JPH0198602A - 水性分散液の製造方法 - Google Patents
水性分散液の製造方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/04—Polymerisation in solution
- C08F2/06—Organic solvent
- C08F2/08—Organic solvent with the aid of dispersing agents for the polymer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、水性分散液の新規な製造方法に関する。
従来の技術及びその問題点
従来、水性分散液の製造法に関して種々の検討がなされ
ているが、その殆んどが自己乳化法又は乳化重合法によ
るものである。而して、親水性樹脂による自己乳化法で
は、高濃度且つ安定性に優れた水性分散液が得難いとい
う欠点がある。また、乳化重合法では、水中で重合反応
を行なわせるために極性の高いモノマーを多量に用いる
ことは困難であり、又この乳化重合法により得られた水
性分散液を用いて作られた被膜は、残存する乳化剤(界
面活性剤)のために耐水性、耐候性等に劣るという欠点
を有している。
ているが、その殆んどが自己乳化法又は乳化重合法によ
るものである。而して、親水性樹脂による自己乳化法で
は、高濃度且つ安定性に優れた水性分散液が得難いとい
う欠点がある。また、乳化重合法では、水中で重合反応
を行なわせるために極性の高いモノマーを多量に用いる
ことは困難であり、又この乳化重合法により得られた水
性分散液を用いて作られた被膜は、残存する乳化剤(界
面活性剤)のために耐水性、耐候性等に劣るという欠点
を有している。
問題点を解決するための手段
本発明者は、上記欠点を解消するべく鋭意研究を重ねた
結果、特定の共重合体を分散安定剤樹脂とする特定の重
合体粒子の非水分散液を得た後、これを水性化するとい
う自己乳化法によれば、界面活性剤を使用せずとも、高
濃度でも貯蔵安定性に優れしかも外観、耐水性、耐候性
、機械的特性に優れた塗膜を形成することができる水性
分散液が得られることを見い出し、本発明を完成するに
至った。
結果、特定の共重合体を分散安定剤樹脂とする特定の重
合体粒子の非水分散液を得た後、これを水性化するとい
う自己乳化法によれば、界面活性剤を使用せずとも、高
濃度でも貯蔵安定性に優れしかも外観、耐水性、耐候性
、機械的特性に優れた塗膜を形成することができる水性
分散液が得られることを見い出し、本発明を完成するに
至った。
即ち本発明は、一般式
R1は水素原子又はメチル基を、R2は炭素数・ 1〜
6の2価の脂肪族飽和炭化水素基を、R3及びR4は同
−又は異なってフェニル基、炭素数1〜6のアルキル基
又は炭素数1〜10のアルコキシ基を、R5は炭素数1
〜10のアルキル基をそれぞれ示す。nは1〜100の
整数を示す。〕 で表わさ、れる化合物であるアルコキシシラン基含有ビ
ニル単量体とカルボキシル基含有不飽和単量体とを必須
単量体成分とし更にこれらと共重合可能な他の重合性単
量体を共重合して得られる共重合体を分散安定剤樹脂と
して用い、該樹脂存在下有機液体中でラジカル重合性不
飽和単量体を重合させて得られる該有機液体に不溶性の
重合体粒子の非水分散液を得た後、これを水性化するこ
とを特徴とする水性分散液の製造方法に係る。
6の2価の脂肪族飽和炭化水素基を、R3及びR4は同
−又は異なってフェニル基、炭素数1〜6のアルキル基
又は炭素数1〜10のアルコキシ基を、R5は炭素数1
〜10のアルキル基をそれぞれ示す。nは1〜100の
整数を示す。〕 で表わさ、れる化合物であるアルコキシシラン基含有ビ
ニル単量体とカルボキシル基含有不飽和単量体とを必須
単量体成分とし更にこれらと共重合可能な他の重合性単
量体を共重合して得られる共重合体を分散安定剤樹脂と
して用い、該樹脂存在下有機液体中でラジカル重合性不
飽和単量体を重合させて得られる該有機液体に不溶性の
重合体粒子の非水分散液を得た後、これを水性化するこ
とを特徴とする水性分散液の製造方法に係る。
本発明においては、上記特定の共重合体を分散安定剤樹
脂として用いる。当該共重合体の必須単量体である一般
式(I)の化合物において、nは好ましくは1〜10で
ある。
脂として用いる。当該共重合体の必須単量体である一般
式(I)の化合物において、nは好ましくは1〜10で
ある。
一般式(I)において、R2によって示される炭素数1
〜6の2価の脂肪族飽和炭化水素基としては、直鎖又は
分枝状のアルキレン基例えばメチレン、エチレン、プロ
ピレン、1.2−ブチレン、1.3−ブチレン、2,3
−ブチレン、テトラメチレン、エチルエチレン、ペンタ
、メチレン、ヘキサメチレン基等を挙げることができる
。R3及びR4で示される炭素数1〜6のアルキル基と
しては、直鎖又は分枝状のアルキル基例えばメチル、エ
チル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソ
ブチル、5ec−ブチル、tert−ブチル、n−ペン
チル、イソペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、イ
ソヘキシル基等を挙げることができ、R5で示される炭
素数1〜10のアルキル基としてはこれらの他に更にn
−ヘプチル、1−メチルペンチル、2−メチルヘキシル
、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル等を挙げるこ
とができる。R3及びR4で示される炭素数1〜10の
アルコキシ基としては、直鎖又は分枝状のアルコキシ基
例えばメトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロ
ポキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、5ec−ブトキ
シ、tert−ブトキシ、n−ペントキシ、イソペント
キシ、n−へキシルオキシ、イソへキシルオキシ、n−
オクチルオキシ等を挙げることができる。また、一般式
・(I)において、nが2以上のとき、R3同志及びR
4同志は、同じであっても異なっていても良い。
〜6の2価の脂肪族飽和炭化水素基としては、直鎖又は
分枝状のアルキレン基例えばメチレン、エチレン、プロ
ピレン、1.2−ブチレン、1.3−ブチレン、2,3
−ブチレン、テトラメチレン、エチルエチレン、ペンタ
、メチレン、ヘキサメチレン基等を挙げることができる
。R3及びR4で示される炭素数1〜6のアルキル基と
しては、直鎖又は分枝状のアルキル基例えばメチル、エ
チル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソ
ブチル、5ec−ブチル、tert−ブチル、n−ペン
チル、イソペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、イ
ソヘキシル基等を挙げることができ、R5で示される炭
素数1〜10のアルキル基としてはこれらの他に更にn
−ヘプチル、1−メチルペンチル、2−メチルヘキシル
、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル等を挙げるこ
とができる。R3及びR4で示される炭素数1〜10の
アルコキシ基としては、直鎖又は分枝状のアルコキシ基
例えばメトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロ
ポキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、5ec−ブトキ
シ、tert−ブトキシ、n−ペントキシ、イソペント
キシ、n−へキシルオキシ、イソへキシルオキシ、n−
オクチルオキシ等を挙げることができる。また、一般式
・(I)において、nが2以上のとき、R3同志及びR
4同志は、同じであっても異なっていても良い。
本発明における一般式(I)の化合物の内、Aが−d−
〇−であるものとしては、例えばγ−(メタ)アクリロ
キシエチ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
リロキシプロピルトリプロポキシシラン、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ェトキシシラン、
γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジプロポキシ
シラン、γ−(メタ)アクリロキシブチルフエニルジメ
トキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシブチルフエニ
ルジエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシブチル
フエニルジプロポキシシラン、γ−(メタ)アクリロキ
シプロピルジメチルメトキシシラン、γ−(メタ)アク
リロキシプロピルジメチルエトキシシラン、γ−(メタ
)アクリロキシプロピルフェニルメチルメトキシシラン
、γ−(メタ)アクリロキシプロピルフェニルメチルエ
トキシシラン、 を挙げることができる。
〇−であるものとしては、例えばγ−(メタ)アクリロ
キシエチ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
リロキシプロピルトリプロポキシシラン、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ェトキシシラン、
γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジプロポキシ
シラン、γ−(メタ)アクリロキシブチルフエニルジメ
トキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシブチルフエニ
ルジエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシブチル
フエニルジプロポキシシラン、γ−(メタ)アクリロキ
シプロピルジメチルメトキシシラン、γ−(メタ)アク
リロキシプロピルジメチルエトキシシラン、γ−(メタ
)アクリロキシプロピルフェニルメチルメトキシシラン
、γ−(メタ)アクリロキシプロピルフェニルメチルエ
トキシシラン、 を挙げることができる。
等を挙げることができる。
これらの一般式(I)の化合物の内、特に、アクリロキ
シプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピ
ルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリー
n−ブトキシシラン、アクリロキシプロピルメチルジメ
トキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジメトキ
シシラン、メタクリロキシプロピルメチルジーn−ブト
キシシラン等がラジカル共重合性、貯蔵安定性等の点か
ら好適である。
シプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピ
ルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリー
n−ブトキシシラン、アクリロキシプロピルメチルジメ
トキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジメトキ
シシラン、メタクリロキシプロピルメチルジーn−ブト
キシシラン等がラジカル共重合性、貯蔵安定性等の点か
ら好適である。
また、本発明において分散安定剤樹脂として用いる前記
特定の共重合体の他の必須単量体であるカルボキシル基
含有不飽和単量体は、該共重合体に水分散性を付与する
と共に、塗膜の硬化触媒として作用するものである。
特定の共重合体の他の必須単量体であるカルボキシル基
含有不飽和単量体は、該共重合体に水分散性を付与する
と共に、塗膜の硬化触媒として作用するものである。
該カルボキシル基含有不飽和単量体の好ましいものとし
ては、例えば(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイ
ン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、
フマル酸、シトラコン酸等のα、β−エチレン性不飽和
カルボン酸等を挙げることができる。これらの内、ラジ
カル共重合性、水分散性の点から(メタ)アクリル酸が
特に好ましい。
ては、例えば(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイ
ン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、
フマル酸、シトラコン酸等のα、β−エチレン性不飽和
カルボン酸等を挙げることができる。これらの内、ラジ
カル共重合性、水分散性の点から(メタ)アクリル酸が
特に好ましい。
本発明において、分散安定剤樹脂として用いる共重合体
は、一般式(I)で表わさ−れるアルコキシシラン基含
有ビニル単量体の少な(とも一種とカルボキシル基含有
不飽和単量体の少なくとも一種とを必須単量体成分とし
更にこれらと共重合可能な他の重合性単量体を共重合し
て得られる共重合体である。
は、一般式(I)で表わさ−れるアルコキシシラン基含
有ビニル単量体の少な(とも一種とカルボキシル基含有
不飽和単量体の少なくとも一種とを必須単量体成分とし
更にこれらと共重合可能な他の重合性単量体を共重合し
て得られる共重合体である。
これら3成分の単量体の使用割合は、広い範囲から選択
できるが、通常次の範囲とするのが適当である。即ち、
一般式(I)の単量体は、使用単量体巾約1〜90重量
%程度好ましくは5〜50重量%程度の範囲であり、使
用割合が約1重量%未満では硬化性、塗膜の耐衝撃性、
耐水性、耐候性等が低下し、一方約90重量%より多い
と非水分散液の状態での貯蔵安定性が悪くなるので好ま
しくない。また、カルボキシル基含有不飽和単量体は、
使用単量体巾約1〜25重量%程度好ましくは2〜20
重量%程度の範囲であり、使用割合が約1重量%未満で
は分散安定剤樹脂の水溶化又は水分散化が困難となり、
一方約25重量%より多いと水性分散液から得られる塗
膜の耐水性、耐候性等が低下する傾向となるので好まし
くない。
できるが、通常次の範囲とするのが適当である。即ち、
一般式(I)の単量体は、使用単量体巾約1〜90重量
%程度好ましくは5〜50重量%程度の範囲であり、使
用割合が約1重量%未満では硬化性、塗膜の耐衝撃性、
耐水性、耐候性等が低下し、一方約90重量%より多い
と非水分散液の状態での貯蔵安定性が悪くなるので好ま
しくない。また、カルボキシル基含有不飽和単量体は、
使用単量体巾約1〜25重量%程度好ましくは2〜20
重量%程度の範囲であり、使用割合が約1重量%未満で
は分散安定剤樹脂の水溶化又は水分散化が困難となり、
一方約25重量%より多いと水性分散液から得られる塗
膜の耐水性、耐候性等が低下する傾向となるので好まし
くない。
また、その他の重合性単量体の使用割合は、要求される
塗膜性能に応じて、約98〜9重量%程度、好ましくは
93〜30重量%程度の範囲で適宜使用することができ
る。
塗膜性能に応じて、約98〜9重量%程度、好ましくは
93〜30重量%程度の範囲で適宜使用することができ
る。
また、当該共重合体において使用するその他の重合性単
量体としては、塗膜に要求される性能に応じて適宜選択
できる。使用する重合性単量体としては、ラジカル重合
性不飽和単量体が好ましく、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、n−ブチル(メタ)アクリレート
、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル
(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)ア
クリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、n
−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)アクリレート等の(メタ)アクリル酸の炭
素数1〜18のアルキル又はシクロアルキルエステル;
メトキシブチル(メタ)アクリレート、メトキシエチル
(メタ)アクリレート、エトキシブチル(メタ)アクリ
レート等の(メタ)アクリル酸のアルコキシアルキルエ
ステル;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、ヒドロ
キシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル
酸のヒドロキシアルキルエステル:ベンジル(メタ)ア
クリレート等の芳香族アルコールの(メタ)アクリル酸
とのエステル;グリシジル(メタ)アクリレート又は(
メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステルと酢酸
、プロピオン酸、カプリン酸、ラウリン酸、リノール酸
、オレイン酸、p−tert−ブチル安息香酸等の炭素
数2〜18のモノカルボン酸化合物との付加物; (メ
タ)アクリル酸と「カージュラE10」等のモノエポキ
シ化合物との付加物;スチレン、α−メチルスチレン、
ビニルトルエン、p−クロルスチレン、p −t e
r を−ブチルスチレン等のビニル芳香族化合物;イタ
コン酸、無水イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、無
水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸等の(メタ)ア
クリル酸以外のα、β−不飽和カルボン酸とメチルアル
コール、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ステ
アリルアルコール等の炭素数1〜18のモノアルコール
とのモノ又はジエステル類; [ビスコート8FJ、[
ビスコート8FMJ、[ビスコート3FJ、「ビスコー
ト3FMJ (何れも大阪有機化学■製、商品名、側
鎖にフッ素原子を有する(メタ)アクリレート類)、パ
ーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、パー
フルオロヘキシルエチレン等のフッ素原子含有化合物;
酢酸ビニル、安息香酸ビニル、[ベオバ(VEOVA)
J (シェル観製)のようなビニルエステル類;n−
ブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、メチル
ビニルエーテル等のビニルエーテル類;エチレン、プロ
ピレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のα−オレフィ
ン系化合物等を挙げることができる。
量体としては、塗膜に要求される性能に応じて適宜選択
できる。使用する重合性単量体としては、ラジカル重合
性不飽和単量体が好ましく、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、n−ブチル(メタ)アクリレート
、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル
(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)ア
クリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、n
−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)アクリレート等の(メタ)アクリル酸の炭
素数1〜18のアルキル又はシクロアルキルエステル;
メトキシブチル(メタ)アクリレート、メトキシエチル
(メタ)アクリレート、エトキシブチル(メタ)アクリ
レート等の(メタ)アクリル酸のアルコキシアルキルエ
ステル;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、ヒドロ
キシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル
酸のヒドロキシアルキルエステル:ベンジル(メタ)ア
クリレート等の芳香族アルコールの(メタ)アクリル酸
とのエステル;グリシジル(メタ)アクリレート又は(
メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステルと酢酸
、プロピオン酸、カプリン酸、ラウリン酸、リノール酸
、オレイン酸、p−tert−ブチル安息香酸等の炭素
数2〜18のモノカルボン酸化合物との付加物; (メ
タ)アクリル酸と「カージュラE10」等のモノエポキ
シ化合物との付加物;スチレン、α−メチルスチレン、
ビニルトルエン、p−クロルスチレン、p −t e
r を−ブチルスチレン等のビニル芳香族化合物;イタ
コン酸、無水イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、無
水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸等の(メタ)ア
クリル酸以外のα、β−不飽和カルボン酸とメチルアル
コール、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ステ
アリルアルコール等の炭素数1〜18のモノアルコール
とのモノ又はジエステル類; [ビスコート8FJ、[
ビスコート8FMJ、[ビスコート3FJ、「ビスコー
ト3FMJ (何れも大阪有機化学■製、商品名、側
鎖にフッ素原子を有する(メタ)アクリレート類)、パ
ーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、パー
フルオロヘキシルエチレン等のフッ素原子含有化合物;
酢酸ビニル、安息香酸ビニル、[ベオバ(VEOVA)
J (シェル観製)のようなビニルエステル類;n−
ブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、メチル
ビニルエーテル等のビニルエーテル類;エチレン、プロ
ピレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のα−オレフィ
ン系化合物等を挙げることができる。
本発明において用いる分散安定剤樹脂を製造するための
共重合は、通常ラジカル重合開始剤を用いて行なわれる
。使用可能なラジカル重合開始剤としては、例えば2,
2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビ
ス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系開始
剤;ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイ
ド、tert−ブチルパーオクトエート、tert−ブ
チルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等の過酸化
物系開始剤等が挙げられ、これら重合開始剤は一般に重
合に供される単量体100重量部当り0.2〜10重量
部程度、好ましくは0.5〜5重量部の範囲内で使用で
きる。重合時の反応温度は、通常60〜160℃程度の
範囲内の温度を用いるのが適当であり、通常1〜15時
間程度で反応が終了する。
共重合は、通常ラジカル重合開始剤を用いて行なわれる
。使用可能なラジカル重合開始剤としては、例えば2,
2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビ
ス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系開始
剤;ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイ
ド、tert−ブチルパーオクトエート、tert−ブ
チルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等の過酸化
物系開始剤等が挙げられ、これら重合開始剤は一般に重
合に供される単量体100重量部当り0.2〜10重量
部程度、好ましくは0.5〜5重量部の範囲内で使用で
きる。重合時の反応温度は、通常60〜160℃程度の
範囲内の温度を用いるのが適当であり、通常1〜15時
間程度で反応が終了する。
本発明において分散安定剤樹脂として用いる共重合体の
分子量は、通常、数平均分子量で約1000〜6000
0程度(重量平均分子量で約5000〜100000程
度)、好ましくは約1000〜30000程度の範囲内
とするのが好適である。分子量が約1000より小さい
と分散粒子の安定化が不充分で凝集、沈降を起こしやす
い傾向にあり、他方分子量が約60000を越える場合
には粘度が著しく高くなり取扱が困難になることがある
ので好ましくない。
分子量は、通常、数平均分子量で約1000〜6000
0程度(重量平均分子量で約5000〜100000程
度)、好ましくは約1000〜30000程度の範囲内
とするのが好適である。分子量が約1000より小さい
と分散粒子の安定化が不充分で凝集、沈降を起こしやす
い傾向にあり、他方分子量が約60000を越える場合
には粘度が著しく高くなり取扱が困難になることがある
ので好ましくない。
本発明において用いる分散安定剤樹脂は、単独で使用し
ても、異なる共重合組成、分子量のものを2種以上組合
せて用いても良く、更には必要に応じて他の分散安定剤
例えばブチルエーテル化メラミン−ホルムアルデヒド樹
脂、アルキド樹脂、一般式(I)の化合物を共重合体成
分として含まない一般のアクリル樹脂等の少量と併用す
ることも可能である。
ても、異なる共重合組成、分子量のものを2種以上組合
せて用いても良く、更には必要に応じて他の分散安定剤
例えばブチルエーテル化メラミン−ホルムアルデヒド樹
脂、アルキド樹脂、一般式(I)の化合物を共重合体成
分として含まない一般のアクリル樹脂等の少量と併用す
ることも可能である。
本発明においては、上記分散安定剤樹脂の存在下に有機
液体中でラジカル重合性不飽和単量体を重合させて、該
有機液体に不溶性の重合体粒子の非水分散液を調製する
。
液体中でラジカル重合性不飽和単量体を重合させて、該
有機液体に不溶性の重合体粒子の非水分散液を調製する
。
上記重合に使用される有機液体としては、該重合により
生成する分散重合体粒子は実質的に溶解しないが、上記
安定剤樹脂及び該ラジカル重合性不飽和単量体に対して
は良溶媒となる有機液体が包含される。かかる有機液体
の具体例としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の
脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳
香族炭化水素;メチルアルコール、イソプロピルアルコ
ール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、
オクチルアルコール等のアルコール類;セロソルブ、ブ
チルセロソルブ、ジエチレングリコールモノブチルエー
テル等のエーテル類;メチルイソブチルケトン、ジイソ
ブチルケトン、メチルエチルケトン、メチルへキシルケ
トン、エチルブチルケトン等のケトン類:酢酸エチル、
酢酸イソブチル、酢酸アミル、2−エチルヘキシルアセ
テート等のエステル類等を挙げることができる。これら
の有機液体は、それぞれ単独で使用してもよく、2種以
上混合して用いることもできる。
生成する分散重合体粒子は実質的に溶解しないが、上記
安定剤樹脂及び該ラジカル重合性不飽和単量体に対して
は良溶媒となる有機液体が包含される。かかる有機液体
の具体例としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の
脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳
香族炭化水素;メチルアルコール、イソプロピルアルコ
ール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、
オクチルアルコール等のアルコール類;セロソルブ、ブ
チルセロソルブ、ジエチレングリコールモノブチルエー
テル等のエーテル類;メチルイソブチルケトン、ジイソ
ブチルケトン、メチルエチルケトン、メチルへキシルケ
トン、エチルブチルケトン等のケトン類:酢酸エチル、
酢酸イソブチル、酢酸アミル、2−エチルヘキシルアセ
テート等のエステル類等を挙げることができる。これら
の有機液体は、それぞれ単独で使用してもよく、2種以
上混合して用いることもできる。
また、上記した分散安定剤樹脂の有機液体中で重合させ
るラジカル重合性不飽和単量体としては、上記した分散
安定剤樹脂に使用したその他の重合性単量体として挙げ
たラジカル重合性不飽和単量体や(メタ)アクリロニト
リル等のシアノ基含有不飽和化合物等を挙げることがで
きる。
るラジカル重合性不飽和単量体としては、上記した分散
安定剤樹脂に使用したその他の重合性単量体として挙げ
たラジカル重合性不飽和単量体や(メタ)アクリロニト
リル等のシアノ基含有不飽和化合物等を挙げることがで
きる。
上記したラジカル重合性不飽和単量体は、特に好ましく
は分散安定剤樹脂の単量体成分の炭素数よりも炭素数の
小さいものもしくは同一のものを組合わせることによっ
て粒子成分を安定に形成することができる。この観点か
ら特に好ましいものは、炭素数8以下望ましくは4以下
の(メタ)アクリル酸エステル類、ビニル芳香族化合物
、(メタ)アクリロニトリル等である。
は分散安定剤樹脂の単量体成分の炭素数よりも炭素数の
小さいものもしくは同一のものを組合わせることによっ
て粒子成分を安定に形成することができる。この観点か
ら特に好ましいものは、炭素数8以下望ましくは4以下
の(メタ)アクリル酸エステル類、ビニル芳香族化合物
、(メタ)アクリロニトリル等である。
これらのラジカル重合性不飽和単量体は、一種単独で又
は二種以上の適宜併用で使用することができる。
は二種以上の適宜併用で使用することができる。
上記ラジカル重合性不飽和単量体の重合は、通常ラジカ
ル重合開始剤を用いて行なわれる。使用可能なラジカル
重合開始剤としては、例えば2゜2′−アゾビスイソブ
チロニトリル、2.2’ −アゾビス(2,4−ジメチ
ルバレロニトリル)等のアゾ系開始剤;ベイシイルバー
オキサイド、ラウリルパーオキサイド、tert−ブチ
ルパーオクトエート、tert−ブチルパーオキシ−2
−エチルヘキサノエート等の過酸化物系開始剤等が挙げ
られ、これら重合開始剤は一般に重合に供される単量体
100重量部当り0.2〜10重量部程度、好ましくは
0.5〜5重量部の範囲内で使用できる。
ル重合開始剤を用いて行なわれる。使用可能なラジカル
重合開始剤としては、例えば2゜2′−アゾビスイソブ
チロニトリル、2.2’ −アゾビス(2,4−ジメチ
ルバレロニトリル)等のアゾ系開始剤;ベイシイルバー
オキサイド、ラウリルパーオキサイド、tert−ブチ
ルパーオクトエート、tert−ブチルパーオキシ−2
−エチルヘキサノエート等の過酸化物系開始剤等が挙げ
られ、これら重合開始剤は一般に重合に供される単量体
100重量部当り0.2〜10重量部程度、好ましくは
0.5〜5重量部の範囲内で使用できる。
上記重合の際に存在させる分散安定剤樹脂の使用割合は
、要求される水分散液の粒子径、塗面状態、塗膜性能等
に応じて広い範囲から選択できるが、一般には重合すべ
き単量体100重量部に対して分散安定剤樹脂を5〜1
000重量部程度好ましくは10〜500重量部とする
のが適当である。更に、有機液体中における分散安定剤
樹脂とラジカル重合性不飽和単量体との合計濃度は、−
般に30〜70重量%程度好ましくは30〜60重全%
とするのが適当である。
、要求される水分散液の粒子径、塗面状態、塗膜性能等
に応じて広い範囲から選択できるが、一般には重合すべ
き単量体100重量部に対して分散安定剤樹脂を5〜1
000重量部程度好ましくは10〜500重量部とする
のが適当である。更に、有機液体中における分散安定剤
樹脂とラジカル重合性不飽和単量体との合計濃度は、−
般に30〜70重量%程度好ましくは30〜60重全%
とするのが適当である。
重合は、それ自体公知の方法で杵なうことができ、重合
時の反応温度としては通常60〜160℃程度の範囲内
とするのが適当であり、通常1〜15時間程度で反応が
終了する。
時の反応温度としては通常60〜160℃程度の範囲内
とするのが適当であり、通常1〜15時間程度で反応が
終了する。
かくして液相が有機液体に分散安定剤樹脂が溶解したも
のであり、固相がラジカル重合性不飽和単量体が重合し
た重合体粒子である安定な非水分散液が得られる。重合
体粒子の粒子径は、通常的0.02〜1.0μmの範囲
である。粒子径がこの範囲より小さくなるとフェスの粘
度が高くなり、他方粒子径がこの範囲より大きくなると
貯蔵中に粒子が膨潤又は凝集したりするので好ましくな
い。
のであり、固相がラジカル重合性不飽和単量体が重合し
た重合体粒子である安定な非水分散液が得られる。重合
体粒子の粒子径は、通常的0.02〜1.0μmの範囲
である。粒子径がこの範囲より小さくなるとフェスの粘
度が高くなり、他方粒子径がこの範囲より大きくなると
貯蔵中に粒子が膨潤又は凝集したりするので好ましくな
い。
また、重合体粒子の粒子径は、分散安定剤樹脂の使用割
合を上記範囲で増減することにより上記範囲で自由に調
節することができる。即ち、該使用割合を、多くすれば
粒径が小さくなり、少なくすれば粒径が大きくなる。
合を上記範囲で増減することにより上記範囲で自由に調
節することができる。即ち、該使用割合を、多くすれば
粒径が小さくなり、少なくすれば粒径が大きくなる。
本発明においては、上記非水分散液中の分散安定剤樹脂
と重合体粒子とを結合させることによって、貯蔵安定性
及び機械的特性を更に向上させることができる。尚、結
合した場合にも外観上の分散状態に変化は殆んど無く、
重合体粒子の粒子径も上記範囲内にある。
と重合体粒子とを結合させることによって、貯蔵安定性
及び機械的特性を更に向上させることができる。尚、結
合した場合にも外観上の分散状態に変化は殆んど無く、
重合体粒子の粒子径も上記範囲内にある。
分散安定剤樹脂と重合体粒子とを結合させる方法として
は、例えば、予め分散安定剤樹脂を製造する段階におい
て水酸基、酸基、酸無水基、エポキシ基、メチロール基
、イソシアネート基、アミド基、アミノ基等の官能基を
有する単量体成分を一部具重合させておき、更に重合体
粒子を形成する単量体成分として上記官能基と反応する
水酸基、酸基、酸無水基、エポキシ基、メチロール基、
イソシアネート基、アミド基、アミノ基、シラノール基
、アルコキシシラン基等の官能基を有する重合体を用い
ることによって行なうことができる。
は、例えば、予め分散安定剤樹脂を製造する段階におい
て水酸基、酸基、酸無水基、エポキシ基、メチロール基
、イソシアネート基、アミド基、アミノ基等の官能基を
有する単量体成分を一部具重合させておき、更に重合体
粒子を形成する単量体成分として上記官能基と反応する
水酸基、酸基、酸無水基、エポキシ基、メチロール基、
イソシアネート基、アミド基、アミノ基、シラノール基
、アルコキシシラン基等の官能基を有する重合体を用い
ることによって行なうことができる。
これらの組合せとしては、例えばイソシアネート基と水
酸基、イソシアネート基とメチロール基、エポキシ基と
酸(無水)基、エポキシ基とアミノ基、イソシアネート
基とアミド基、酸(無水)基と水酸基、水酸基とシラノ
ール基又はアルコキシシラン基等が挙げられる。
酸基、イソシアネート基とメチロール基、エポキシ基と
酸(無水)基、エポキシ基とアミノ基、イソシアネート
基とアミド基、酸(無水)基と水酸基、水酸基とシラノ
ール基又はアルコキシシラン基等が挙げられる。
このような官能基を有する単量体としては、例えば、2
−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロ
キシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル
(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のヒドロ
キシアルキルエステル; (メタ)アクリル酸、クロト
ン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水
イタコン酸、フマル酸、シトラコン酸等のα、β−エチ
レン性不飽和カルボン酸;グリシジル(メタ)アクリレ
ート、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエ
ーテル等のグリシジル基含有化合物;(メタ)アクリル
アミド、N、N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N
−アルコキシメチル化(メタ)アクリルアミド、ジアセ
トンアクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリル
アミド等のカルボン酸アミド系化合物;p−スチレンス
ルホンアミド、N−メチル−p−スチレンスルホンアミ
ド、N、N−ジメチル−p−スチレンスルホンアミド等
のスルホン酸アミド基含有化合物;(メタ)アクリル酸
−tert−ブチルアミノエチル等のアミノ基含有化合
物;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとリン
酸又はリン酸エステル類との縮合物、グリシジル(メタ
)アクリレート等のグリシジル基を有する化合物のグリ
シジル基にリン酸又はリン酸エステル類を付加させたも
の等のリン酸基含有化合物;2−アクリルアミド−2−
メチル−プロパンスルホン酸等のスルホン酸基含有化合
物;m−イソプロペニル−α。
−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、ヒドロキシブチル
(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のヒドロ
キシアルキルエステル; (メタ)アクリル酸、クロト
ン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水
イタコン酸、フマル酸、シトラコン酸等のα、β−エチ
レン性不飽和カルボン酸;グリシジル(メタ)アクリレ
ート、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエ
ーテル等のグリシジル基含有化合物;(メタ)アクリル
アミド、N、N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N
−アルコキシメチル化(メタ)アクリルアミド、ジアセ
トンアクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリル
アミド等のカルボン酸アミド系化合物;p−スチレンス
ルホンアミド、N−メチル−p−スチレンスルホンアミ
ド、N、N−ジメチル−p−スチレンスルホンアミド等
のスルホン酸アミド基含有化合物;(メタ)アクリル酸
−tert−ブチルアミノエチル等のアミノ基含有化合
物;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとリン
酸又はリン酸エステル類との縮合物、グリシジル(メタ
)アクリレート等のグリシジル基を有する化合物のグリ
シジル基にリン酸又はリン酸エステル類を付加させたも
の等のリン酸基含有化合物;2−アクリルアミド−2−
メチル−プロパンスルホン酸等のスルホン酸基含有化合
物;m−イソプロペニル−α。
α−ジメチルベンジルイソシアネート、イソホロンジイ
ソシアネート又はトリレンジイソシアネートとヒドロキ
シ(メタ)アクリレートとの等モル付加物、イソシアノ
エチルメタクリレート等のイソシアネート基含有化合物
等を挙げることができる。
ソシアネート又はトリレンジイソシアネートとヒドロキ
シ(メタ)アクリレートとの等モル付加物、イソシアノ
エチルメタクリレート等のイソシアネート基含有化合物
等を挙げることができる。
また、分散安定剤樹脂と重合体粒子とを結合させる別の
方法として、重合性二重結合を有する分散安定剤樹脂の
存在下でラジカル重合性不飽和単量体を重合させること
によって行なうことができる。分散安定剤樹脂への重合
性二重結合の導入は、例えば、該樹脂の共重合成分とし
てカルボン酸、゛リン酸、スルホン酸等の酸基含有単量
体を用い、この酸基にグリシジル(メタ)アクリレート
、アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基含有不飽
和重合体を反応せしめることによって行なうことができ
るが、勿論逆にグリシジル基を該樹脂に含有させておい
てこれに酸基含有不飽和単量体を反応せしめることによ
っても行なうことができる。
方法として、重合性二重結合を有する分散安定剤樹脂の
存在下でラジカル重合性不飽和単量体を重合させること
によって行なうことができる。分散安定剤樹脂への重合
性二重結合の導入は、例えば、該樹脂の共重合成分とし
てカルボン酸、゛リン酸、スルホン酸等の酸基含有単量
体を用い、この酸基にグリシジル(メタ)アクリレート
、アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基含有不飽
和重合体を反応せしめることによって行なうことができ
るが、勿論逆にグリシジル基を該樹脂に含有させておい
てこれに酸基含有不飽和単量体を反応せしめることによ
っても行なうことができる。
これらの反応は、従来公知の条件に従うことができる。
また、分散安定剤樹脂と重合体粒子とを結合させる更に
別の方法として、分散安定剤樹脂と重合体粒子とにお互
いに反応しない官能基を導入した非水分散液を製造した
後、このものに両者を結合させる結合剤を配合すること
によっても行なうことができる。具体的には、例えば水
酸基含有分散安定剤樹脂及び有機液体の存在下で水酸基
含有不飽和単量体の単独又は他の不飽和単量体との混合
物を重合させて、両者に水酸基を含有する非水分散液を
製造した後、ポリイソシアネート化合物等を配合して常
温では数日間、60〜100℃程度では1〜5時間程度
反応させることによって行なうことができる。ポリイソ
シアネート化合物としては、分子中に2個以上のイソシ
アネート基を有するものであれば何れも使用でき、例え
ばトリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネ
ー)、4.4’ −ジフェニルメタンジイソシアネート
等の芳香族ジイソシアネート又はそれらの水素化物;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、ダイマー酸(トール油脂肪酸の二量化物)ジイソシ
アネート等の脂肪族ジイソシアネート;イソホロンジイ
ソシアネート等の脂環式ジイソシアネート等が挙げられ
る。また、上記の配合の組合せ以外にも、酸基を含有す
る分散安定剤樹脂及び重合体粒子とポリエポキシドとの
組合せ、エポキシ基を含有する分散安定剤樹脂及び重合
体粒子とポリカルボン酸との組合せ、エポキシ基又はイ
ソシアネート基を含有する分散安定剤樹脂及び重合体粒
子とポリサルファイド化合物との組合せ等で行なうこと
ができる。ポリエポキシドとしては、例えばビスフェノ
ールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹
脂、ノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ基含有アクリ
ル系樹脂等;ポリカルボン酸としては、例えばアジピン
酸、セパチン酸、アゼライン酸、イソフタル酸等;ポリ
サルファイドとしてはペンタメチレンジサルファイド、
ヘキサメチレンジサルファイド、ポリ(エチレンジサル
ファイド)等が挙げられる。
別の方法として、分散安定剤樹脂と重合体粒子とにお互
いに反応しない官能基を導入した非水分散液を製造した
後、このものに両者を結合させる結合剤を配合すること
によっても行なうことができる。具体的には、例えば水
酸基含有分散安定剤樹脂及び有機液体の存在下で水酸基
含有不飽和単量体の単独又は他の不飽和単量体との混合
物を重合させて、両者に水酸基を含有する非水分散液を
製造した後、ポリイソシアネート化合物等を配合して常
温では数日間、60〜100℃程度では1〜5時間程度
反応させることによって行なうことができる。ポリイソ
シアネート化合物としては、分子中に2個以上のイソシ
アネート基を有するものであれば何れも使用でき、例え
ばトリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネ
ー)、4.4’ −ジフェニルメタンジイソシアネート
等の芳香族ジイソシアネート又はそれらの水素化物;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、ダイマー酸(トール油脂肪酸の二量化物)ジイソシ
アネート等の脂肪族ジイソシアネート;イソホロンジイ
ソシアネート等の脂環式ジイソシアネート等が挙げられ
る。また、上記の配合の組合せ以外にも、酸基を含有す
る分散安定剤樹脂及び重合体粒子とポリエポキシドとの
組合せ、エポキシ基を含有する分散安定剤樹脂及び重合
体粒子とポリカルボン酸との組合せ、エポキシ基又はイ
ソシアネート基を含有する分散安定剤樹脂及び重合体粒
子とポリサルファイド化合物との組合せ等で行なうこと
ができる。ポリエポキシドとしては、例えばビスフェノ
ールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹
脂、ノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ基含有アクリ
ル系樹脂等;ポリカルボン酸としては、例えばアジピン
酸、セパチン酸、アゼライン酸、イソフタル酸等;ポリ
サルファイドとしてはペンタメチレンジサルファイド、
ヘキサメチレンジサルファイド、ポリ(エチレンジサル
ファイド)等が挙げられる。
以上の様にして、分散安定剤樹脂と重合体粒子とを化学
的に結合させることができるが、この際に各種官能基や
重合性二重結合を分散安定剤樹脂及び/又は重合性粒子
に導入する量は、該樹脂及び/又は粒子の一分子中に平
均して少なくとも−0,1個とすれば充分である。
的に結合させることができるが、この際に各種官能基や
重合性二重結合を分散安定剤樹脂及び/又は重合性粒子
に導入する量は、該樹脂及び/又は粒子の一分子中に平
均して少なくとも−0,1個とすれば充分である。
また、本発明において、分散安定剤樹脂の有機液体中で
重合させるラジカル重合性不飽和単量体成分としてエポ
キシ基、酸(無水)基、イソシアネート基、アミド基、
アミノ基、シラノール基、アルコキシシラン基、水酸基
等の官能基を有する単量体の組合せ又はポリビニル単量
体を用いて重合体粒子内の架橋を行なって、水性分散液
の貯蔵安定性を更に向上させることができる。該官能基
を有する単量体成分としては、分散安定剤樹脂と重合体
粒子との結合で用いたと同様の単量体及び一般式(I)
で表わされるアルコキシシラン基含有ビニル単量体又は
これを加水分解して得られるシラノール基含有ビニル単
量体等が挙げられる。
重合させるラジカル重合性不飽和単量体成分としてエポ
キシ基、酸(無水)基、イソシアネート基、アミド基、
アミノ基、シラノール基、アルコキシシラン基、水酸基
等の官能基を有する単量体の組合せ又はポリビニル単量
体を用いて重合体粒子内の架橋を行なって、水性分散液
の貯蔵安定性を更に向上させることができる。該官能基
を有する単量体成分としては、分散安定剤樹脂と重合体
粒子との結合で用いたと同様の単量体及び一般式(I)
で表わされるアルコキシシラン基含有ビニル単量体又は
これを加水分解して得られるシラノール基含有ビニル単
量体等が挙げられる。
また、単量体の組合せとしては、例えばエポキシ基−酸
(無水)基、エポキシ基−アミノ基、エポキシ基−アミ
ド基、イソシアネート基−水酸基、シラノール基又はア
ルコキシシラン基−水酸基等が挙げられる。ポリビニル
単量体としては、例えば1,6−ヘキサンジオールのジ
(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのトリ
(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン等が挙げられ
る。
(無水)基、エポキシ基−アミノ基、エポキシ基−アミ
ド基、イソシアネート基−水酸基、シラノール基又はア
ルコキシシラン基−水酸基等が挙げられる。ポリビニル
単量体としては、例えば1,6−ヘキサンジオールのジ
(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのトリ
(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン等が挙げられ
る。
本発明製造方法においては、次いで上記非水分散液を水
性化する。水性化は、非水分散液を塩基性物質で中和し
た中和物中に水を加えるか、又は該中和物を水中に加え
ることによって行なうことができる。中和物中に水を添
加する方法は、非水分散液を攪拌しながら中和剤を短時
間で添加し中和を行なった後、油系から水系に相転換す
るまで短時間で水を添加し、相転換後残りの水を要求さ
れる固形分になるまで徐々に滴下して水分散化するもの
である。この際、分散液に中和剤を添加した段階から酸
及び塩基の存在下で、分散安定剤樹脂中のアルコキシシ
ラン基の加水分解及び縮合反応が急速に進行するので系
が増粘、ゲル化しないように短時間で中和、水添加を行
なうことが必要である。中和剤及び相転換させるまで添
加する水を添加する時間は、反応容器、攪拌条件、雰囲
気温度によって異なるが、一般には24時間以内、好ま
しくは10時間以内である。また、水に中和物を添加す
る方法は、非水分散液を攪拌しながら中和剤を短時間で
添加し中和物を得た後、このものを攪拌下に徐々に水中
に添加して水分散化するものである。この場合も上記方
法と同様に中和物が水中に添加されるまでに増粘、ゲル
化するおそれがあるのでできるだけ短時間で水分散化す
る必要がある。一般に中和されてから水中に添加される
までの時間は、24時間以内、好ましくは10時間以内
である。
性化する。水性化は、非水分散液を塩基性物質で中和し
た中和物中に水を加えるか、又は該中和物を水中に加え
ることによって行なうことができる。中和物中に水を添
加する方法は、非水分散液を攪拌しながら中和剤を短時
間で添加し中和を行なった後、油系から水系に相転換す
るまで短時間で水を添加し、相転換後残りの水を要求さ
れる固形分になるまで徐々に滴下して水分散化するもの
である。この際、分散液に中和剤を添加した段階から酸
及び塩基の存在下で、分散安定剤樹脂中のアルコキシシ
ラン基の加水分解及び縮合反応が急速に進行するので系
が増粘、ゲル化しないように短時間で中和、水添加を行
なうことが必要である。中和剤及び相転換させるまで添
加する水を添加する時間は、反応容器、攪拌条件、雰囲
気温度によって異なるが、一般には24時間以内、好ま
しくは10時間以内である。また、水に中和物を添加す
る方法は、非水分散液を攪拌しながら中和剤を短時間で
添加し中和物を得た後、このものを攪拌下に徐々に水中
に添加して水分散化するものである。この場合も上記方
法と同様に中和物が水中に添加されるまでに増粘、ゲル
化するおそれがあるのでできるだけ短時間で水分散化す
る必要がある。一般に中和されてから水中に添加される
までの時間は、24時間以内、好ましくは10時間以内
である。
また、水性化は、非水分散液を中和させる前に水を加え
、次に塩基性物質で中和させて水分散化することによっ
ても行なうことができる。即ち、非水分散液を攪拌しな
がら要求される固形分になるまで水を添加した後、中和
剤を添加して水分散化するものである。この方法は、非
水分散液にまず最初の水が添加されると分散安定剤樹脂
中に水が浸透し、該樹脂中のカルボキシル基が触媒とし
て作用し該樹脂中のアルコキシシラン基が水で加水分解
されてシラノール基を生じ、更に水が添加された段階で
該シラノール基が水に対して強い親和性を持ち水と水素
結合して水和が行なわれて水分散物となるものである。
、次に塩基性物質で中和させて水分散化することによっ
ても行なうことができる。即ち、非水分散液を攪拌しな
がら要求される固形分になるまで水を添加した後、中和
剤を添加して水分散化するものである。この方法は、非
水分散液にまず最初の水が添加されると分散安定剤樹脂
中に水が浸透し、該樹脂中のカルボキシル基が触媒とし
て作用し該樹脂中のアルコキシシラン基が水で加水分解
されてシラノール基を生じ、更に水が添加された段階で
該シラノール基が水に対して強い親和性を持ち水と水素
結合して水和が行なわれて水分散物となるものである。
こうして得られたものは、分散媒である水と重合体粒子
の間にある分散安定剤樹脂との界面に該水和したシラノ
ール基が多く存在することから、水中に重合体粒子が安
定に分散しているものである。この方法は、加水分解触
媒としても作用し架橋を促進する塩基性物質が水分散化
後に配合されるので、分散液の増粘、ゲル化が防止でき
るので好ましく、特に高濃度の水分散液を製造する場合
に有利である。更に、この方法で得られる水分散液は、
塗装に際して、表面にシラノール基を多く有しているの
で架橋性に優れている点からも好ましい。
の間にある分散安定剤樹脂との界面に該水和したシラノ
ール基が多く存在することから、水中に重合体粒子が安
定に分散しているものである。この方法は、加水分解触
媒としても作用し架橋を促進する塩基性物質が水分散化
後に配合されるので、分散液の増粘、ゲル化が防止でき
るので好ましく、特に高濃度の水分散液を製造する場合
に有利である。更に、この方法で得られる水分散液は、
塗装に際して、表面にシラノール基を多く有しているの
で架橋性に優れている点からも好ましい。
上記各方法により非水分散液を水性化する際の温度条件
は、通常約1〜90℃程度、好ましくは約5〜40重量
度とするのが適当である。温度が約1℃未満では系の粘
度が高くなり粒子径が大きくなり、一方温度が約90℃
より高いとアルコキシシラン基が急速に加水分解されて
シラノール基を生じ該シラノール基同志による反応が行
なわれて増粘、ゲル化することがあるので好ましくない
。
は、通常約1〜90℃程度、好ましくは約5〜40重量
度とするのが適当である。温度が約1℃未満では系の粘
度が高くなり粒子径が大きくなり、一方温度が約90℃
より高いとアルコキシシラン基が急速に加水分解されて
シラノール基を生じ該シラノール基同志による反応が行
なわれて増粘、ゲル化することがあるので好ましくない
。
水性化の際に使用される塩基性物質としては、例えばア
ンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチル
アミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルア
ミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノール
アミン、ジェタノールアミン、トリエタノールアミン等
を挙げることができる。これらの内、特にアンモニア、
トリエチルアミンを用いるのが、得られる水分散化物を
常温で乾燥させて塗膜形成させたときに塗膜中にこのも
のが残存し難いので塗膜性能に優れており、又このもの
の毒性も少ないことからも好ましい。
ンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチル
アミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルア
ミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノール
アミン、ジェタノールアミン、トリエタノールアミン等
を挙げることができる。これらの内、特にアンモニア、
トリエチルアミンを用いるのが、得られる水分散化物を
常温で乾燥させて塗膜形成させたときに塗膜中にこのも
のが残存し難いので塗膜性能に優れており、又このもの
の毒性も少ないことからも好ましい。
塩基性物質は、非水分散液中に含まれている遊離のカル
ボキシル基に対して約0.1〜1.5当量程度好ましく
は約0.2〜1.0当世で中和される様な量で使用する
のが良い。該中和剤量が約0.1当量未満では重合体粒
子を安定に水分散化させることが困難でありたとえ水分
散化しても貯蔵安定性に劣るものとなり、一方約1.5
当量より多いと遊離の塩基性物質が多くなり貯蔵安定性
が低下するので好ましくない。
ボキシル基に対して約0.1〜1.5当量程度好ましく
は約0.2〜1.0当世で中和される様な量で使用する
のが良い。該中和剤量が約0.1当量未満では重合体粒
子を安定に水分散化させることが困難でありたとえ水分
散化しても貯蔵安定性に劣るものとなり、一方約1.5
当量より多いと遊離の塩基性物質が多くなり貯蔵安定性
が低下するので好ましくない。
本発明の方法で得られた水分散液は、更に必要に応じて
該水分散液中に含まれる有機液体を常温下又は減圧下に
留出して有機液体の含有量を分散液中の水の量に対して
約10重量%未満とすることによって水分散液の貯蔵安
定性、公害対策等に有利なものとすることができる。
該水分散液中に含まれる有機液体を常温下又は減圧下に
留出して有機液体の含有量を分散液中の水の量に対して
約10重量%未満とすることによって水分散液の貯蔵安
定性、公害対策等に有利なものとすることができる。
本発明の方法において水分散液の濃度は、樹脂固形分濃
度で約5〜40重量%程度、好ましくは約5〜40重量
%の範囲に調整するのが良い。濃度が約1重量%未満に
なると厚膜を形成する場合に経済的に不利となり、一方
濃度が約70重量%より高くなると重合体粒子が凝集し
て沈降したり分散安定剤樹脂同志が反応して水分散液が
増粘、ゲル化したりする虞れがあるので好ましくない。
度で約5〜40重量%程度、好ましくは約5〜40重量
%の範囲に調整するのが良い。濃度が約1重量%未満に
なると厚膜を形成する場合に経済的に不利となり、一方
濃度が約70重量%より高くなると重合体粒子が凝集し
て沈降したり分散安定剤樹脂同志が反応して水分散液が
増粘、ゲル化したりする虞れがあるので好ましくない。
水分散化したときの粒子径は、非水分散液の粒子径とほ
とんど変化がなく約0.02〜1.0μmの範囲である
。
とんど変化がなく約0.02〜1.0μmの範囲である
。
斯くして得られた水性分散液は、例えば塗料、接着剤、
インク、成形品、充填剤等に、又繊維、紙の含浸剤、表
面処理剤等に好適に使用できる。
インク、成形品、充填剤等に、又繊維、紙の含浸剤、表
面処理剤等に好適に使用できる。
本発明により得られる水性分散液は、そのままでも使用
できるが、必要に応じて、体質顔料、着色顔料、染料、
可塑剤、硬化剤、硬化触媒、紫外線吸収剤、酸化防止剤
、防黴剤、防カビ剤、殺菌剤等を添加することができる
。可塑剤としては、公知のもの例えば、ジメチルフタレ
ート、ジオクチルフタレート等の低分子量可塑剤、ビニ
ル重合体系可塑剤、ポリエステル系可塑剤等の高分子量
可塑剤等が挙げられ、これらは前記非水分散液に予め混
入しておいたり該分散液の製造時にラジカル重合性不飽
和単量体に溶解しておいて生成分散液の分散重合体粒子
中に分配させておくこともできる。また、硬化剤及び硬
化触媒としては、水溶性乃至水分散性のアミノ樹脂、エ
ポキシ樹脂等の架橋剤及びp−)ルエンスルホン酸、リ
ン酸等の酸性化合物、オクチル酸錫、ジブチル錫ジアセ
テート等の金錫化合物、ブチルアミン、トリエチルアミ
ン等の塩基性化合物等の如き硬化触媒が挙げられる。
できるが、必要に応じて、体質顔料、着色顔料、染料、
可塑剤、硬化剤、硬化触媒、紫外線吸収剤、酸化防止剤
、防黴剤、防カビ剤、殺菌剤等を添加することができる
。可塑剤としては、公知のもの例えば、ジメチルフタレ
ート、ジオクチルフタレート等の低分子量可塑剤、ビニ
ル重合体系可塑剤、ポリエステル系可塑剤等の高分子量
可塑剤等が挙げられ、これらは前記非水分散液に予め混
入しておいたり該分散液の製造時にラジカル重合性不飽
和単量体に溶解しておいて生成分散液の分散重合体粒子
中に分配させておくこともできる。また、硬化剤及び硬
化触媒としては、水溶性乃至水分散性のアミノ樹脂、エ
ポキシ樹脂等の架橋剤及びp−)ルエンスルホン酸、リ
ン酸等の酸性化合物、オクチル酸錫、ジブチル錫ジアセ
テート等の金錫化合物、ブチルアミン、トリエチルアミ
ン等の塩基性化合物等の如き硬化触媒が挙げられる。
本発明の方法により得られた水性分散液を塗料として用
いる場合には、例えば刷毛塗り、吹付塗り、ローラー塗
り、浸漬等の手段で各種素材に塗布することができる。
いる場合には、例えば刷毛塗り、吹付塗り、ローラー塗
り、浸漬等の手段で各種素材に塗布することができる。
塗布量は、特に制限はないが、一般には約1〜1000
μm程度の膜厚となる範囲が適当である。塗膜の乾燥は
、室温で行なうことができるが、必要に応じて、約20
0℃迄の温度で加熱乾燥を行なっても良い。
μm程度の膜厚となる範囲が適当である。塗膜の乾燥は
、室温で行なうことができるが、必要に応じて、約20
0℃迄の温度で加熱乾燥を行なっても良い。
発明の効果
本発明の方法により得られた水性分散液によれば、高濃
度でも貯蔵安定性に優れしかも外観、耐水性、耐候性、
機械的特性に優れた塗膜を形成することができる。
度でも貯蔵安定性に優れしかも外観、耐水性、耐候性、
機械的特性に優れた塗膜を形成することができる。
即ち、本発明の方法により得られた水性分散液は、固相
である重合体粒子の表面に存在する分散安定剤樹脂が水
、塩基性物質、酸性物質等の加水分解性物質に対して化
学的に安定なシロキサン結合を有し、しかもその分散安
定剤樹脂と水との界面は水に安定なシラノール基となっ
ており重合体粒子同志の電荷の反発作用等によって、長
期間の貯蔵においても沈降、分離、凝集することがなく
、又その塗膜性能にも変化は認められない。また、かか
る水性分散液から形成された塗膜は、塗膜の連続相はシ
ロキサン結合を有する光、化学的に安定な塗膜であり、
塗膜中の重合体粒子成分が該連続相により安定化されて
いると共に塗膜が該粒子部分により補強されているので
耐衝撃性、耐屈曲性等の機械的特性、耐候性等が優れて
いる。この機械的特性の向上は、重合体粒子の大塑性変
形に基づく外部エネルギーの吸収、該粒子から発生する
クレーズによる衝撃エネルギーの吸収等の応力緩和作用
によるものと考えられる。
である重合体粒子の表面に存在する分散安定剤樹脂が水
、塩基性物質、酸性物質等の加水分解性物質に対して化
学的に安定なシロキサン結合を有し、しかもその分散安
定剤樹脂と水との界面は水に安定なシラノール基となっ
ており重合体粒子同志の電荷の反発作用等によって、長
期間の貯蔵においても沈降、分離、凝集することがなく
、又その塗膜性能にも変化は認められない。また、かか
る水性分散液から形成された塗膜は、塗膜の連続相はシ
ロキサン結合を有する光、化学的に安定な塗膜であり、
塗膜中の重合体粒子成分が該連続相により安定化されて
いると共に塗膜が該粒子部分により補強されているので
耐衝撃性、耐屈曲性等の機械的特性、耐候性等が優れて
いる。この機械的特性の向上は、重合体粒子の大塑性変
形に基づく外部エネルギーの吸収、該粒子から発生する
クレーズによる衝撃エネルギーの吸収等の応力緩和作用
によるものと考えられる。
また、本発明による水性分散液は、重合体粒子を含有し
ているため硬化の際のアルコール等の反応生成物が少な
いのでチヂミ、収縮等を生じがたく、塗面状態、機械的
特性に優れている。更に、本発明による水性分散液は、
分散安定剤の配合割合を変えることによって重合体粒子
の粒子径を種々に調整することができ、これによっても
平滑性、透明性、機械的特性に優れた塗膜を形成するこ
とが可能になった。
ているため硬化の際のアルコール等の反応生成物が少な
いのでチヂミ、収縮等を生じがたく、塗面状態、機械的
特性に優れている。更に、本発明による水性分散液は、
分散安定剤の配合割合を変えることによって重合体粒子
の粒子径を種々に調整することができ、これによっても
平滑性、透明性、機械的特性に優れた塗膜を形成するこ
とが可能になった。
実施例
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に具体的
に説明する。各例中、部及び%は、原則として重量基準
である。
に説明する。各例中、部及び%は、原則として重量基準
である。
実施例1
(1)分散安定剤樹脂の合成
フラスコ中にイソプロピルアルコール100部を入れ、
還流させながら以下のモノマー及び重合開始剤を3時間
要して滴下し、滴下終了後2時間熟成を行なった。
還流させながら以下のモノマー及び重合開始剤を3時間
要して滴下し、滴下終了後2時間熟成を行なった。
メタクリロキシプロピル
トリメトキシシラン 20部メチル
メタクリレート 27部2−ヒドロキシ
エチルメタクリレート 50部アクリル酸
3部アゾビスイソブチロニトリル
5部得られた液は透明であり、不揮発分50%
で、ガードナー粘度(25℃)はVであった。この重合
体の数平均分子量は約7000、酸価は24であった。
メタクリレート 27部2−ヒドロキシ
エチルメタクリレート 50部アクリル酸
3部アゾビスイソブチロニトリル
5部得られた液は透明であり、不揮発分50%
で、ガードナー粘度(25℃)はVであった。この重合
体の数平均分子量は約7000、酸価は24であった。
(2)水性分散液の合成
上記で得られた分散安定剤樹脂86部及びイソプロピル
アルコール100部の混合物をイソプロピルアルコール
の還流温度に保ち、以下のモノマー及び重合開始剤を5
時間要して滴下し、滴下終了後2時間熟成を行なった。
アルコール100部の混合物をイソプロピルアルコール
の還流温度に保ち、以下のモノマー及び重合開始剤を5
時間要して滴下し、滴下終了後2時間熟成を行なった。
アクリロニトリル 73部メチル
メタクリレート 15部2−ヒドロキシ
エチルメタクリレート 10部メタクリル酸
2部2.2′ −アゾビスイソブチロ
ニトリル 2部得られた液は乳白色の非水分散液であり
、この分散液を30℃以下迄冷却し、水を214部加え
た後、撹拌しながら5分間かけて、トリエチルアミンで
0.7当量中和して水性化した。
メタクリレート 15部2−ヒドロキシ
エチルメタクリレート 10部メタクリル酸
2部2.2′ −アゾビスイソブチロ
ニトリル 2部得られた液は乳白色の非水分散液であり
、この分散液を30℃以下迄冷却し、水を214部加え
た後、撹拌しながら5分間かけて、トリエチルアミンで
0.7当量中和して水性化した。
その後イソプロピルアルコールを減圧留去することによ
り乳白色の有機溶剤を含まない水性分散液が得られた。
り乳白色の有機溶剤を含まない水性分散液が得られた。
該水性分散液は、2週間放置しても沈降物は認められな
かった。また不揮発分は41%、ガードナー粘度(25
℃)はNであった。
かった。また不揮発分は41%、ガードナー粘度(25
℃)はNであった。
実施例2
(1)分散安定剤樹脂の合成
フラスコ中に酢酸イソブチル100部を入れ、還流させ
ながら以下のモノマー及び重合開始剤を3時間要して滴
下し、滴下終了後2時間熟成を行なった。
ながら以下のモノマー及び重合開始剤を3時間要して滴
下し、滴下終了後2時間熟成を行なった。
メタクリロキシプロピル
メチルジメトキシシラン 5部エチルメ
タクリレート 25部2−ヒドロキシエ
チルアクリレート 40部アクリル酸
8部メチルメタクリレート
10部N−メチロールアクリルアミド 1
0部スチレン 2部2.
2′ −アゾビスイソ ブチロニトリル 1.25部得られた
液は透明であり、不揮発分50%で、ガードナー粘度(
25℃)はZ3であった。この重合体の数平均分子量は
約15000、酸価は64であった。得られた分散安定
剤樹脂を以下「分散安定剤A」という。
タクリレート 25部2−ヒドロキシエ
チルアクリレート 40部アクリル酸
8部メチルメタクリレート
10部N−メチロールアクリルアミド 1
0部スチレン 2部2.
2′ −アゾビスイソ ブチロニトリル 1.25部得られた
液は透明であり、不揮発分50%で、ガードナー粘度(
25℃)はZ3であった。この重合体の数平均分子量は
約15000、酸価は64であった。得られた分散安定
剤樹脂を以下「分散安定剤A」という。
(2)分散安定剤樹脂の合成
グリシジルメタクリレート 0.7部分数安定
剤A 100部p−tart−ブ
チルカテコール 0.01部ジメチルアミノエタノ
ール 0.05部以上の成分を80℃で反応させ
、1分子当り約0.7個の活性な二重結合を導入した。
剤A 100部p−tart−ブ
チルカテコール 0.01部ジメチルアミノエタノ
ール 0.05部以上の成分を80℃で反応させ
、1分子当り約0.7個の活性な二重結合を導入した。
このようにして得られた分散安定剤樹脂(以下「分散安
定剤B」という)の酸価は61であった。
定剤B」という)の酸価は61であった。
(3)水性分散液の合成
上記で得られた分散安定剤A21.5部、分散安定剤B
21.5部及びエチルアルコール100部の混合物をエ
チルアルコールの還流温度に保ち、以下のモノマー及び
重合開始剤を5時間要して滴下し、滴下終了後2時間熟
成を行なった。
21.5部及びエチルアルコール100部の混合物をエ
チルアルコールの還流温度に保ち、以下のモノマー及び
重合開始剤を5時間要して滴下し、滴下終了後2時間熟
成を行なった。
メタクリロキシプロピル
トリメトキシシラン 10部アクリロ
ニトリル 25部メチルメタクリレ
ート 30部スチレン
10部2−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト 10部メタクリル酸 5
部グリシジルメタクリレート 10部2.2
′−アゾビスイソブチロニトリル 2部得られた液は乳
白色の非水分散液であり、これを実施例1と同様にして
水性化した。その後エチルアルコール、酢酸イソブチル
を減圧留去することにより乳白色の水性分散液が得られ
た。
ニトリル 25部メチルメタクリレ
ート 30部スチレン
10部2−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト 10部メタクリル酸 5
部グリシジルメタクリレート 10部2.2
′−アゾビスイソブチロニトリル 2部得られた液は乳
白色の非水分散液であり、これを実施例1と同様にして
水性化した。その後エチルアルコール、酢酸イソブチル
を減圧留去することにより乳白色の水性分散液が得られ
た。
該水性分散液は、室温での放置安定性は極めて良好なも
のであった。また不揮発分は39%、ガードナー粘度(
25℃)はQであった。
のであった。また不揮発分は39%、ガードナー粘度(
25℃)はQであった。
実施例3
(1)分散安定剤樹脂の合成
フラスコ中にトルエン60部及びブチルセロソルブ40
部を入れ、還流させながら以下のモノマー及び重合開始
剤を4時間要して層下し、滴下終了後3時間熟成を行な
った。
部を入れ、還流させながら以下のモノマー及び重合開始
剤を4時間要して層下し、滴下終了後3時間熟成を行な
った。
メタクリロキシプロピル
トリエトキシシラン 28部2−ヒド
ロキシプロピルメタクリレート20部メタクリル酸
13部2−エチルへキシルメタク
リレート 29部2.2′−アゾビス(2,4− ジメチルバレロニトリル)2.5部 得られた液は透明であり、不揮発分50%で、ガードナ
ー粘度(25℃)はEであった。この重合体の数平均分
子量は約12000、酸価は86であった。
ロキシプロピルメタクリレート20部メタクリル酸
13部2−エチルへキシルメタク
リレート 29部2.2′−アゾビス(2,4− ジメチルバレロニトリル)2.5部 得られた液は透明であり、不揮発分50%で、ガードナ
ー粘度(25℃)はEであった。この重合体の数平均分
子量は約12000、酸価は86であった。
(2)水性分散液の合成
上記で得られた分散安定剤樹脂25部、前記分散安定剤
825部、ヘプタン90部及びイソプロピルアルコール
10部の混合物をヘプタンの還流温度に保ち、以下のモ
ノマー及び重合開始剤を5時間要して滴下し、滴下終了
後3時間熟成を行なった。
825部、ヘプタン90部及びイソプロピルアルコール
10部の混合物をヘプタンの還流温度に保ち、以下のモ
ノマー及び重合開始剤を5時間要して滴下し、滴下終了
後3時間熟成を行なった。
アクリロニトリル 20部エチルア
クリレート 40部スチレン
20部2−ヒドロキシエチルメタ
クリレート 10部グリシジルメタクリレート
5部メタクリル酸
5部2.2′−アゾビス(2,4− ジメチルバレロニトリル) 5部得られ
た液は乳白色の非水分散液であり、この分散液を30℃
以下まで冷却し、水を207部加えたのち、撹拌しなが
ら5分間かけてトリエチルアミンで0.7当量中和して
水性化した。
クリレート 40部スチレン
20部2−ヒドロキシエチルメタ
クリレート 10部グリシジルメタクリレート
5部メタクリル酸
5部2.2′−アゾビス(2,4− ジメチルバレロニトリル) 5部得られ
た液は乳白色の非水分散液であり、この分散液を30℃
以下まで冷却し、水を207部加えたのち、撹拌しなが
ら5分間かけてトリエチルアミンで0.7当量中和して
水性化した。
その後、ヘプタン、イソプロピルアルコール、トルエン
を減圧留去することにより乳白色の水性分散液が得られ
た。該水性分散液は、室温での放置安定性は極めて良好
なものであった。不揮発分は38%、ガードナー粘度(
25℃)はJであった。
を減圧留去することにより乳白色の水性分散液が得られ
た。該水性分散液は、室温での放置安定性は極めて良好
なものであった。不揮発分は38%、ガードナー粘度(
25℃)はJであった。
実施例4
(1)分散安定剤樹脂の合成
メチルセロソルブ100部を還流温度に保ち、これに以
下のモノマー及び重合開始剤を4時間要して滴下し、滴
下終了後3時間熟成を行なった。
下のモノマー及び重合開始剤を4時間要して滴下し、滴
下終了後3時間熟成を行なった。
メタクリロキシプロピル
メチルジェトキシシラン 35部メタクリ
ル酸 20部2−ヒドロキシエ
チルメタクリレート 5部tert−ブチルメタクリ
レート 25部ラウリルアクリレート
15部2,2′−アゾビスイソブチロニトリル
2部得られた液は透明であり、不揮発分50%で、ガー
ドナー粘度(25℃)はRであった。この重合体の数平
均分子量は約13000、酸価は135であった。
ル酸 20部2−ヒドロキシエ
チルメタクリレート 5部tert−ブチルメタクリ
レート 25部ラウリルアクリレート
15部2,2′−アゾビスイソブチロニトリル
2部得られた液は透明であり、不揮発分50%で、ガー
ドナー粘度(25℃)はRであった。この重合体の数平
均分子量は約13000、酸価は135であった。
(2)水性分散液の合成
上記で得られた分散安定剤樹脂36部及びエチルアルコ
ール50部、ヘプタン50部の混合物を還流温度に保ち
、以下のモノマー及び重合開始剤を5時間要して滴下し
、滴下終了後4時間熟成を行なった。
ール50部、ヘプタン50部の混合物を還流温度に保ち
、以下のモノマー及び重合開始剤を5時間要して滴下し
、滴下終了後4時間熟成を行なった。
アクリロニトリル 30部メチル
メタクリレート 35部メタクリロキシ
プロピル トリメトキシシラン 10部スチレ
ン 25部ベンゾイルパー
オキシド 2部得られた液は乳白色の非
水分散液であり、この分散液を30℃以下まで冷却し、
水を145部加えたのち、撹拌しながら5分間かけてト
リエチルアミンで0.75当量中和して水性化した。そ
の後エチルアルコール、ヘプタンを減圧留去することに
より乳白色の水性分散液が得られた。該水性分散液は、
室温での放置安定性は極めて良好なものであった。不揮
発分は42%、ガードナー粘度(25℃)はUであった
。
メタクリレート 35部メタクリロキシ
プロピル トリメトキシシラン 10部スチレ
ン 25部ベンゾイルパー
オキシド 2部得られた液は乳白色の非
水分散液であり、この分散液を30℃以下まで冷却し、
水を145部加えたのち、撹拌しながら5分間かけてト
リエチルアミンで0.75当量中和して水性化した。そ
の後エチルアルコール、ヘプタンを減圧留去することに
より乳白色の水性分散液が得られた。該水性分散液は、
室温での放置安定性は極めて良好なものであった。不揮
発分は42%、ガードナー粘度(25℃)はUであった
。
実施例5
(1)分散安定剤樹脂の合成
イソプロピルアルコール100部を還流温度に保ち、こ
れに以下のモノマー及び重合開始剤を4時間要して滴下
し、滴下終了後3時間熟成を行なった。
れに以下のモノマー及び重合開始剤を4時間要して滴下
し、滴下終了後3時間熟成を行なった。
メタクリロキシプロピル
トリメトキシシラン 28部2−ヒ
ドロキシエチルアクリレート 10部2−エチルへキ
シルメタクリレート 30部アクリル酸
12部ラウリルアクリレート
20部2.2′−アゾビスイソブチロニトリル
5部得られた液は透明であり、不揮発分50%で、ガ
ードナー粘度(25℃)はNであった。この重合体の数
平均分子量は約7500、酸価は100であった。
ドロキシエチルアクリレート 10部2−エチルへキ
シルメタクリレート 30部アクリル酸
12部ラウリルアクリレート
20部2.2′−アゾビスイソブチロニトリル
5部得られた液は透明であり、不揮発分50%で、ガ
ードナー粘度(25℃)はNであった。この重合体の数
平均分子量は約7500、酸価は100であった。
(2)水性分散液の合成
上記で得られた分散安定剤樹脂86部、エチルアルコー
ル60部、ヘキサン30部及びブチルセロソルブ10部
の混合物を還流温度に保ち、以下のモノマー及び重合開
始剤を5時間要して滴下し、滴下終了後4時間熟成を行
なった。
ル60部、ヘキサン30部及びブチルセロソルブ10部
の混合物を還流温度に保ち、以下のモノマー及び重合開
始剤を5時間要して滴下し、滴下終了後4時間熟成を行
なった。
アクリロニトリル 30部メタクリ
ロキシプロピル トリメトキシシラン 15部メチル
メタクリレート 30部スチレン
20部メタクリル酸
5部2.2′−アゾビスイソブチロニ
トリル 2部得られた液は乳白色の非水分散液であり、
この分散液を30℃以下まで冷却し、水を214部加え
たのち、撹拌しながら5分間かけてトリエチルアミンで
1.0当量中和して水性化した。
ロキシプロピル トリメトキシシラン 15部メチル
メタクリレート 30部スチレン
20部メタクリル酸
5部2.2′−アゾビスイソブチロニ
トリル 2部得られた液は乳白色の非水分散液であり、
この分散液を30℃以下まで冷却し、水を214部加え
たのち、撹拌しながら5分間かけてトリエチルアミンで
1.0当量中和して水性化した。
その後エチルアルコール1、イソプロピルアルコール、
ヘキサンを減圧留去することにより乳白色の水性分散液
が得られた。該水性分散液は、室温での放置安定性は極
めて良好なものであった。不揮発分は38%、ガードナ
ー粘度(25℃)はPであった。
ヘキサンを減圧留去することにより乳白色の水性分散液
が得られた。該水性分散液は、室温での放置安定性は極
めて良好なものであった。不揮発分は38%、ガードナ
ー粘度(25℃)はPであった。
実施例6
実施例1の分散安定剤樹脂の合成においてメタクリロキ
シプロピルトリメトキシシランに代えてを同量用いた他
は、同様にして、水性分散液を得た。得られた液は乳白
色の非水分散液であり、この分散液を30℃以下迄冷却
し、水を214部加えた後撹拌しながら5分間かけて、
トリエチルアミンで0.7当量中和して水性化した。そ
の後イソプロピルアルコールを減圧留去することにより
乳白色の有機溶剤を含まない水性分散液が得られた。該
水性分散液は、2週間放置しても沈降物は認められなか
った。また不揮発分は40%、ガードナー粘度(25℃
)はMであった。
シプロピルトリメトキシシランに代えてを同量用いた他
は、同様にして、水性分散液を得た。得られた液は乳白
色の非水分散液であり、この分散液を30℃以下迄冷却
し、水を214部加えた後撹拌しながら5分間かけて、
トリエチルアミンで0.7当量中和して水性化した。そ
の後イソプロピルアルコールを減圧留去することにより
乳白色の有機溶剤を含まない水性分散液が得られた。該
水性分散液は、2週間放置しても沈降物は認められなか
った。また不揮発分は40%、ガードナー粘度(25℃
)はMであった。
比較例1
(1)分散安定剤樹脂の合成
フラスコ中にイソプロピルアルコール100部を入れ、
還流させながら以下のモノマー及び重合開始剤を3時間
要して滴下し、滴下終了後2時間熟成を行なった。
還流させながら以下のモノマー及び重合開始剤を3時間
要して滴下し、滴下終了後2時間熟成を行なった。
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 68部アクリル
酸′ 15部スチレン
17部ベンゾイルパーオキシド
弓部得られた液は透明であり、不揮発
分50%で、ガードナー粘度(25℃)はVであった。
酸′ 15部スチレン
17部ベンゾイルパーオキシド
弓部得られた液は透明であり、不揮発
分50%で、ガードナー粘度(25℃)はVであった。
この重合体の数平均分子量1よ約7000であった。
(2)水性分散液の合成
上記で得られた分散安定剤樹脂86部及びイソプロピル
アルコール100部の混合物をイソプロピルアルコール
の還流温度に保ち、以下のモノマー及び重合開始剤を5
時間要して滴下し、滴下終了後2時間熟成を行なった。
アルコール100部の混合物をイソプロピルアルコール
の還流温度に保ち、以下のモノマー及び重合開始剤を5
時間要して滴下し、滴下終了後2時間熟成を行なった。
アクリロニトリル 73部メチルメ
タクリレート 15部2−ヒドロキシエ
チルメタクリレート 10部メタクリル酸
2部2.2′−アゾビスイソブチロニト
リル 2部得られた液は乳白色の非水分散液であり、こ
れをトリエチルアミンで1.0当量中和し、水を214
部加えた後、イソプロピルアルコールを減圧留去するこ
とにより乳白色の有機溶剤を含まない水性分散液が得ら
れた。不揮発分は41%、ガードナー粘度(25℃)は
Hであった。
タクリレート 15部2−ヒドロキシエ
チルメタクリレート 10部メタクリル酸
2部2.2′−アゾビスイソブチロニト
リル 2部得られた液は乳白色の非水分散液であり、こ
れをトリエチルアミンで1.0当量中和し、水を214
部加えた後、イソプロピルアルコールを減圧留去するこ
とにより乳白色の有機溶剤を含まない水性分散液が得ら
れた。不揮発分は41%、ガードナー粘度(25℃)は
Hであった。
比較例2
上記実施例1で得られた分散安定剤樹脂をトリエチルア
ミンで1.0当量中和し、水を75部加えた後、イソプ
ロピルアルコールを減圧留去することにより水溶液が得
られた。
ミンで1.0当量中和し、水を75部加えた後、イソプ
ロピルアルコールを減圧留去することにより水溶液が得
られた。
比較例3
実施例1においてトリエチルアミン及び水を加えない以
外は実施例1と同様にして、非水分散液を得た。
外は実施例1と同様にして、非水分散液を得た。
比較例4
実施例1において水を加えない以外は実施例1と同様に
して非水分散液の中和液を得た。
して非水分散液の中和液を得た。
次に、各実施例及び各比較例で得た水性分散液等につい
て、次の性能試験を行なった。
て、次の性能試験を行なった。
ゲル分率ニガラス板に塗布し、30℃で7日間乾燥後、
次の様にして調べた。即ち、還流温度に保持したトルエ
ンに単離塗膜を入れ、4時間抽出した後の不溶塗膜残存
率(%)を調べた結果である。
次の様にして調べた。即ち、還流温度に保持したトルエ
ンに単離塗膜を入れ、4時間抽出した後の不溶塗膜残存
率(%)を調べた結果である。
塗膜性能:各試料をみがき軟鋼板に、乾燥膜厚が50μ
mになるようにハケ塗りで塗装し、温度20℃、湿度7
5%で7日間放置した後の塗膜について各種の試験を行
なった。
mになるようにハケ塗りで塗装し、温度20℃、湿度7
5%で7日間放置した後の塗膜について各種の試験を行
なった。
塗面状態:目視により塗膜外観等の異常の有無を観察し
た。
た。
耐水性:40℃の水道水に168時間浸漬後の塗面状態
により調べた。
により調べた。
耐アルカリ性:NaOH10%水溶液(25℃)に24
時間浸漬後の塗面状態により調べた。
時間浸漬後の塗面状態により調べた。
耐酸性:HCQ 5%水溶液(25°C)に24時間
浸漬後の塗面状態より調べた。
浸漬後の塗面状態より調べた。
耐候性:サンシャインウエザオメーターを用いて塗面状
態を経時的に調べ、塗面のツヤびけ及びフクレなどの異
常が発生するまでの時間(Hr)で評価した。
態を経時的に調べ、塗面のツヤびけ及びフクレなどの異
常が発生するまでの時間(Hr)で評価した。
耐衝撃性:デュポン衝撃試験器を用い、500gのおも
りを塗面に落下せしめ、塗膜にワレ、ハガレなどの異常
発生が認められない最大落下距離(cm)で評価した。
りを塗面に落下せしめ、塗膜にワレ、ハガレなどの異常
発生が認められない最大落下距離(cm)で評価した。
塗料貯蔵安定性二30℃の恒温室において密閉貯蔵試験
を行ない、プリン化状態になるまでの時間を調べた。
を行ない、プリン化状態になるまでの時間を調べた。
平均粒子径: Coulter社製r Coulter
N −4J測定機を用いて、光学相関分光法により測定
した。
N −4J測定機を用いて、光学相関分光法により測定
した。
耐屈曲性:耐屈曲試験器(直径10mm芯棒)登用いて
JIS K 5400に準じて試験を行−なった。
JIS K 5400に準じて試験を行−なった。
試験結果を、第1表に示す。
Claims (1)
- (1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) 〔式中、Aは▲数式、化学式、表等があります▼又は▲
数式、化学式、表等があります▼を示す。 R_1は水素原子又はメチル基を、R_2は炭素数1〜
6の2価の脂肪族飽和炭化水素基を、R_3及びR_4
は同一又は異なってフェニル基、炭素数1〜6のアルキ
ル基又は炭素数1〜 10のアルコキシ基を、R_5は炭素数1〜10のアル
キル基をそれぞれ示す。nは1〜100の整数を示す。 〕 で表わされる化合物であるアルコキシシラン基含有ビニ
ル単量体とカルボキシル基含有不飽和単量体とを必須単
量体成分とし更にこれらと共重合可能な他の重合性単量
体を共重合して得られる共重合体を分散安定剤樹脂とし
て用い、該樹脂存在下有機液体中でラジカル重合性不飽
和単量体を重合させて得られる該有機液体に不溶性の重
合体粒子の非水分散液を得た後、これを水性化すること
を特徴とする水性分散液の製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62257930A JP2559599B2 (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 水性分散液の製造方法 |
GB8823035A GB2210887B (en) | 1987-10-12 | 1988-09-30 | Process for preparing an aqueous dispersion |
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DE3834638A DE3834638A1 (de) | 1987-10-12 | 1988-10-11 | Verfahren zur herstellung einer waessrigen dispersion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62257930A JP2559599B2 (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 水性分散液の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0198602A true JPH0198602A (ja) | 1989-04-17 |
JP2559599B2 JP2559599B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=17313172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62257930A Expired - Lifetime JP2559599B2 (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 水性分散液の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4886852A (ja) |
JP (1) | JP2559599B2 (ja) |
DE (1) | DE3834638A1 (ja) |
FR (1) | FR2621592B1 (ja) |
GB (1) | GB2210887B (ja) |
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JPH11124419A (ja) * | 1997-10-22 | 1999-05-11 | Kansai Paint Co Ltd | 撥水性を有する共重合体水溶液もしくは水分散液、及びその製造方法、及びこれを含む水性塗料組成物 |
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