JP6076086B2 - 塗料用アクリル系ラテックス組成物 - Google Patents
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Description
〔1〕
(A)分子中に少なくとも1個のアルデヒド基又はケトン基を含有する重合性単量体(a)と、カルボン酸基を含有する重合性単量体(b)と、前記(a)成分及び前記(b)成分と共重合可能な他の重合性単量体(c)とを重合して得られるアクリル系ラテックスと、
(B)ヒドラジン系架橋剤と、
(C)カルボジイミド系架橋剤と、
を含み、
前記(A)成分中の樹脂成分100質量部に対して、前記(C)成分を1.1〜10.0質量部(固形分換算)含有する、塗料用アクリル系ラテックス組成物。
〔2〕
前記重合は、反応性界面活性剤の存在下で行われる、〔1〕に記載の塗料用アクリル系ラテックス組成物。
〔3〕
前記(c)成分が、アルコキシシラン基含有重合性単量体である、〔1〕又は〔2〕に記載の塗料用アクリル系ラテックス組成物。
〔4〕
前記(A)成分が、下記式(1)で表される化合物によって変性されたアクリル系ラテックスである、〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の塗料用アクリル系ラテックス組成物。
(R1)n−Si−(R2)(4-n) (1)
(式中、nは、0〜3の整数である。R1は、水素、炭素数1〜16のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、又は炭素数5〜6のシクロアルキル基を表す。n個のR1は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。R2は、炭素数1〜8のアルコキシ基、アセトキシ基、又は水酸基を表す。(4−n)個のR2は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
(R1)n−Si−(R2)(4-n) (1)
(式中、nは、0〜3の整数である。R1は、水素、炭素数1〜16のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、又は炭素数5〜6のシクロアルキル基を表す。なお、n個のR1は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。R2は、炭素数1〜8のアルコキシ基、アセトキシ基、又は水酸基を表す。(4−n)個のR2は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。)
−(R5−N=C=N)n− ・・・(iv)
(式中、R5は、それぞれ独立して、ヘキサメチレン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレン等のアルキレン基;式−CH2−C6H4−CH2−で表されるキシリレン、−C(CH3)2−C6H4−C(CH3)2−で表されるテトラメチルキシリレン等の、芳香環に結合した2個のアルキル基を有する2価の有機基;−CH2−C6H10−CH2−で表される水添キシリレン、−C6H10−CH2−C6H10−で表されるメチレンビス−4,1−シクロヘキシレン等の、シクロアルキル環を含む2価の有機基;等からなる群より選ばれる1種を表す。nは、2〜10の整数である。)
R6−N=C=N−R7 ・・・(v)
(式中、R6及びR7は、それぞれ独立して、水素原子;プロピル基等のアルキル基;シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;及びp−トルオイル基等の芳香環を含む1価の有機基からなる群より選ばれる1種を表す。)
<平均粒子径>
レーザー回折式の粒度分布計(リーズ・アンド・ノースラップ社製、マイクロトラック粒度分布計「UPA150」)にて測定した体積平均粒子径を、アクリル系ラテックスの平均粒子径とした。
アルミ皿にアクリル系ラテックス1gを正確に秤量し、恒温乾燥機で105℃にて3時間乾燥させ、シリカゲルを入れたデシケーター中で30分間放冷した後に精秤した。乾燥後質量を乾燥前質量で除した割合を固形分率(%)とした。
アクリル系ラテックスを、ガラス板上に100μmの厚みとなるように塗工し、室温にて成膜させた後、50℃にて1週間更に静置したものを試験体として用いた。得られた試験体について、ヘイズメータ(日本電色社製、濁度計「NDH5000」)を用いて、透過率及びヘイズ値を測定した。また、試験体を室温の水に4時間浸漬し、その後試験体の表面の水を拭き取ったものについても透過率及びヘイズ値を測定した。透過率は、全光線透過率JIS K7361−1に準拠して測定した。ヘイズ値は、JIS K7105に準拠して測定した。さらに、以下の式に基づき、浸漬前後の透過率保持率及びヘイズ変化率を算出した。
透過率保持率(%)=水浸漬後の透過率/水浸漬前の透過率×100
ヘイズ変化率=水浸漬後のヘイズ値−水浸漬前のヘイズ値
アクリル系ラテックスを、ガラス板上に250μmの厚みとなるように塗工し、室温にて成膜させた後、5cm×5cmに切り取り、50℃にて1週間更に静置したものを試験体として用いた。得られた試験体の重量を計測した。また、試験体を室温の水に7日間浸漬し、その後、試験体表面の水を拭き取ったものについても質量を測定した。以下の式に基づき、浸漬前後の吸水率を算出した。
吸水率(%)=水浸漬後の試験体質量/水浸漬前の試験体質量×100
アクリル系ラテックスを、ガラス板上に250μmの厚みとなるように塗工し、室温にて成膜させた後、1cm×8cmに切り取り、50℃にて1週間更に静置したものを試験体として用いた。得られた試験体について、引張試験機(オリエンテック社製、テンシロン万能試験機「RTC−1250A」)を用いて、チャック間50mm、引張速度50mm/minの条件で引張試験を行い、伸度5%時の応力(MPa)、破断点応力(MPa)、破断点伸度(%)を測定した。
7cm×15cm×0.3cmのフレキシブル板に、市販の水性白色塗料を塗付量が100g/m2となるようスプレー塗装し、室温で成膜させた後、50℃で1日間更に乾燥させた。白色塗料が塗布されたフレキシブル板の上に、アクリル系ラテックスを250μmの厚みとなるように塗工し、室温にて成膜させた後、50℃にて1日間更に静置したものを試験体として用いた。
得られた試験体の色調について、L値、a値、b値を色差計(コニカミノルタオプティクス社製、色彩色差計「CR−231」)にて測定した。その後、水酸化カルシウム飽和水溶液に試験体を1日間浸漬した。浸漬後、試験体の表面の水分を拭き取った後、L値、a値、b値を色差計にて測定した。以下の式に基づき、アルカリ黄変性(ΔE)を求めた
。ΔEの値が大きい程、アルカリ黄変性が高いと判断した。
ΔE=((浸漬後試験体L値−浸漬前試験体L値)×2+(浸漬後試験体a値−浸漬前試
験体a値)×2+(浸漬後試験体b値−浸漬前試験体b値)×2)×1/2
商品名「ポリソリュートM100」(旭化成ケミカルズ社製:反応性界面活性剤使用、ジアセトンアクリルアミド4.5質量%、アクリル酸4.2質量%、メタクリル酸メチル31.6質量%、アクリル酸n−ブチル42.8質量%、メタクリル酸n−ブチル16.9質量%からなり、固形分率50.0質量%、pH6.8、平均粒子径280nm)
攪拌機、還流冷却器、滴下槽及び温度計を取り付けた反応容器に、水545.3質量部、「ニューコール707SF」(日本乳化剤社製;ポリオキシアルキレン多環フェニルエーテルサルフェートアンモニウム塩)2.7質量部を投入し、反応容器中の温度を80℃に昇温させて、過硫酸アンモニウムの2%水溶液を12質量部添加した。その5分後に、メタクリル酸メチル253.1質量部、アクリル酸n−ブチル253.8質量部、アクリル酸28.2質量部、ジアセトンアクリルアミド25.3質量部、ドデシルメルカプタン8質量部、「アデカリアソープSR1025」(ADEKA社製、アニオン性反応性界面活性剤;α−スルホ−ω−(1−(アルコキシ)メチル−2−(2−プロペニルオキシ)エトキシ)−ポリ(オキシ−1,2−エタンジイル)のアンモニウム塩の水溶液)22.4質量部、「ニューコール707SF」(日本乳化剤社製)18.7質量部、過硫酸アンモニウムの2%水溶液84質量部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.7質量部、水263.8質量部の乳化混合液を、180分間かけて反応容器に流入させた。流入中は反応容器の温度を80℃に維持した。流入終了後、反応容器の温度を80℃にて60分間維持した。さらに、メタクリル酸n−ブチル135.7質量部、アクリル酸n−ブチル88.6質量部、アクリル酸4.9質量部、ジアセトンアクリルアミド10.9質量部、「アデカリアソープSR1025」9.6質量部、過硫酸アンモニウムの2%水溶液24質量部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.2質量部、水129.3質量部の乳化混合液を、60分間かけて反応容器に流入させた。流入中は反応容器の温度を80℃に維持した。流入終了後、反応容器の温度を80℃にて60分間維持した後冷却し、25%アンモニア水12.5質量部、水85質量部を更に加え、アクリル系ラテックスを得た。得られたアクリル系ラテックスの固形分率は41.0質量%、pH7.2、平均粒子径160nmであった。
攪拌機、還流冷却器、滴下槽及び温度計を取り付けた反応容器に水545.3質量部、「ニューコール707SF」(日本乳化剤社製)2.7質量部を投入し、反応容器中の温度を80℃に昇温させて、過硫酸アンモニウムの2%水溶液を12質量部添加した。その5分後に、メタクリル酸メチル253.1質量部、アクリル酸n−ブチル253.8質量部、アクリル酸28.2質量部、ジアセトンアクリルアミド25.3質量部、ドデシルメルカプタン8質量部、「アデカリアソープSR1025」(ADEKA社製、アニオン性反応性界面活性剤)22.4質量部、「ニューコール707SF」(日本乳化剤社製)18.7質量部、過硫酸アンモニウムの2%水溶液84質量部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.7質量部、水263.8質量部の乳化混合液と、メチルトリメトキシシラン24質量部、ジメチルジメトキシシラン8質量部の混合液とを、別々の滴下槽より180分間かけて反応容器に流入させた。流入中は反応容器の温度を80℃に維持した。流入終了後、反応容器の温度を80℃にて60分間維持した。さらに、メタクリル酸n−ブチル135.7質量部、アクリル酸n−ブチル88.6質量部、アクリル酸4.9質量部、ジアセトンアクリルアミド10.9質量部、「アデカリアソープSR1025」(ADEKA社製)9.6質量部、過硫酸アンモニウムの2%水溶液24質量部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.2質量部、水129.3質量部の乳化混合液を60分間かけて反応容器に流入させた。流入中は反応容器の温度を80℃に維持した。流入終了後、反応容器の温度を80℃にて60分間維持した後冷却し、25%アンモニア水12.5質量部、水85質量部を加え、アクリル系ラテックスを得た。得られたアクリル系ラテックスの固形分率は41.2質量%、pH7.0、平均粒子径170nmであった。
ヘキサメチレンジイソシアネート168質量部と、ビュレット化剤としての水1.5質量部と、エチレングリコールメチルエーテルアセテートとリン酸トリメチルの1:1(質量比)の混合溶媒130質量部とを溶解させ、反応温度160℃にて1時間反応させた。得られた反応液について、薄膜蒸留装置を用いて、1回目は1.0mmHg/160℃の条件下で、2回目は0.1mmHg/200℃の条件下で、2段階の処理を行うことにより、余剰のヘキサメチレンジイソシアネート及び溶媒を反応液から留去し、残留物を得た。得られた残留物は、99.9質量%のポリイソシアネート(ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット型ポリイソシアネート)及び0.1質量%の残存ヘキサメチレンジイソシアネートを含んでいた。得られた残留物の粘度は1900mPa.s/25℃、数平均分子量は約600、平均NCO官能基数は約3.3、NCO基含有量は23.3質量%であった。
アクリル系ラテックス例1を100質量部(樹脂成分50質量部)に、10%アジピン酸ジヒドラジド水溶液11.3質量部(有効成分1.13質量部)、カルボジイミド系架橋剤(日清紡ケミカル社製、「カルボジライトE02」:有効成分40%)6.25質量部(有効成分2.5質量部)、プロピレングリコールn−ブチルエーテル5質量部を配合し、アクリル系ラテックス組成物を得た。アクリル系ラテックス例1の樹脂成分100質量部に対する、ヒドラジン系架橋剤の含有量(固形分換算)は2.26質量部であり、カルボジイミド系架橋剤の含有量(固形分換算)は5質量部であった。
アクリル系ラテックス例1を100質量部(樹脂成分50質量部)に、10%アジピン酸ジヒドラジド水溶液11.3質量部(有効成分1.13質量部)、カルボジイミド系架橋剤(日清紡ケミカル社製、「カルボジライトV10」:有効成分40%)6.25質量部(有効成分2.5質量部)、プロピレングリコールn−ブチルエーテル5質量部を配合し、アクリル系ラテックス組成物を得た。アクリル系ラテックス例1の樹脂成分100質量部に対する、ヒドラジン系架橋剤の含有量(固形分換算)は2.26質量部であり、カルボジイミド系架橋剤の含有量(固形分換算)は5質量部であった。
アクリル系ラテックス例2を100質量部(樹脂成分41質量部)に、10%アジピン酸ジヒドラジド水溶液9.04質量部(有効成分0.904質量部)、カルボジイミド系架橋剤(日清紡ケミカル社製、「カルボジライトE02」:有効成分40%)5質量部(有効成分2質量部)、プロピレングリコールn−ブチルエーテル4質量部を配合し、アクリル系ラテックス組成物を得た。アクリル系ラテックス例2の樹脂成分100質量部に対する、ヒドラジン系架橋剤の含有量(固形分換算)は2.2質量部であり、カルボジイミド系架橋剤の含有量(固形分換算)は4.9質量部であった。
アクリル系ラテックス例3を100質量部(樹脂成分41.2質量部)に、10%アジピン酸ジヒドラジド水溶液9.04質量部(有効成分0.904質量部)、カルボジイミド系架橋剤(日清紡ケミカル社製、「カルボジライトE02」:有効成分40%)5質量部(有効成分2質量部)、プロピレングリコールn−ブチルエーテル4質量部を配合し、アクリル系ラテックス組成物を得た。アクリル系ラテックス例3の樹脂成分100質量部に対する、ヒドラジン系架橋剤の含有量(固形分換算)は2.2質量部であり、カルボジイミド系架橋剤の含有量(固形分換算)は4.9質量部であった。
アクリル系ラテックス例1を100質量部(樹脂成分50質量部)に、プロピレングリコールn−ブチルエーテル5質量部を配合し、架橋性を持たないアクリル系ラテックス組成物を準備した。
アクリル系ラテックス例1を100質量部(樹脂成分50質量部)に、10%アジピン酸ジヒドラジド水溶液11.3質量部(有効成分1.13質量部)、プロピレングリコールn−ブチルエーテル5質量部を配合し、アクリル系ラテックス組成物を得た。
アクリル系ラテックス例1を100質量部(樹脂成分50質量部)に、10%アジピン酸ジヒドラジド水溶液22.6質量部(有効成分2.26質量部)、プロピレングリコールn−ブチルエーテル5質量部を配合し、アクリル系ラテックス組成物を得た。
アクリル系ラテックス例1を100質量部(樹脂成分50質量部)に、カルボジイミド系架橋剤(日清紡ケミカル社製、「カルボジライトE02」:有効成分40%)6.25質量部(有効成分2.5質量部)、プロピレングリコールn−ブチルエーテル5質量部を配合し、アクリル系ラテックス組成物を得た。
アクリル系ラテックス例1を100質量部(樹脂成分50質量部)に、カルボジイミド系架橋剤(日清紡ケミカル社製、「カルボジライトE02」:有効成分40%)12.5質量部(有効成分5質量部)、プロピレングリコールn−ブチルエーテル5質量部を配合し、アクリル系ラテックス組成物を得た。
アクリル系ラテックス例1を100質量部(樹脂成分50質量部)に、セミカルバジド系架橋剤4.5質量部、プロピレングリコールn−ブチルエーテル5質量部を配合し、アクリル系ラテックス組成物を得た。
アクリル系ラテックス例1を100質量部(樹脂成分50質量部)に、10%アジピン酸ジヒドラジド水溶液11.3質量部(有効成分1.13質量部)、カルボジイミド系架橋剤(日清紡ケミカル社製、「カルボジライトE02」:有効成分40%)1.25質量部(有効成分0.5質量部)、プロピレングリコールn−ブチルエーテル5質量部を配合し、アクリル系ラテックス組成物を得た。
*ヒドラジド基/カルボニル基、セミカルバジド基/カルボニル基:(モル/モル)比
*ADH:アジピン酸ヒドラジド
Claims (3)
- (A)分子中に少なくとも1個のアルデヒド基又はケトン基を含有する重合性単量体(a)と、カルボン酸基を含有する重合性単量体(b)と、前記(a)成分及び前記(b)成分と共重合可能な他の重合性単量体(c)とを重合して得られるアクリル系ラテックスと、
(B)ヒドラジン系架橋剤と、
(C)カルボジイミド系架橋剤と、
を含み、
前記(A)成分中の樹脂成分100質量部に対して、前記(C)成分を1.1〜10.0質量部(固形分換算)含有し、
前記(A)成分が、下記式(1)で表される化合物によって変性されたアクリル系ラテックスである、塗料用アクリル系ラテックス組成物。
(R 1 ) n −Si−(R 2 ) (4-n) (1)
(式中、nは、0〜3の整数である。R 1 は、水素、炭素数1〜16のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、又は炭素数5〜6のシクロアルキル基を表す。n個のR 1 は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。R 2 は、炭素数1〜8のアルコキシ基、アセトキシ基、又は水酸基を表す。(4−n)個のR 2 は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。) - 前記重合は、反応性界面活性剤の存在下で行われる、請求項1に記載の塗料用アクリル系ラテックス組成物。
- 前記(c)成分が、アルコキシシラン基含有重合性単量体である、請求項1又は2に記載の塗料用アクリル系ラテックス組成物。
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