硬化塗膜の引張伸度を測定し、基材追従性の評価とした。なお、引張伸度の測定条件は、下記の通りである。
測定機器:株式会社島津製作所製「オートグラフAGS−1kNG」
サンプル形状:10mm×70mm
チャック間:20mm
引張速度:300mm/分
測定雰囲気:22℃、60%RH
[Evaluation of substrate followability]
The aqueous composite resin composition (I) was applied on a polypropylene film so that the thickness of the cured coating film was 200 μm, dried in an environment of 140 ° C. for 5 minutes, and then in an environment of 25 ° C. for 24 hours. A dried coating film was obtained by drying. This cured coating film was peeled off from the polypropylene film of the substrate, and the tensile elongation of the cured coating film was measured to evaluate the substrate followability. The measurement conditions for tensile elongation are as follows.
Measuring equipment: “Autograph AGS-1kNG” manufactured by Shimadzu Corporation
Sample shape: 10mm x 70mm
Between chucks: 20 mm
Tensile speed: 300 mm / min Measurement atmosphere: 22 ° C., 60% RH

(実施例11〜18:水性複合樹脂組成物(II)〜(IX)の塗膜評価)
水性複合樹脂組成物(II)〜(IX)を用いて、実施例1と同様の操作で各塗膜評価を行った。評価結果を表2に示す。
(Examples 11 to 18: Coating film evaluation of aqueous composite resin compositions (II) to (IX))
Each coating film evaluation was performed by the same operation as Example 1 using aqueous composite resin composition (II)-(IX). The evaluation results are shown in Table 2.

Figure 0005928155
Figure 0005928155

本発明の水性複合樹脂組成物である実施例10〜18のものは、曝露試験後も含めて塗膜外観は良好であり、基材との密着性にも優れていることが分かった。さらに、耐溶剤性、耐クラック性、耐候性、耐汚染性、かつ基材追従性にも優れていることが分かった。   It turned out that the thing of Examples 10-18 which is the water-based composite resin composition of this invention has a favorable coating-film external appearance also after an exposure test, and is excellent also in adhesiveness with a base material. Furthermore, it turned out that it is excellent also in solvent resistance, crack resistance, a weather resistance, stain resistance, and base material followability.

(比較合成例1:比較用水性複合樹脂組成物(R−1)の調製)
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、数平均分子量2,000のポリテトラメチレングリコール(三菱化学株式会社製「PTMG−2000」) 158質量部及びIPDI 66質量部を仕込んで100℃まで昇温し、同温度で1時間反応させた。
次いで、温度を80℃に下げ、DMPA 13質量部、NPG 5質量部、及びMEK 121質量部を、前記反応容器中へ投入した後、更に80℃で5時間反応させた。
次いで、温度を50℃に下げ、APTES 30質量部、及びIPA 285質量部を前記反応容器中へ投入し反応させることで、カルボキシル基と加水分解性シリル基とを有する数平均分子量が7,500のポリウレタン(r−1)の有機溶剤溶液を得た。
次いで、前記ポリウレタン(r−1)の有機溶剤溶液の全量と合成例2で得られた複合樹脂中間体(A’−1)を含有する液158質量部とを混合し、攪拌下80℃で1時間加水分解縮合反応させることで、前記ポリウレタン(r−1)の有する加水分解性シリル基と前記複合樹脂中間体(A’−1)の有する加水分解性シリル基とが結合した比較用複合樹脂(R’−1)を含有する液を得た。
次いで、前期した比較用複合樹脂(R’−1)を含有する液とTEA 12質量部とを混合することで前記比較用複合樹脂中のカルボキシル基を中和した中和物を得た後、該中和物と脱イオン水610質量部とを混合したものを、実施例1と同様の条件で蒸留することによって、不揮発分が35質量%の複合樹脂(R−1)の液1,000質量部を得た。
(Comparative Synthesis Example 1: Preparation of comparative aqueous composite resin composition (R-1))
In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel, condenser and nitrogen gas inlet, 158 parts by mass of polytetramethylene glycol (“PTMG-2000” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) with a number average molecular weight of 2,000 and IPDI 66 parts by mass were charged, the temperature was raised to 100 ° C., and the reaction was performed at the same temperature for 1 hour.
Next, the temperature was lowered to 80 ° C., 13 parts by mass of DMPA, 5 parts by mass of NPG, and 121 parts by mass of MEK were put into the reaction vessel, and further reacted at 80 ° C. for 5 hours.
Subsequently, the temperature was lowered to 50 ° C., and 30 parts by mass of APTES and 285 parts by mass of IPA were introduced into the reaction vessel and reacted, whereby the number average molecular weight having a carboxyl group and a hydrolyzable silyl group was 7,500. An organic solvent solution of polyurethane (r-1) was obtained.
Next, the total amount of the organic solvent solution of polyurethane (r-1) and 158 parts by mass of the liquid containing the composite resin intermediate (A′-1) obtained in Synthesis Example 2 were mixed, and the mixture was stirred at 80 ° C. A comparative composite in which the hydrolyzable silyl group of the polyurethane (r-1) and the hydrolyzable silyl group of the composite resin intermediate (A′-1) are bonded by performing a hydrolytic condensation reaction for 1 hour. A liquid containing the resin (R′-1) was obtained.
Then, after obtaining the neutralized product which neutralized the carboxyl group in the composite resin for comparison by mixing the liquid containing the composite resin for comparison (R′-1) and TEA 12 parts by mass, A mixture of the neutralized product and 610 parts by mass of deionized water was distilled under the same conditions as in Example 1 to obtain a liquid 1,000 of a composite resin (R-1) having a nonvolatile content of 35% by mass. A mass part was obtained.

(比較合成例2:比較用水性複合樹脂組成物(R−2)の調製)
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、数平均分子量2,000のポリテトラメチレングリコール(三菱化学株式会社製「PTMG−2000」) 122質量部、IPDI 51質量部を仕込んで100℃まで昇温し、同温度で1時間反応させた。
次いで、温度を80℃に下げ、DMPA 10質量部、NPG 4質量部、及びMEK 94質量部を、前記反応容器中へ投入した後、更に80℃で5時間反応させた。
次いで、温度を50℃に下げ、APTES 23質量部、IPA 221質量部を前記反応容器中へ投入し反応させることで、カルボキシル基と加水分解性シリル基とを有する数平均分子量が7,500のポリウレタン(r−2)の有機溶剤溶液を得た。
次いで、前記ポリウレタン(r−2)の有機溶剤溶液の全量と合成例2で得られた複合樹脂中間体(A’−1)を含有する液279質量部とを混合し、攪拌下80℃で1時間加水分解縮合反応させることで、前記ポリウレタン(r−2)の有する加水分解性シリル基と前記複合樹脂中間体(A’−1)の有する加水分解性シリル基とが結合した比較用複合樹脂(R’−2)を含有する液を得た。
次いで、前期した比較用複合樹脂(R’−2)を含有する液とTEA 14質量部とを混合することで、前記比較用複合樹脂中のカルボキシル基を中和した中和物を得た後、該中和物と脱イオン水610質量部とを混合したものを、実施例1と同様の条件で蒸留することによって、不揮発分が35質量%の水性複合樹脂組成物(R−2)1,000質量部を得た。
(Comparative Synthesis Example 2: Preparation of comparative aqueous composite resin composition (R-2))
In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel, condenser and nitrogen gas inlet, polytetramethylene glycol having a number average molecular weight of 2,000 ("PTMG-2000" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 122 parts by mass, IPDI 51 parts by mass were charged, the temperature was raised to 100 ° C., and the reaction was performed at the same temperature for 1 hour.
Next, the temperature was lowered to 80 ° C., 10 parts by mass of DMPA, 4 parts by mass of NPG, and 94 parts by mass of MEK were put into the reaction vessel, and further reacted at 80 ° C. for 5 hours.
Next, the temperature is lowered to 50 ° C., and 23 parts by mass of APTES and 221 parts by mass of IPA are introduced into the reaction vessel and reacted, whereby the number average molecular weight having a carboxyl group and a hydrolyzable silyl group is 7,500. An organic solvent solution of polyurethane (r-2) was obtained.
Next, the total amount of the organic solvent solution of polyurethane (r-2) and 279 parts by mass of the liquid containing the composite resin intermediate (A′-1) obtained in Synthesis Example 2 were mixed, and the mixture was stirred at 80 ° C. A comparative composite in which the hydrolyzable silyl group possessed by the polyurethane (r-2) and the hydrolyzable silyl group possessed by the composite resin intermediate (A′-1) are bonded by a hydrolytic condensation reaction for 1 hour. A liquid containing the resin (R′-2) was obtained.
Next, after obtaining the neutralized product obtained by neutralizing the carboxyl group in the comparative composite resin by mixing the liquid containing the comparative composite resin (R′-2) and TEA 14 parts by mass in the previous period. A mixture of the neutralized product and 610 parts by mass of deionized water was distilled under the same conditions as in Example 1 to obtain an aqueous composite resin composition (R-2) 1 having a nonvolatile content of 35% by mass. 1,000 parts by mass were obtained.

(比較合成例3:比較用水性複合樹脂組成物(R−3)の調製)
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、数平均分子量2,000のポリテトラメチレングリコール(三菱化学株式会社製「PTMG−2000」) 61質量部、IPDI 26質量部を仕込んで100℃まで昇温し、同温度で1時間反応させた。
次いで、温度を80℃に下げ、DMPA 5質量部、NPG 2質量部、及びMEK 47質量部を、前記反応容器中へ投入した後、更に80℃で5時間反応させた。
次いで、温度を50℃に下げ、APTES 12質量部、IPA 110質量部を前記反応容器中へ投入し反応させることで、カルボキシル基と加水分解性シリル基とを有する数平均分子量が7,500のポリウレタン(r−3)の有機溶剤溶液を得た。
次いで、前記ポリウレタン(r−3)の有機溶剤溶液の全量と合成例2で得られた複合樹脂中間体(A’−1)を含有する液489質量部とを混合し、攪拌下80℃で1時間加水分解縮合反応させることで、前記ポリウレタン(r−3)の有する加水分解性シリル基と前記複合樹脂中間体(A’−1)の有する加水分解性シリル基とが結合した比較用複合樹脂(R’−3)を含有する液を得た。
次いで、前期した比較用複合樹脂(R’−3)を含有する液とTEA 16質量部とを混合することで、前記比較用複合樹脂中のカルボキシル基を中和した中和物を得た後、該中和物と脱イオン水560質量部とを混合したものを、実施例1と同様の条件で蒸留することによって、不揮発分が35質量%の水性複合樹脂組成物(R−3)1,000質量部を得た。
(Comparative Synthesis Example 3: Preparation of comparative aqueous composite resin composition (R-3))
In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel, condenser and nitrogen gas inlet, polytetramethylene glycol having a number average molecular weight of 2,000 ("PTMG-2000" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 61 parts by mass, IPDI 26 parts by mass were charged, the temperature was raised to 100 ° C., and the reaction was performed at the same temperature for 1 hour.
Next, the temperature was lowered to 80 ° C., 5 parts by mass of DMPA, 2 parts by mass of NPG, and 47 parts by mass of MEK were put into the reaction vessel, and further reacted at 80 ° C. for 5 hours.
Next, the temperature is lowered to 50 ° C., and 12 parts by mass of APTES and 110 parts by mass of IPA are introduced into the reaction vessel and reacted, whereby the number average molecular weight having a carboxyl group and a hydrolyzable silyl group is 7,500. An organic solvent solution of polyurethane (r-3) was obtained.
Next, the total amount of the organic solvent solution of polyurethane (r-3) and 489 parts by mass of the liquid containing the composite resin intermediate (A′-1) obtained in Synthesis Example 2 were mixed, and the mixture was stirred at 80 ° C. Comparative composite in which the hydrolyzable silyl group possessed by the polyurethane (r-3) and the hydrolyzable silyl group possessed by the composite resin intermediate (A′-1) are bonded by hydrolytic condensation reaction for 1 hour. A liquid containing the resin (R′-3) was obtained.
Next, after obtaining the neutralized product obtained by neutralizing the carboxyl group in the composite resin for comparison by mixing the liquid containing the composite resin for comparison (R′-3) and 16 parts by mass of TEA. A mixture of the neutralized product and 560 parts by mass of deionized water was distilled under the same conditions as in Example 1 to obtain an aqueous composite resin composition (R-3) 1 having a nonvolatile content of 35% by mass. 1,000 parts by mass were obtained.

上記の比較合成例1〜3で得られた比較用複合樹脂の[ポリシロキサン構造/複合樹脂]、[ビニル重合体構造/親水性基を有するポリウレタン構造]の質量割合等を、表3に示した。なお、[ポリシロキサン構造/複合樹脂]及び[ビニル重合体(a2)構造/親水性基を有するポリウレタン(a1)構造]は、複合樹脂の調製に使用する原料の仕込み割合に基づいて求めた。また、[ポリシロキサン構造/複合樹脂]の質量割合は、ポリシロキサン構造を形成する際に生成しうるメタノールやエタノール等の副生成物の生成を考慮し算出した。   Table 3 shows mass ratios of [polysiloxane structure / composite resin] and [vinyl polymer structure / polyurethane structure having a hydrophilic group] of the comparative composite resins obtained in Comparative Synthesis Examples 1 to 3 shown above. It was. In addition, [polysiloxane structure / composite resin] and [vinyl polymer (a2) structure / polyurethane having hydrophilic group (a1) structure] were obtained based on the charged ratio of raw materials used for preparing the composite resin. Further, the mass ratio of [polysiloxane structure / composite resin] was calculated in consideration of the formation of by-products such as methanol and ethanol that can be generated when the polysiloxane structure is formed.

Figure 0005928155
Figure 0005928155

表3に記載の保存安定性は、表1に記載したものと同意である。   The storage stability described in Table 3 is in agreement with that described in Table 1.

(比較例1〜3)
表4に示した配合組成で水性複合樹脂組成物(R1)〜(R3)と硬化剤を混合し、2液硬化型水性複合樹脂組成物を得た後、実施例1と同様の操作で、各塗膜評価を行った。なお、表中の[ポリシロキサン構造/全複合樹脂]は、複合樹脂(A)、(B)及び比較複合樹脂(R)の合計量から求めたものである。
(Comparative Examples 1-3)
After mixing the aqueous composite resin compositions (R1) to (R3) and the curing agent with the blending composition shown in Table 4, to obtain a two-component curable aqueous composite resin composition, the same operation as in Example 1, Each coating film was evaluated. In the table, [polysiloxane structure / total composite resin] is obtained from the total amount of the composite resins (A) and (B) and the comparative composite resin (R).

Figure 0005928155
Figure 0005928155

比較例1は、[ポリシロキサン構造/全複合樹脂]=17/100の2液硬化型水性複合樹脂組成物の例だが、初期の基材追従性が低いことが分かった。   Comparative Example 1 is an example of a two-component curable aqueous composite resin composition of [polysiloxane structure / total composite resin] = 17/100, but it was found that the initial substrate followability was low.

比較例2は、[ポリシロキサン構造/全複合樹脂]=30/100の2液硬化型水性複合樹脂組成物の例だが、初期の基材追従性が低く、経時的に基材追従性が損なわれることが分かった。   Comparative Example 2 is an example of a two-part curable aqueous composite resin composition of [polysiloxane structure / total composite resin] = 30/100, but the initial substrate followability is low, and the substrate followability is deteriorated over time. I found out.

比較例3は、[ポリシロキサン構造/全複合樹脂]=53/100の2液硬化型水性複合樹脂組成物の例だが、初期の基材追従性が低く、経時的に基材追従性が非常に大きく損なわれることが分かった。   Comparative Example 3 is an example of a two-part curable aqueous composite resin composition of [polysiloxane structure / total composite resin] = 53/100, but the initial substrate followability is low, and the substrate followability is very good over time. It was found to be greatly damaged.

Claims (9)

親水性基を有するポリウレタン(a1)とビニル重合体(a2)とがポリシロキサン(a3)を介して結合した複合樹脂(A)及び水系媒体を含有する水性複合樹脂組成物であって、前記親水性基を有するポリウレタン(a1)と前記ポリシロキサン(a3)との結合が、前記ポリウレタン(a1)の有する加水分解性シリル基及び/またはシラノール基と前記ポリシロキサン(a3)の有する加水分解性シリル基及び/またはシラノール基との縮合結合であり、前記ビニル重合体(a2)と前記ポリシロキサン(a3)との結合が、前記ビニル重合体(a2)の有する加水分解性シリル基及び/またはシラノール基と前記ポリシロキサン(a3)の有する加水分解性シリル基及び/またはシラノール基との縮合結合であり、前記複合樹脂(A)中の前記ポリシロキサン(a3)由来の構造の質量割合が15〜55質量%の範囲であり、前記ポリシロキサン(a3)が、エポキシ基を有することを特徴とする水性複合樹脂組成物。 An aqueous composite resin composition comprising a composite resin (A) in which a polyurethane (a1) having a hydrophilic group and a vinyl polymer (a2) are bonded via a polysiloxane (a3) and an aqueous medium, The bond between the polyurethane (a1) having a functional group and the polysiloxane (a3) is a hydrolyzable silyl group and / or a silanol group possessed by the polyurethane (a1) and a hydrolyzable silyl possessed by the polysiloxane (a3). the condensation coupling of the base and / or silanol group, wherein the bond between the vinyl polymer (a2) and said polysiloxane (a3), a hydrolyzable silyl group and / or silanol having the said vinyl polymer (a2) the condensation bonds of the hydrolyzable silyl group and / or silanol group possessed by the the base polysiloxane (a3), the composite resin ( ) The polysiloxane in (a3) is in the range weight ratio of the structure is 15 to 55 mass% from the polysiloxane (a3) The aqueous composite resin composition characterized by containing an epoxy group. 前記親水性基を有するポリウレタン(a1)と前記ビニル重合体(a2)との質量割合[(a2)/(a1)]が20/1〜1/20の範囲である請求項1記載の水性複合樹脂組成物。   The aqueous composite according to claim 1, wherein the mass ratio [(a2) / (a1)] of the polyurethane (a1) having the hydrophilic group and the vinyl polymer (a2) is in the range of 20/1 to 1/20. Resin composition. 前記ビニル重合体(a2)が、加水分解性シリル基を有するビニル単量体及びシラノール基を有するビニル単量体からなる群より選ばれる1種以上のビニル単量体の重合物である請求項1または2記載の水性複合樹脂組成物。

Claim wherein the vinyl polymer (a2) is a polymer of one or more vinyl monomers selected from the group consisting of vinyl monomers having a vinyl monomer and a silanol group having a hydrolyzable silyl group 3. The aqueous composite resin composition according to 1 or 2.

前記ポリシロキサン(a3)が、ケイ素原子に結合した芳香族環式構造、ケイ素原子に結合した炭素原子数1〜3個を有するアルキル基、及びケイ素原子に結合した炭素原子数1〜3個を有するアルコキシ基からなる群より選ばれる1種以上を有するものである請求項1〜3のいずれか1項記載の水性複合樹脂組成物。   The polysiloxane (a3) has an aromatic cyclic structure bonded to a silicon atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms bonded to a silicon atom, and 1 to 3 carbon atoms bonded to a silicon atom. The aqueous composite resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the aqueous composite resin composition has at least one selected from the group consisting of alkoxy groups. 前記ポリシロキサン(a3)が、下記一般式(I)及び(II)からなる群より選ばれる1種以上の構造を有するものである請求項1〜4のいずれか1項記載の水性複合樹脂組成物。
Figure 0005928155
Figure 0005928155
(一般式(I)中のRは、エポキシ基を有する有機基、及び/または、炭素原子数が4〜12の有機基であり、一般式(II)中のR及びRは、それぞれ独立にメチル基またはエチル基である。)
The aqueous composite resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the polysiloxane (a3) has at least one structure selected from the group consisting of the following general formulas (I) and (II). object.
Figure 0005928155
Figure 0005928155
(R 1 in the general formula (I) is an organic group having an epoxy group and / or an organic group having 4 to 12 carbon atoms, and R 2 and R 3 in the general formula (II) are Each independently a methyl or ethyl group.)
前記ポリシロキサン(a3)が、アルキル基の炭素原子数が1〜3であるアルキルトリアルコキシシランの縮合物を用いて形成されたものである請求項1〜5のいずれか1項記載の水性複合樹脂組成物。   The aqueous composite according to any one of claims 1 to 5, wherein the polysiloxane (a3) is formed using a condensate of an alkyltrialkoxysilane having an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Resin composition. 前記ポリシロキサン(a3)が、エポキシ基とアルコキシシリル基とを有する化合物を用いてエポキシ基を導入されたものである請求項1〜6のいずれか1項記載の水性複合樹脂組成物。   The aqueous composite resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the polysiloxane (a3) has an epoxy group introduced using a compound having an epoxy group and an alkoxysilyl group. 請求項1〜7のいずれか1項記載の水性複合樹脂組成物を含有することを特徴とするコーティング剤。   A coating agent comprising the aqueous composite resin composition according to any one of claims 1 to 7. 請求項8記載のコーティング剤を用いて形成された塗膜を有することを特徴とする物品。   An article having a coating film formed using the coating agent according to claim 8.
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