JPH01230613A - Aqueous resin composition - Google Patents

Aqueous resin composition

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JPH01230613A
JPH01230613A JP5624288A JP5624288A JPH01230613A JP H01230613 A JPH01230613 A JP H01230613A JP 5624288 A JP5624288 A JP 5624288A JP 5624288 A JP5624288 A JP 5624288A JP H01230613 A JPH01230613 A JP H01230613A
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polymer
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meth
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Shiro Kojima
児島 史郎
Takashiro Azuma
東 貴四郎
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Abstract

PURPOSE:To obtain an aq. resin compsn. having high water resistance and excellent luster and anti-blocking characteristics by neutralizing a polymer obtd. by soln. polymn. of three kinds of specified monomers with a basic compd. CONSTITUTION:An aq. resin compsn. having water-soluble or water-dispersible characteristics is obtd. by neutralizing a polymer obtd. by the soln. polymn. of 1-50wt.% hydrophobic macromonomer (a) having a radical-polymerizable vinyl group on its one terminal and a number-average MW of 1,000-20,000, 1-30wt.% alpha,beta-unstd. carboxylic acid and 20-98wt.% radical-polymerizable monomers other than said (b) with a basic compd. Examples of the terminal functional group of the macromonomer include (meth)acryloyl and styryl groups. The basic compd. is used in an amt. enough to make the polymer water-soluble or water-dispersible and suitable examples thereof include ammonia and amines as they are volatile basic compd. These basic compd. are pref. used in the form of aq. soln.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各種用途に用いることができる水性樹脂組成
物に関するもので、それから形成される塗膜は高耐水性
で、光沢および耐ブロッキング性に優れており、本発明
に係る水性樹脂組成物は、一般塗料あるいは紙用艶出し
コーティング剤などとして有用なものである。
Detailed Description of the Invention (a) Purpose of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an aqueous resin composition that can be used for various purposes, and the coating film formed from it has high water resistance. The aqueous resin composition of the present invention has excellent gloss and anti-blocking properties, and is useful as a general paint or a gloss coating for paper.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

アクリル系樹脂等からなる有機溶剤溶液型のコーティン
グ剤は、有機溶剤に起因する火災、爆発の危険や中毒ま
たは大気汚染などの問題を有するため、水を媒体とする
コーティング剤(以下水性コーティング剤という)が望
まれている。
Organic solvent solution type coating agents made of acrylic resin etc. have problems such as fire, explosion risk, poisoning, and air pollution due to organic solvents, so coating agents that use water as a medium (hereinafter referred to as water-based coating agents) are recommended. ) is desired.

しかしながら、水性コーティング剤は、一般的にそれか
ら形成される塗膜の耐水性および耐ブロッキング性が劣
り、また光沢も不十分であるという問題がある。
However, water-based coating agents generally have problems in that the coating films formed therefrom have poor water resistance and blocking resistance, and also have insufficient gloss.

水性コーティング剤における上記問題点は、いずれもコ
ーティング剤とする重合体を水溶化ないし水分散性化さ
せるために用いられる乳化剤または該重合体に導入され
る親水性単量体単位等が原因となって、生じたものであ
り、それを解決するために、例えば乳化剤を使用しなく
ても水に分散させることができる、自己乳化性の水分散
性アクリル果樹・脂を使用するという提案(特公昭62
−61047号公報)やその他数多くの提案がなされて
いるが、いずれも性能的に充分滴定できるに至っていな
い。
The above-mentioned problems with water-based coating agents are caused by the emulsifier used to make the polymer used as the coating agent water-soluble or water-dispersible, or the hydrophilic monomer unit introduced into the polymer. In order to solve this problem, a proposal was made to use self-emulsifying water-dispersible acrylic fruit resins and resins that can be dispersed in water without the use of emulsifiers (Tokuko Showa). 62
-61047) and many other proposals have been made, but none of them have reached the point where sufficient titration can be achieved in terms of performance.

水性コーティング剤として用いられる重合体の構成単位
としては、親水性および基材密着性を付与するための単
位たとえば(メタ)アクリル酸塩単量体単位等、光沢や
耐プロ、キング性を向上させるための単位たとえばメチ
ルメタクリレート単量体単位またはスチレン単量体単位
等、ならびに耐水性や平滑性を付与するための単位たと
えばアルキル基の炭素数が4個以上である(メタ)アク
リル酸アルキルエステル単量体単位等が必要であること
が知られているが、前記提案等圧おける水性コーティン
グ剤用の重合体は、上記の各種七ツマ−を通常のラジカ
ル重合法によって共重合して得られるものであるため、
各単量体単位の配列がランダムな共重合体となっている
。ランダム共重合体であるために、該共重合体に含まれ
る親水性単位が、塗膜における表面側すなわち良好な耐
水性を具備させるべき側に少なからず存在することとな
り、その結果ランダム共重合体からなる水性コーティン
グ剤では、どうしても耐水性をある水準以上に向上でき
ないというのが現状である。
The structural units of the polymer used as an aqueous coating agent include units for imparting hydrophilicity and adhesion to substrates, such as (meth)acrylate monomer units, and units for improving gloss, professional resistance, and kinging properties. units such as methyl methacrylate monomer units or styrene monomer units, and units for imparting water resistance and smoothness, such as (meth)acrylic acid alkyl ester units in which the alkyl group has 4 or more carbon atoms. Although it is known that polymer units, etc. are necessary, the polymer for the water-based coating agent in the above-mentioned isobaric solution can be obtained by copolymerizing the above-mentioned various hexamers by a normal radical polymerization method. Therefore,
The copolymer has a random arrangement of monomer units. Since it is a random copolymer, a considerable amount of the hydrophilic units contained in the copolymer are present on the surface side of the coating film, that is, on the side where good water resistance should be provided, and as a result, the random copolymer The current situation is that it is impossible to improve water resistance beyond a certain level with a water-based coating agent consisting of.

(ロ)発明の構成 〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは、前記問題点について鋭意検討した結果、
耐水性の高い疎水性のマクロモノマーを枝成分として有
し、しかも水溶性ないし水分散性であるグラフト重合体
からなり、分散剤または乳化剤等の添加剤の使用を要し
ない新規な水性樹脂組成物を見出し、本発明を完成する
に至った。
(B) Structure of the invention [Means for solving the problem] As a result of intensive study on the above-mentioned problems, the present inventors have found that
A novel aqueous resin composition that is composed of a water-soluble or water-dispersible graft polymer that has a hydrophobic macromonomer with high water resistance as a branch component, and does not require the use of additives such as dispersants or emulsifiers. They discovered this and completed the present invention.

すなわち、本発明は、(a)片末端にラジカル重合性ビ
ニル基を有し、数平均分子量が1.000〜2Q、00
0である疎水性のマクロモノマー1〜50重量%、(b
)α、β−不飽和カルボン酸1〜50重量%および(C
)前記(b)以外のラジカル重合性単量体20〜98重
量%を溶液重合して得られる重合体を、塩基性化合物で
中和することによって水溶性ないし水分散性を付与して
なる水性樹脂組成物である。
That is, the present invention has (a) a radically polymerizable vinyl group at one end and a number average molecular weight of 1.000 to 2Q, 00
1 to 50% by weight of hydrophobic macromonomers with a
) α,β-unsaturated carboxylic acid 1 to 50% by weight and (C
) An aqueous polymer obtained by solution polymerizing 20 to 98% by weight of a radically polymerizable monomer other than (b) above and imparting water solubility or water dispersibility by neutralizing it with a basic compound. It is a resin composition.

以下、本発明について更に詳しく説明する。The present invention will be explained in more detail below.

本発明において重合成分の一つとして使用されるマクロ
モノマーは、片末端にラジカル重合性ビニル基を有し、
数平均分子量が1000〜20.000であるマクロモ
ノマーであり、かかるマクロモノマーは、例えば特開昭
57−172901号公報に記載されているような方法
すなわちカルボキシル基、エポキシ基または水酸基等の
反応性官能基とチオール等とを1分子中に有するラジカ
ル連鎖移動剤の存在下で、後述する単量体をラジカル重
合させて、片末端に反応性官能基を持つポリマーを得、
その後この官能基と反応し得る官能基とラジカル重合性
二重結合の両方を有する化合物たとえばアクリル酸グリ
シジル、メタクリル酸グリシジル等の化合物と反応させ
る方法等により製造することができ、また市販のマクロ
モノマーたとえば東亜合成化学工業■製のマクロモノマ
ーAA−6(末端にメタクリロイル基を有するポリメタ
クリル酸メチルマクロモノマー)等を用いることもでき
る。     ′ マクロモノマーの末端官能基としては、(メタ)アクリ
ロイル基、スチリル基およびそれら以外のビニル基等の
ラジカル重合性基が挙げられ、好ましい官能基は、(メ
タ)アクリロイル基、スチリル基である。
The macromonomer used as one of the polymerization components in the present invention has a radically polymerizable vinyl group at one end,
It is a macromonomer having a number average molecular weight of 1,000 to 20,000, and such a macromonomer can be prepared by a method such as that described in JP-A-57-172901, that is, a reactive method such as a carboxyl group, an epoxy group, or a hydroxyl group. In the presence of a radical chain transfer agent having a functional group and a thiol or the like in one molecule, the monomers described below are radically polymerized to obtain a polymer having a reactive functional group at one end,
After that, it can be produced by a method of reacting with a compound having both a functional group that can react with this functional group and a radically polymerizable double bond, such as glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, etc., or a commercially available macromonomer. For example, Macromonomer AA-6 (polymethyl methacrylate macromonomer having a methacryloyl group at the end) manufactured by Toagosei Kagaku Kogyo 1 can also be used. ' The terminal functional group of the macromonomer includes a (meth)acryloyl group, a styryl group, and other radically polymerizable groups such as a vinyl group. Preferred functional groups are a (meth)acryloyl group and a styryl group.

前記連鎖移動剤の存在下にラジカル重合させる単量体は
、その単独重合体または共重合体が水不溶性となる単量
体が好ましく、かかる単量体としては、例えば炭素数1
〜8のアルコールのアクリル酸アルキルエステル、炭素
数1〜1Bのアルコールのメタクリル酸アルキルエステ
ル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)ア
クリル酸グリシジル、スチレン、α−メチルスチレン、
アクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル
アミド、メチロールアクリルアミドなどの単量体があげ
られ、それらは単独でまたは2糧以上併用して用いるこ
とができる。これらの単量体を用いることによって、本
発明による樹脂組成物は光沢が非常に優れた塗膜を形成
する。
The monomer to be radically polymerized in the presence of the chain transfer agent is preferably a monomer whose homopolymer or copolymer is water-insoluble.
-8 acrylic acid alkyl esters of alcohols, methacrylic acid alkyl esters of alcohols having 1 to 1 B carbon atoms, hydroxyethyl (meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate, styrene, α-methylstyrene,
Examples include monomers such as acrylonitrile, vinyl acetate, vinyl chloride, acrylamide, and methylolacrylamide, which can be used alone or in combination of two or more. By using these monomers, the resin composition according to the present invention forms a coating film with excellent gloss.

得られる水性樹脂組成物を水性コーティング剤として使
用する場合には、次式によって求められるガラス転移温
度が50℃以上の重合体を形成する単量体を使用するこ
とが好ましく、中でもスチレンおよび/またはメタクリ
ル酸アルキルエステルが好適である。
When the resulting aqueous resin composition is used as an aqueous coating agent, it is preferable to use a monomer that forms a polymer with a glass transition temperature of 50°C or higher as determined by the following formula, and among them, styrene and/or Methacrylic acid alkyl esters are preferred.

1.2、・・・n:マクロモノマーの重合体部分を構成
する単量体種類 Tg :マクロモノマーのガラス転移温度(’K)T9
n:n単量体の単一重合体のガラス転移温度(’K) Wn:マクロモノマー中のn単量体単位の重量比 ガラス転移温度が50℃未満の重合体を形成する単量体
を用いると、得られる水性樹脂組成物から形成される塗
膜の光沢および耐ブロッキング性が不十分になり易い。
1.2,...n: Type of monomer constituting the polymer portion of the macromonomer Tg: Glass transition temperature ('K) of the macromonomer T9
n: Glass transition temperature ('K) of a homopolymer of n monomer Wn: Use a monomer that forms a polymer with a weight ratio glass transition temperature of n monomer units in the macromonomer of less than 50 ° C. If so, the gloss and blocking resistance of the coating film formed from the resulting aqueous resin composition tend to be insufficient.

マクロモノマーの使用量は、全重合成分の合計量を基準
にして、1〜50重t%であることが必要であり、好ま
しくは1〜30重量%である。50重量%を超えて使用
すると、重合後に未重合のマクロモノマーが多量に残り
、塗膜物性が劣化し、一方1重t%未満では光沢や耐ブ
ロッキングを十分に向上させることができない。
The amount of the macromonomer used needs to be 1 to 50% by weight, preferably 1 to 30% by weight, based on the total amount of all polymerization components. If it is used in an amount exceeding 50% by weight, a large amount of unpolymerized macromonomer remains after polymerization and the physical properties of the coating film deteriorate, while if it is less than 1% by weight, gloss and blocking resistance cannot be sufficiently improved.

つぎに、本発明における他の重合成分であるα、β−不
飽和カルボン酸としては、(メタ)アクリル酸、マレイ
ン酸およびイタコン酸等が挙げられ、また重合後に得ら
れた重合体を塩基性化合物で中和することにより、α、
β−不飽和カルボン酸を使用した場合と同じカルボキシ
レート基含有単位を重合体に導入させることができるマ
レイン酸無水物等の酸無水物も同様に使用することがで
きる。
Next, examples of α,β-unsaturated carboxylic acids that are other polymerization components in the present invention include (meth)acrylic acid, maleic acid, and itaconic acid. By neutralizing with a compound, α,
Acid anhydrides, such as maleic anhydride, which allow the same carboxylate group-containing units to be introduced into the polymer as when β-unsaturated carboxylic acids are used, can be used as well.

α、β−不飽和カルボン酸の使用量は、全重合成分を基
準にして1〜60重量%であることが必要であり、好ま
しくは1〜20重量%である。1重量%未満では、得ら
れた重合体を塩基性化合物で中和しても、それに水溶性
ないし水分散性を付与することができなく、一方30重
量%を超えると、塗膜の耐水性が悪くなる。
The amount of α,β-unsaturated carboxylic acid used must be 1 to 60% by weight, preferably 1 to 20% by weight, based on the total polymerization components. If it is less than 1% by weight, even if the resulting polymer is neutralized with a basic compound, it will not be possible to impart water solubility or water dispersibility to it, while if it exceeds 30% by weight, the water resistance of the coating film will be affected. becomes worse.

本発明におけるもう一つの重合成分である、α、β−不
飽和カルボン酸以外のラジカル重合性単量体としては、
スチレン、メチルスチレン、α−メチルスチレン、クロ
ロメチルスチレン等のスチレン系単量体;酢酸ビニル、
プロピオン酸ヒニル等ノカルボン酸ビニルエステル;プ
ロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、シクロ
ヘキシルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル;
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル
、(メタ)アクリル酸・ブチル、(メタ)アクリル酸2
−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メ
タ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸エトキ
シエチル等の(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)ア
クリルアミド、N、N−ジメチル(メタ)アクリルアミ
ド等の(メタ)アクリルアミド系単量体;塩化ビニル、
塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等の
塩素原子またはフッ素原子含有ラジカル重合性単量体等
が挙げられる。得られる水性樹脂組成物を水性コーティ
ング剤として使用する場合の好ましいラジカル重合性単
量体としては、スチレンおよびアルキル基の炭素数が1
〜12個の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げ
られる。
Radically polymerizable monomers other than α, β-unsaturated carboxylic acid, which is another polymerization component in the present invention, include:
Styrenic monomers such as styrene, methylstyrene, α-methylstyrene, chloromethylstyrene; vinyl acetate,
Nocarboxylic acid vinyl esters such as hinyl propionate; alkyl vinyl ethers such as propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, and cyclohexyl vinyl ether;
Methyl (meth)acrylate, Ethyl (meth)acrylate, Butyl (meth)acrylate, (meth)acrylic acid 2
- (Meth)acrylic esters such as ethylhexyl, lauryl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, and ethoxyethyl (meth)acrylate; (meth)acrylamide, N,N-dimethyl (meth)acrylamide, etc. meth)acrylamide monomer; vinyl chloride,
Examples include radically polymerizable monomers containing chlorine atoms or fluorine atoms, such as vinylidene chloride, vinyl fluoride, and vinylidene fluoride. When the obtained aqueous resin composition is used as an aqueous coating agent, preferable radically polymerizable monomers include styrene and alkyl groups having 1 carbon number.
~12 (meth)acrylic acid alkyl esters.

α、β−不飽和カルボン酸以外のラジカル重合性単量体
の使用量は、該単量体の種類および前記マクロモノマー
とともに水性樹脂組成物による塗膜の特性を左右する主
要な因子であり、最適使用量は、該単量体の種類ならび
にマクロモノマーの種類および使用量によって異なるが
、その使用量は全重合成分を基準にして20〜98重i
1チの範囲内であることが必要である。20重量−未満
であると、マクロモノマーの使用量またはα、β−不飽
和カルボン酸の使用量が必然的に多くなり過ぎ、未重合
マクロモノマーの含有量が多い重合体となるかまたは耐
水性の不良な塗膜を形成する重合体となる。一方、98
重jt%を超えると、マクロモノマーおよびα。
The amount of the radically polymerizable monomer other than α, β-unsaturated carboxylic acid used, together with the type of monomer and the macromonomer, is a major factor that influences the properties of the coating film formed from the aqueous resin composition. The optimum amount used varies depending on the type of monomer and the type and amount used of the macromonomer, but the amount used is 20 to 98 polymers based on the total polymerization components.
It is necessary to be within the range of 1. If it is less than 20% by weight, the amount of macromonomer used or the amount of α,β-unsaturated carboxylic acid used will inevitably be too large, resulting in a polymer with a high content of unpolymerized macromonomer or poor water resistance. This results in a polymer that forms a poor coating film. On the other hand, 98
If the weight exceeds jt%, the macromonomer and α.

β−不飽和カルボン酸の債が少くなり過ぎ、それらに基
づく物性を重合体に付与することができない。
The amount of β-unsaturated carboxylic acid becomes too small, and physical properties based on them cannot be imparted to the polymer.

本発明の水性樹脂組成物を水性コーティング剤として使
用する場合には、重合体中のスチレン単量体単位および
メチルメタクリレート単量体単位の合計量が、前記マク
ロモノマーに由来する構成単位も含めて、重合体の全構
成単位の合計量を基準にして60重量%以上であること
が特に好ましい。60重量%未満であると、塗膜の光沢
および耐プロ、キング性が不足する傾向がある。
When the aqueous resin composition of the present invention is used as an aqueous coating agent, the total amount of styrene monomer units and methyl methacrylate monomer units in the polymer, including the structural units derived from the macromonomer, is It is particularly preferable that the amount is 60% by weight or more based on the total amount of all structural units of the polymer. If it is less than 60% by weight, the coating film tends to have insufficient gloss and anti-polishing and kinging properties.

さらに、塗膜に耐屈曲性が要求されるような用途例えば
紙コーテイング剤として使用される場合には、重合体の
ガラス転移温度が60℃未満であることが好ましく、ガ
ラス転移温度が60℃未満の重合体を得るためには、光
沢および耐プロ、キング性を向上させるに適した単量体
単位であるスチレン単量体単位またはメチルメタクリレ
ート単量体単位を30〜5o重tチ存在させると共に、
メチルメタクリレート以外の(メタ)アクリレートたと
えばブチル(メタ)アクリレート、2−エチルへキシN
(メタ)アクリレートおよびラウリル(メタ)アクリレ
ート等の単量体単位を、重合体のガラス転移温度が60
℃未満となるように共存させると良い。
Further, in applications where the coating film is required to have bending resistance, for example, when used as a paper coating agent, it is preferable that the glass transition temperature of the polymer is less than 60°C; In order to obtain the polymer, 30 to 5 weight t of styrene monomer units or methyl methacrylate monomer units, which are monomer units suitable for improving gloss, anti-polishing and kinging properties, are present. ,
(Meth)acrylates other than methyl methacrylate, such as butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyN
Monomer units such as (meth)acrylate and lauryl (meth)acrylate have a glass transition temperature of 60
It is preferable to coexist so that the temperature is below ℃.

前記マクロモノマー、α、β−不飽和カルボン酸および
α、β−不飽和カルボン酸以外のラジカル重合性単量体
の重合は、溶液重合法によりて行うことが必要であり、
その際に使用する重合溶剤としては、ジオキサン、テト
ラヒドロフラン、テセトン、メタノール、エタノール、
インピロパノール、ブチルセロソルブ等の水溶性ないし
親水性有機溶剤が好ましく、これらは単独でまたは2種
以上併用して使用することができる他、かかる水溶性な
いし親水性有機溶剤とトルエン等の水難溶性有機溶剤を
併用することもできる。
The polymerization of the macromonomer, the α,β-unsaturated carboxylic acid, and the radically polymerizable monomer other than the α,β-unsaturated carboxylic acid must be carried out by a solution polymerization method,
Polymerization solvents used at this time include dioxane, tetrahydrofuran, tesetone, methanol, ethanol,
Water-soluble or hydrophilic organic solvents such as impyropanol and butyl cellosolve are preferred, and these can be used alone or in combination of two or more. They can also be used together.

重合溶剤以外の重合条件すなわち温度、重合開始剤、重
合時間等および重合操作については、常法例えば特公昭
57−54598号公報等に記載の条件方法を参考にし
て、適宜決めればよい。
Polymerization conditions other than the polymerization solvent, ie, temperature, polymerization initiator, polymerization time, etc., and polymerization operations may be determined as appropriate with reference to conventional methods, for example, the conditions method described in Japanese Patent Publication No. 57-54598.

重合によって得られた重合体は、有機溶剤溶液の状態に
あり、これに塩基性化合物を添加することによって、該
重合体中のカルボキシル基の一部または全部が中和され
、重合体に水溶性ないし水分散性が付与される。この際
に使用される塩基性化合物の量は重合体を水溶性ないし
水分散性とするに足る量であり、種類としては、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ソーダ、アンモニア
、トリメチルアミン、トリエチルアミン等が挙げられ、
それらの中でも揮発性塩基性化合物である点で、アンモ
ニアやアミン類が好適であり、かかる塩基性化合物は水
溶液にして使用することが好ましい。
The polymer obtained by polymerization is in the state of an organic solvent solution, and by adding a basic compound to this, some or all of the carboxyl groups in the polymer are neutralized, making the polymer water-soluble. or impart water dispersibility. The amount of basic compound used at this time is sufficient to make the polymer water-soluble or water-dispersible, and types include sodium hydroxide, potassium hydroxide, soda carbonate, ammonia, trimethylamine, triethylamine, etc. are mentioned,
Among them, ammonia and amines are suitable because they are volatile basic compounds, and it is preferable to use such basic compounds in the form of an aqueous solution.

中和された重合体溶液は、必要に応じて水を加えた後蒸
留等の方法により有機溶剤を除去し、その後さらに水を
加えて、所望の固形分濃度に調整した水性樹脂組成物と
するのが一般的である。
After adding water to the neutralized polymer solution as necessary, the organic solvent is removed by a method such as distillation, and then water is further added to obtain an aqueous resin composition adjusted to the desired solid content concentration. is common.

なお、アルコール系の有機溶剤であれば、有機溶剤が完
全には除去されておらず、一部アルコールを含有する水
性樹脂組成物とすることもでき、かかる水性樹脂組成物
も用途によっては好適に使用される。
In addition, if an alcohol-based organic solvent is used, the organic solvent is not completely removed, and an aqueous resin composition containing a portion of alcohol may be used, and such an aqueous resin composition may also be suitable depending on the application. used.

以上、本発明の水性樹脂組成物について、その主要な用
途の一例である水性コーティング剤としての特性に主体
を置いて説明したが、本発明の水性樹脂組成物は、コー
ティング剤以外の種々の用途にも使用することができる
The aqueous resin composition of the present invention has been described above, focusing mainly on its properties as an aqueous coating agent, which is an example of its main use.However, the aqueous resin composition of the present invention can also be used in various uses other than coating agents. It can also be used.

(ハ)発明の効果 本発明の水性樹脂組成物は、水溶性ないし水分散性を具
備したグラフトポリマーからなり、このグラフトポリマ
ーは疎水性のマクロモノマーに由来する、耐水性に優れ
る枝成分を構成成分としており、例えばコーティング剤
として使用されば、前記枝成分が塗膜表面側に配向する
傾向があるため、従来の水性樹脂組成物に見られない優
れた特性を有し、光沢および耐ブロッキング性に優れた
塗膜を形成する。
(c) Effects of the Invention The aqueous resin composition of the present invention is composed of a graft polymer that is water-soluble or water-dispersible, and this graft polymer constitutes a branch component that is derived from a hydrophobic macromonomer and has excellent water resistance. For example, when used as a coating agent, the branch components tend to be oriented toward the surface of the coating film, so it has excellent properties not found in conventional water-based resin compositions, such as gloss and anti-blocking properties. Forms an excellent coating film.

以下実施例および比較例を挙げて、本発明をさらに具体
的に説明するが本発明はこれに限定されるものではない
The present invention will be explained in more detail below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例1 攪拌装置を備えた2tフラスコに、次に示す原料 ジオキサン          5005’rブチルセ
ロソルブ        1005’r束亜合成化学工
業■製マクロモノマー   401rAA−+5  (
末端メタクリロイル基のポリメチルメタクリレート、数
平均 分子量6,000) メタクリル酸メチル      1205’rアクリル
酸ブチル       221rアクリル酸     
      20Prアゾビスイソブチロニトリル(以
下   4frAIBNという) を仕込み窒素ガス雰囲気下75〜80℃で10時間重合
させた。ガスクロマトグラフによる重合率は平均99%
、ゲルパーミニ−シランクロマトグラフィー(以下GP
Cという)によるマクロモノマーの重合率は100%M
Wは18,000であった。この重合液を約60°Cに
保ったまま25%アンモニア水18.95’rを投入し
中和後さらに水を加えながら蒸留によりジオキサンの一
部を留去して固形分濃度65重量%の乳白色溶液を得た
。pHは8.5であった。
Example 1 In a 2t flask equipped with a stirring device, the following raw materials dioxane 5005'r Butyl cellosolve 1005'r Macromonomer 401rAA-+5 (manufactured by Tsukuba Gosei Chemical Co., Ltd.)
Polymethyl methacrylate with terminal methacryloyl group, number average molecular weight 6,000) Methyl methacrylate 1205'r Butyl acrylate 221r Acrylic acid
20Pr azobisisobutyronitrile (hereinafter referred to as 4frAIBN) was charged and polymerized at 75 to 80°C for 10 hours in a nitrogen gas atmosphere. Polymerization rate by gas chromatography is 99% on average
, gel permini-silane chromatography (GP)
The polymerization rate of the macromonomer by C) is 100% M
W was 18,000. While maintaining this polymerization solution at approximately 60°C, 18.95'r of 25% ammonia water was added to neutralize it, and then a portion of the dioxane was distilled off while adding water to give a solid content concentration of 65% by weight. A milky white solution was obtained. pH was 8.5.

比較例1 メタクリル酸メチルの使用量を16.05’rとし、マ
クロモノマーAA−6を使用しない以外は、全て実施例
1におけると同じ原料を使用し、同様な条件で重合した
。重合率は平均99チであり、MW=20,000であ
った。その後実施例1と同様な中和処理等を行ない、固
形分濃度34.5重量%の乳白色溶液を得た。p H8
,4であった。
Comparative Example 1 The same raw materials as in Example 1 were used, and polymerization was carried out under the same conditions, except that the amount of methyl methacrylate used was 16.05'r and the macromonomer AA-6 was not used. The average polymerization rate was 99 H, and the MW was 20,000. Thereafter, the same neutralization treatment as in Example 1 was performed to obtain a milky white solution with a solid content concentration of 34.5% by weight. pH8
, 4.

〔塗膜性能試験〕[Coating film performance test]

コーティング剤として実施例1および比較例1の水性樹
脂組成物を用い、印刷紙上にロールコータ−を使用して
、乾燥後のコーティング剤量が45’/mとなるように
塗布し、直ちに赤外線ランプで100℃で5分間乾燥を
行った。はとんど臭気もなく乾燥が出来た。かくして印
刷紙上に形成された塗膜について、表−1に示す物性を
それぞれ後記した方法により測定した。
Using the aqueous resin compositions of Example 1 and Comparative Example 1 as coating agents, they were coated onto printing paper using a roll coater so that the amount of coating agent after drying was 45'/m, and immediately heated with an infrared lamp. Drying was performed at 100° C. for 5 minutes. It dried with almost no odor. The physical properties shown in Table 1 of the coating film thus formed on the printed paper were measured by the methods described below.

次いで平プレス機を用いてプレス温度を160℃、プレ
ス圧力4,5ky/cyf、プレス時間20秒でプレス
を行った。プレスからのノ・ガレは比較例がややベトッ
キがあった。各物性の評価結果は表1の通りである。実
施例1において使用したマクロモノマーの効果が塗膜物
性に明瞭に現われていることが分る。
Next, pressing was performed using a flat press at a pressing temperature of 160° C., a pressing pressure of 4.5 ky/cyf, and a pressing time of 20 seconds. The comparison example from the press was a little sticky. The evaluation results for each physical property are shown in Table 1. It can be seen that the effect of the macromonomer used in Example 1 clearly appears in the physical properties of the coating film.

表1.塗膜物性 なお表に示した物性の測定値は次の方法によった。Table 1. Paint film properties The measured values of the physical properties shown in the table were determined by the following methods.

1)光沢度・・・JISK5400準拠し、60゜鏡面
光沢度を測定した。
1) Glossiness: 60° specular glossiness was measured in accordance with JIS K5400.

2)耐ブロッキング性・・・塗布面と塗布面を合せた2
枚の試験片に150 ?/C!Itの荷重をかけ、45
℃、90 %RHの条件下で24時間放置した。その後
、試験片を剥離し、次のように判別した。
2) Blocking resistance...combined coated surface and coated surface 2
150 for one test piece? /C! Applying a load of It, 45
It was left for 24 hours at 90% RH. Thereafter, the test piece was peeled off and judged as follows.

◎:接着しない。◎: Not bonded.

○:接着するが、塗膜が印刷紙から剥離しない。○: Adhesive, but the coating film does not peel off from the printing paper.

X:接着して塗膜が印刷紙から点状に剥離する。X: Adhesive and the coating film peels off from the printing paper in dots.

3)耐引っかき性・・・上品製作所製描画試験機を用い
た。荷重面に特に分銅を乗せないで、これに取付けた鋼
鉄針で塗膜上に連続した円を描き、次のように判別した
3) Scratch resistance: A drawing tester manufactured by Jyuyu Seisakusho was used. Without placing any particular weight on the load surface, a continuous circle was drawn on the coating film with a steel needle attached to it, and the discrimination was made as follows.

◎二針の跡がほとんどない。◎There are almost no traces of two stitches.

○:針の跡がかすかに残る。○: A trace of the needle remains faintly.

Δ:塗膜の一部が脱落する。Δ: Part of the coating film falls off.

4)密着性・・・塗膜にセロハンテープな指で強くこす
り、これを素早く剥離し、塗膜の変化を次のように判別
した。
4) Adhesion: The coating film was strongly rubbed with a cellophane tape with a finger, which was quickly peeled off, and changes in the coating film were determined as follows.

◎:塗膜面とセロハンテープが剥離し、塗膜に変化がな
い。
◎: The paint film surface and the cellophane tape peeled off, and there was no change in the paint film.

○:塗膜面の10%以下がセロハンテープに付着する。○: 10% or less of the coating surface adheres to the cellophane tape.

X:塗膜面の10チを越える部分がセロハンテープに付
着する。
X: A portion exceeding 10 inches of the coating surface adheres to the cellophane tape.

実施例2 攪拌装置を備えた2tフラスコに、次に示す原料 トヤエン               2DD7rイ
ソグロバノール       4001Frマクロモノ
−r−AS−6(東亜合成  60y−r化学工業■裂
、末端メタクリロイル 基のポリスチレン、数平均分子量 6.000) ステvy             60frメタクリ
ル酸ブチル       160y−rアクリル酸2−
エチルヘキシル     607rメタクリル酸   
       60i「AIBN          
     4frを仕込み窒素ガス雰囲気下で75〜8
0℃で10時間重合させた。ガスクロマトグラフによる
重合率は平均98%GPCによるマクロモノマーの重合
率は100チでありMWは16,000であった。この
重合液を約60℃に保ったまま25チアンモニア水47
.47rを投入して中和を行い、引続いて水を加えなが
ら蒸留によりトルエン及びインプロパツールの一部を留
去して固形分濃度36重1%の乳白色溶液を得た、pH
であった。
Example 2 In a 2t flask equipped with a stirring device, the following raw materials Toyaene 2DD7r Isoglobanol 4001Fr Macromono-r-AS-6 (Toagosei 60yr Kagaku Kogyo ■Shitsu, polystyrene with a terminal methacryloyl group, number average molecular weight 6) were added. .000) Stevy 60fr Butyl methacrylate 160yr Acrylic acid 2-
Ethylhexyl 607r methacrylic acid
60i “AIBN
Prepare 4fr and heat to 75-8 under nitrogen gas atmosphere.
Polymerization was carried out at 0°C for 10 hours. The average polymerization rate determined by gas chromatography was 98%; the polymerization rate of the macromonomer determined by GPC was 100%, and the MW was 16,000. While keeping this polymerization solution at about 60℃, 25 thiammonia water 47
.. 47r was added for neutralization, and then a part of toluene and Impropatool were removed by distillation while adding water to obtain a milky white solution with a solid content of 36% by weight.
Met.

比較例2 スチレンの使用量を120 y−rとしマクロモノマー
As−6を使用しない以外は、全て実施例2におけると
同じ原料を使用し、同様な条件で重合した。重合率は平
均98%であり、MW=18,000であった。その後
実施例2と同様な中和処理等を行い、固形分濃度36重
i%の乳白色溶液を得た、pH8,4であった。
Comparative Example 2 The same raw materials as in Example 2 were used, and polymerization was carried out under the same conditions, except that the amount of styrene used was 120 yr and the macromonomer As-6 was not used. The average polymerization rate was 98%, and the MW was 18,000. Thereafter, the same neutralization treatment as in Example 2 was performed to obtain a milky white solution with a solid content concentration of 36% by weight and a pH of 8.4.

〔塗膜性能試験〕[Coating film performance test]

実施例2および比較例2の水性樹脂組成物をそのま〜ガ
ラス板上にコーティングロッドにより乾燥後、膜厚50
μとなるようコーティングし100℃の乾燥機中にて5
分間乾燥して、各水性液からガラス板上に樹脂塗膜を形
成した。得られた塗膜について、次の方法により物性を
評価した。
The aqueous resin compositions of Example 2 and Comparative Example 2 were coated directly on a glass plate with a coating rod, and then dried to a film thickness of 50.
Coat it so that it becomes μ and put it in a dryer at 100℃ for 5
After drying for minutes, a resin coating was formed on the glass plate from each aqueous solution. The physical properties of the obtained coating film were evaluated by the following method.

透明性ニガラス板に塗布し、その透明性を内服で判定し
た。
It was applied to a transparent glass plate, and its transparency was determined by oral administration.

、硬 度二表面処理した軟鋼板に塗布し、7日間室温で
乾燥後の鉛筆硬度を測定した。
The pencil hardness was measured after coating on a surface-treated mild steel plate and drying at room temperature for 7 days.

耐水性ニガラス板に塗布し、3日間室温で乾燥した後、
塗面に水をのせて3時間後の 塗膜の変化を調べた。
After applying it to a water-resistant glass plate and drying it at room temperature for 3 days,
Water was placed on the painted surface and changes in the paint film were examined 3 hours later.

なお、硬度については表面処理した軟鋼板に上記と同様
に塗布して樹脂塗膜を形成した。
As for hardness, a resin coating was formed by applying the resin coating to a surface-treated mild steel plate in the same manner as above.

評価結果は、次に示すとおりであった。The evaluation results were as shown below.

透明性 光沢度 耐水性 密着性 硬 度(直後)Transparency Gloss Water resistance Adhesion Hardness (immediately)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、(a)片末端にラジカル重合性ビニル基を有し、数
平均分子量が1,000〜20,000である疎水性の
マクロモノマー1〜50重量%、 (b)α,β−不飽和カルボン酸1〜30重量%および (c)前記(b)以外のラジカル重合性単量体20〜9
8重量%を溶液重合して得られる重合体を、塩基性化合
物で中和することによって水溶性ないし水分散性を付与
してなる水性樹脂組成物。
[Scope of Claims] 1. (a) 1 to 50% by weight of a hydrophobic macromonomer having a radically polymerizable vinyl group at one end and having a number average molecular weight of 1,000 to 20,000; (b) 1 to 30% by weight of α,β-unsaturated carboxylic acid and (c) 20 to 9 radically polymerizable monomers other than the above (b)
An aqueous resin composition obtained by neutralizing a polymer obtained by solution polymerizing 8% by weight with a basic compound to impart water solubility or water dispersibility.
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