JP6886585B2 - Aqueous resin compositions, coating agents and articles - Google Patents

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Description

本発明は、水性樹脂組成物、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に関する。 The present invention relates to an aqueous resin composition, a coating agent, and an article having a coating film of the coating agent.

コーティング剤には、各種基材表面の劣化を防止可能な塗膜を形成できること、基材の表面に意匠性を付与できること等が求められる。屋外で使用される場合には、親水性や基材密着性を備え、さらに水汚れや油汚れ、洗浄剤等の薬品や酸性雨等の付着による親水性の低下がもたらす基材表面の劣化を防止可能であることが求められる。近年では、農業界、製造業界、建設業界、工業生産業界等の多種多様な分野において、優れた親水持続性を備えた塗膜を形成できるコーティング剤が求められており、鋼板をはじめとする金属基材、鏡を含むガラス基材、難付着性基材といわれるプラスチック基材の表面処理用途で需要が高まっている。 The coating agent is required to be able to form a coating film capable of preventing deterioration of the surface of various base materials, to be able to impart designability to the surface of the base material, and the like. When used outdoors, it has hydrophilicity and adhesion to the base material, and further deteriorates the surface of the base material due to deterioration of hydrophilicity due to adhesion of chemicals such as water stains, oil stains, cleaning agents, acid rain, etc. It is required to be preventable. In recent years, in a wide variety of fields such as agriculture, manufacturing, construction, and industrial production, there has been a demand for a coating agent capable of forming a coating film having excellent hydrophilic durability, and metals such as steel sheets have been demanded. Demand is increasing for surface treatment applications of base materials, glass base materials including mirrors, and plastic base materials called poorly adherent base materials.

特に、農業界では、塩化ビニル樹脂フィルムやポリオレフィン樹脂フィルム等の農業用フィルムにより内部の温度を維持しつつ日光の照射を確保して植物を栽培するハウス栽培、トンネル栽培等が行われており、こうした農業用フィルムには、防曇性等を付与することを目的として、表面コーティングが行われている。 In particular, in the agricultural industry, house cultivation, tunnel cultivation, etc. are carried out in which plants are cultivated by ensuring sunlight irradiation while maintaining the internal temperature with agricultural films such as vinyl chloride resin film and polyolefin resin film. A surface coating is applied to such an agricultural film for the purpose of imparting antifogging property and the like.

基材表面に用いられるコーティング剤の塗膜としては、合成樹脂バインダー及び無機質コロイドゾルを含む組成物から形成される下層塗膜上に、アルコキシシラン化合物を含む組成物から形成される防曇性塗膜が積層された塗膜が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。また、(メタ)アクリル酸系共重合体と親水性無機物及び水性樹脂を含む防曇塗料組成物が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。 The coating film of the coating agent used on the surface of the base material is an antifogging coating film formed from the composition containing the alkoxysilane compound on the lower layer coating film formed from the composition containing the synthetic resin binder and the inorganic colloid sol. A coating film in which is laminated has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Further, an antifogging coating composition containing a (meth) acrylic acid-based copolymer, a hydrophilic inorganic substance and an aqueous resin has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

特開2008−067645号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-07645 特開2005−248091号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-248091

しかし、特許文献1、2に記載の塗膜では、基材との密着性や耐熱水性が十分でない場合があった。本発明が解決しようとする課題は、基材との密着性を維持したまま防曇性を向上することができ、さらに耐熱水性が向上した塗膜を形成可能な水性樹脂組成物を提供することである。 However, the coating films described in Patent Documents 1 and 2 may not have sufficient adhesion to the substrate and heat resistance. An object to be solved by the present invention is to provide an aqueous resin composition capable of forming a coating film having improved antifogging property and further improved heat resistance while maintaining adhesion to a base material. Is.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究した結果、水性樹脂組成物に含まれるウレタン樹脂及び親水性アクリル重合体のいずれもが特定の加水分解性シリル基及び/又はシラノール基を有するものとし、さらに、水性樹脂組成物に金属酸化物微粒子を含有させることで、基材との密着性を維持したまま防曇性を高めることができ、さらに耐熱水性をも向上できることを見出して、本発明を完成した。 As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors have found that both the urethane resin and the hydrophilic acrylic polymer contained in the aqueous resin composition have a specific hydrolyzable silyl group and / or silanol group. It has been found that by incorporating metal oxide fine particles in the aqueous resin composition, it is possible to improve the antifogging property while maintaining the adhesion to the substrate, and further to improve the heat resistance and water resistance. , The present invention has been completed.

すなわち本発明は、下記一般式(1)で表される基を有するウレタン樹脂(A)と、下記一般式(1)で表される基を有する親水性アクリル重合体(B)と、金属酸化物微粒子(D)と、水性媒体(C)とを含むことを特徴とする水性樹脂組成物、前記水性樹脂組成物を含むことを特徴とするコーティング剤、前記コーティング剤から形成されることを特徴とする塗膜、前記コーティング剤の塗膜を有することを特徴とする物品及び前記コーティング剤の塗膜を有することを特徴とする農業用フィルムに関する。 That is, the present invention comprises a urethane resin (A) having a group represented by the following general formula (1), a hydrophilic acrylic polymer (B) having a group represented by the following general formula (1), and metal oxidation. It is characterized by being formed from an aqueous resin composition characterized by containing fine particles (D) and an aqueous medium (C), a coating agent characterized by containing the aqueous resin composition, and the coating agent. The present invention relates to a coating film, an article characterized by having a coating film of the coating agent, and an agricultural film characterized by having a coating film of the coating agent.

Figure 0006886585
[一般式(1)中、R1は、水素原子又は炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表す。R2は、炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表す。aは、1以上3以下の整数を表す。]
Figure 0006886585
[In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 or more and 4 or less carbon atoms. R 2 represents an alkyl group having 1 or more carbon atoms and 4 or less carbon atoms. a represents an integer of 1 or more and 3 or less. ]

本発明の水性樹脂組成物を用いることで、基材との密着性を維持したまま防曇性を高めることができ、さらに耐熱水性をも向上できる塗膜を提供可能である。
本発明のコーティング剤が適用可能な基材としては、例えば、亜鉛めっき鋼板やアルミニウム−亜鉛めっき鋼板、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基材;ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)等の各種プラスチックやそのフィルム;ガラス;紙;木材などが挙げられる。また、本発明のコーティング剤は、これらの基材の表面の劣化を防止可能な親水持続性及び耐薬品性に優れた塗膜を形成できることから、農業用フィルム、アルミフィン、建築部材、家電製品、自動車外装材、ゴーグル、防曇フィルムシート、防曇ガラス、鏡、医療器具等の各種物品に用いることが可能である。
By using the aqueous resin composition of the present invention, it is possible to provide a coating film capable of enhancing antifogging property while maintaining adhesion to a base material and further improving heat resistance and water resistance.
Examples of the base material to which the coating agent of the present invention can be applied include metal base materials such as zinc-plated steel plate, aluminum-zinc-plated steel plate, aluminum plate, aluminum alloy plate, electromagnetic steel plate, copper plate, and stainless steel plate; polyester resin and polycarbonate. Examples thereof include various plastics such as resins and ethylene-vinyl acetate copolymer resins (EVA resins) and films thereof; glass; paper; wood and the like. Further, since the coating agent of the present invention can form a coating film having excellent hydrophilicity durability and chemical resistance that can prevent deterioration of the surface of these base materials, agricultural films, aluminum fins, building members, home appliances, etc. It can be used for various articles such as automobile exterior materials, goggles, antifogging film sheets, antifogging glass, mirrors, and medical instruments.

本発明の水性樹脂組成物は、一般式(1)で表される基を有するウレタン樹脂(A)(以下、「ウレタン樹脂(A)」と称する場合がある。)と、一般式(1)で表される基を有する親水性アクリル重合体(B)(以下、「親水性アクリル重合体(B)」と称する場合がある。)と、金属酸化物微粒子(D)と、水性媒体(C)とを含有することを特徴とする。 The aqueous resin composition of the present invention includes a urethane resin (A) having a group represented by the general formula (1) (hereinafter, may be referred to as "urethane resin (A)") and the general formula (1). Hydrophilic acrylic polymer (B) having a group represented by (hereinafter, may be referred to as “hydrophilic acrylic polymer (B)”), metal oxide fine particles (D), and an aqueous medium (C). ) And.

Figure 0006886585
[一般式(1)中、R1は、水素原子又は炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表す。R2は、炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表す。aは、1以上3以下の整数を表す。]
Figure 0006886585
[In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 or more and 4 or less carbon atoms. R 2 represents an alkyl group having 1 or more carbon atoms and 4 or less carbon atoms. a represents an integer of 1 or more and 3 or less. ]

前記R1又はR2で表される炭素原子数1以上4以下の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、ブチル基等が挙げられ、メチル基、エチル基等の炭素原子数1以上2以下のアルキル基が好ましい。 Examples of the alkyl group having 1 or more and 4 or less carbon atoms represented by R 1 or R 2 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and the like, and a carbon atom such as a methyl group and an ethyl group. Alkyl groups having a number of 1 or more and 2 or less are preferable.

前記ウレタン樹脂(A)は、例えば、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a1)(以下、「ウレタンプレポリマー(a1)」と称する場合がある。)と;少なくとも一つの活性水素と少なくとも一つの前記一般式(1)で表される基とを有する化合物(s1)(以下、「シラン化合物(s1)」と称する場合がある。)とを反応させて得ることができる。また、前記ウレタン樹脂(A)は、前記ウレタンプレポリマー(a1)又はイソシアネート基を有しないウレタンプレポリマー(a2)に、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、(メタ)アクリロイル基等の官能基を導入し、シランカップリング剤(s2)を反応させて得ることもできる。 The urethane resin (A) is, for example, a urethane prepolymer (a1) having an isocyanate group at the terminal (hereinafter, may be referred to as "urethane prepolymer (a1)"); at least one active hydrogen and at least one. It can be obtained by reacting with a compound (s1) having a group represented by the general formula (1) (hereinafter, may be referred to as "silane compound (s1)"). Further, in the urethane resin (A), functional groups such as a hydroxyl group, a carboxy group, an epoxy group, and a (meth) acryloyl group are introduced into the urethane prepolymer (a1) or the urethane prepolymer (a2) having no isocyanate group. However, it can also be obtained by reacting with a silane coupling agent (s2).

前記ウレタンプレポリマー(a1)としては、ポリオール(a1−1)とポリイソシアネート(a1−2)とを反応させて得られたものを用いることができる。 As the urethane prepolymer (a1), one obtained by reacting a polyol (a1-1) with a polyisocyanate (a1-2) can be used.

前記ポリオール(a1−1)としては、1種又は2種以上を用いることができ、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、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール等が挙げられる。これらの中でも、基材密着性に優れた塗膜を形成できることから、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールを含むことが好ましい。
基材密着性をよりいっそう向上する観点から、前記ポリオールの数平均分子量は500以上3,000以下であることが好ましい。
As the polyol (a1-1), one kind or two or more kinds can be used, and examples thereof include a polyether polyol, a polyester polyol, a polycarbonate polyol, and a polyolefin polyol. Among these, it is preferable to include a polyester polyol and a polycarbonate polyol because a coating film having excellent substrate adhesion can be formed.
From the viewpoint of further improving the adhesion to the base material, the number average molecular weight of the polyol is preferably 500 or more and 3,000 or less.

前記ポリエーテルポリオールとしては、活性水素原子を2個以上有する化合物の1種又は2種以上を開始剤として、アルキレンオキシドを付加重合(開環重合)させたもの等が挙げられる。 Examples of the polyether polyol include those obtained by addition polymerization (ring-opening polymerization) of an 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、トリメチレングリコール、1,2−プロパンジオ−ル、1,3−プロパンジオ−ル、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等の直鎖状ジオール;ネオペンチルグリコール等の分岐鎖状ジオール;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、ピロガロール等のトリオール;ソルビトール、蔗糖、アコニット糖等のポリオール;アコニット酸、トリメリット酸、ヘミメリット酸等のトリカルボン酸;リン酸;エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等のポリアミン;トリイソプロパノールアミン;ジヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシフタル酸等のフェノール酸;1,2,3−プロパントリチオールなどが挙げられる。 Examples of the initiator include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, trimethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, and 1,4-. Linear diols such as butanediol and 1,6-hexanediol; branched chain diols such as neopentyl glycol; triols such as glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane and pyrogallol; polyols such as sorbitol, citrus sugar and aconit sugar Tricarboxylic acids such as aconitic acid, trimellitic acid, hemimeric acid; phosphoric acid; polyamines such as ethylenediamine and diethylenetriamine; triisopropanolamine; phenolic acids such as dihydroxybenzoic acid and hydroxyphthalic acid; 1,2,3-propanetri Examples include thiol.

前記アルキレンオキシドとしては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド、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.

前記ポリエーテルポリオールとしては、前記開始剤にテトラヒドロフランを付加重合(開環重合)させたポリオキシテトラメチレングリコールを使用することが好ましい。 As the polyether polyol, it is preferable to use polyoxytetramethylene glycol obtained by addition polymerization (ring-opening polymerization) of tetrahydrofuran to the initiator.

前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、低分子量ポリオール(例えば、分子量50以上300以下のポリオール)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ポリオール;これらの共重合ポリエステルポリオールなどが挙げられる。 The polyester polyol is, for example, a polyester polyol obtained by esterifying a low molecular weight polyol (for example, a polyol having a molecular weight of 50 or more and 300 or less) and a polycarboxylic acid; and ring-opening polymerization of a cyclic ester compound such as ε-caprolactone. Polyester polyols obtained by reaction; examples thereof include these copolymerized polyester polyols.

前記低分子量ポリオールとしては、分子量が50以上300以下程度のポリオールを用いることができ、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−ブタンジオール等の炭素原子数2以上6以下の脂肪族ポリオール;1,4−シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等の脂環式構造含有ポリオール;ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール化合物及びそれらのアルキレンオキシド付加物等の芳香族構造含有ポリオールなどが挙げられる。 As the low molecular weight polyol, a polyol having a molecular weight of about 50 or more and about 300 or less can be used, and for example, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, and 1,6-hexanediol can be used. , 3-Methyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, 1,3-butanediol and other aliphatic polyols having 2 to 6 carbon atoms; 1,4-cyclohexanediol, cyclohexane Alicyclic structure-containing polyols such as dimethanol; bisphenol compounds such as bisphenol A and bisphenol F, and aromatic structure-containing polyols such as alkylene oxide adducts thereof can be mentioned.

前記ポリカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ポリカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ポリカルボン酸;並びに前記脂肪族ポリカルボン酸及び芳香族ポリカルボン酸の無水物又はエステル形成性誘導体などが挙げられる。 Examples of the polycarboxylic acid include aliphatic polycarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid and dodecandicarboxylic acid; aromatic polycarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid and naphthalenedicarboxylic acid; and the fat. Examples thereof include anhydrides or ester-forming derivatives of group polycarboxylic acids and aromatic polycarboxylic acids.

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の反応物;ホスゲンとビスフェノールA等との反応物などが挙げられる。 Examples of the polycarbonate polyol include a reaction product of a carbonic acid ester and a polyol; a reaction product of phosgene and bisphenol A and the like.

前記炭酸エステルとしては、例えば、メチルカーボネート、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ート等が挙げられる。 Examples of the carbonic acid ester include methyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl carbonate, diethyl carbonate, cyclocarbonate, diphenyl carbonate and the like.

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、上記低分子量ポリオールとして例示したポリオール;ポリエーテルポリオール(ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等)、ポリエステルポリオール(ポリヘキサメチレンアジペート等)等の高分子量ポリオール(重量平均分子量500以上5,000以下)などが挙げられる。 Examples of the polyol capable of reacting with the carbonic acid ester include the polyol exemplified as the low molecular weight polyol; the high molecular weight polyol (weight) such as a polyether polyol (polyethylene glycol, polypropylene glycol, etc.) and a polyester polyol (polyhexamethylene adipate, etc.). The average molecular weight is 500 or more and 5,000 or less).

前記ポリオレフィンポリオールとしては、例えば、ポリイソブテンポリオール、水素添加(水添)ポリブタジエンポリオール、水素添加(水添)ポリイソプレンポリオール等が挙げられる。 Examples of the polyolefin polyol include polyisobutene polyols, hydrogenated (hydrogenated) polybutadiene polyols, hydrogenated (hydrogenated) polyisoprene polyols, and the like.

前記ポリオール(a1−1)に含まれるポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール及びポリオレフィンポリオールの合計の含有率は、前記ポリオール(a1−1)中、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上であり、好ましくは100質量%以下である。 The total content of the polyether polyol, the polyester polyol, the polycarbonate polyol, and the polyolefin polyol contained in the polyol (a1-1) is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass, in the polyol (a1-1). % Or more, preferably 100% by mass or less.

また、前記ポリオール(a1−1)としては、前記ウレタン樹脂(A)に良好な水分散安定性を付与する観点から、さらに、親水性基を有するポリオールを組み合わせて使用することが好ましい。 Further, as the polyol (a1-1), it is preferable to use a polyol having a hydrophilic group in combination from the viewpoint of imparting good water dispersion stability to the urethane resin (A).

前記親水性基を有するポリオールとしては、例えば、上記ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール及びポリオレフィンポリオール以外のポリオールを用いることができ、具体的には、アニオン性基を有するポリオール、カチオン性基を有するポリオール、及び、ノニオン性基を有するポリオールを使用することができる。これらの中でも、アニオン性基を有するポリオール又はカチオン性基を有するポリオールを使用することが好ましい。 As the polyol having a hydrophilic group, for example, a polyol other than the above-mentioned polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol and polyolefin polyol can be used, and specifically, a polyol having an anionic group and a cationic group can be used. Polyol having and a polyol having a nonionic group can be used. Among these, it is preferable to use a polyol having an anionic group or a polyol having a cationic group.

前記アニオン性基を有するポリオールとしては、例えば、カルボキシ基を有するポリオール及びスルホン酸基を有するポリオール等が挙げられる。 Examples of the polyol having an anionic group include a polyol having a carboxy group and a polyol having a sulfonic acid group.

前記カルボキシ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ヒドロキシ酸;及び前記カルボキシ基を有するポリオールと前記ポリカルボン酸との反応物などが挙げられる。前記ヒドロキシ酸としては、2,2−ジメチロールプロピオン酸が好ましい。 Examples of the polyol having a carboxy group include hydroxy acids such as 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid, and 2,2-dimethylolvaleric acid; Examples thereof include a reaction product of a polyol having a carboxy group and the polycarboxylic acid. As the hydroxy acid, 2,2-dimethylolpropionic acid is preferable.

前記ポリオール(a1−1)にカルボキシ基を有するポリオールが含まれる場合、その含有量は、ポリオール(a1−1)の合計100質量部中、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上であり、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。 When the polyol (a1-1) contains a polyol having a carboxy group, the content thereof is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the total of the polyol (a1-1). It is preferably 20 parts by mass or less, and more preferably 10 parts by mass or less.

前記スルホン酸基を有するポリオールとしては、例えば、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ジカルボン酸;前記ジカルボン酸の塩と、前記芳香族構造含有ポリオールとを反応させて得られるポリエステルポリオールなどが挙げられる。 Examples of the polyol having a sulfonic acid group include a dicarboxylic acid having a sulfonic acid group such as 5-sulfoisophthalic acid, sulfoterephthalic acid, 4-sulfophthalic acid, and 5- (4-sulfophenoxy) isophthalic acid; the dicarboxylic acid. Examples thereof include a polyester polyol obtained by reacting the salt of the above with the aromatic structure-containing polyol.

前記カルボキシ基を有するポリオールやスルホン酸基を有するポリオールを使用する場合、前記ウレタン樹脂(A)の酸価は、好ましくは2mgKOH/g以上70mgKOH/g以下、より好ましくは10mgKOH/g以上50mgKOH/g以下である。
本発明でいう酸価は、前記ウレタン樹脂(A)の製造に使用したカルボキシ基やスルホン酸基を有するポリオール等の酸基含有化合物の使用量に基づいて、前記ウレタン樹脂(A)1gを中和するのに必要な水酸化カリウムのmg数として算出した理論値である。
When the polyol having a carboxy group or the polyol having a sulfonic acid group is used, the acid value of the urethane resin (A) is preferably 2 mgKOH / g or more and 70 mgKOH / g or less, more preferably 10 mgKOH / g or more and 50 mgKOH / g. It is as follows.
The acid value referred to in the present invention is based on the amount of an acid group-containing compound such as a polyol having a carboxy group or a sulfonic acid group used in the production of the urethane resin (A), and 1 g of the urethane resin (A) is added. It is a theoretical value calculated as the number of mg of potassium hydroxide required for summing.

良好な水分散性を発現する観点から、前記アニオン性基の一部又は全部は、塩基性化合物等によって中和されていることが好ましい。 From the viewpoint of exhibiting good water dispersibility, it is preferable that a part or all of the anionic group is neutralized with a basic compound or the like.

前記アニオン性基を中和する際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、モルホリン、モノエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン等の有機アミン;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等を含む金属水酸化物などが挙げられる。ウレタン樹脂組成物の水分散安定性を向上させる観点から、前記塩基性化合物とアニオン性基とのモル比(塩基性基/アニオン性基)は、好ましくは0.5以上3.0以下、より好ましくは0.8以上2.0以下である。 Examples of the basic compound that can be used to neutralize the anionic group include organic amines such as ammonia, triethylamine, morpholine, monoethanolamine, and diethylethanolamine; sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide. And the like, including metal hydroxides and the like. From the viewpoint of improving the water dispersion stability of the urethane resin composition, the molar ratio (basic group / anionic group) of the basic compound to the anionic group is preferably 0.5 or more and 3.0 or less. It is preferably 0.8 or more and 2.0 or less.

前記カチオン性基を有するポリオールとしては、N−メチル−ジエタノールアミン;1分子中にエポキシを2個有する化合物と2級アミンとを反応させて得られるポリオール等の3級アミノ基を有するポリオールなどが挙げられる。 Examples of the polyol having a cationic group include N-methyl-diethanolamine; a polyol having a tertiary amino group such as a polyol obtained by reacting a compound having two epoxies in one molecule with a secondary amine. Be done.

前記カチオン性基としての3級アミノ基は、その一部又は全部が、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸等のカルボン酸;酒石酸等のヒドロキシ酸;リン酸などの酸性化合物で中和されていることが好ましい。 Part or all of the tertiary amino group as the cationic group is a carboxylic acid such as formic acid, acetic acid, propionic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid; a hydroxy acid such as tartaric acid; an acidic acid such as phosphoric acid. It is preferably neutralized with a compound.

前記カチオン性基としての3級アミノ基は、その一部又は全部が4級化されているものであることが好ましい。前記4級化剤としては、例えば、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、メチルクロリド、エチルクロリド等が挙げられる。これらの中でもジメチル硫酸を使用することが好ましい。 It is preferable that a part or all of the tertiary amino group as the cationic group is quaternized. Examples of the quaternizing agent include dimethyl sulfate, diethyl sulfate, methyl chloride, ethyl chloride and the like. Among these, it is preferable to use dimethyl sulfate.

前記カチオン性基を有するポリオールを用いる場合、前記ウレタン樹脂(A)のアミン価は、好ましくは2mgKOH/g以上50mgKOH/g以下、より好ましくは5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下である。なお本発明で言うアミン価は、前記ウレタン樹脂(A)の製造に使用した3級アミノ基を有するポリオール等の3級アミノ基含有化合物の使用量に基づいて、ウレタン樹脂(A)1gを中和するのに必要な塩化水素のモル数(mmol)及び水酸化カリウムの式量(56.1g/mol)の積として算出した理論値である。 When the polyol having a cationic group is used, the amine value of the urethane resin (A) is preferably 2 mgKOH / g or more and 50 mgKOH / g or less, and more preferably 5 mgKOH / g or more and 30 mgKOH / g or less. The amine value referred to in the present invention is 1 g of the urethane resin (A) based on the amount of the tertiary amino group-containing compound such as the polyol having the tertiary amino group used in the production of the urethane resin (A). It is a theoretical value calculated as a product of the number of moles of hydrogen chloride (mmol) required for summing and the formula amount of potassium hydroxide (56.1 g / mol).

前記ノニオン性基を有するポリオールとしては、ポリオキシエチレン構造を有するポリオール等が挙げられる。 Examples of the polyol having a nonionic group include a polyol having a polyoxyethylene structure.

前記親水性基を有するポリオールの含有率は、前記ポリオール(a1−1)の合計100質量%中、好ましくは0.3質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上であり、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下である。 The content of the polyol having a hydrophilic group is preferably 0.3% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, still more preferably 5% by mass or more, based on 100% by mass of the total of the polyol (a1-1). It is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and further preferably 10% by mass or less.

前記ポリオール(a1−1)としては、上記ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール及び親水性基を有するポリオールの他に、必要に応じてその他のポリオールを使用してもよい。 As the polyol (a1-1), in addition to the above-mentioned polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, polyolefin polyol, and polyol having a hydrophilic group, other polyols may be used if necessary.

前記その他の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、1,2−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等の比較的低分子量(例えば、分子量50以上300以下)のポリオールが挙げられる。 Examples of the other polyol include ethylene glycol, diethylene glycol, 1,2-propylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, and 1,4-butanediol. , 1,5-Pentanediol, 3-Methyl-1,5-Pentanediol, 1,4-Cyclohexanediol, 1,6-Hexanediol, Cyclohexanedimethanol and the like with relatively low molecular weight (for example, molecular weight of 50 or more and 300 or less). ) Polyol.

前記ポリオール(a1−1)と反応しうるポリイソシアネート(a1−2)としては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、クルードジフェニルメタンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、トリエンジイソシアネート、ナフタレ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芳香族ポリイソシアネート;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等の脂肪族ポリイソシアネート;シクロヘキサンジイソシアネート、水添キシリレ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等の脂環式構造含有ポリイソシアネートなどが挙げられる。 As the polyisocyanate (a1-2) capable of reacting with the polyol (a1-1), one kind or two or more kinds can be used, for example, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate. , Carbodiimide-modified diphenylmethane diisocyanate, crude diphenylmethane diisocyanate, phenylenediisocyanate, trienediisocyanate, naphthalenediocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate and other aromatic polyisocyanates; hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate and other aliphatic polyisocyanates; cyclohexanediisocyanate , Hydroisocyanate containing an alicyclic structure such as hydrogenated xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and dicyclohexylmethane diisocyanate.

前記イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a1)は、例えば、無溶剤下又は有機溶剤の存在下で、前記ポリオール(a1−1)と前記ポリイソシアネート(a1−2)とを反応させることによって製造することができる。必要に応じて、さらに、後述する鎖伸長剤を付加する鎖伸長反応を行ってもよい。 The urethane prepolymer (a1) having an isocyanate group is produced, for example, by reacting the polyol (a1-1) with the polyisocyanate (a1-2) in the absence of a solvent or in the presence of an organic solvent. be able to. If necessary, a chain extension reaction may be further carried out by adding a chain extender described later.

前記ポリオール(a1−1)が有する水酸基に対する、前記ポリイソシアネート(a1−2)が有するイソシアネート基の当量割合[イソシアネート基/水酸基]は、モル基準で、0.9以上3以下であることが好ましく、0.95以上2以下であることがより好ましい。 The equivalent ratio [isocyanate group / hydroxyl group] of the isocyanate group of the polyisocyanate (a1-2) to the hydroxyl group of the polyol (a1-1) is preferably 0.9 or more and 3 or less on a molar basis. , 0.95 or more and 2 or less is more preferable.

前記ポリオール(a1−1)と前記ポリイソシアネート(a1−2)との反応温度は、通常50℃以上150℃以下であることが好ましい。 The reaction temperature of the polyol (a1-1) and the polyisocyanate (a1-2) is usually preferably 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower.

前記反応によって得られるウレタンプレポリマー(a1)のイソシアネート基当量は、耐久性に優れた塗膜を形成できることから、好ましくは3,500g/eq.以上100,000g/eq.以下、より好ましくは10,000g/eq.以上60,000g/eq.以下である。 The isocyanate group equivalent of the urethane prepolymer (a1) obtained by the above reaction is preferably 3,500 g / eq. More than 100,000 g / eq. Hereinafter, more preferably 10,000 g / eq. More than 60,000 g / eq. It is as follows.

前記ウレタンプレポリマー(a1)を製造する際に使用可能な有機溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル溶剤;アセトニトリル等のニトリル溶剤;ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミド溶剤などが挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。 Examples of the organic solvent that can be used in producing the urethane prepolymer (a1) include ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane; acetate solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; acetonitrile and the like. Nitrile solvent; amide solvent such as dimethylformamide and N-methylpyrrolidone can be mentioned. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more.

安全性や環境に対する負荷低減を図るため、前記ウレタン樹脂(A)の製造途中又は製造後に、減圧留去などによって前記有機溶剤の一部又は全部を除去してもよい。 In order to reduce the burden on safety and the environment, a part or all of the organic solvent may be removed during or after the production of the urethane resin (A) by distillation under reduced pressure or the like.

前記一般式(1)で表される基を有する化合物(s1)としては、例えば、γ−(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、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン等のアミノ基含有アルコキシシラン化合物;γ−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン等の水酸基含有アルコキシシラン化合物;γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のメルカプト基含有アルコキシシラン化合物などが挙げられる。 Examples of the compound (s1) having a group represented by the general formula (1) include γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane and γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane. Amine group-containing alkoxysilane compounds such as γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane; γ-hydroxypropyltrimethoxysilane, γ Examples thereof include hydroxyl group-containing alkoxysilane compounds such as −hydroxypropyltriethoxysilane; and mercapto group-containing alkoxysilane compounds such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane.

前記イソシアネート基を有しないウレタンプレポリマー(a2)としては、例えば、前記ポリオール(a1−1)が有する水酸基が、前記ポリイソシアネート(a1−2)が有するイソシアネート基の当量割合[イソシアネート基/水酸基]に対して過剰の設計で反応し、水酸基が残存したウレタンプレポリマーや、前記ウレタンプレポリマー(a1)と、鎖伸長剤を付加して得られるウレタンプレポリマー等が挙げられ、前記鎖伸長剤としては、ポリアミン、ヒドラジン化合物、その他活性水素原子含有化合物等を使用することができる。 As the urethane prepolymer (a2) having no isocyanate group, for example, the hydroxyl group of the polyol (a1-1) is the equivalent ratio of the isocyanate group of the polyisocyanate (a1-2) [isocyanate group / hydroxyl group]. Examples of the urethane prepolymer obtained by reacting with an excessive design and having a hydroxyl group remaining, the urethane prepolymer (a1), and a urethane prepolymer obtained by adding a chain extender can be mentioned as the chain extender. Can use polyamines, hydrazine compounds, other active hydrogen atom-containing compounds and the like.

前記ポリアミンとしては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、エチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、イソホロンジアミン、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン等のジアミン;N−ヒドロキシメチルアミノエチルアミン、N−ヒドロキシエチルアミノエチルアミン、N−ヒドロキシプロピルアミノプロピルアミン、N−エチルアミノエチルアミン、N−メチルアミノプロピルアミン;ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン等が挙げられる。 As the polyamine, one kind or two or more kinds can be used, for example, ethylenediamine, 1,2-propanediamine, 1,6-hexamethylenediamine, piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, isophoronediamine, 4, Diamines such as 4'-dicyclohexylmethanediamine, 3,3'-dimethyl-4,4'-dicyclohexylmethanediamine, 1,4-cyclohexanediamine; N-hydroxymethylaminoethylamine, N-hydroxyethylaminoethylamine, N-hydroxy Propylaminopropylamine, N-ethylaminoethylamine, N-methylaminopropylamine; diethylenetriamine, dipropylenetriamine, triethylenetetramine and the like can be mentioned.

前記ヒドラジン化合物としては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、ヒドラジン、N,N’−ジメチルヒドラジン、1,6−ヘキサメチレンビスヒドラジン;コハク酸ジヒドラジッド、アジピン酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド;β−セミカルバジドプロピオン酸ヒドラジド等が挙げられる。 As the hydrazine compound, one kind or two or more kinds can be used, for example, hydrazine, N, N'-dimethylhydrazine, 1,6-hexamethylenebishydrazine; dihydrazide succinate, dihydrazide adipic acid, dihydrazide glutarate. , Sebasic acid dihydrazide, isophthalic acid dihydrazide; β-semicarbazide propionate hydrazide and the like.

前記その他活性水素含有化合物としては、1種又は2種以上を用いることができ、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、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、サッカロース、メチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等のグリコール;ビスフェノールA、4,4’−ジヒドロキシジフェニル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、水素添加ビスフェノールA、ハイドロキノン等のフェノール、及び水等が挙げられ、本発明の水性樹脂組成物の保存安定性が低下しない範囲内で用いることもできる。 As the other active hydrogen-containing compound, one kind or two or more kinds can be used, and for example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1 , 4-Butanediol, hexamethylene glycol, saccharose, methylene glycol, glycerin, sorbitol and other glycols; bisphenol A, 4,4'-dihydroxydiphenyl, 4,4'-dihydroxydiphenyl ether, 4,4'-dihydroxydiphenylsulfone, Examples thereof include hydrogenated bisphenol A, phenols such as hydroquinone, water and the like, and they can also be used within a range in which the storage stability of the aqueous resin composition of the present invention is not deteriorated.

前記シランカップリング剤(s2)としては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等のエポキシ基含有アルコキシシラン化合物;γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルエチルジメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルエチルジエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリクロロシラン等のイソシアネート基含有アルコキシシラン化合物;γ−(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、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン等のアミノ基含有アルコキシシラン化合物;γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等の(メタ)アクリロイル基含有アルコキシシラン化合物;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル基含有アルコキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、p−スチリルトリエトキシシラン等のスチリル基含有アルコキシシランなどが挙げられる。 As the silane coupling agent (s2), one kind or two or more kinds can be used, for example, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxy. Contains epoxy groups such as propylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane Alkoxysilane compounds; γ-isocyanuppropyltrimethoxysilane, γ-isocyanuppropyltriethoxysilane, γ-isocyanuppropylmethyldimethoxysilane, γ-isocyanuppropylmethyldiethoxysilane, γ-isocyanaboethyldimethoxysilane, γ-isocyanuppropylethyl Isocyanate group-containing alkoxysilane compounds such as diethoxysilane and γ-isocyanoxide propyltrichlorosilane; γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ-amino Amino group-containing alkoxysilane compounds such as propyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane; γ- (meth) acryloxipropyltrimethoxysilane, (Meta) acryloyl group-containing alkoxysilane compounds such as γ- (meth) acryloxylpropyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxipropylmethyldimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane; vinyltri Examples thereof include vinyl group-containing alkoxysilanes such as methoxysilane and vinyltriethoxysilane, and styryl group-containing alkoxysilanes such as p-styryltrimethoxysilane and p-styryltriethoxysilane.

前記ウレタン樹脂(A)は、耐薬品性に優れた塗膜を形成できることから脂環式構造を有するものであることが好ましい。 The urethane resin (A) preferably has an alicyclic structure because it can form a coating film having excellent chemical resistance.

前記脂環式構造に含まれる環としては、例えば、シクロブチル環、シクロペンチル環、シクロヘキシル環、シクロヘプチル環、シクロオクチル環、プロピルシクロヘキシル環等の単環;トリシクロ[5.2.1.0.2.6]デシル環、ビシクロ[4.3.0]−ノニル環、トリシクロ[5.3.1.1]ドデシル環、プロピルトリシクロ[5.3.1.1]ドデシル環、ノルボルニル環、イソボルニル環、ジシクロペンタニル環、アダマンチル環等の架橋環などが挙げられる。これらの中でも、単環構造が好ましく、シクロヘキシル環構造が好ましい。 Examples of the ring contained in the alicyclic structure include monocycles such as cyclobutyl ring, cyclopentyl ring, cyclohexyl ring, cycloheptyl ring, cyclooctyl ring, and propylcyclohexyl ring; tricyclo [5.2.1.0.2. .6] Decyl ring, bicyclo [4.3.0] -nonyl ring, tricyclo [5.3.1.1] dodecyl ring, propyltricyclo [5.3.1.1] dodecyl ring, norbornyl ring, isobornyl Examples thereof include a ring, a crosslinked ring such as a dicyclopentanyl ring and an adamantyl ring. Among these, a monocyclic structure is preferable, and a cyclohexyl ring structure is preferable.

前記脂環式構造は、ウレタンプレポリマー(a1)又はウレタンプレポリマー(a2)を形成する成分として、前記脂環式構造含有ポリオール及び/又は前記脂環式構造含有ポリイソシアネート(以下、脂環式構造含有ポリオール及び脂環式構造含有ポリイソシアネートを「脂環式構造含有化合物」と総称する場合がある。)を用いることで導入することができ、前記脂環式構造含有ポリイソシアネートを用いることで導入されたものであることが好ましい。 In the alicyclic structure, as a component forming the urethane prepolymer (a1) or the urethane prepolymer (a2), the alicyclic structure-containing polyol and / or the alicyclic structure-containing polyisocyanate (hereinafter, alicyclic structure) The structure-containing polyol and the alicyclic structure-containing polyisocyanate may be collectively referred to as "alicyclic structure-containing compound"), and by using the alicyclic structure-containing polyisocyanate. It is preferably the one that has been introduced.

前記脂環式構造の含有量は、耐薬品性に優れた塗膜を形成する観点から、前記ウレタン樹脂(A)全体中、好ましくは10mmol/kg以上6,000mmol/kg以下、より好ましくは10mmol/kg以上5,000mmol/kg以下、さらに好ましくは1,000mmol/kg以上3,000mmol/kg以下である。
本発明でいう脂環式構造の含有量は、前記ウレタン樹脂(A)の製造に使用するポリオール(a1−1)及びポリイソシアネート(a1−2)の合計質量と、前記ウレタン樹脂(A)の製造に使用する脂環式構造含有化合物が有する脂環式構造の物質量に基づいて算出した値である。
The content of the alicyclic structure is preferably 10 mmol / kg or more and 6,000 mmol / kg or less, more preferably 10 mmol, in the entire urethane resin (A) from the viewpoint of forming a coating film having excellent chemical resistance. It is / kg or more and 5,000 mmol / kg or less, more preferably 1,000 mmol / kg or more and 3,000 mmol / kg or less.
The content of the alicyclic structure referred to in the present invention is the total mass of the polyol (a1-1) and the polyisocyanate (a1-2) used for producing the urethane resin (A) and the urethane resin (A). It is a value calculated based on the amount of substance of the alicyclic structure contained in the alicyclic structure-containing compound used for production.

前記ウレタン樹脂(A)が有する前記一般式(1)で表される基の含有率は、親水持続性、耐薬品性及び基材密着を向上する観点から、前記ウレタン樹脂(A)中、好ましくは5mmol/kg以上、より好ましくは10mmol/kg以上、さらに好ましくは50mmol/kg以上、よりいっそう好ましくは100mmol/kg以上であり、好ましくは500mmol/kg以下、より好ましくは300mmol/kg以下、さらに好ましくは200mmol/kg以下である。 The content of the group represented by the general formula (1) contained in the urethane resin (A) is preferably in the urethane resin (A) from the viewpoint of improving hydrophilicity persistence, chemical resistance and substrate adhesion. Is 5 mmol / kg or more, more preferably 10 mmol / kg or more, still more preferably 50 mmol / kg or more, even more preferably 100 mmol / kg or more, preferably 500 mmol / kg or less, more preferably 300 mmol / kg or less, still more preferably. Is 200 mmol / kg or less.

本発明の水性樹脂組成物において、ウレタン樹脂(A)の含有率は、水性樹脂組成物の不揮発分100質量%中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは65質量%以上であり、好ましくは95質量%以下、より好ましくは85質量%以下、さらに好ましくは80質量%以下である。
なお本明細書において、「水性樹脂組成物の不揮発分」とは、水性樹脂組成物の全量から水性媒体(C)の含有量を除いた量のことをいう。
In the aqueous resin composition of the present invention, the content of the urethane resin (A) is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, still more preferably 65, based on 100% by mass of the non-volatile content of the aqueous resin composition. It is 5% by mass or more, preferably 95% by mass or less, more preferably 85% by mass or less, and further preferably 80% by mass or less.
In the present specification, the "nonvolatile content of the aqueous resin composition" means an amount obtained by subtracting the content of the aqueous medium (C) from the total amount of the aqueous resin composition.

前記一般式(1)で表される基を有する親水性アクリル重合体(B)(以下、「親水性アクリル重合体(B)」という場合がある。)は、アミド基を有するアクリルモノマー(b1−1)(以下、「アクリルモノマー(b1−1)」と称する場合がある。)に由来する単位と、オキシエチレン基を有するアクリルモノマー(b1−2)(以下、「アクリルモノマー(b1−2)」と称する場合がある。)に由来する単位と、前記一般式(1)で表される基を有するアクリルモノマー(b1−3)(以下、「アクリルモノマー(b1−3)」と称する場合がある。)に由来する単位とを含むものであることが好ましい。
本明細書において、各モノマーに由来する単位とは、各モノマーが重合するにより形成する基を意味するものとする。
The hydrophilic acrylic polymer (B) having a group represented by the general formula (1) (hereinafter, may be referred to as “hydrophilic acrylic polymer (B)”) is an acrylic monomer (b1) having an amide group. -1) (hereinafter, may be referred to as "acrylic monomer (b1-1)") and an acrylic monomer (b1-2) having an oxyethylene group (hereinafter, "acrylic monomer (b1-2)" ) ”) And an acrylic monomer (b1-3) having a group represented by the general formula (1) (hereinafter, referred to as“ acrylic monomer (b1-3) ”. It is preferable that the unit contains a unit derived from).
In the present specification, the unit derived from each monomer means a group formed by polymerization of each monomer.

前記親水性アクリル重合体(B)の「親水性」とは、水との間に親和性を示すことを意味するものであり、前記親水性アクリル重合体(B)の100gの水(20℃)への溶解度は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上である。 The "hydrophilicity" of the hydrophilic acrylic polymer (B) means that it exhibits an affinity with water, and 100 g of water (20 ° C.) of the hydrophilic acrylic polymer (B). ) Is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and further preferably 20% by mass or more.

前記アミド基を有するアクリルモノマー(b1−1)としては、下記一般式(2)で表される化合物を用いることができる。 As the acrylic monomer (b1-1) having an amide group, a compound represented by the following general formula (2) can be used.

Figure 0006886585
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[一般式(2)中、R3は、水素原子又は炭素原子数1以上3以下のアルキル基を表す。R4は、炭素原子数1以上3以下のアルキル基、−(CH23−N(CH32又は−(CH23−N(CH32の塩化メチル塩を表す。] [In the general formula (2), R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 or more and 3 or less carbon atoms. R 4 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms and a methyl chloride salt of − (CH 2 ) 3- N (CH 3 ) 2 or − (CH 2 ) 3 −N (CH 3 ) 2. ]

前記一般式(2)で表される化合物としては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メトキシエチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドの塩化メチル塩、N−イソプロピルアクリルアミド等が挙げられる。 As the compound represented by the general formula (2), one kind or two or more kinds can be used, for example, N-hydroxyethylacrylamide, N-methylolacrylamide, N-methoxyethylacrylamide, N, N-dimethyl. Examples thereof include acrylamide, N, N-diethylacrylamide, N, N-dimethylaminopropylacrylamide, N, N-dimethylaminopropylacrylamide, methyl chloride salt of N, N-dimethylaminopropylacrylamide, N-isopropylacrylamide and the like.

また、前記アミド基を有するアクリルモノマー(b1−1)としては、例えば、下記一般式(3)で表される化合物を用いることができる。 Further, as the acrylic monomer (b1-1) having an amide group, for example, a compound represented by the following general formula (3) can be used.

Figure 0006886585
[一般式(3)中、R5及びR6は、互いに独立に、炭素原子数1以上3以下のアルキレン基を表す。]
Figure 0006886585
[In the general formula (3), R 5 and R 6 represent alkylene groups having 1 or more and 3 or less carbon atoms independently of each other. ]

前記一般式(3)で表される化合物としては、例えば、N−アクリロイルモルホリン等が挙げられる。 Examples of the compound represented by the general formula (3) include N-acryloyl morpholine and the like.

前記オキシエチレン基を有するアクリルモノマー(b1−2)としては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコール共重合(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコール共重合(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールポリテトラメチレングリコール共重合(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールポリテトラメチレングリコール共重合(メタ)アクリレート等が挙げられる。 As the acrylic monomer (b1-2) having an oxyethylene group, one kind or two or more kinds can be used, and for example, polyethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, and polyethylene glycol polypropylene glycol can be used together. Polymerized (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol polypropylene glycol copolymerized (meth) acrylate, polyethylene glycol polytetramethylene glycol copolymerized (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol polytetramethylene glycol copolymerized (meth) acrylate and the like can be mentioned.

前記一般式(1)で表される基を有するアクリルモノマー(b1−3)としては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル基含有アルコキシシラン化合物;p−スチリルトリメトキシシラン、p−スチリルトリエトキシシラン等のスチリル基含有アルコキシシラン化合物;γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等の(メタ)アクリロイル基含有アルコキシシラン化合物などが挙げられる。 As the acrylic monomer (b1-3) having a group represented by the general formula (1), one kind or two or more kinds can be used, for example, a vinyl group such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane. Containing alkoxysilane compound; styryl group-containing alkoxysilane compound such as p-styryltrimethoxysilane and p-styryltriethoxysilane; γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane , (Meta) acryloyl group-containing alkoxysilane compounds such as γ- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane and γ- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane.

前記アクリルモノマー(b1−1)、(b1−2)及び(b1−3)に由来する単位の合計含有率は、前記親水性アクリル共重合体(B)100質量%中、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。 The total content of the units derived from the acrylic monomers (b1-1), (b1-2) and (b1-3) is preferably 70% by mass based on 100% by mass of the hydrophilic acrylic copolymer (B). As mentioned above, it is more preferably 80% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more.

前記アミド基を有するアクリルモノマー(b1−1)に由来する単位とオキシエチレン基を有するアクリルモノマー(b1−2)に由来する単位との比率((b1−1)/(b1−2))は、親水性と親水持続性とを高いレベルで維持する観点から、モル基準で、好ましくは99/1以上50/50以下、より一層優れた親水持続性を得る観点から、より好ましくは90/10以上70/30以下である。 The ratio ((b1-1) / (b1-2)) of the unit derived from the acrylic monomer (b1-1) having an amide group to the unit derived from the acrylic monomer (b1-2) having an oxyethylene group is From the viewpoint of maintaining hydrophilicity and hydrophilicity persistence at a high level, it is preferably 99/1 or more and 50/50 or less on a molar basis, and more preferably 90/10 from the viewpoint of obtaining even better hydrophilicity persistence. More than 70/30 or less.

前記一般式(1)で表される基を有するアクリルモノマー(b1−3)に由来する単位の含有量は、前記アミド基を有するアクリルモノマー(b1−1)に由来する単位及びオキシエチレン基を有するアクリルモノマー(b1−2)に由来する単位の合計100モルに対して、好ましくは0.1モル以上、より好ましくは0.3モル以上、さらに好ましくは0.5モル以上であり、好ましくは20モル以下、より好ましくは15モル以下、さらに好ましくは10モル以下である。 The content of the unit derived from the acrylic monomer (b1-3) having a group represented by the general formula (1) is the unit derived from the acrylic monomer (b1-1) having an amide group and the oxyethylene group. It is preferably 0.1 mol or more, more preferably 0.3 mol or more, still more preferably 0.5 mol or more, and preferably 0.5 mol or more, based on a total of 100 mol of the units derived from the acrylic monomer (b1-2) having. It is 20 mol or less, more preferably 15 mol or less, still more preferably 10 mol or less.

また、前記オキシエチレン基を有するアクリルモノマー(b1−2)におけるオキシエチレン基の平均付加モル数は、親水持続性の点から、好ましくは5以上13モル以下、より好ましくは8以上10モル以下である。 The average number of moles of oxyethylene groups added to the acrylic monomer (b1-2) having an oxyethylene group is preferably 5 or more and 13 mol or less, and more preferably 8 or more and 10 mol or less from the viewpoint of hydrophilicity persistence. is there.

前記親水性アクリル重合体(B)は、必要に応じて、前記アクリルモノマー(b1−1)、(b1−2)及び(b1−3)に由来する単位以外に、その他のアクリルモノマー(b1−4)に由来する単位を含んでいてもよい。 The hydrophilic acrylic polymer (B) may contain other acrylic monomers (b1-) in addition to the units derived from the acrylic monomers (b1-1), (b1-2) and (b1-3), if necessary. It may contain a unit derived from 4).

前記その他のアクリルモノマーとしては、スルホン酸基を有するアクリルモノマー、カルボキシ基を有するアクリルモノマー、水酸基を有するアクリルモノマー、4級アンモニウム基を有するアクリルモノマー、アミノ基を有するアクリルモノマー、シアノ基を有するアクリルモノマー、イミド基を有するアクリルモノマー、メトキシ基を有するアクリルモノマー、その他のラジカル重合性モノマー等が挙げられる。 Examples of the other acrylic monomer include an acrylic monomer having a sulfonic acid group, an acrylic monomer having a carboxy group, an acrylic monomer having a hydroxyl group, an acrylic monomer having a quaternary ammonium group, an acrylic monomer having an amino group, and an acrylic having a cyano group. Examples thereof include a monomer, an acrylic monomer having an imide group, an acrylic monomer having a methoxy group, and other radically polymerizable monomers.

前記スルホン酸基を有するアクリルモノマーとしては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、スルホプロピル(メタ)アクリレートナトリウム、2−スルホエチル(メタ)アクリレートナトリウム、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。 As the acrylic monomer having a sulfonic acid group, one kind or two or more kinds can be used, for example, sulfopropyl (meth) acrylate sodium, 2-sulfoethyl (meth) acrylate sodium, 2- (meth) acrylamide-2. -Sodium methylpropane sulfonate and the like can be mentioned.

前記カルボキシ基を有するアクリルモノマーとしては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、(メタ)アクリル酸、プロピル(メタ)アクリル酸、イソプロピル(メタ)アクリル酸、クロトン酸、フマル酸等が挙げられる。 As the acrylic monomer having a carboxy group, one kind or two or more kinds can be used, for example, (meth) acrylic acid, propyl (meth) acrylic acid, isopropyl (meth) acrylic acid, crotonic acid, fumaric acid and the like. Can be mentioned.

前記水酸基を有するアクリルモノマーとしては、1種又は2種以上を用いることができ、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、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 As the acrylic monomer having a hydroxyl group, one type or two or more types can be used, for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, and the like. Examples thereof include 4-hydroxybutyl (meth) acrylate and glycerol mono (meth) acrylate.

前記4級アンモニウム基を有するアクリルモノマーとしては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、テトラブチルアンモニウム(メタ)アクリレート、トリメチルベンジルアンモニウム(メタ)アクリレート等が挙げられる。 As the acrylic monomer having a quaternary ammonium group, one kind or two or more kinds can be used, and examples thereof include tetrabutylammonium (meth) acrylate and trimethylbenzylammonium (meth) acrylate.

前記アミノ基を有するアクリルモノマーとしては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−tert−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド等が挙げられる。 As the acrylic monomer having an amino group, one kind or two or more kinds can be used, for example, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, N-tert-butylaminoethyl (meth) acrylate. , (Meta) acryloxyethyltrimethylammonium chloride and the like.

前記シアノ基を有するアクリルモノマーとしては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、(メタ)アクリロニトリル、シアノメチル(メタ)アクリレート、2−シアノエチル(メタ)アクリレート、シアノプロピル(メタ)アクリレート、1−シアノメチルエチル(メタ)アクリレート、2−シアノプロピル(メタ)アクリレート、1−シアノシクロプロピル(メタ)アクリレート、1−シアノシクロヘプチル(メタ)アクリレート、1、1−ジシアノエチル(メタ)アクリレート、2−シアノフェニル(メタ)アクリレート、3−シアノフェニル(メタ)アクリレート、4−シアノフェニル(メタ)アクリレート、3−シアノベンジル(メタ)アクリレート、4−シアノベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 As the acrylic monomer having a cyano group, one kind or two or more kinds can be used, for example, (meth) acrylonitrile, cyanomethyl (meth) acrylate, 2-cyanoethyl (meth) acrylate, cyanopropyl (meth) acrylate, and the like. 1-Cyanomethylethyl (meth) acrylate, 2-cyanopropyl (meth) acrylate, 1-cyanocyclopropyl (meth) acrylate, 1-cyanocycloheptyl (meth) acrylate, 1,1-dicyanoethyl (meth) acrylate, Examples thereof include 2-cyanophenyl (meth) acrylate, 3-cyanophenyl (meth) acrylate, 4-cyanophenyl (meth) acrylate, 3-cyanobenzyl (meth) acrylate, and 4-cyanobenzyl (meth) acrylate.

前記イミド基を有するアクリルモノマーとしては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、(メタ)アクリルイミド、N−メチロールマレイミド、N−ヒドロキシエチルマレイミド、N−グリシジルマレイミド、N−4−クロロメチルフェニルマレイミド、N−アセトキシエチルマレイミド等が挙げられる。 As the acrylic monomer having an imide group, one kind or two or more kinds can be used, and for example, (meth) acrylicimide, N-methylolmaleimide, N-hydroxyethylmaleimide, N-glycidylmaleimide, N-4- Examples thereof include chloromethylphenylmaleimide and N-acetoxyethylmaleimide.

前記メトキシ基を有するアクリルモノマーとしては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート)、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メトキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 As the acrylic monomer having a methoxy group, one kind or two or more kinds can be used, for example, 3-methoxybutyl (meth) acrylate), 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 3-methoxypropyl (meth). Examples thereof include acrylate and 2-methoxybutyl (meth) acrylate.

前記ラジカル重合性モノマーとしては、1種又は2種以上を用いることができ、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、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2−エチルブチル(メタ)アクリレート、n−ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、3−メチルブチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、ネオペンチル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート等の脂肪族(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等の脂環式(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート等の芳香族(メタ)アクリレート;スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル等のビニル化合物などが挙げられる。 As the radically polymerizable monomer, one kind or two or more kinds can be used, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth). Acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, 2-ethylbutyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) Acrylate, n-octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, 3-methylbutyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, stearyl ( Aliphatic (meth) acrylates such as meta) acrylate, isostearyl (meth) acrylate, neopentyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, isoamyl (meth) acrylate; isobornyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, tetrahydro Alicyclic (meth) acrylates such as furfuryl (meth) acrylates; aromatic (meth) acrylates such as benzyl (meth) acrylates, benzyl (meth) acrylates, phenoxyethyl (meth) acrylates, and phenyl (meth) acrylates; , Α-Methylstyrene, chlorostyrene, chloromethylstyrene, methylvinyl ether, ethylvinyl ether, vinyl compounds such as isobutylvinyl ether and the like.

前記親水性アクリル樹脂(B)が有する前記一般式(1)で表される基の含有量は、親水持続性及び基材密着性に優れた塗膜を形成する観点から、前記アクリル樹脂(B)中、好ましくは5mmol/kg以上、より好ましくは20mmol/kg以上、より好ましくは40mmol/kg以上、さらに好ましくは50mmol/kg以上であり、好ましくは1000mmol/kg以下、より好ましくは600mmol/kg以下、さらに好ましくは800mmol/kg以下、よりいっそう好ましくは700mmol/kg以下である。 The content of the group represented by the general formula (1) contained in the hydrophilic acrylic resin (B) is the acrylic resin (B) from the viewpoint of forming a coating film having excellent hydrophilic durability and substrate adhesion. ), More preferably 5 mmol / kg or more, more preferably 20 mmol / kg or more, more preferably 40 mmol / kg or more, still more preferably 50 mmol / kg or more, preferably 1000 mmol / kg or less, more preferably 600 mmol / kg or less. , More preferably 800 mmol / kg or less, and even more preferably 700 mmol / kg or less.

前記親水性アクリル重合体(B)の製造方法としては、公知のラジカル重合法を採用することができ、前記アクリルモノマー(b1−1)、(b1−2)及び(b1−3)を重合開始剤、反応溶剤の存在下で、必要に応じて用いる前記アクリルモノマー(b1−4)とともにラジカル重合する方法が挙げられる。 As a method for producing the hydrophilic acrylic polymer (B), a known radical polymerization method can be adopted, and polymerization of the acrylic monomers (b1-1), (b1-2) and (b1-3) is started. Examples thereof include a method of radical polymerization with the acrylic monomer (b1-4) used as needed in the presence of an agent and a reaction solvent.

前記重合開始剤としては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、過酸化水素、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の過酸化物;ベンゾイルペルオキシド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、クメンハイドロペルオキシド等の有機過酸化物;2,2’−アゾビス−(2−アミノジプロパン)2塩酸塩、2,2’−アゾビス−(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)2塩酸塩、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチル吉草酸ニトリル)等のアゾ化合物などが挙げられる。
前記重合開始剤の使用量は、親水性アクリル重合体(B)の原料である前記アクリルモノマー(b1−1)、(b1−2)及び(b1−3)並びに必要に応じて用いる前記アクリルモノマー(b1−4)の合計100質量部に対して、0.001質量部以上5質量部以下であることが好ましい。
As the polymerization initiator, one kind or two or more kinds can be used, for example, peroxides such as hydrogen peroxide, potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate; benzoyl peroxide, t-butylperoxy-. Organic peroxides such as 2-ethylhexanoate and cumenehydroperoxide; 2,2'-azobis- (2-aminodipropane) dihydrochloride, 2,2'-azobis- (N, N'-dimethylene) Isobutyl amidine) dihydrochloride, azobisisobutyronitrile, azo compounds such as 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleric acid nitrile), etc. Can be mentioned.
The amount of the polymerization initiator used is the acrylic monomers (b1-1), (b1-2) and (b1-3) which are the raw materials of the hydrophilic acrylic polymer (B), and the acrylic monomers used as needed. It is preferably 0.001 part by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to a total of 100 parts by mass of (b1-4).

前記反応溶剤としては、水及び/又は有機溶剤を用いることができる。有機溶剤としては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、メタノール、エタノール、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサン、アセトン、シクロヘキサノン、3−ペンタノン、アセトニトリル、イソプロピルアルコール、1,2−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール等が挙げられる。前記有機溶剤の使用量は、例えば、前記アクリルモノマー(b1−1)、(b1−2)及び(b1−3)並びに必要に応じて用いる前記アクリルモノマー(b1−4)の合計100質量部に対して、10質量部以上500質量部以下であることが好ましい。 As the reaction solvent, water and / or an organic solvent can be used. As the organic solvent, one kind or two or more kinds can be used, for example, methanol, ethanol, toluene, ethyl acetate, butyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, N, N-dimethylformamide, hexane, acetone, cyclohexanone, etc. Examples thereof include 3-pentanone, acetonitrile, isopropyl alcohol, 1,2-propanediol, 1,3-butanediol and the like. The amount of the organic solvent used is, for example, 100 parts by mass in total of the acrylic monomers (b1-1), (b1-2) and (b1-3) and the acrylic monomers (b1-4) used as needed. On the other hand, it is preferably 10 parts by mass or more and 500 parts by mass or less.

反応温度は、40℃以上90℃以下であることが好ましく、反応時間は1時間以上10時間以下であることが好ましい。 The reaction temperature is preferably 40 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, and the reaction time is preferably 1 hour or longer and 10 hours or lower.

前記親水性アクリル重合体(B)の重量平均分子量は、前記ウレタン樹脂(A)との親和性の観点から、好ましくは10,000以上100,000以下、より好ましくは15,000以上50,000以下である。前記親水性アクリル重合体(B)の重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により、下記の条件で測定して得られた値を示す。 The weight average molecular weight of the hydrophilic acrylic polymer (B) is preferably 10,000 or more and 100,000 or less, more preferably 15,000 or more and 50,000, from the viewpoint of affinity with the urethane resin (A). It is as follows. The weight average molecular weight of the hydrophilic acrylic polymer (B) shows a value obtained by measuring under the following conditions by a gel permeation chromatography (GPC) method.

測定装置:高速GPC装置(東ソー株式会社製「HLC−8220GPC」)
カラム:東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用する。
「TSKgel G5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
検出器:RI(示差屈折計)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
注入量:100μL(試料濃度0.4質量%のテトラヒドロフラン溶液)
標準試料:以下の標準ポリスチレンを用いて検量線を作成する。
Measuring device: High-speed GPC device ("HLC-8220GPC" manufactured by Tosoh Corporation)
Column: The following columns manufactured by Tosoh Corporation are connected in series for use.
"TSKgel G5000" (7.8 mm ID x 30 cm) x 1 "TSKgel G4000" (7.8 mm ID x 30 cm) x 1 "TSKgel G3000" (7.8 mm ID x 30 cm) x 1 This "TSKgel G2000" (7.8 mm ID x 30 cm) x 1 Detector: RI (Differential Refractometer)
Column temperature: 40 ° C
Eluent: tetrahydrofuran (THF)
Flow velocity: 1.0 mL / min Injection volume: 100 μL (tetrahydrofuran solution with a sample concentration of 0.4% by mass)
Standard sample: Prepare a calibration curve using the following standard polystyrene.

(標準ポリスチレン)
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−1000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−2500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−5000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−1」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−2」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−4」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−10」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−20」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−40」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−80」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−128」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−288」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−550」
(Standard polystyrene)
"TSKgel Standard Polystyrene A-500" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene A-1000" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene A-2500" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene A-5000" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-1" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-2" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-4" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-10" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-20" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-40" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-80" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-128" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-288" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel Standard Polystyrene F-550" manufactured by Tosoh Corporation

前記親水性アクリル重合体(B)の含有量は、前記ウレタン樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは3質量部以上、より好ましくは5質量部以上、さらに好ましくは10質量部以上であり、好ましくは60質量部以下、より好ましくは50質量部以下、さらに好ましくは40質量部以下である。 The content of the hydrophilic acrylic polymer (B) is preferably 3 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and further preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the urethane resin (A). Yes, preferably 60 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, still more preferably 40 parts by mass or less.

前記金属酸化物微粒子(D)は、金属酸化物の微粒子であり、本明細書において、前記金属には、ケイ素、ゲルマニウム、アンチモン等の半金属も含まれる。前記金属酸化物微粒子としては、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、酸化アルミニウム微粒子及び酸化ジルコニウム微粒子が好ましく、シリカ微粒子及び酸化アルミニウム微粒子がより好ましい。 The metal oxide fine particles (D) are fine metal oxide fine particles, and in the present specification, the metal also includes a metalloid such as silicon, germanium, and antimony. As the metal oxide fine particles, silica fine particles, titanium oxide fine particles, aluminum oxide fine particles and zirconium oxide fine particles are preferable, and silica fine particles and aluminum oxide fine particles are more preferable.

前記金属酸化物微粒子(D)の形状としては、球状、粒状又は塊状が好ましく、球状がより好ましい。 The shape of the metal oxide fine particles (D) is preferably spherical, granular or lumpy, and more preferably spherical.

前記金属酸化物微粒子(D)は、2以上の金属酸化物微粒子が独立して存在している構造(独立構造)を有するものであってもよく、2以上の金属酸化物微粒子が連なって結合した構造(集合構造)を形成しているものであってもよい。中でも、2以上の金属酸化物微粒子が連なって結合した構造(鎖状構造、パールネックレス構造等)を形成していることが好ましく、2以上の金属酸化物微粒子が接合することにより一平面内でつながった構造(パールネックレス構造)を形成しているものであることがより好ましい。前記構造としては、具体的には、鎖状構造又はパールネックレス構造が挙げられ、パールネックレス構造が好ましい。
2以上の金属酸化物微粒子が接合することにより一平面内につながった構造を形成しているものとしては、例えば、スノーテックス(登録商標)ST−UP、ST−PS−S、ST−PS−M、ST−OUP、ST−PS−SO、ST−PS−MO、ST−AK−PS−S(以上、日産化学工業株式会社製)に含まれる金属酸化物微粒子が挙げられる。
The metal oxide fine particles (D) may have a structure (independent structure) in which two or more metal oxide fine particles are independently present, and two or more metal oxide fine particles are connected in a row. It may form a structure (aggregate structure). Above all, it is preferable to form a structure (chain structure, pearl necklace structure, etc.) in which two or more metal oxide fine particles are connected in a row, and two or more metal oxide fine particles are joined in one plane. It is more preferable that a connected structure (pearl necklace structure) is formed. Specific examples of the structure include a chain structure or a pearl necklace structure, and a pearl necklace structure is preferable.
Examples of a structure in which two or more metal oxide fine particles are joined to form a structure connected in one plane include Snowtex (registered trademarks) ST-UP, ST-PS-S, and ST-PS-. Examples thereof include metal oxide fine particles contained in M, ST-OUP, ST-PS-SO, ST-PS-MO, and ST-AK-PS-S (all manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.).

前記金属酸化物微粒子の平均粒子径は、好ましくは1nm以上、より好ましくは5nm以上であり、さらに好ましくは10nm以上であり、好ましくは500nm以下、より好ましくは300nm以下、さらに好ましくは200nm以下、よりいっそう好ましくは100nm以下、とりわけ好ましくは80nm以下、特に好ましくは50nm以下である。前記金属酸化物微粒子の平均粒子径は、動的光散乱法により測定した50%メジアン径を意味するものとする。 The average particle size of the metal oxide fine particles is preferably 1 nm or more, more preferably 5 nm or more, further preferably 10 nm or more, preferably 500 nm or less, more preferably 300 nm or less, still more preferably 200 nm or less, and more. It is more preferably 100 nm or less, particularly preferably 80 nm or less, and particularly preferably 50 nm or less. The average particle size of the metal oxide fine particles shall mean a 50% median diameter measured by a dynamic light scattering method.

前記金属酸化物微粒子(D)は、直接水性樹脂組成物の調製に供してもよく、予め金属酸化物微粒子と水性媒体とを含む水性分散体としてから水性樹脂組成物の調製に供してもよい。前記水性媒体としては、後述する水性媒体(C)として例示する化合物と同様の化合物を用いることができる。 The metal oxide fine particles (D) may be directly used for preparing an aqueous resin composition, or may be used as an aqueous dispersion containing the metal oxide fine particles and an aqueous medium in advance and then used for preparing an aqueous resin composition. .. As the aqueous medium, the same compounds as those exemplified as the aqueous medium (C) described later can be used.

水性樹脂組成物中における分散性を向上する観点から、前記金属酸化物微粒子(D)は、前記シランカップリング剤等により表面処理されていてもよく、前記水性分散体には、酸性化合物又は塩基性化合物が含まれていてもよい。特に、アクリルモノマー(b1−4)としてスルホン酸基を有するアクリルモノマー、カルボキシ基を有するアクリルモノマー、4級アンモニウム基を有するアクリルモノマー、アミノ基を有するアクリルモノマー等が含まれる場合、前記金属酸化物微粒子(D)又は前記水性分散体は、これらのモノマーに由来する酸性基(スルホン酸基、カルボキシ基等)又は塩基性基(4級アンモニウム基、アミノ基等)と同じ電荷を有する基(酸性基若しくは塩基性基)又は化合物(酸性化合物又は塩基性化合物)を含むものであることが好ましい。 From the viewpoint of improving the dispersibility in the aqueous resin composition, the metal oxide fine particles (D) may be surface-treated with the silane coupling agent or the like, and the aqueous dispersion may contain an acidic compound or a base. It may contain a sex compound. In particular, when the acrylic monomer (b1-4) contains an acrylic monomer having a sulfonic acid group, an acrylic monomer having a carboxy group, an acrylic monomer having a quaternary ammonium group, an acrylic monomer having an amino group, or the like, the metal oxide The fine particles (D) or the aqueous dispersion have the same charge as an acidic group (sulfonic acid group, carboxy group, etc.) or a basic group (quaternary ammonium group, amino group, etc.) derived from these monomers (acidic). It preferably contains a group or a basic group) or a compound (an acidic compound or a basic compound).

前記水性分散体に酸性化合物が含まれる場合、該水性分散体のpHは、好ましくは1以上6.5以下、より好ましくは2以上6以下である。前記水性分散体に塩基性化合物が含まれる場合、該水性分散体のpHは、好ましくは8以上12以下、より好ましくは9以上11以下である。 When the aqueous dispersion contains an acidic compound, the pH of the aqueous dispersion is preferably 1 or more and 6.5 or less, and more preferably 2 or more and 6 or less. When the aqueous dispersion contains a basic compound, the pH of the aqueous dispersion is preferably 8 or more and 12 or less, more preferably 9 or more and 11 or less.

前記水性分散体における金属酸化物微粒子の濃度は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上であり、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下である。 The concentration of the metal oxide fine particles in the aqueous dispersion is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, preferably 50% by mass or less, and more preferably 40% by mass or less.

前記金属酸化物微粒子(D)の含有量は、前記アクリル樹脂(A)及び前記親水性アクリル重合体(B)の合計100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、さらに好ましくは5質量部以上であり、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下、さらに好ましくは25質量部以下、よりいっそう好ましくは20質量部以下である。 The content of the metal oxide fine particles (D) is preferably 0.1 part by mass or more, more preferably 0.1 part by mass or more, based on 100 parts by mass of the total of the acrylic resin (A) and the hydrophilic acrylic polymer (B). It is 3 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, preferably 50 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less, still more preferably 25 parts by mass or less, and even more preferably 20 parts by mass or less.

前記水性媒体(C)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、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロピルアルコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール等のアルコール溶剤;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン溶剤;エチレングリコール−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコール−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコール−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル等のグリコールエーテル溶剤;N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン等のラクタム溶剤;N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド溶剤などが挙げられ、アルコール溶剤が好ましい。 Examples of the aqueous medium (C) include water, an organic solvent miscible with water, and a mixture thereof. As the organic solvent to be mixed with water, one kind or two or more kinds can be used, and for example, alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropyl alcohol, 1,2-propylene glycol and 1,3-butylene glycol can be used. Solvents: Solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; ethylene glycol-n-butyl ether, diethylene glycol-n-butyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol methyl ether, dipropylene glycol methyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene Glycol ether solvents such as glycol-n-butyl ether and tripropylene glycol methyl ether; lactam solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone and N-ethyl-2-pyrrolidone; amide solvents such as N and N-dimethylformamide. Therefore, an alcohol solvent is preferable.

前記水性媒体(C)は、安全性や環境に対する負荷低減を考慮すると、水のみ、又は、水及び水と混和する有機溶剤との混合物が好ましく、水のみがより好ましい。水の含有率は、前記水性媒体(C)100質量%中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。 The aqueous medium (C) is preferably water alone or a mixture of water and an organic solvent miscible with water, and more preferably water alone, in consideration of safety and reduction of environmental load. The water content is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, still more preferably 70% by mass or more in 100% by mass of the aqueous medium (C).

前記水性媒体(C)の含有率は、水性樹脂組成物の全量100質量%中、好ましくは30質量%以上80質量%以下、より好ましくは50質量%以上70質量%以下である。 The content of the aqueous medium (C) is preferably 30% by mass or more and 80% by mass or less, and more preferably 50% by mass or more and 70% by mass or less, based on 100% by mass of the total amount of the aqueous resin composition.

本発明の水性樹脂組成物は、さらに架橋剤、界面活性剤、可塑剤、帯電防止剤、ワックス、光安定剤、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、光触媒性化合物、無機顔料、有機顔料、体質顔料等の各種の添加剤等を含んでいてもよい。 The aqueous resin composition of the present invention further comprises a cross-linking agent, a surfactant, a plasticizer, an antistatic agent, a wax, a light stabilizer, a flow conditioner, a dye, a leveling agent, a rheology control agent, an ultraviolet absorber, and an antioxidant. , Photocatalytic compounds, inorganic pigments, organic pigments, extender pigments and other various additives may be contained.

前記架橋剤を使用することで、水性樹脂組成物から形成される塗膜やフィルムの耐久性をより向上させることができる。前記架橋剤としては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、アミノ樹脂、アジリジン化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物及びイソシアネート化合物等が挙げられる。 By using the cross-linking agent, the durability of the coating film or film formed from the aqueous resin composition can be further improved. As the cross-linking agent, one kind or two or more kinds can be used, and examples thereof include amino resins, aziridine compounds, melamine compounds, epoxy compounds, oxazoline compounds, carbodiimide compounds and isocyanate compounds.

前記界面活性剤を使用することで、水性樹脂組成物の分散安定性をより一層向上できる。界面活性剤を使用する場合、得られる塗膜の基材密着性や耐水性を維持する観点から、その含有量は、前記ウレタン樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下、さらに好ましくは1質量部以下である。 By using the surfactant, the dispersion stability of the aqueous resin composition can be further improved. When a surfactant is used, the content thereof is preferably 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the urethane resin (A) from the viewpoint of maintaining the substrate adhesion and water resistance of the obtained coating film. , More preferably 10 parts by mass or less, still more preferably 1 part by mass or less.

本発明の水性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて硬化剤や硬化触媒を含んでいてもよい。 The aqueous resin composition of the present invention may contain a curing agent and a curing catalyst, if necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired.

前記硬化剤としては、例えば、前記シランカップリング剤(s2)として例示した化合物と同様の化合物(以下、「シランカップリング剤(s3)」という場合がある。)、ポリエポキシ化合物、ポリカルボジイミド化合物、ポリオキサゾリン化合物及びポリイソシアネート化合物等が挙げられる。
耐久性、耐水性及び基材密着性に優れた塗膜を形成する観点から、前記硬化剤としては、前記シランカップリング剤(s3)が好ましい。本発明の水性樹脂組成物をコーティング剤として使用する場合、該化合物の式(1)で表される基が、基材との密着性を向上させ、その結果、耐久性に優れた塗膜を形成することができる。
Examples of the curing agent include a compound similar to the compound exemplified as the silane coupling agent (s2) (hereinafter, may be referred to as “silane coupling agent (s3)”), a polyepoxy compound, and a polycarbodiimide compound. , Polyoxazoline compounds, polyisocyanate compounds and the like.
The silane coupling agent (s3) is preferable as the curing agent from the viewpoint of forming a coating film having excellent durability, water resistance and substrate adhesion. When the aqueous resin composition of the present invention is used as a coating agent, the group represented by the formula (1) of the compound improves the adhesion to the substrate, and as a result, a coating film having excellent durability is obtained. Can be formed.

前記硬化剤として用いることができるシランカップリング剤(s3)としては、塗膜の架橋密度を向上し、耐久性、耐水性及び基材密着性を良好にする観点から、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等のエポキシ基含有アルコキシシラン化合物;γ−(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、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン等のアミノ基含有アルコキシシラン化合物などが好ましく、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン及びβ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランからなる群より選ばれる1種以上が好ましい。 The silane coupling agent (s3) that can be used as the curing agent is γ-glycidoxypropyl from the viewpoint of improving the cross-linking density of the coating film and improving durability, water resistance and substrate adhesion. Trimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, Epoxy group-containing alkoxysilane compounds such as β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane; γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane , Γ-Aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane and other amino group-containing alkoxysilane compounds are preferable, and γ-glycidoxy One or more selected from the group consisting of propyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane and β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane is preferable.

前記硬化剤(好ましくはシランカップリング剤(s3))の含有率は、耐薬品性に優れた塗膜を形成し、かつ貯蔵安定性に優れた本発明の水性ウレタン樹脂組成物を得る観点から、ウレタン樹脂(A)の全量100質量%中、0.01質量%以上10質量%以下であることが好ましい。 The content of the curing agent (preferably the silane coupling agent (s3)) is from the viewpoint of obtaining the aqueous urethane resin composition of the present invention, which forms a coating film having excellent chemical resistance and has excellent storage stability. , 0.01% by mass or more and 10% by mass or less is preferable in 100% by mass of the total amount of the urethane resin (A).

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を使用することができる。 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 dioctate, di-n-butyltin dilaurate, di-n-butyltin maleate, p-toluenesulfone Acids, trichloroacetic acid, phosphoric acid, monoalkyl phosphoric acid, dialkyl phosphoric acid, monoalkyl phosphite, dialkyl phosphite and the like can be used.

本発明の水性樹脂組成物は、必要に応じて乳化剤、分散安定剤やレベリング剤を含んでいても良いが、本発明の水性樹脂組成物を含むコーティング剤から形成される塗膜やフィルムの耐水性の低下を抑制する観点から、できるだけ含まないことが好ましく、前記水性樹脂組成物の不揮発分に対して0.5質量%以下であることが好ましい。 The aqueous resin composition of the present invention may contain an emulsifier, a dispersion stabilizer and a leveling agent, if necessary, but the water resistance of the coating film or film formed from the coating agent containing the aqueous resin composition of the present invention. From the viewpoint of suppressing deterioration of properties, it is preferably not contained as much as possible, and is preferably 0.5% by mass or less with respect to the non-volatile content of the aqueous resin composition.

本発明の水性樹脂組成物は、ウレタン樹脂(A)と、親水性アクリル重合体(B)と、金属酸化物微粒子(D)と、水性媒体(C)と、必要に応じて用いる各種の添加剤、硬化剤及び硬化触媒等とを混合することにより調製することができる。前記成分を混合後、減圧蒸留等により易揮発成分を除去してもよい。 The aqueous resin composition of the present invention includes a urethane resin (A), a hydrophilic acrylic polymer (B), metal oxide fine particles (D), an aqueous medium (C), and various additions used as necessary. It can be prepared by mixing an agent, a curing agent, a curing catalyst, or the like. After mixing the above components, the easily volatile components may be removed by vacuum distillation or the like.

本発明の水性樹脂組成物は、各種基材の表面保護や、各種基材への意匠性付与を目的としたコーティング剤として使用することができる。 The aqueous resin composition of the present invention can be used as a coating agent for the purpose of protecting the surface of various base materials and imparting design to various base materials.

前記基材としては、例えば、金属、各種プラスチックやそのフィルム、ガラス、紙、木材等が挙げられる。 Examples of the base material include metals, various plastics and films thereof, glass, paper, wood and the like.

金属基材としては、例えば、自動車、家電、建材等の用途に使用される亜鉛めっき鋼板やアルミニウム−亜鉛めっき鋼板、アルミ板、アルミ合金板、りん酸クロメート処理されたアルミ板、電磁鋼板、銅板、ステンレス鋼板等が挙げられる。 Examples of the metal base material include galvanized steel sheets, aluminum-galvanized steel sheets, aluminum plates, aluminum alloy plates, phosphoric acid chromate-treated aluminum plates, electromagnetic steel plates, and copper plates used in applications such as automobiles, home appliances, and building materials. , Stainless steel plate and the like.

プラスチック基材としては、一般に、農業用フィルム、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素材として、ポリエステル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(ABS樹脂)、ポリカーボネート樹脂(PC樹脂)、ABS/PC樹脂、ポリスチレン樹脂(PS樹脂)、ポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA樹脂)、アクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)等が挙げられ、プラスチックフィルム基材としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、TAC(トリアセチルセルロース)フィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム等を使用することができる。 As the plastic base material, polyester resin and acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS resin) are generally used as materials used for plastic molded products such as agricultural films, mobile phones, home appliances, automobile interior / exterior materials, and OA equipment. ), Polycarbonate resin (PC resin), ABS / PC resin, Polystyrene resin (PS resin), Polymethylmethacrylate resin (PMMA resin), Acrylic resin, Polypropylene resin, Polyethylene resin, Ethylene-vinyl acetate copolymer resin (EVA resin) ) And the like, and as the plastic film base material, a polyethylene terephthalate film, a polyester film, a polyethylene film, a polypropylene film, a TAC (triacetyl cellulose) film, a polycarbonate film, a polyvinyl chloride film and the like can be used.

本発明の水性樹脂組成物は、その膜厚が5μm以下、さらには1μm以下であっても、親水性や耐熱水性に優れる塗膜を形成することができる。 The aqueous resin composition of the present invention can form a coating film having excellent hydrophilicity and heat resistance even when the film thickness is 5 μm or less, further 1 μm or less.

本発明の水性樹脂組成物及び本発明の水性樹脂組成物を含むコーティング剤を基材上に塗工し、得られたコーティング剤層を乾燥、硬化することにより塗膜を形成することができる。このようにして得られた硬化塗膜を本発明のフィルムとすることができる。 A coating film can be formed by applying the aqueous resin composition of the present invention and a coating agent containing the aqueous resin composition of the present invention onto a substrate, and drying and curing the obtained coating agent layer. The cured coating film thus obtained can be used as the film of the present invention.

なお、前記乾燥工程において、水性樹脂組成物中の水性媒体が揮発した後、有機溶剤が揮発する。前記水性媒体の揮発後は、有機溶剤とウレタン樹脂と親水性アクリル重合体からなり、前記有機溶剤が前記ウレタン樹脂と親水性アクリル重合体の融着を促進させることで、塗膜欠陥のない良好な塗膜が形成される。 In the drying step, the organic solvent volatilizes after the aqueous medium in the aqueous resin composition volatilizes. After volatilization of the aqueous medium, it is composed of an organic solvent, a urethane resin and a hydrophilic acrylic polymer, and the organic solvent promotes fusion of the urethane resin and the hydrophilic acrylic polymer, so that there are no coating defects. A coating film is formed.

前記塗工方法としては、例えばスプレー法、カーテンコーター法、フローコーター法、ロールコーター法、刷毛塗り法、浸漬法等が挙げられる。 Examples of the coating method include a spray method, a curtain coater method, a flow coater method, a roll coater method, a brush coating method, and a dipping method.

前記乾燥は、常温下で自然乾燥でも良いが、加熱乾燥させることもできる。加熱乾燥は、通常40℃以上250℃以下で、1秒以上600秒以下程度の時間で行うことが好ましい。 The drying may be natural drying at room temperature, but it may also be heat-dried. The heat drying is usually carried out at 40 ° C. or higher and 250 ° C. or lower for a time of about 1 second or longer and 600 seconds or lower.

なお、基材がプラスチック基材等のように熱によって変形しやすいものである場合には、プラスチック基材のガラス転移温度以下でコーティング剤層を乾燥(硬化)することが好ましく、例えば90℃以下、好ましくは80℃以下、より好ましくは60℃以下の乾燥温度で乾燥することが好ましい。 When the base material is easily deformed by heat such as a plastic base material, the coating agent layer is preferably dried (cured) at a temperature of the glass transition temperature of the plastic base material or less, for example, 90 ° C. or less. It is preferable to dry at a drying temperature of 80 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or lower.

本発明の水性樹脂組成物を含むコーティング剤から形成されるフィルムも本発明の技術的範囲に包含される。前記フィルムの膜厚は、好ましくは0.1μm以上10μm以下、より好ましくは0.3μm以上5μm以下、さらに好ましくは0.5μm以上3μm以下である。 A film formed from a coating agent containing the aqueous resin composition of the present invention is also included in the technical scope of the present invention. The film thickness of the film is preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less, more preferably 0.3 μm or more and 5 μm or less, and further preferably 0.5 μm or more and 3 μm or less.

本発明の水性樹脂組成物を用いたコーティング剤の硬化塗膜を有する物品としては、例えば、農業用フィルム、アルミフィン、建築部材、家電製品、自動車外装材、ゴーグル、防曇フィルムシート、防曇ガラス、鏡、医療器具等が挙げられる。 Articles having a cured coating film of a coating agent using the aqueous resin composition of the present invention include, for example, agricultural films, aluminum fins, building materials, home appliances, automobile exterior materials, goggles, antifogging film sheets, and antifogging. Examples include glass, mirrors, medical instruments and the like.

本発明の水性樹脂組成物は、基材との密着性を維持したまま防曇性を高めることができ、さらに耐熱水性をも向上できる硬化塗膜を形成できることから、農業用フィルム、アルミフィン、建築部材、家電製品、自動車外装材、ゴーグル、防曇フィルムシート、防曇ガラス、鏡、医療器具等の各種物品に用いることが可能であり、特に、農業用フィルムに好適に用いられる。 Since the water-based resin composition of the present invention can form a cured coating film that can improve antifogging property and further improve heat resistance while maintaining adhesion to a base material, agricultural films, aluminum fins, and the like. It can be used for various articles such as building materials, home appliances, automobile exterior materials, goggles, antifogging film sheets, antifogging glass, mirrors, medical instruments, etc., and is particularly preferably used for agricultural films.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

(調製例1:ウレタン樹脂(A−1)水分散体の調製)
温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、1,6−ヘキサンジオールを用いて得られるポリカーボネートポリオール(水酸基価56.1mgKOH/g)100質量部を仕込み、減圧度0.095MPaにて120〜130℃で脱水した。脱水後、70℃に冷却し、メチルエチルケトン50質量部を加え、50℃まで冷却しながら十分に撹拌混合した。撹拌混合後、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(4,4’−H−MDI)26質量部とオクチル酸第一錫0.1質量部とを加え、70℃で2時間反応させた。
(Preparation Example 1: Preparation of Urethane Resin (A-1) Aqueous Dispersion)
A 4-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux condenser and a dropping device is charged with 100 parts by mass of a polycarbonate polyol (hydroxyl value 56.1 mgKOH / g) obtained using 1,6-hexanediol and depressurized. It was dehydrated at 120 to 130 ° C. at 0.095 MPa. After dehydration, the mixture was cooled to 70 ° C., 50 parts by mass of methyl ethyl ketone was added, and the mixture was sufficiently stirred and mixed while cooling to 50 ° C. After stirring and mixing, 26 parts by mass of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (4,4'-H-MDI) and 0.1 part by mass of stannous octylate were added, and the mixture was reacted at 70 ° C. for 2 hours.

反応終了後、2,2−ジメチロールプロピオン酸を4質量部添加し、4時間反応させた後、55℃に冷却し、メチルエチルケトン36質量部を加え、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製「KBE−903」)4質量部を添加し1時間反応させ、末端イソシアネ−ト基を有するウレタンプレポリマー溶液を調製した。 After completion of the reaction, 4 parts by mass of 2,2-dimethylolpropionic acid was added, the reaction was carried out for 4 hours, the mixture was cooled to 55 ° C., 36 parts by mass of methyl ethyl ketone was added, and γ-aminopropyltriethoxysilane (Shinetsu Chemical Industry Co., Ltd.) 4 parts by mass of "KBE-903" manufactured by Co., Ltd.) was added and reacted for 1 hour to prepare a urethane prepolymer solution having a terminal isocyanate group.

次いで、トリエチルアミンを3質量部添加して、40℃で10分保持した後、イオン交換水291質量部を添加することにより、水分散体を調製した。次いで、前記水分散体に20質量%エチレンジアミン水溶液2質量部を加え、鎖伸長反応を1時間行った。この水分散体を減圧蒸留することにより、不揮発分が30質量%であるウレタン樹脂(A−1)水分散体を得た。 Next, 3 parts by mass of triethylamine was added, and the mixture was held at 40 ° C. for 10 minutes, and then 291 parts by mass of ion-exchanged water was added to prepare an aqueous dispersion. Next, 2 parts by mass of a 20 mass% ethylenediamine aqueous solution was added to the aqueous dispersion, and a chain extension reaction was carried out for 1 hour. By distilling this aqueous dispersion under reduced pressure, a urethane resin (A-1) aqueous dispersion having a non-volatile content of 30% by mass was obtained.

(調製例2:ウレタン樹脂(A−2)水分散体の調製)
温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、1,6−ヘキサンジオールを用いて得られるポリカーボネートポリオール(水酸基価56.1mgKOH/g)100質量部を仕込み、減圧度0.095MPaにて120〜130℃で脱水した。脱水後、70℃に冷却し、メチルエチルケトン47質量部を加え、50℃まで冷却しながら十分に撹拌混合した。撹拌混合後、ヘキサメチレンジイソシアネート16質量部とオクチル酸第一錫0.1質量部とを加え、70℃で2時間反応させた。
(Preparation Example 2: Preparation of Urethane Resin (A-2) Aqueous Dispersion)
A 4-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux condenser and a dropping device is charged with 100 parts by mass of a polycarbonate polyol (hydroxyl value 56.1 mgKOH / g) obtained using 1,6-hexanediol and depressurized. It was dehydrated at 120 to 130 ° C. at 0.095 MPa. After dehydration, the mixture was cooled to 70 ° C., 47 parts by mass of methyl ethyl ketone was added, and the mixture was sufficiently stirred and mixed while cooling to 50 ° C. After stirring and mixing, 16 parts by mass of hexamethylene diisocyanate and 0.1 part by mass of stannous octylate were added, and the mixture was reacted at 70 ° C. for 2 hours.

反応終了後、2,2−ジメチロールプロピオン酸を4質量部添加し、4時間反応させた後、55℃に冷却し、メチルエチルケトン33質量部を加え、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製「KBE−903」)4質量部を添加し1時間反応させ、末端イソシアネ−ト基を有するウレタンプレポリマー溶液を調製した。 After completion of the reaction, 4 parts by mass of 2,2-dimethylolpropionic acid was added, and after reacting for 4 hours, the mixture was cooled to 55 ° C., 33 parts by mass of methyl ethyl ketone was added, and γ-aminopropyltriethoxysilane (Shinetsu Chemical Industry Co., Ltd.) 4 parts by mass of "KBE-903" manufactured by Co., Ltd.) was added and reacted for 1 hour to prepare a urethane prepolymer solution having a terminal isocyanate group.

次いで、トリエチルアミンを3質量部添加して、40℃で10分保持した後、イオン交換水271質量部を添加することにより、水分散体を調製した。次いで、前記水分散体に20質量%エチレンジアミン水溶液2質量部を加え、鎖伸長反応を1時間行った。この水分散体を減圧蒸留することにより、不揮発分が30質量%であるウレタン樹脂(A−2)水分散体を得た。 Next, 3 parts by mass of triethylamine was added, and the mixture was held at 40 ° C. for 10 minutes, and then 271 parts by mass of ion-exchanged water was added to prepare an aqueous dispersion. Next, 2 parts by mass of a 20 mass% ethylenediamine aqueous solution was added to the aqueous dispersion, and a chain extension reaction was carried out for 1 hour. By distilling this aqueous dispersion under reduced pressure, a urethane resin (A-2) aqueous dispersion having a non-volatile content of 30% by mass was obtained.

(調製例3:ウレタン樹脂(A−3)水分散体の調製)
温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、1,6−ヘキサンジオールを用いて得られるポリカーボネートポリオール(水酸基価56.1mgKOH/g)100質量部を仕込み、減圧度0.095MPaにて120〜130℃で脱水した。脱水後、70℃に冷却し、メチルエチルケトン58質量部を加え、50℃まで冷却しながら十分に撹拌混合した。撹拌混合後、1,4−シクロヘキサンジメタノール5質量部、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(4,4’−H−MDI)39質量部とオクチル酸第一錫0.1質量部とを加え、70℃で2時間反応させた。
(Preparation Example 3: Preparation of Urethane Resin (A-3) Aqueous Dispersion)
A 4-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux condenser and a dropping device is charged with 100 parts by mass of a polycarbonate polyol (hydroxyl value 56.1 mgKOH / g) obtained using 1,6-hexanediol and depressurized. It was dehydrated at 120 to 130 ° C. at 0.095 MPa. After dehydration, the mixture was cooled to 70 ° C., 58 parts by mass of methyl ethyl ketone was added, and the mixture was sufficiently stirred and mixed while cooling to 50 ° C. After stirring and mixing, 5 parts by mass of 1,4-cyclohexanedimethanol, 39 parts by mass of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (4,4'-H-MDI) and 0.1 parts by mass of stannous octylate are added. , 70 ° C. for 2 hours.

反応終了後、2,2−ジメチロールプロピオン酸を5質量部添加し、4時間反応させた後、55℃に冷却し、メチルエチルケトン41質量部を加え、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製「KBE−903」)12質量部を添加し1時間反応させウレタン溶液を調製した。 After completion of the reaction, 5 parts by mass of 2,2-dimethylolpropionic acid was added, the reaction was carried out for 4 hours, the mixture was cooled to 55 ° C., 41 parts by mass of methylethylketone was added, and γ-aminopropyltriethoxysilane (Shinetsu Chemical Industry Co., Ltd.) "KBE-903" manufactured by Co., Ltd.) 12 parts by mass was added and reacted for 1 hour to prepare a urethane solution.

次いで、トリエチルアミンを4質量部添加して、40℃で10分保持した後、イオン交換水355質量部を添加することにより、水分散体を調製した。この水分散体を減圧蒸留することにより、不揮発分が30質量%であるウレタン樹脂(A−3)水分散体を得た。 Next, 4 parts by mass of triethylamine was added, and the mixture was held at 40 ° C. for 10 minutes, and then 355 parts by mass of ion-exchanged water was added to prepare an aqueous dispersion. By distilling this aqueous dispersion under reduced pressure, a urethane resin (A-3) aqueous dispersion having a non-volatile content of 30% by mass was obtained.

(調製例4:ウレタン樹脂(A−4)水分散体の調製)
温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、1,6−ヘキサンジオールを用いて得られるポリカーボネートポリオール(水酸基価56.1mgKOH/g)100質量部を仕込み、減圧度0.095MPaにて120〜130℃で脱水した。脱水後、70℃に冷却し、メチルエチルケトン120質量部を加え、50℃まで冷却しながら十分に撹拌混合した。撹拌混合後、1,4−シクロヘキサンジメタノール45質量部、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(4,4’−H−MDI)150質量部とオクチル酸第一錫0.1質量部とを加え、70℃で2時間反応させた。
(Preparation Example 4: Preparation of Urethane Resin (A-4) Aqueous Dispersion)
A 4-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux condenser and a dropping device is charged with 100 parts by mass of a polycarbonate polyol (hydroxyl value 56.1 mgKOH / g) obtained using 1,6-hexanediol and depressurized. It was dehydrated at 120 to 130 ° C. at 0.095 MPa. After dehydration, the mixture was cooled to 70 ° C., 120 parts by mass of methyl ethyl ketone was added, and the mixture was sufficiently stirred and mixed while cooling to 50 ° C. After stirring and mixing, 45 parts by mass of 1,4-cyclohexanedimethanol, 150 parts by mass of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (4,4'-H-MDI) and 0.1 parts by mass of stannous octylate are added. , 70 ° C. for 2 hours.

反応終了後、2,2−ジメチロールプロピオン酸を14質量部添加し、4時間反応させた後、55℃に冷却し、メチルエチルケトン86質量部を加え、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製「KBE−903」)11質量部を添加し1時間反応させ、末端イソシアネ−ト基を有するウレタンプレポリマー溶液を調製した。 After completion of the reaction, 14 parts by mass of 2,2-dimethylolpropionic acid was added, the mixture was reacted for 4 hours, cooled to 55 ° C., 86 parts by mass of methyl ethyl ketone was added, and γ-aminopropyltriethoxysilane (Shinetsu Chemical Industry Co., Ltd.) 11 parts by mass of "KBE-903" manufactured by Co., Ltd.) was added and reacted for 1 hour to prepare a urethane prepolymer solution having a terminal isocyanate group.

次いで、トリエチルアミンを10質量部添加して、40℃で10分保持した後、イオン交換水690質量部を添加することにより、水分散体を調製した。次いで、前記水分散体に20質量%エチレンジアミン水溶液15質量部を加え、鎖伸長反応を1時間行った。この水分散体を減圧蒸留することにより、不揮発分が30質量%であるウレタン樹脂(A−4)水分散体を得た。 Next, 10 parts by mass of triethylamine was added, and the mixture was held at 40 ° C. for 10 minutes, and then 690 parts by mass of ion-exchanged water was added to prepare an aqueous dispersion. Next, 15 parts by mass of a 20 mass% ethylenediamine aqueous solution was added to the aqueous dispersion, and a chain extension reaction was carried out for 1 hour. By distilling this aqueous dispersion under reduced pressure, a urethane resin (A-4) aqueous dispersion having a non-volatile content of 30% by mass was obtained.

(調製例5:ウレタン樹脂(A−5)水分散体の調製)
温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、1,6−ヘキサンジオールを用いて得られるポリカーボネートポリオール(水酸基価56.1mgKOH/g)100質量部を仕込み、減圧度0.095MPaにて120〜130℃で脱水した。脱水後、70℃に冷却し、メチルエチルケトン178質量部を加え、50℃まで冷却しながら十分に撹拌混合した。撹拌混合後、1,4−シクロヘキサンジメタノール84質量部、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(4,4’−H−MDI)252質量部とオクチル酸第一錫0.1質量部とを加え、70℃で2時間反応させた。
(Preparation Example 5: Preparation of Urethane Resin (A-5) Aqueous Dispersion)
A 4-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux condenser and a dropping device is charged with 100 parts by mass of a polycarbonate polyol (hydroxyl value 56.1 mgKOH / g) obtained using 1,6-hexanediol and depressurized. It was dehydrated at 120 to 130 ° C. at 0.095 MPa. After dehydration, the mixture was cooled to 70 ° C., 178 parts by mass of methyl ethyl ketone was added, and the mixture was sufficiently stirred and mixed while cooling to 50 ° C. After stirring and mixing, 84 parts by mass of 1,4-cyclohexanedimethanol, 252 parts by mass of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (4,4'-H-MDI) and 0.1 parts by mass of stannous octylate were added. , 70 ° C. for 2 hours.

反応終了後、2,2−ジメチロールプロピオン酸を20質量部添加し、4時間反応させた後、55℃に冷却し、メチルエチルケトン127質量部を加え、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製「KBE−903」)18質量部を添加し1時間反応させ、末端イソシアネ−ト基を有するウレタンプレポリマー溶液を調製した。 After completion of the reaction, 20 parts by mass of 2,2-dimethylolpropionic acid was added, the reaction was carried out for 4 hours, the mixture was cooled to 55 ° C., 127 parts by mass of methyl ethyl ketone was added, and γ-aminopropyltriethoxysilane (Shinetsu Chemical Industry Co., Ltd.) 18 parts by mass of "KBE-903" manufactured by Co., Ltd.) was added and reacted for 1 hour to prepare a urethane prepolymer solution having a terminal isocyanate group.

次いで、トリエチルアミンを15質量部添加して、40℃で10分保持した後、イオン交換水1,025質量部を添加することにより、水分散体を調製した。次いで、前記水分散体に20質量%エチレンジアミン水溶液26質量部を加え、鎖伸長反応を1時間行った。この水分散体を減圧蒸留することにより、不揮発分が30質量%であるウレタン樹脂(A−5)水分散体を得た。 Next, 15 parts by mass of triethylamine was added, and the mixture was held at 40 ° C. for 10 minutes, and then 1,025 parts by mass of ion-exchanged water was added to prepare an aqueous dispersion. Next, 26 parts by mass of a 20 mass% ethylenediamine aqueous solution was added to the aqueous dispersion, and a chain extension reaction was carried out for 1 hour. By distilling this aqueous dispersion under reduced pressure, a urethane resin (A-5) aqueous dispersion having a non-volatile content of 30% by mass was obtained.

(調製例6:ウレタン樹脂(A−6)水分散体の調製)
温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、1,6−ヘキサンジオールを用いて得られるポリカーボネートポリオール(水酸基価56.1mgKOH/g)100質量部を仕込み、減圧度0.095MPaにて120〜130℃で脱水した。脱水後、70℃に冷却し、メチルエチルケトン50質量部を加え、50℃まで冷却しながら十分に撹拌混合した。撹拌混合後、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(4,4’−H−MDI)25質量部とオクチル酸第一錫0.1質量部とを加え、70℃で2時間反応させた。
(Preparation Example 6: Preparation of Urethane Resin (A-6) Aqueous Dispersion)
A 4-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux condenser and a dropping device is charged with 100 parts by mass of a polycarbonate polyol (hydroxyl value 56.1 mgKOH / g) obtained using 1,6-hexanediol and depressurized. It was dehydrated at 120 to 130 ° C. at 0.095 MPa. After dehydration, the mixture was cooled to 70 ° C., 50 parts by mass of methyl ethyl ketone was added, and the mixture was sufficiently stirred and mixed while cooling to 50 ° C. After stirring and mixing, 25 parts by mass of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (4,4'-H-MDI) and 0.1 part by mass of stannous octylate were added, and the mixture was reacted at 70 ° C. for 2 hours.

反応終了後、2,2−ジメチロールプロピオン酸を4質量部添加し、4時間反応させた後、55℃に冷却し、メチルエチルケトン36質量部を加え、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製「KBE−903」)0.2質量部を添加し1時間反応させ、末端イソシアネ−ト基を有するウレタンプレポリマー溶液を調製した。 After completion of the reaction, 4 parts by mass of 2,2-dimethylolpropionic acid was added, the reaction was carried out for 4 hours, the mixture was cooled to 55 ° C., 36 parts by mass of methyl ethyl ketone was added, and γ-aminopropyltriethoxysilane (Shinetsu Chemical Industry Co., Ltd.) 0.2 part by mass of "KBE-903" manufactured by Co., Ltd.) was added and reacted for 1 hour to prepare a urethane prepolymer solution having a terminal isocyanate group.

次いで、トリエチルアミンを3質量部添加して、40℃で10分保持した後、イオン交換水278質量部を添加することにより、水分散体を調製した。次いで、前記水分散体に20質量%エチレンジアミン水溶液3質量部を加え、鎖伸長反応を1時間行った。この水分散体を減圧蒸留することにより、不揮発分が30質量%であるウレタン樹脂(A−6)水分散体を得た。 Next, 3 parts by mass of triethylamine was added, and the mixture was held at 40 ° C. for 10 minutes, and then 278 parts by mass of ion-exchanged water was added to prepare an aqueous dispersion. Next, 3 parts by mass of a 20 mass% ethylenediamine aqueous solution was added to the aqueous dispersion, and a chain extension reaction was carried out for 1 hour. By distilling this aqueous dispersion under reduced pressure, a urethane resin (A-6) aqueous dispersion having a non-volatile content of 30% by mass was obtained.

(比較調製例1:ウレタン樹脂(A’−1)水分散体の調製)
温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、1,6−ヘキサンジオールを用いて得られるポリカーボネートポリオール(水酸基価56.1mgKOH/g)100質量部を仕込み、減圧度0.095MPaにて120〜130℃で脱水した。脱水後、70℃に冷却し、メチルエチルケトン50質量部を加え、50℃まで冷却しながら十分に撹拌混合した。撹拌混合後、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(4,4’−H−MDI)25質量部とオクチル酸第一錫0.1質量部とを加え、70℃で2時間反応させた。
(Comparative Preparation Example 1: Preparation of Urethane Resin (A'-1) Aqueous Dispersion)
A 4-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux condenser and a dropping device is charged with 100 parts by mass of a polycarbonate polyol (hydroxyl value 56.1 mgKOH / g) obtained using 1,6-hexanediol and depressurized. It was dehydrated at 120 to 130 ° C. at 0.095 MPa. After dehydration, the mixture was cooled to 70 ° C., 50 parts by mass of methyl ethyl ketone was added, and the mixture was sufficiently stirred and mixed while cooling to 50 ° C. After stirring and mixing, 25 parts by mass of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (4,4'-H-MDI) and 0.1 part by mass of stannous octylate were added, and the mixture was reacted at 70 ° C. for 2 hours.

反応終了後、2,2−ジメチロールプロピオン酸を4質量部添加し、4時間反応させ、末端イソシアネ−ト基を有するウレタンプレポリマー溶液を調製した。 After completion of the reaction, 4 parts by mass of 2,2-dimethylolpropionic acid was added and reacted for 4 hours to prepare a urethane prepolymer solution having a terminal isocyanate group.

次いで、トリエチルアミンを3質量部添加して、40℃で10分保持した後、イオン交換水278質量部を添加することにより、水分散体を調製した。次いで、前記水分散体に20質量%エチレンジアミン水溶液3質量部を加え、鎖伸長反応を1時間行った。この水分散体を減圧蒸留することにより、不揮発分が30質量%であるウレタン樹脂(A’−1)水分散体を得た。 Next, 3 parts by mass of triethylamine was added, and the mixture was held at 40 ° C. for 10 minutes, and then 278 parts by mass of ion-exchanged water was added to prepare an aqueous dispersion. Next, 3 parts by mass of a 20 mass% ethylenediamine aqueous solution was added to the aqueous dispersion, and a chain extension reaction was carried out for 1 hour. By distilling this aqueous dispersion under reduced pressure, a urethane resin (A'-1) aqueous dispersion having a non-volatile content of 30% by mass was obtained.

調製例1〜6及び比較調製例1で得られたウレタン樹脂水分散体の不揮発分当たりの脂環式構造の割合及び一般式(1)で表される基の含有量を表1に示す。 Table 1 shows the ratio of the alicyclic structure per non-volatile component of the urethane resin aqueous dispersions obtained in Preparation Examples 1 to 6 and Comparative Preparation Example 1 and the content of the group represented by the general formula (1).

Figure 0006886585
Figure 0006886585

(調製例7:親水性アクリル重合体(B−1)の調製)
温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、イソプロピルアルコール30質量部を仕込み、その後、N,N−ジメチルアクリルアミド/メトキシポリエチレングリコールアクリレート(新中村化学工業株式会社製「AM−90G」、オキシエチレン基の平均付加モル数が9モル)=85/15(モル比率)の混合物100質量部および、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン2質量部をイソプロピルアルコール51質量部で希釈した溶液と、0.5質量%イソプロピルアルコール溶液(和光純薬工業株式会社製アゾ系重合開始剤「V−59」)20質量部を、80℃の反応装置内に4時間滴下し、ラジカル重合を行い、親水性アクリル重合体(B−1)の溶液(不揮発分50質量%)を得た。得られた親水性アクリル重合体(B−1)の重量平均分子量は20,000であった。
(Preparation Example 7: Preparation of hydrophilic acrylic polymer (B-1))
30 parts by mass of isopropyl alcohol was charged into a 4-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux cooling tube and a dropping device, and then N, N-dimethylacrylamide / methoxypolyethylene glycol acrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.). 100 parts by mass of a mixture of "AM-90G" with an average addition molar number of oxyethylene groups of 9 mol) = 85/15 (molar ratio) and 2 parts by mass of γ-methacryloxypropyltriethoxysilane by 51 parts by mass of isopropyl alcohol. 20 parts by mass of the solution diluted with (1) and a 0.5 mass% isopropyl alcohol solution (azo-based polymerization initiator “V-59” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added dropwise to a reactor at 80 ° C. for 4 hours. Radical polymerization was carried out to obtain a solution of the hydrophilic acrylic polymer (B-1) (nonvolatile content 50% by mass). The weight average molecular weight of the obtained hydrophilic acrylic polymer (B-1) was 20,000.

(調製例8:親水性アクリル重合体(B−2)の調製)
温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、イソプロピルアルコール30質量部を仕込み、その後、N,N−ジメチルアクリルアミド/メトキシポリエチレングリコールアクリレート(新中村化学工業株式会社製「AM−90G」、オキシエチレン基の平均付加モル数が9モル)=45/55(モル比率)の混合物100質量部および、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン2質量部をイソプロピルアルコール51質量部で希釈した溶液と、0.5質量%イソプロピルアルコール溶液(和光純薬工業株式会社製アゾ系重合開始剤「V−59」)20質量部を、80℃の反応装置内に4時間滴下し、ラジカル重合を行い、親水性アクリル重合体(B−2)の溶液(不揮発分50質量%)を得た。得られた親水性アクリル重合体(B−2)の重量平均分子量は20,000であった。
(Preparation Example 8: Preparation of Hydrophilic Acrylic Polymer (B-2))
30 parts by mass of isopropyl alcohol was charged into a 4-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux cooling tube and a dropping device, and then N, N-dimethylacrylamide / methoxypolyethylene glycol acrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.). "AM-90G", 100 parts by mass of a mixture of "AM-90G", an average addition molar number of oxyethylene groups of 9 mol) = 45/55 (molar ratio), and 2 parts by mass of γ-methacryloxypropyltriethoxysilane is 51 parts by mass of isopropyl alcohol. 20 parts by mass of the solution diluted with (1) and a 0.5 mass% isopropyl alcohol solution (azo-based polymerization initiator “V-59” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added dropwise to a reactor at 80 ° C. for 4 hours. Radical polymerization was carried out to obtain a solution of the hydrophilic acrylic polymer (B-2) (nonvolatile content 50% by mass). The weight average molecular weight of the obtained hydrophilic acrylic polymer (B-2) was 20,000.

(調製例9:親水性アクリル重合体(B−3)の調製)
温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、イソプロピルアルコール30質量部を仕込み、その後、N,N−ジメチルアクリルアミド/メトキシポリエチレングリコールアクリレート(新中村化学工業株式会社製「AM−90G」、オキシエチレン基の平均付加モル数が9モル)=85/15(モル比率)の混合物100質量部および、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン25質量部をイソプロピルアルコール63質量部で希釈した溶液と、0.5質量%イソプロピルアルコール溶液(和光純薬工業株式会社製アゾ系重合開始剤「V−59」)20質量部を、80℃の反応装置内に4時間滴下し、ラジカル重合を行い、親水性アクリル重合体(B−3)の溶液(不揮発分50質量%)を得た。得られた親水性アクリル重合体(B−3)の重量平均分子量は20,000であった。
(Preparation Example 9: Preparation of hydrophilic acrylic polymer (B-3))
30 parts by mass of isopropyl alcohol was charged into a 4-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux cooling tube and a dropping device, and then N, N-dimethylacrylamide / methoxypolyethylene glycol acrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.). "AM-90G", 100 parts by mass of a mixture having an average addition molar number of oxyethylene groups of 9 mol) = 85/15 (molar ratio) and 25 parts by mass of γ-methacryloxypropyltriethoxysilane is 63 parts by mass of isopropyl alcohol. 20 parts by mass of the solution diluted with (1) and a 0.5 mass% isopropyl alcohol solution (azo-based polymerization initiator “V-59” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added dropwise to a reactor at 80 ° C. for 4 hours. Radical polymerization was carried out to obtain a solution of the hydrophilic acrylic polymer (B-3) (nonvolatile content 50% by mass). The weight average molecular weight of the obtained hydrophilic acrylic polymer (B-3) was 20,000.

(調製例10:親水性アクリル重合体(B−4)の調製)
温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、イソプロピルアルコール30質量部を仕込み、その後、N,N−ジメチルアクリルアミド/メトキシポリエチレングリコールアクリレート(新中村化学工業株式会社製「AM−90G」、オキシエチレン基の平均付加モル数が9モル)=85/15(モル比率)の混合物100質量部および、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン17質量部をイソプロピルアルコール59質量部で希釈した溶液と、0.5質量%イソプロピルアルコール溶液(和光純薬工業株式会社製アゾ系重合開始剤「V−59」)20質量部を、80℃の反応装置内に4時間滴下し、ラジカル重合を行い、親水性アクリル重合体(B−4)の溶液(不揮発分50質量%)を得た。得られた親水性アクリル重合体(B−4)の重量平均分子量は20,000であった。
(Preparation Example 10: Preparation of hydrophilic acrylic polymer (B-4))
30 parts by mass of isopropyl alcohol was charged into a 4-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux cooling tube and a dropping device, and then N, N-dimethylacrylamide / methoxypolyethylene glycol acrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.). "AM-90G", 100 parts by mass of a mixture of "AM-90G", an average addition molar number of oxyethylene groups of 9 mol) = 85/15 (molar ratio), and 17 parts by mass of γ-methacryloxypropyltriethoxysilane is 59 parts by mass of isopropyl alcohol. 20 parts by mass of the solution diluted with (1) and a 0.5 mass% isopropyl alcohol solution (azo-based polymerization initiator “V-59” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added dropwise to a reactor at 80 ° C. for 4 hours. Radical polymerization was carried out to obtain a solution of the hydrophilic acrylic polymer (B-4) (nonvolatile content 50% by mass). The weight average molecular weight of the obtained hydrophilic acrylic polymer (B-4) was 20,000.

(調製例11:親水性アクリル重合体(B−5)の調製)
温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、イソプロピルアルコール30質量部を仕込み、その後、N,N−ジメチルアクリルアミド/メトキシポリエチレングリコールアクリレート(新中村化学工業株式会社製「AM−90G」、オキシエチレン基の平均付加モル数が9モル)=95/5(モル比率)の混合物100質量部および、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン2質量部をイソプロピルアルコール51質量部で希釈した溶液と、0.5質量%イソプロピルアルコール溶液(和光純薬工業株式会社製アゾ系重合開始剤「V−59」)20質量部を、80℃の反応装置内に4時間滴下し、ラジカル重合を行い、親水性アクリル重合体(B−5)の溶液(不揮発分50質量%)を得た。得られた親水性アクリル重合体(B−5)の重量平均分子量は20,000であった。
(Preparation Example 11: Preparation of hydrophilic acrylic polymer (B-5))
30 parts by mass of isopropyl alcohol was charged into a 4-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux cooling tube and a dropping device, and then N, N-dimethylacrylamide / methoxypolyethylene glycol acrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.). 100 parts by mass of a mixture of "AM-90G", an average addition molar number of oxyethylene groups of 9 mol) = 95/5 (molar ratio), and 2 parts by mass of γ-methacryloxypropyltriethoxysilane is 51 parts by mass of isopropyl alcohol. 20 parts by mass of the solution diluted with (1) and a 0.5 mass% isopropyl alcohol solution (azo-based polymerization initiator “V-59” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added dropwise to a reactor at 80 ° C. for 4 hours. Radical polymerization was carried out to obtain a solution (nonvolatile content: 50% by mass) of the hydrophilic acrylic polymer (B-5). The weight average molecular weight of the obtained hydrophilic acrylic polymer (B-5) was 20,000.

(比較調製例2:親水性アクリル重合体(B’−1)の調製)
温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、イソプロピルアルコール30質量部を仕込み、その後、N,N−ジメチルアクリルアミド/メトキシポリエチレングリコールアクリレート(新中村化学工業株式会社製「AM−90G」、オキシエチレン基の平均付加モル数が9モル)=85/15(モル比率)の混合物100質量部をイソプロピルアルコール50質量部で希釈した溶液と、和光純薬工業株式会社製アゾ系重合開始剤「V−59」の0.5質量%イソプロピルアルコール溶液20質量部を、80℃の反応装置内に4時間滴下し、ラジカル重合を行い、親水性アクリル重合体(B’−1)の溶液(不揮発分50質量%)を得た。得られた親水性アクリル重合体(B’−1)の重量平均分子量は20,000であった。
(Comparative Preparation Example 2: Preparation of Hydrophilic Acrylic Polymer (B'-1))
30 parts by mass of isopropyl alcohol was charged into a 4-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux cooling tube and a dropping device, and then N, N-dimethylacrylamide / methoxypolyethylene glycol acrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.). A solution obtained by diluting 100 parts by mass of a mixture of "AM-90G" with an average addition molar number of oxyethylene groups of 9 mol) = 85/15 (molar ratio) with 50 parts by mass of isopropyl alcohol and manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 20 parts by mass of a 0.5 mass% isopropyl alcohol solution of the azo polymerization initiator "V-59" was added dropwise to a reaction apparatus at 80 ° C. for 4 hours to carry out radical polymerization, and the hydrophilic acrylic polymer (B'-) was subjected to radical polymerization. A solution of 1) (nonvolatile content 50% by mass) was obtained. The weight average molecular weight of the obtained hydrophilic acrylic polymer (B'-1) was 20,000.

調製例7〜11及び比較調製例2で用いたアクリルモノマー(b1−1)及びアクリルモノマー(b1−2)のモル比((b1−1)/(b1−2))並びに調製例7〜11及び比較調製例2で得られた親水性アクリル重合体の式(1)で表される基の含有量を表2に示す。 The molar ratios of the acrylic monomer (b1-1) and the acrylic monomer (b1-2) used in Preparation Examples 7 to 11 and Comparative Preparation Example 2 ((b1-1) / (b1-2)) and Preparation Examples 7 to 11 Table 2 shows the content of the group represented by the formula (1) of the hydrophilic acrylic polymer obtained in Comparative Preparation Example 2.

Figure 0006886585
Figure 0006886585

表2中の略語について説明する。
「DMAA」;N,N−ジメチルアクリルアミド
「AM−90G」;メトキシポリエチレングリコールアクリレート(新中村化学工業株式会社製「AM−90G」)
The abbreviations in Table 2 will be described.
"DMAA"; N, N-dimethylacrylamide "AM-90G"; methoxypolyethylene glycol acrylate ("AM-90G" manufactured by Shin Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.)

(実施例1〜13、比較例1〜3:水性樹脂組成物(1)〜(13)、(C1)〜(C3)の調製)
温度計、撹拌装置、還流冷却管及び滴下装置を備えた4ツ口フラスコに、以下の表に示す量のウレタン樹脂(A)の水分散体(それぞれ不揮発分30質量%)、親水性アクリル重合体(B)の溶液(それぞれ不揮発分50質量%)及び金属酸化物微粒子(D)の水性分散体と、1,2−プロピレングリコール30質量部と、1,3−ブチレングリコール30質量部と、イオン交換水30質量部とを加えて水分散体を得た。この水分散体を減圧蒸留することにより、不揮発分が30質量%である水性樹脂組成物(1)〜(13)、(C1)〜(C3)を得た。
(Examples 1 to 13, Comparative Examples 1 to 3: Preparation of aqueous resin compositions (1) to (13), (C1) to (C3))
A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux cooling tube, and a dropping device, an aqueous dispersion of urethane resin (A) (each having a non-volatile content of 30% by mass) and a hydrophilic acrylic weight shown in the table below. An aqueous dispersion of the solution of the coalescence (B) (each having a non-volatile content of 50% by mass) and the metal oxide fine particles (D), 30 parts by mass of 1,2-propylene glycol, and 30 parts by mass of 1,3-butylene glycol. An aqueous dispersion was obtained by adding 30 parts by mass of ion-exchanged water. The aqueous dispersion was distilled under reduced pressure to obtain aqueous resin compositions (1) to (13) and (C1) to (C3) having a non-volatile content of 30% by mass.

Figure 0006886585
Figure 0006886585

表3において、金属酸化物微粒子(D−1)〜(D−3)の水性分散体における金属酸化物微粒子の種類、構造、割合及び以下の方法で測定した平均粒子径は、以下の通りである。 In Table 3, the types, structures, proportions and average particle diameters of the metal oxide fine particles (D-1) to (D-3) in the aqueous dispersions measured by the following methods are as follows. is there.

[金属酸化物微粒子の平均粒子径の測定方法]
金属酸化物微粒子の水性分散体を水で希釈し、濃度0.1質量%の希釈分散体とした後、この希釈分散体を用い、粒子径測定装置(日機装株式会社製「ナノトラックUPA−Ex150」:動的光散乱法により算出)にて測定し、50%メジアン径を平均粒子径とした。
なお金属酸化物微粒子(D−1)の水性分散体の粒子径分布には2つのピークが存在しており、括弧内の数値は、各ピークの最頻値を表す。
[Measurement method of average particle size of metal oxide fine particles]
An aqueous dispersion of metal oxide fine particles is diluted with water to obtain a diluted dispersion having a concentration of 0.1% by mass, and then the particle size measuring device (Nanotrack UPA-Ex150 manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) is used. ": Calculated by dynamic light scattering method), and the 50% median diameter was taken as the average particle size.
There are two peaks in the particle size distribution of the aqueous dispersion of the metal oxide fine particles (D-1), and the numerical values in parentheses represent the mode of each peak.

Figure 0006886585
Figure 0006886585

[基材密着性の評価方法]
実施例及び比較例で得た水性樹脂組成物を、下記に示すそれぞれの基材上にバーコーターを使用して乾燥後の膜厚が約1μmになるように塗工し、金属基材では雰囲気温度200℃の乾燥機に30秒間入れて乾燥し、プラスチック基材では60℃で5分間乾燥して塗膜を作製した。その後、室温で3日間養生して試片とした。得られた塗膜の表面に、JIS K−5400に準じて、1mm角100個の碁盤目のセロテープ(登録商標)剥離試験を実施した。剥離しない碁盤目数を計測し下記の評価基準に従って評価した。なお、使用した金属基材は、りん酸クロメート処理されたアルミ板(AL板)であり、使用したプラスチック基材は、二軸延伸したポリエチレンテレフタレート樹脂(PET樹脂)からなる基材、ポリカーボネート樹脂(PC樹脂)からなる基材、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)からなる基材、である。
A:剥離しない碁盤目数が90以上であった。
B:剥離しない碁盤目数が60以上90未満であった
C:剥離しない碁盤目数が40以上60未満であった。
D:剥離しない碁盤目数が40未満であった。
[Evaluation method of substrate adhesion]
The aqueous resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples were coated on each of the substrates shown below using a bar coater so that the film thickness after drying was about 1 μm. It was placed in a dryer at a temperature of 200 ° C. for 30 seconds to dry, and the plastic substrate was dried at 60 ° C. for 5 minutes to prepare a coating film. Then, it was cured at room temperature for 3 days to prepare a sample. A peeling test of 100 1 mm square cellophane tapes (registered trademark) was carried out on the surface of the obtained coating film according to JIS K-5400. The number of grids that did not peel off was measured and evaluated according to the following evaluation criteria. The metal base material used was an aluminum plate (AL plate) treated with phosphoric acid chromate, and the plastic base material used was a base material made of biaxially stretched polyethylene terephthalate resin (PET resin) and a polycarbonate resin (polycarbonate resin). A base material made of a PC resin) and a base material made of an ethylene-vinyl acetate copolymer resin (EVA resin).
A: The number of grids that did not peel off was 90 or more.
B: The number of non-peeling grids was 60 or more and less than 90. C: The number of non-peeling grids was 40 or more and less than 60.
D: The number of grids that did not peel off was less than 40.

[防曇性の評価方法]
実施例及び比較例で得た水性樹脂組成物を、二軸延伸したポリエチレンテレフタレート樹脂(PET樹脂)からなる基材上にバーコーターを使用して乾燥後の膜厚が約1μmになるように塗工し、60℃で5分間乾燥して塗膜を作製した。その後、室温で3日間養生して試片とした。次に、90℃の水の水面3cmの位置に、得られた試片の塗膜面が下を向くように設置し、10秒経過後の塗膜面の状態から防曇性を下記の評価基準に従って評価した。
A:塗膜の表面は全く曇っていなかった。
B:塗膜の表面の一質量部に僅かな曇りが見られたが、実用上問題ないレベルであった。
C:塗膜の表面が全体的に曇るが、試片を水面上から外すと10秒未満で透明に戻る。
D:塗膜の表面が全体的に曇り、試片を水面上から外しても曇りが消えるまで10秒以上かかる。
[Evaluation method of anti-fog property]
The aqueous resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples are coated on a base material made of biaxially stretched polyethylene terephthalate resin (PET resin) using a bar coater so that the film thickness after drying is about 1 μm. It was processed and dried at 60 ° C. for 5 minutes to prepare a coating film. Then, it was cured at room temperature for 3 days to prepare a sample. Next, the sample was placed at a position of 3 cm on the water surface of 90 ° C. so that the coating film surface of the obtained specimen faced downward, and the antifogging property was evaluated from the state of the coating film surface after 10 seconds. Evaluated according to criteria.
A: The surface of the coating film was not cloudy at all.
B: A slight cloudiness was observed on one mass part of the surface of the coating film, but it was at a level where there was no problem in practical use.
C: The surface of the coating film becomes cloudy as a whole, but when the specimen is removed from the water surface, it returns to transparent in less than 10 seconds.
D: The surface of the coating film is totally cloudy, and it takes 10 seconds or more for the cloudiness to disappear even if the sample is removed from the water surface.

[耐熱水性の評価方法]
実施例及び比較例で得た水性樹脂組成物を、二軸延伸したポリエチレンテレフタレート樹脂(PET樹脂)からなる基材上にバーコーターを使用して乾燥後の膜厚が約1μmになるように塗工し、60℃で5分間乾燥して塗膜を作製した。その後、室温で3日間養生して試片とした。次に、60℃の水に8時間浸漬し、室温で1日乾燥した後の水接触角を下記の評価基準に従って評価した。
A:塗膜の水接触角が20°未満であった。
B:塗膜の水接触角が20°以上30°未満であった。
C:塗膜の水接触角が30°以上40°未満であった。
D:塗膜の水接触角が40°以上であった。
[Evaluation method of heat resistance]
The aqueous resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples are coated on a base material made of biaxially stretched polyethylene terephthalate resin (PET resin) using a bar coater so that the film thickness after drying is about 1 μm. It was processed and dried at 60 ° C. for 5 minutes to prepare a coating film. Then, it was cured at room temperature for 3 days to prepare a sample. Next, the water contact angle after being immersed in water at 60 ° C. for 8 hours and dried at room temperature for 1 day was evaluated according to the following evaluation criteria.
A: The water contact angle of the coating film was less than 20 °.
B: The water contact angle of the coating film was 20 ° or more and less than 30 °.
C: The water contact angle of the coating film was 30 ° or more and less than 40 °.
D: The water contact angle of the coating film was 40 ° or more.

[耐ブロッキング性の評価方法]
実施例及び比較例で得た水性樹脂組成物を、りん酸クロメート処理されたアルミ板(AL板)からなる基材上にバーコーターを使用して乾燥後の膜厚が約1μmになるように塗工し、200℃で30秒間乾燥して塗膜を作製した。その後、室温で3日間養生して試片とした。次に、得られた試片の塗膜面を重ね合わせ、100kg/cm2(10MPa)の圧力を加えつつ所定の温度で5分間保持した。室温に冷却後、試片が貼り合わされていない耐ブロッキング温度を下記の評価基準に従って評価した。
A:塗膜の耐ブロッキング温度が60℃以上であった。
B:塗膜の耐ブロッキング温度が50℃以上60℃未満であった。
C:塗膜の耐ブロッキング温度が40℃以上50℃未満であった。
D:塗膜の耐ブロッキング温度が40℃未満であった。
[Evaluation method of blocking resistance]
The aqueous resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples were dried using a bar coater on a base material made of a phosphoric acid chromate-treated aluminum plate (AL plate) so that the film thickness after drying was about 1 μm. The coating was applied and dried at 200 ° C. for 30 seconds to prepare a coating film. Then, it was cured at room temperature for 3 days to prepare a sample. Next, the coated surfaces of the obtained specimens were overlapped and held at a predetermined temperature for 5 minutes while applying a pressure of 100 kg / cm 2 (10 MPa). After cooling to room temperature, the blocking resistance temperature at which the specimens were not attached was evaluated according to the following evaluation criteria.
A: The blocking temperature of the coating film was 60 ° C. or higher.
B: The blocking resistance temperature of the coating film was 50 ° C. or higher and lower than 60 ° C.
C: The blocking resistance temperature of the coating film was 40 ° C. or higher and lower than 50 ° C.
D: The blocking resistance temperature of the coating film was less than 40 ° C.

実施例1〜13、比較例1〜3で調製した水性樹脂組成物(1)〜(13)、(C1)〜(C3)におけるウレタン樹脂(A)水分散体、親水性アクリル重合体(B)溶液及び金属酸化物微粒子(D)水性分散体の不揮発分量、並びに、水性樹脂組成物(1)〜(13)、(C1)〜(C3)の評価結果を表5に示す。 Urethane resin (A) aqueous dispersion and hydrophilic acrylic polymer (B) in the aqueous resin compositions (1) to (13), (C1) to (C3) prepared in Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 3. Table 5 shows the non-volatile contents of the solution and the aqueous dispersion of the metal oxide fine particles (D), and the evaluation results of the aqueous resin compositions (1) to (13) and (C1) to (C3).

Figure 0006886585
Figure 0006886585

前記一般式(1)で表される基を有するウレタン樹脂(A)と、前記一般式(1)で表される基を有する親水性アクリル重合体(B)と、金属酸化物微粒子(D)と、水性媒体(C)とを含む実施例1〜13の水性樹脂組成物を用いた場合は、基材との密着性を維持したまま防曇性を向上することができ、さらに耐熱水性と耐ブロッキング性が向上した塗膜を形成可能であることが確認された。 A urethane resin (A) having a group represented by the general formula (1), a hydrophilic acrylic polymer (B) having a group represented by the general formula (1), and metal oxide fine particles (D). When the aqueous resin compositions of Examples 1 to 13 containing the aqueous medium (C) are used, the antifogging property can be improved while maintaining the adhesion to the base material, and the heat resistance and water resistance can be further improved. It was confirmed that it is possible to form a coating film with improved blocking resistance.

比較例1の水性樹脂組成物は、金属酸化物微粒子(D)含まない水性樹脂組成物を用いた例であり、耐熱水性、耐ブロッキング性に劣ることが確認された。 The aqueous resin composition of Comparative Example 1 was an example in which an aqueous resin composition containing no metal oxide fine particles (D) was used, and it was confirmed that the aqueous resin composition was inferior in heat resistance and blocking resistance.

比較例2の水性樹脂組成物は、前記一般式(1)で表される基を有しない親水性アクリル重合体(B)を含む水性樹脂組成物を用いた例であり、基材密着性、防曇性、耐熱水性に劣ることが確認された。 The aqueous resin composition of Comparative Example 2 is an example using an aqueous resin composition containing a hydrophilic acrylic polymer (B) having no group represented by the general formula (1), and has a substrate adhesion. It was confirmed that it was inferior in antifogging property and heat resistance and water resistance.

比較例3の水性樹脂組成物は、前記一般式(1)で表される基を有しないウレタン樹脂(A)を含む水性樹脂組成物を用いた例であり、基材密着性、防曇性、耐熱水性に劣ることが確認された。 The aqueous resin composition of Comparative Example 3 is an example using an aqueous resin composition containing a urethane resin (A) having no group represented by the general formula (1), and has substrate adhesion and antifogging property. , It was confirmed that it was inferior in heat resistance and water resistance.

Claims (13)

下記一般式(1)で表される基を有するウレタン樹脂(A)と、下記一般式(1)で表される基を有する親水性アクリル重合体(B)と、金属酸化物微粒子(D)と、水性媒体(C)とを含み、前記ウレタン樹脂(A)が有する前記一般式(1)で表される基の含有率が5mmol/kg以上500mmol/kg以下であることを特徴とする水性樹脂組成物。
Figure 0006886585
[一般式(1)中、R1は、水素原子又は炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表す。
2は、炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表す。aは、1以上3以下の整数を表す。]
A urethane resin (A) having a group represented by the following general formula (1), a hydrophilic acrylic polymer (B) having a group represented by the following general formula (1), and metal oxide fine particles (D). When, viewed contains an aqueous medium (C), wherein the content of groups represented by the above general formula (1) wherein the urethane resin (a) has is equal to or less than 5 mmol / kg or more 500 mmol / kg Aqueous resin composition.
Figure 0006886585
[In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 or more and 4 or less carbon atoms.
R 2 represents an alkyl group having 1 or more carbon atoms and 4 or less carbon atoms. a represents an integer of 1 or more and 3 or less. ]
前記金属酸化物微粒子(D)が、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、酸化アルミニウム微粒子及び酸化ジルコニウム微粒子よりなる群から選ばれる1種又は2種以上である請求項1記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to claim 1, wherein the metal oxide fine particles (D) are one or more selected from the group consisting of silica fine particles, titanium oxide fine particles, aluminum oxide fine particles, and zirconium oxide fine particles. 前記金属酸化物微粒子(D)が、2以上の金属酸化物微粒子が接合することにより一平面内でつながった構造を形成しているものである請求項1又は2記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to claim 1 or 2, wherein the metal oxide fine particles (D) form a structure in which two or more metal oxide fine particles are joined to form a connected structure in one plane. 前記金属酸化物微粒子(D)の平均粒子径が、1nm以上500nm以下である請求項1〜3のいずれか1項記載の水性樹脂組成物。 The aqueous resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal oxide fine particles (D) have an average particle size of 1 nm or more and 500 nm or less. 前記金属酸化物微粒子(D)の含有量が、前記アクリル樹脂(A)及び前記親水性アクリル重合体(B)の合計100質量部に対して、0.1質量部以上30質量部以下である請求項1〜4のいずれか1項記載の水性樹脂組成物。 The content of the metal oxide fine particles (D) is 0.1 part by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass in total of the acrylic resin (A) and the hydrophilic acrylic polymer (B). The aqueous resin composition according to any one of claims 1 to 4. 前記親水性アクリル重合体(B)が、アミド基を有するアクリルモノマー(b1−1)
に由来する単位と、オキシエチレン基を有するアクリルモノマー(b1−2)に由来する単位と、前記一般式(1)で表される基を有するアクリルモノマー(b1−3)に由来する単位とを含むものである請求項1〜5のいずれか1項記載の水性樹脂組成物。
The hydrophilic acrylic polymer (B) is an acrylic monomer (b1-1) having an amide group.
A unit derived from, a unit derived from an acrylic monomer (b1-2) having an oxyethylene group, and a unit derived from an acrylic monomer (b1-3) having a group represented by the general formula (1). The aqueous resin composition according to any one of claims 1 to 5, which comprises.
前記アミド基を有するアクリルモノマー(b1−1)に由来する単位と前記オキシエチレン基を有するアクリルモノマー(b1−2)に由来する単位のモル比((b1−1)/(b1−2))が、99/1以上50/50以下である請求項6記載の水性樹脂組成物。 The molar ratio of the unit derived from the acrylic monomer (b1-1) having an amide group to the unit derived from the acrylic monomer (b1-2) having an oxyethylene group ((b1-1) / (b1-2)). The aqueous resin composition according to claim 6, wherein the amount is 99/1 or more and 50/50 or less. 前記親水性アクリル重合体(B)が有する前記一般式(1)で表される基の含有率が、
前記親水性アクリル重合体(B)中、5mmol/kg以上600mmol/kg以下である請求項1〜7のいずれか1項記載の水性樹脂組成物。
The content of the group represented by the general formula (1) contained in the hydrophilic acrylic polymer (B) is
The aqueous resin composition according to any one of claims 1 to 7, which is 5 mmol / kg or more and 600 mmol / kg or less in the hydrophilic acrylic polymer (B).
請求項1〜のいずれか1項記載の水性樹脂組成物を含むことを特徴とするコーティン
グ剤。
A coating agent comprising the aqueous resin composition according to any one of claims 1 to 8.
農業用フィルムに用いられるものである請求項記載のコーティング剤。 The coating agent according to claim 9, which is used for an agricultural film. 請求項又は10記載のコーティング剤から形成されることを特徴とする塗膜。 A coating film formed from the coating agent according to claim 9 or 10. 請求項又は10記載のコーティング剤の塗膜を有することを特徴とする物品。 An article comprising a coating film of the coating agent according to claim 9 or 10. 請求項又は10記載のコーティング剤の塗膜を有することを特徴とする農業用フィ
ルム。
An agricultural film comprising a coating film of the coating agent according to claim 9 or 10.
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