JPH03126770A - 重合体微粒子の分散液 - Google Patents
重合体微粒子の分散液Info
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Abstract
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Description
子鎖を有するマクロモノマーと、特定の溶解性パラメー
タを有するマクロモノマーとの混合物を分散安定剤とす
るゲル化重合体微粒子の分散液、および該分散液を配合
した硬化性樹脂組成物に関する。
安定剤によって安定に分散された重合体微粒子(いわゆ
る非水ポリマーディスバージョン)を製造する方法とし
て、従来から各種の方法が提案されている(例えば、特
公昭57−48566号公報、特公昭57−34846
号公報、特開昭59−161431号公報など参照)。
ントと、有機溶媒に殆んど溶媒和されずに分散重合体粒
子と会合するかまたは分散重合体粒子に係留する部分と
なる第2のセグメントとからなる部分安定剤を用い、そ
の存在下にまず分散重合体粒子を形成し、ついでその粒
子を架橋することからなるものである。
システアリン酸の自己縮合物である溶媒和成分に、メチ
ルメタクリレートを主成分とするポリマー鎖である非溶
媒和成分をグラフト重合もしくはブロック重合したもの
が挙げられる。
グメントから戒るブロック又はグラフ1へ重合体ではな
く、溶媒和成分となる12−ヒドロキシステアリン酸自
己縮合物の水酸基又はカルボキシル基に、これらの基と
官能性を有するエポキシ基、イソシアネート基などの官
能基を有する重合性不飽和単量体を反応させて、1分子
当り平均約1.0個の重合性不飽和結合を導入したマク
ロモノマーを分散安定剤とし、それをそのまま使用して
重合体微粒子分散液を製造する方法が提案されている。
る特定の組成からなるヒニル単量体の共重合体(例えば
、溶解性パラメーターが9.0以下であるアクリル系共
重合体等)に1分子当り平均約1.0個の重合性二重結
合を導入したマクロモノマーを分散安定剤とする重合体
微粒子分散液の製造方法も提案されている(特開昭57
−177068公報、特公昭59−33032公報、特
開昭61−278573公報等参照)。
ソシアネート化合物等の架橋剤、および必要に応じてア
クリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂などと組
合わされて塗料、接着剤等に使用されている。
能としては、例えば1)高固型分化;2)耐候性・機械
的性質等の塗膜の物性向上:および3)塗料に構造粘性
(チキソi・ロビー性)を付与し、顔料の配向性やズリ
落ち(タレ)抵抗性を向上させることなどが挙げられる
。
なわち、12−ヒドロキシステアリン酸自己縮合物を溶
媒和成分とする分散安定剤を使用したタイプ(以下、r
P−12H3Aタイプ」と略称することがある)と、特
定の組成からなるビニル単量体の共重合体を溶媒和成分
とする分散安定剤を使用したタイプ(以下、「ビニル共
重合体タイプ」と略称することがある)との間には性買
上大きな相違点がある。例えば、P−12H3Aタイプ
は、系に構造粘性を付与する効果が大きく、重合体微粒
子を少量添加するだけで、例えば、メタリックベースエ
ナメル塗料においては、アルミフレークなど金属フレー
ク状顔料の配向性、タレ抵抗性を向上させることができ
るが、一方トツブコート塗料においては、タレ抵抗性は
向上させることができるが、得られる塗面の光沢が極度
に低下し、また平滑性が著るしく損われるため、実質上
トップコート塗料への添加はできないというのが現状で
ある。
られる塗面の光沢をほとんど低下させずかつ平滑性等の
仕上り外観を低下させることなく、塗膜の物性を向上さ
せることができるが、塗料に構造粘性を与える効果が十
分でないため、金属フレーク状顔料の配向性、タレ抵抗
性の向上効果が小さいという問題がある。
タレ抵抗性と塗面の高光沢、平滑性とを両立させること
は困難である。
分散力(斥力)と凝集力(引力)のバランスによって決
定され、分散安定剤ポリマーが粒子表面をおおっている
重合体微粒子の場合は、分散安定剤ポリマーの溶解性の
大きさによって分散力と凝集力が大きく変化することが
知られている。すなわち、分散安定剤ポリマーにとって
良溶媒である溶媒中では、ポリマー分子は充分にのび拡
がっており、粒子表面に立体反撥層を形成して粒子の会
合、凝集を防ぐ作用をしている。一方、貧溶媒中では分
散安定剤ポリマーの分子は、縮こまっており、立体反撥
力が弱くなり、分散安定剤ポリマー同士が凝集しやすく
なり、ひいては重合体粒子の凝集が起こる。
定性は、上記したように、その溶媒への分散安定剤ポリ
マーの溶解性によって大きく影響される。
からなる塗料系においても同様であり、塗料が塗布され
、溶媒が蒸発していくと、重合体微粒子表面の分散安定
剤ポリマーと連続相を形成する基体樹脂および架橋剤と
の相溶性の程度によって塗着液ないしは塗膜中の重合体
微粒子の分散度、凝集度が大きく影響される。
” l 2−H5Aタイプは、分散安定剤が12−ヒド
ロキシステアリン酸の自己縮合物を溶媒和成分とするも
のであって、このものは、通常の塗料用のアクリルポリ
マー、ポリエステルポリマー、アルキドポリマー、ポリ
イソシアネート化合物およびメラミン・ホルムアルデヒ
ド樹脂や尿素・ホルムアルデヒド樹脂などのアミド樹脂
とは、相溶しないため、P−12−H5Aタイプを添加
した塗料は溶媒が蒸発するにつれて、分散安定剤ポリマ
ーが連続相のポリマー(基体樹脂/架橋剤)から相分離
し、重合体微粒子は会合または凝集する。このため構造
粘性が高くなりタレ抵抗性の向上、顔料の配向性の向上
が可能となる反面、塗面の光沢、平滑性が著しく劣る結
果となる。一方、ビニル共重合タイプでは、分散安定剤
がビニル単量体の共重合体であるため、一般に(、アク
リルポリマーなどの基体樹脂やメラミン・ボルムアルデ
ヒド樹脂などの架橋剤との相溶性は非常に良好であり、
溶媒が蒸発した塗着液ないしは塗膜の状態0 においても重合体微粒子同士は会合することはできない
。そのため、塗面の光沢、平滑性等は優れるものの、構
造粘性を付与できず、垂直面塗装時などにおけるタレ抵
抗性を向上させることはできない。
ことができ、塗面の高光沢や平滑性に悪影響を与えるこ
となく、タレ抵抗性及び金属フレク状顔料の配向性を大
幅に向上させることができ、かつ塗膜の物性も向上させ
ることができる重合体微粒子を得るべく鋭意研究した結
果、特定の2種類の分散安定剤を使用し、かつ内部架橋
させたゲル化重合体微粒子によって上記の目的を遠戚で
きることを見出し、本発明を完成するに至った。
ン酸)の分子鎖を含有し、かつ重合性不飽和二重結合を
1分子当り平均して約1個以上有するマクロモノマー(
A)と、エチレン性不飽和単量体の共重合体であって、
溶解性パラメータ(SP1 値)が7.5〜9.2であり、かつ1分子当り平均して
約1.0個〜約1.5個の重合性不飽和二重結合を有す
るマクロモノマー(B)との混合物の存在下に、相互に
反応して結合することができる相補的官能基をそれぞれ
有する少なくとも2種のビニル系単量体を各々少なくと
も0.5重量%含有するビニル系単量体混合物を、マク
ロモノマー(A)、マクロモノマー(B)および該ビニ
ル系単量体混合物は溶解するが、該ビニル系単量体混合
物から形成される重合体は実質的に溶解しない有機溶媒
中で共重合および架橋反応させてなるゲル化重合体微粒
子の分散液を提供するものである。
マクロモノマー(A)とは相溶しないが、マクロモノマ
ー(B)とは相溶する、連続相を形成する基体樹脂、お
よび (出)アミン樹脂およびポリイソシアネート化合物から
選ばれる少なくとも1種の架橋剤を含有する硬化性樹脂
1!戊物を提供するものであ2 以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
(A)とマクロモノマー(B)との混合物全分散安定剤
として使用し、特定の有機溶媒中で、ビニル系単量体混
合物を共重合および架橋反応させることによって得られ
るものである。
アリン酸)(以下、「P l 2H3AJ と略すこ
とがある)の分子鎖および重合性不飽和二重結合を含有
するものであって、上記P−12H5Aは数平均分子量
1,000〜3,000の範囲内にあることが好ましく
、そして1,500〜2,200の範囲であることがよ
り好ましい。
分子中に重合性不飽和二重結合を有する重合体を意味す
る。
が包含され、第1のタイプは、P−12H3Aの末端カ
ルボキシル基又は水酸基に、これら3 の基の少なくとも一方と反応しうる官能基を有する重合
性不飽和化合物を反応させて、1分子当り重合性不飽和
基を平均約1個以上、好ましくは約1個導入した反応生
成物である。このような反応生成物は、例えば、(])
P−]、2H’SAの末端カルボキシル基に、グリシジ
ルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグ
リジルエーテル、(3,4−−r−ポキンシクロヘキシ
ル)メチルメタクリレート、(3,4−エポキシシクロ
ヘキシル)メチルアクリレート等のモノエポキシ基含有
不飽和単量体を第3級アミン等の触媒の存在下に付加さ
せるか;或いは(2)P−12H5Aの末端カルボキシ
ル基もしくは2級水酸基に、インンアネートエチルアク
リレート、イソシアネートエチルメタクリレート、m−
1’ソプロペニルーα、σ−ジメチルベンジルイソシア
ネートまたはジイソシアネート化合物とヒドロキシアル
キルアクリレートもしくはヒドロキシアルキルメタクリ
レートとの等モル付加物などのモノイソシアネート基含
有不飽和単量体を反応させる等の方法によって製造する
ことがで14 きる。なお、マクロモノマーを後者の(2)の方法で製
造する場合には、分子中に2個以上の重合性二重結合が
導入される可能性がある。
1.0個の重合性二重結合を含有することが好ましく、
それ以上の重合性二重結合が導入された場合には、ゲル
化重合体微粒子の製造中に反応系全体がゲル化する恐れ
がある。そのため、」1記(2)の方法では、例えば、
P−12H5A 1 。
1.0モル反応させることが望ましく、これによって、
はぼ選択的にP−12H5A中の2級水酸基に二重結合
を約1゜0個導入することができる。なお、I分子当り
に導入される重合性二重結合の数が1分子あたり平均し
て約1.0個より少ない場合には粒子表面へのグラフト
率が小さくなり、粒子合戊申および生皮する粒子の安定
性が悪くなる可能性がある。該マクロモノマーの製造に
おいては、通常、既知の重合禁止剤や必要に応じて第3
級アミンまたはジブチル錫ジラウリレ】5 ト等の触媒を使用することができる。
性不飽和基を有するグラフト重合体又はブロック重合体
であって、P−12ISAである溶媒和部分とメチルメ
タクリレ−1・などの高極性モノマーを主体とする重合
性不飽和モノマー混合物の共重合体である非溶媒和部分
との2つのセグメントヲ有するマクロモノマーであって
、櫛型共重合体であることができるものが包含される。
方法によって得られる、1分子当り重合性不飽和基を約
1個導入した反応生成物に、例えばエポキシ基を有する
重合性不飽和モノマーと、エポキシ基と反応する基を有
さない重合性不飽和モノマーとの混合物をグラフト重合
又はブロック重合させて得られる共重合体に、この共重
合体中のエポキシ基と反応するカルボキシル基を有する
重合性不飽和化合物を反応させて重合性不飽和基を1分
子当り平均で約1個以上、好ましくは約1〜10個、さ
らに好ましくは4〜7個導入することによって得】6 ることかできる。上記エポキシ基を有する重合性不飽和
モノマーとしては、例えば、グリシジルアクリレート、
グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル
、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルメタクリ
レ−)、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルア
クリレート等が挙げられる。また、エポキシ基と反応す
るカルボキシル基を有する重合性不飽和化合物としては
、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、及
びマレイン酸またはフマル酸の半エステルなどが挙げら
れる。共重合体中のエポキシ基とカルボキシル基を有す
る重合性不飽和化合物とを反応させて重合性不飽和基を
導入するには、例えば両者を第3級アミン等の触媒の存
在下に付加させる方法などの従来既知の方法が利用する
ことができる。
飽和基ツマ−としては、以下に挙げるものも例示するこ
とができる。
えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、7 アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリ
ル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル
、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸メチル、メタクリ
ル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソ
プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル
、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ラウリル等のア
クリル酸またはメタクリル酸のC1〜18アルキルエス
テル;アリルアクリレート、アリルメタクリレート等の
アクリル酸またはメタクリル酸のC2〜8アルレニルエ
ステル;ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエ
チルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート
、ヒドロキシエチルアクリレート等のアクリル酸または
メタクリル酸のC2〜8ヒドロキシアルキルエステル:
アリルオキシエチルアクリレート、アリルオキンメタク
リレート等のアクリル酸またはメタクリル酸の03〜1
8アルケニルオキシアルキルエステルなど。
−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−クロル8 スチレン、ビニルピリジンなど。
リル、メチルイソプロペニルケトン:酢酸ビニル、ベオ
バモノマー(シェル化学製品)、ビニルグロビオネート
、ビニルビバレートなど。
(a)のアクリル酸又はメタクリル酸のエステルであり
、就中、メチルメタクリレートなどの高極性モノマーで
ある。メチルメタクリレートなどの高極性モノマーは重
合に供される重合性不飽和モノマー混合物中の少なくと
も50重量%以上を占めることが望ましい。
それ自体既知のラジカル重合法に従って行なうことがで
きる。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(24−ジメチルバレロニトリルなどのアゾ系
開始剤;ベンゾイルパーオキシド、ラウリルパーオキシ
ド、tertブチルパーオクトエートなどの過酸化物系
開始9 剤が挙げられ、これら重合開始剤は一般に、重合に供さ
れる単量体混合物100重量部当り0.5〜10重量部
、好ましくは0.3〜3重量部の範囲内で使用すること
ができる。
有ポリマーとカルボキシル基を有する重合性不飽和化合
物との組合せ(エポキシ基/カルボキシル基)が反応の
容易さの点から最も好ましいが、この組合せ以外に、ヒ
ドロキシ基含有ポリマーとイソシアネート基を有する重
合性不飽和化合物との組合せ(ヒドロキシル基/イソシ
アネート基)、エポキシ基含有ポリマーとアミノ基を有
する重合性不飽和化合物との組合せ(エポキシ基/アミ
ノ基)、イソシアネート基含有ポリマーとアミノ基を有
する重合性不飽和化合物との組合せ(イソシアネート基
/アミノ基)などの組合せ、およびよこれらの組合せに
おけるポリマーと重合性不飽和化合物との反応基を入れ
替えた組合せによっても得ることができる。
7.5〜9.2、好ましくは8.0〜9.0の範囲内に
あり、かつ1分子当り平均して約1.0〜約15個の重
合性不飽和二重結合を有するものである。また、マクロ
モノマー(B)は数平均分子量が3,000〜20,0
00の範囲内にあることが好ましく、特に4,000〜
10,000の範囲内にあることがさらに好ましく、さ
らに水酸基価は45−15045−15O/gの範囲内
にあることが、ゲル化重合体微粒子を塗料中に配合した
場合における、メラミン樹脂やポリイソシアネート化合
物などの架橋剤との反応性の点で特に好ましく、50−
120mg−KOH/gの範囲内にあることがさらに一
層好ましい。マクロモノマ(B)のS−P値が7.5未
満であると、生皮するゲル化重合体微粒子を他の樹脂中
に配合した際、連続相を形成する基体樹脂や架橋剤と相
溶しにくくなり、逆に92を超えると連続相を形成する
基体樹脂との相溶性が低下するだけでなく、脂肪族炭化
水素を主体とする溶剤に不溶となるため、ゲ1 ル化重合体微粒子の分散安定剤の役割を果たさなくなる
。
、以下の式により理論的に算出される値である。
)十・ ・ ・ ・ ・ ・ ・(ここで、δ:共重合
体の溶解性パラメータδ1、δいδ。・・・:単量体ヮ
、い ・・・・・の溶解性パラメーター A、B、C・・・・:単量体1、い ・・・・の共重合体中の重量%) また、マクロモノマー(B)は1分子当り平均して約1
.0〜約1.5個の重合性不飽和二重結合を有するもの
であり、重合性不飽和二重結合の数が約1.0個より少
ない場合には、重合体微粒子分散液の製造時に、マクロ
モノマー(B)の粒子ポリマーへのグラフト効率が小さ
くなり、粒子の凝集が起こったり、生皮した粒子の安定
性が悪くなつ22 たりする傾向がみられ、一方、約1.5個を超えると、
系全体が増粘したり、またゲル化しゃすくなる。
リル酸オクチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステ
アリル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ラウリル
又はメタクリル酸ラウリルなどのアクリル酸またはメタ
クリル酸の長鎖アルキルエステルを主体とするビニルモ
ノマと、アクリル酸又はメタクリル酸などのカルボキシ
ル基含有ビニルモノマ−1および必要に応じて2−ヒド
ロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタ
クリレート、ヒドロキシアルキルアクリレート、ヒドロ
キシプロピルメタクリレートなどの水酸基含有ビニルモ
ノマーを共重合したのち、その共重合体のカルボキシル
基にアクリル酸グリシジル又はメタクリル酸グリシジル
を反応させて得られる、側鎖二重結合を有する重合体・
(2)上記(1)において、カルボキシル基含有ビニル
モノマーのかわりにアクリル酸グリシジル3 又はメタクリル酸グリシジルを使用して共重合させたの
ち、その共重合体のグリシジル基にアクリル酸又はメタ
クリル酸を反応させて得られる、側鎖二重結合を有する
重合体; (3)上記アクリル酸またはメタクリル酸の長鎖アルキ
ルエステルを主体とするビニルモノマーと、上記水酸基
含有ビニルモノマー、および必要に応じてカルボキシル
基含有ビニルモノマーを共重合させたのち、その共重合
体の水酸基にイソシアネートエチルアクリレート、イソ
シアネートエチルメタクリレート、m−インプロペニル
−α、αジメチルベンジルイソシアネートまたはジイソ
シアネート化合物とヒドロキシアルキルアクリレートも
しくはヒドロキンアルキルメタクリレートとの等モル付
加物などのモノイソンアネート基含有不飽和単量体を反
応させて得られる、側鎖二重結合を有する重合体など が挙げられる。またその他、重合体末端に二重結合を導
入する方法には、γ、γ′−アゾビスーγシアノバレリ
ン酸を開始剤として、α−メルカプドブ4 0ピオン酸のようなチオグリコール酸の存在下で単量体
末端にカルボキシル基を導入し、これに(メタ)アクリ
ル酸グリシジルを付加させる方法:あるいはγ、γ′−
アゾビス(γ−シアノーn−ペンタノール)と2−メル
カプトエタノールの組合せで重合体末端に水酸基を導入
し、ついでイソシアネート基含有単量体を付加する方法
等を挙げることができる。
形成するビニル系単量体混合物は、相互に反応して結合
することができる相補的官能基をそれぞれ有する少なく
とも2種のビニル系単量体を含有するビニル系単量体混
合物である。そのようなビニル系単量体混合物における
相互に反応して結合することができる相補的官能基の組
合せとしては、例えば (i) エポキシ基/カルボキシル基(U) ヒドロ
キンル基/イソシアネート基(iii) エポキシ基
/アミノ基 5 (iv) イソシアネート基/アミノ基(V) ア
ルコキンンリル基/水酸基(vi) エポキシ基/リ
ン酸基 等の組合せを挙げることができる。しかして、そのよう
な相互に反応して結合することのできる相補的官能基を
それぞれ有する2種以上のビニル系単量体の組合せとし
て具体的に次のようなものが挙げられる: (i)の例としては、グリシジルアクリレートやグリシ
ジルメタクリレート等のエポキシ基含有単量体と、アク
リル酸やメタクリル酸等のカルボキシル基含有単量体と
の組合せ; (i)の例としては、ヒドロキシエチルアクリレートや
ヒドロキシエチルメタクリル酸等の水酸基含有単量体と
、イソシアネートエチルアクリレートもしくはイソシア
ネートエチルメタクリレート、m−イソグロペニルーσ
、a−ジメチルベンジルイソシアネートやインホロンジ
イソシアネート/ヒドロキシエチルアクリレートもしく
はヒドロキシエチルメタクリレート等量付加物等のイソ
ンアネ6 ト基含有単量体との組合せ。
、アクリル酸アミノアルキルもしくはメタクリル酸アミ
ノアルキル単量体との組合せ:Ov)の例としては、上
記イソシアネート基含有単量体と、前記アクリル酸アミ
ノアルキルもしくはメタクリル酸アミノアルキル単量体
との組合せ:(v)の例としては、上記水酸基含有単量
体と、γ−メタクリロイルオキシブロビルメタクリレト
等のアルコキシシリル基含有単量体との組合せ・(vl
)の例としては、上記エポキシ基含有単量体とアシッド
ホスホオキシエチル(メタ)アクリレート等のリン酸基
含有単量体との組合せ:等。
び(vi)が好ましく、なかでも(i)が好ましい。
なわれるが、粒子的架橋を促進させるために、上記相補
的官能基を有する単量体に加えて、少量の多ビニル単量
体を使用してもよい。多ビニル単量体は重合性二重結合
を1分子中に少なくと7− も2個含有するビニル単量体であり、例えば、ジビニル
ベンゼン、エチレングリコールジアクリレート、イソシ
アネートエチルアクリレート/ヒドロキシエチルアクリ
レートもしくはヒドロキシエチルメタクリレート付加物
などが挙げられる。
のビニル系単量体は、各々ビニル系単量体混合物中に少
なくとも0.5重量%以上、好適には0.5〜20重量
%の範囲内の濃度で存在し、また、上記多ビニル単量体
はビニル系単量体混合物中に5.0重量%未満の範囲内
の濃度で存在することができる。これらのビニル系単量
体は調製される重合体微粒子を架橋させるための成分て
あり、その使用量および種類または単量体の組合せ等は
、製品の重合体微粒子に望まれる性能に応じて任意に選
択することができる。
量体以外に、さらに共重合可能な少なくとも1種の他の
ビニル系単量体を含有することができる。使用し得る他
のビニル系単量体としては8 ラジカル重合性の不飽和単量体であれば特に制限はなく
、各種のものを使用することができるが、その代表的な
ものとしては、2つのセグメントを有するマクロモノマ
ー(A)の製造のためのモノマとしては前述した重合性
不飽和モノマー(a)、(b)および(c)から選ばれ
る重合性不飽和モノマーを挙げることができる。
しては、メタクリル酸もしくはアクリル酸のエステルで
あり、就中、メチルメタクリレートが特に好ましい。ま
た、これらの使用しうる他のビニル系単量体は重合に供
されるビニル系単量体混合物中の少なくとも50重量%
以上を占めることが望ましい。
とマクロモノマー(B)との配合割合は、固形分重量比
で(A)/(B)が70/30〜20/80、特に50
150〜25/75の範囲内にあることがタレ防止効果
と塗面の光沢、平滑性の両立の点から好ましい。またマ
クロモノマー(A)と9 (B)の和である分散安定剤の量と粒子を形成するビニ
ル系単量体混合物の量との比率は、分散安定剤/単量体
混合物がl O/90〜60/40、特に20/80〜
40/60の範囲内偵あることが好ましい。分散安定剤
の量が少ない場合には、分散粒子重合中に粗大粒子が発
生しやすく、また分散液の安定性が劣る傾向があり、一
方、分散安定剤の量が多い場合には、非常に小粒径(0
,06μm以下)の微粒子が得られる傾向があり、タレ
防止効果が十分でなくなりやすい。
して用いられる有機液体には、生成する分散重合体粒子
は実質的に溶解しないが、前記分散安定剤であるマクロ
モノマー(A)、(B)及びビニル系単量体混合物に対
しては良溶媒となる、実質的に水と混和しない有機液体
が包含される。かかる有機液体の好適具体例としては、
ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ミネラルスピリット等
の石油系脂肪族炭化水素が挙げられる。これらはそれぞ
れ単独で使用することができ、または他の比較0 的極性の低い有機溶媒(例えば、トルエン、キシレン、
酢酸ブチルなと)と混合して用いることができる。混合
溶媒として用いる場合には、上記石油系脂肪族炭化水素
が溶媒混合物の少なくとも60重量%を占めることが非
常に望ましい。
液体中でのビニル系単量体混合物の共重合は、それ自体
既知の方法(例えば、特開昭57−177068号公報
に記載の方法)を用いて行なうことができ、重合時の反
応温度としては一般に60−160°Cの範囲内の温度
を用いることができ、通常4〜8時間で反応を終らせる
ことができる。
は、例えば、予め分散重合体粒子を形成し、ついで第3
級アミン触媒を用いて分散重合体粒子内で相補的官能基
による架橋反応を行なわせる方法、或いは第3級アミン
触媒を予めビニル系単量体混合物又は有機液体中に混合
しておき、分散重合体粒子を形成する重合反応と併行し
て重合1 体粒子内の架橋反応を行なう方法を用いることができる
が、後者の場合には重合系全体のゲル化を避けるため反
応系中のビニル系単量体混合物の濃度を前者の方法に比
較して低くすることが望ましい。
アミン触媒は特に限定されるものでなく、例えばジメチ
ルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール、N、
N−ジメチル−〇−ドデシルアミンなどを挙げることが
できる。また、イソシアネート基含有単量体と水酸基含
有単量体の組合せにより粒子内架橋させる場合には、必
要に応じてスズ系触媒等を使用することもできる。
体中の単量体濃度を小さくすること、および形成されつ
つある分散重合体粒子の粒子間距離を充分に大きくする
ことである。しかして、前者の要件に対して、単量体の
重合速度を早めるために重合開始剤の分解に必要な充分
な温度を与えることと単量体の供給速度を適当にコント
ロールす2 ることが重要である。けだし、反応系中の単量体濃度が
著しく高くなると系全体がゲル化する恐れがある。
子の濃度を一定濃度以上におさえることが重要であり、
具体的には、形成される分散重合体粒子の濃度が40重
量%以下、好ましくは30重量%以下となるように抑制
しながら重合反応を完結させることが望ましい。分散重
合体粒子の濃度が40重量%を超えると、一般にゲル化
したり粗大粒子になりやすい。
基又はリン酸基/エポキシ基である単量体を使用する場
合には、それぞれの単量体を同一の槽中に配合すると、
反応槽への滴下前に、反応してジビニルモノマーを生威
し、粒子合戊申にゲル化を起こしたり、粗大粒子を生成
するおそれがあるため、別々の槽に配合したほうがよい
。
マー/水酸基含有モノマーの組合せによ3 つて粒子内を架橋させる場合には、反応媒体としてアル
コール系溶媒等のイソシアネート基と反応する溶媒は使
用すべきではない。
マクロモノマー(A)とは相溶しないがマクロモノマ
ー(B)とは相溶する、連続相を形成する基体樹脂およ
び (iii) アミノ樹脂およびポリイソシアネート化
合物から選ばれる少なくとも1種の架橋剤を含有する系
中に配合したものであり、本発明の組成物は、系中に分
散液(i)を配合することによって、塗面の光沢および
平滑性に悪影響を与えることなく、タレ抵抗性および顔
料の配向性を大幅に向上させることができる。
ロモノマー(A)とは相溶しないがマクロモノマー(B
)と相溶する樹脂であって、(iii)架橋剤を配合し
て硬化させることによってタレ抵抗性以外の目的とする
性能が得られるものであれば特に限4 定はなく、広い範囲から選ばれた樹脂を使用することが
でき、例えばアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ア
ルキド樹脂などが使用できる。本発明の組成物を上塗塗
料として使用する場合には、このうち、数平均分子量が
3.000〜50,000、溶解性パラメータが7.5
〜9,5及び水酸基価が45−170mgKOH/gの
範囲内ニアルアクリル系樹脂が特に好ましい。
テル系、エーテル系、ケトン系、アルコール系、脂肪族
炭化水素系などの有機溶媒中でアクリル酸又はメタクリ
ル酸のエステルを主体とするエチレン性不飽和単量体を
既知の方法で重合したものが挙げられる。その重合方法
としては重合開始剤を用いた溶液ラジカル重合法が一般
的である。重合するエチレン性不飽和単量体としては、
第2のタイプのマクロモノマー(A)の製造に際して使
用するエポキシ基と、反応する基を有さない重合性不飽
和モノマーとして前記(a)、(b)および(C)に例
示したモノマー;第1のタイプのマク5 0モノマー(A)の製造に関して前記(1)に例示した
モノエポキシ基含有不飽和単量体ニアクリル酸、メタク
リル酸、クロトン酸、及びマレイン酸またはフマル酸の
半エステルなどのカルボキシル基を含有する重合性不飽
和化合物などが挙げられる。
続相を形成する基体樹脂(ij)との相溶性は下記の方
法によって判定することができる。
なるように配合、混合し、ガラス板上に溶媒を蒸発させ
た後の厚さが約100μmとなるよう塗布し、O′C〜
30°Cの温度で塗膜中の残存溶媒量が5重量%未満と
なるまで溶媒を蒸発させる。この塗装ガラス板において
、500nmの波長の光線透過率が90%以上であれば
「相溶する」ものと判定し、90%未満であれば「相溶
しない」ものと判定する。「相溶する」ものは目視で、
ニゴリ、白濁、青味、相分離が観察されず透明である。
くとも1種の化合物である。
、アセ]・グアナミン、ベンゾグアナミン、スピログア
ナミン、ステログアナミンなどのアミン基含有化合物成
分と、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセ
トアルデヒド、グリオキザールなどのアルデヒド系化合
物成分とをそれ自体既知の方法により反応させて得られ
る縮合反応生成物:あるいはこのようにして得られる縮
合物をアルコールで変性せしめて得られるメラミン樹脂
、尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂などが挙げられ、通
常塗料用として使用されているものであれば、いずれも
使用することができる。このうち好ましいものとしては
、C1〜C,アルコール類で部分的にあるいは完全にエ
ーテル化せしめて得られるものが挙げられる。
ルエーテル化メチルメラミン、ヘキサブチルエーテル化
メチルメラミン、メチルブチル混7 合エーテル化メチルメラミン、メチルエーテル化メチロ
ールメラミン、ブチルエーテル化メチロールメラミンま
たは1so−ブチルエーテル化メチロールメラミン、あ
るいはこれらの各種縮合物などが挙げられる。また上記
ポリイソシアネート化合物の具体例としては、例えば、
ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルへキサメ
チレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネ−1
・類:キシリレンジイソシア不一ト、イソホロンジイソ
シアネートなどの環状脂肪族ジイソシアネート類;トリ
レンジイソンアネート、4,4′−ジフェニルメタンジ
イソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート類の如き
有機ジイソシアネートそれ自体、またはこれらの各有機
ジイソシアネートと多価アルコール、低分子量ポリエス
テル樹脂もしくは水などとの付加物:あるいは上掲した
如き各有機ジイソシアネート同志の重合体:さらにはイ
ソシアネート・ビウレット体などのフリーのイソシアネ
ート基を有するもの:またフリーのイソシアイ・ト基を
ブロック剤にてブロック化したブロックボ8 リイソンア不一トなどが挙げられる。フリーのイソシア
ネート基を有するものの代表的な市販品の例としては、
「バーノックD−750,−800゜DN−950、−
970もしくは1.5−455J(以上、大日本インキ
化学工業(株)製品)、「デスモジュールL、N、HL
、もしくはILJ(西ドイツ国バイエル社製品)、「タ
ケネートD−102、−202、ll0Nもしくは一1
23NJ(武田薬品工業(株)製品)、 「コロイに−
1−L、HL、E Hもしくは203J(日本ポリウレ
タン工業(株)製品)または「デュラ不−ト2/IA−
90CXj(旭化成工業(株)製品)などが挙げられる
。ブロックポリイソシアイ・−ト化合物は、それ自体既
知のブロック化剤を用いてブロック化せしめて得られる
ものであるが、それらの代表的な市販品としては、「バ
ーノックD−550J(大日本インキ化学工業(株)製
品)、 「タケネートB−815−NJ(武田薬品工業
(株)製品)、「アゾイトール(ADDITOL)VX
[−80J (西ドイツ国へキス)・社製品)、「コロ
ネー1−25074(日本ポリウレタン9 工業(株)製品)などが挙げられる。また、イソシアネ
ートエチル(メタ)アクリレート、m−インプロペニル
−α、αジメチルベンジルイソシアネート等のイソシア
ネート基含有単量体の重合体又は該単量体と他のエチレ
ン系不飽和単量体との共重合体等もイソシアネート架橋
剤として使用することができる。
ソシアネート化合物を配合して硬化性樹脂組成物とする
場合には、このポリイソシアネート化合物は重合体微粒
子や基体樹脂中の水酸基と常温で反応する可能性がある
ため、通常は二液型として使用直前に混合することが好
ましく、一方、ブロックポリイソシアネート化合物又は
アミノ樹脂を配合する場合には、−波型として使用する
こともできる。
(1)、基体樹脂(ii)および架橋剤(iii)のそ
れぞれの配合割合は、(i)、(ii)および(ij)
の総和100重量部中の固形分重量比で表わして、0 般ニ(i)/(ij)/(iii)−2−30/35−
85/10〜40、好ましくは5〜25/45〜65/
20〜40の範囲内とすることができる。
のままで透明塗料として利用することもできるし、ある
いは顔料を分散させ、着色塗料として利用することもで
きる。
配合せしめることのできる上記顔料として代表的なもの
には、酸化チタン、カーボンブラックなどの無機系の顔
料;キナクリドン系、アゾ系をはじめとする各種の有機
系の顔料、またはアルミ粉末、銅粉末、亜鉛粉末なとの
金属粉末などが挙げられる。
硬化触媒を配合せしめることができ、また各種樹脂類や
溶剤類、あるいは流動調整剤、色別れ防止剤、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、シランカップリング剤などのそれ自
体既知の各種の添加剤を配合せしめることもできる。
)ポリイソシアネート化合物である場合には、ジブチル
錫ジアセテート、ジブチル錫ジオクテート、ジブチル錫
ジラウレート、トリエチルアミンまたはジェタノールア
ミンなどが挙げられ、また、架橋剤がアミン樹脂である
場合には、パラトルエンスルホン酸、燐酸もしくは燐酸
のアルキルエステル、または「ベッカミンP−198」
(大日本インキ化学工業(株)製品)や「ネイキュア1
55.2500X、X−49−120,5225もしく
は3525J(米国キング社製品)で代表されるジノニ
ルナフタレンジスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン
酸もしくはこれらの有機アミンブロック化物などが挙げ
られる。
物は、特定の重合体微粒子が配合されているため、塗面
の光沢や平滑性に悪影響を与えることなく、特に垂直面
のタレ抵抗性及び金属フレーク状顔料の配向性を大幅に
向上させることがで2 きる。
に説明する。
「重量部」および「重量%」を意味する。
ンスルホン酸を触媒として脱水縮合して、樹脂酸価30
まで縮合を行なった。得られた数平均分子量約1.80
0の自己縮合ポリエステルの末端カルボキシル基にジメ
チルアミノエタノールを触媒として用いてグリシジルメ
タクリレートを付加して重合性二重結合を導入し、マク
ロモノマーA−1の固形分70%の溶液を得た。得られ
たマクロモノマーA−1は1分子当り数平均分子量に基
づき約1個の重合性不飽和二重結合を有していIこ。
、この中に、 70%マクロモノマーA−1溶液 297.0部メチル
メタクリレート 195.9部グリシジル
メタクリレート 18,5部キシレン
163.0部2.2′−アゾビスイ
ソブチロニトリル 9.6部の混合物を3時間かけて
均一速度で滴下し、さらに2時間熟成した。
クリル酸 38部ジメチルアミン
エタノール 0.5部ノ混合物をフラスコ中に
加えて樹脂酸価が0.5になるまで140℃で約5時間
反応を続け、固形分50%のマクロモノマーA−2溶液
を得た。得られたマクロモノマーA−2は、P −12
I S Aによる第1のセグメントと、メチルメタクリ
レートとグリシジルメタクリレートの共重合体による第
2のセグメントとを有するグラフトポリマーで4 あって、1分子中平均約4個の重合性不飽和二重結合を
有していた。
、下記の単量体及び重合開始剤の混合物を3時間で滴下
し、滴下後2時間熟成を行なった。
ルメタクリレート 33部2−ヒドロキン
エチルメタクリレート 15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部得られたアクリル樹脂ワニスは固形分5
0%、数平均分子量7000であった。
ジルメタクリレート 1部4−tert、−
ブチルピロカテコール0.022部ジメチルアミンエタ
ノール 0.1部を加えて130°Cで5時間撹
拌し、共重合性二重結合を分子中に導入し、マクロモノ
マーB溶液を得た。マクロモノマーBにおける導入二重
結合の5 数は1分子当り、数平均分子量に基づき約1.0個であ
った。また、マクロモノマーBはSP値8゜40及び水
酸基価64.7mgKOH/gを有していlこ。
マクロモノマーB溶液 46.0部へブタン
197.0部をフラスコに仕込み、
還流温度で下記単量体と重合開始剤の混合物を5時間か
けて滴下し、4時間熟成を行ない、重合体微粒子分散液
(I)を得た。
クリレート 55部メチルアクリレート
10部アクリロニトリル
5部2−ヒドロキシエチルアクリレート
15部グリシジルメタクリレート 2s
メタクリル酸 3部2.2′−
アゾビスイソブチロニトリル 2部6 ジメチルアミノエタノール 0.1部得られた
分散液(I)は固形分40%の白色分散液であった。こ
の分散粒子の粒子径は約270μm(ピーク粒子径)で
あった。
RW−4モデルによる準弾性光散乱法によって行なった
。以下、粒子径はこの方法に準じて測定した。
にも不溶であり、粒子が架橋されていることが確認され
た。
ロモノマーB溶液 70部へブタン
175部をフラスコに仕込み、還流温度で下
記単量体と重合開始剤の混合物を5時間かけて滴下し、
2時間熟成を行なった。
ルアクリレート 20部7 アクリロニトリル 2部メチルア
クリレート 5部2−ヒドロキシエ
チルアクリレート 10部m−インプロペニル−α、
σ−ジメチルベンジルイソシアネート 2
部t−ブチルパーオクトエート 2部得られ
た重合体微粒子分散液(II)は固形分40%の白色分
散液であった。この分散粒子の粒子径はピーク粒子径と
して約250nmであった。
にも不溶のゲル化微粒子であった。
イソシアネートは2−ヒトキロキシエチルアクリレート
と分離して、別の滴下ロートから供給した。
物として下記の混合物を使用すること、および混合物滴
下後の熟成時間を4時間とする以外、製造例2と同様に
行ない、重合体微粒子分散8 液(III)を得た。
クリレート 62部アクリロニトリル
2部メチルメタクリレート
5部グリシジルメタクリレート
2部アクリル酸 4部2
.2′−アゾビスイソブチロニトリル 1.5部ジメチ
ルアミノエタノール 0.1部得られた分散液
(II[)は固形分40%の白色分散液であった。この
分散粒子の粒子径は約240nm(ピーク粒子径)であ
り、また、この粒子はアセトン、酢酸エチル、いずれの
溶剤にも不溶のゲル化微粒子であった。
モノマーA−2溶液 20部50%マクロモノマーB
溶液 30部を仕込み、還流温度にて下記の混合
物を5時間か9 けて滴下し、つづいて2時間熟成し重合体微粒子分散液
(IV)を得た。
ロモノマーB溶液 30部スチレン
20部メチルメタクリレート
60部2−ヒトキロキシエチルアクリレート
15部グリシジルメタクリレート 1.5部ア
シッドホスホオキシエチル メタクリレート 1.5部2.2′
−アゾビスイソブチロニトリル 2部得られた分散液(
IV)は固形分40%の白色分散液であった。この分散
粒子の粒子径は約210μm(ピーク粒子径)であり、
また、この粒子はアセトン、酢酸エチル、いずれの溶剤
にも不溶のゲル化微粒子であった。
シエチルメタクリレートと分離して、別の滴下ロートか
ら供給した。
クリレート 10部へブタン
172部22′−アゾビスイソブチロニト
リル 0.2部を仕込み、還流温度で1時間反応させた
後、下記の混合物を5時間かけて滴下、反応させ、更に
4時間熟成を行ない、重合体微粒子分散液(V)を得I
こ 。
クリレート 98部グリシジルメタクリ
レート 1部メタクリル酸
1部2.2′−アゾビスイソブチロニトリル
1部ジメチルアミノエタノール 0.1部
得られた分散液(V)は固形分40%の白色分散液であ
った。この分散粒子の粒子径は約300nm(ピーク粒
子径)であり、また、この粒子はアセトン、酢酸エチル
、いずれの溶剤にも不溶のゲル化微粒子であった。
150部キンレン
25部を仕込み、還流温度に昇温した後、
下記の混合物を5時間かけて均一速度で滴下し、ついで
4時間熟成を行ない、重合体微粒子分散液(Vl)を得
た。
クリレート 96部グリシジルメタクリレ
ート 2部メタクリル酸
2部2.2′−アゾビスイソブチロニトリル
1.5部ジメチルアミノエタノール 0.1
部得られた分散液(VI)は固形分40%の白色分散液
であった。この分散粒子の粒子径は約250nm(ピー
ク粒子径)であり、また、この粒子はアセトン、酢酸エ
チル、いずれの溶剤にも不溶のゲル化微粒子であった。
25部を仕込み、llO’oにて
下記の単量体と重合開始剤の混合物を均一速度で4時間
かけて滴下し、ついで1時間熱酸し、固形分50%の透
明なアクリル樹脂溶液Aを得た。
メタクリレート 20部n−ブチルアクリレ
ート 18部2−エチルへキシルメタクリ
レート 30部2−ヒドロキシプロピルアクリレート
20部アクリル酸 2部t
−ブチルパーオクトエート 4.5部得られたア
クリル樹脂は数平均分子量約42001水酸基価35
mgK OH/ g樹脂、sp値8゜73であった。ま
た、この樹脂はマクロモノマーA−1,A−2とは相溶
しないが、マクロモノマーBとは相溶するものであった
。
用する以外は製造例7と同様に行ない、固形分50%の
透明なアクリル樹脂溶液Bを得た。
クリレート 58部2−ヒドロキシエチ
ルメタクリレート 20部アクリル酸
2部t−ブチルパーオクトエート
4,5部得られたアクリル樹脂は数平均分子量約8,0
001水酸基価86mgKOH/g、SP値9.6であ
った。また、この樹脂はマクロモノマーAL A−2お
よびBのいずれとも相溶しないものであった。
油系溶剤ペガゾール150(モービル石油社製)にて粘
度30秒/フォードカップ#4.20°Cに調整してク
リヤ塗料を得た。
西ペイント社製メタリックベースコート「マジクロンベ
ース(シルバーメタリック色)」全乾燥膜厚が18μm
になるよう2回に分けてエアスプレー塗装し、室温にて
4分間セツティングした後、上記クリヤ塗料を乾燥膜厚
が40μmになるよう塗重ねた。ついで室温で約9分間
セツティングした後、熱風式電気炉にて140 ’C!
で30分間加熱硬化させた。
行ない、水平、垂直をそのまま保った状態で、電気炉に
て加熱硬化を行なった。この塗板について垂直面光沢、
水平面光沢、水平面仕上り外観を調査した。なお水平面
の仕上り外観の評価は下記基準に従って行なった。
塗板作成方法においてクリヤ塗料を、鋼板長手方向左端
から右端への膜厚(硬化膜で)が25 0μmから60μmまで連続的に変化するようにスプレ
ーガンを用いて塗装し、垂直に立てかけて加熱硬化させ
る以外は同様にして得た塗板についてタレが生じないク
リヤの最大膜厚(硬化膜で)から評価した。
大膜厚が45μmを超える6
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ポリ(12−ヒドロキシステアリン酸)の分子鎖を
含有し、かつ重合性不飽和二重結合を1分子当り平均し
て約1個以上有するマクロモノマー(A)と、エチレン
性不飽和単量体の共重合体であつて、溶解性パラメータ
(SP値)が7.5〜9.2であり、かつ1分子当り平
均して約1.0〜約1.5個の重合性不飽和二重結合を
有するマクロモノマー(B)との混合物の存在下に、相
互に反応して結合することができる相補的官能基をそれ
ぞれ有する少なくとも2種のビニル系単量体を各々少な
くとも0.5重量%含有するビニル系単量体混合物を、
マクロモノマー(A)、マクロモノマー(B)および該
ビニル系単量体混合物は溶解するが、該ビニル系単量体
混合物から形成される重合体は実質的に溶解しない有機
溶媒中で共重合および架橋反応させてなるゲル化重合体
微粒子の分散液。 2、マクロモノマー(A)が、ポリ(12−ヒドロキシ
ステアリン酸)の末端カルボキシル基にエポキシ基含有
重合性不飽和化合物を付加してなる重合性不飽和基含有
反応生成物を、エポキシ基を有する重合性モノマーを含
有する重合性不飽和モノマー混合物とグラフト共重合又
はブロック共重合させて得られる懸垂エポキシ基含有共
重合体に重合性不飽和カルボン酸を付加させて得られる
、1分子中に約1〜約10個の重合性不飽和二重結合を
有するマクロモノマーである請求項1記載のゲル化重合
体微粒子分散液。 3、エポキシ基含有重合性不飽和化合物がグリシジルメ
タクリレートであり、重合性不飽和モノマー混合物がメ
チルメタクリレートを主体とし、かつグリシジルメタク
リレートを含有するものである、請求項2記載のゲル化
重合体微粒子分散液。 4、マクロモノマー(A)がポリ(12−ヒドロキシス
テアリン酸)の末端カルボキシル基にエポキシ基含有重
合性不飽和化合物を付加してなる1分子中に約1個の重
合性不飽和二重結合を有するマクロモノマーである請求
項1記載のゲル化重合体微粒子分散液。 5、マクロモノマー(B)が数平均分子量3000〜2
0000および水酸基価45〜150mg・KOH/g
を有する請求項1、2、3又は4記載のゲル化重合体微
粒子分散液。 6、相補的官能基の組合せが、エポキシ基/カルボキシ
ル基、アルコキシシリル基/水酸基、エポキシ基/リン
酸基およびイソシアネート基/水酸基から選ばれたもの
である請求項1、2、3、4又は5記載のゲル化重合体
微粒子分散液。 7、(i)請求項1記載のゲル化重合体微粒子分散液、 (ii)マクロモノマー(A)とは相溶しないが、マク
ロモノマー(B)とは相溶する、連続相を形成する基体
樹脂、および (iii)アミノ樹脂およびポリイソシアネート化合物
から選ばれる少なくとも1種の架橋剤 を含有する硬化性樹脂組成物。 8、ゲル化重合体微粒子分散液(i)が請求項2記載の
ゲル化重合体微粒子分散液である請求項7記載の硬化性
樹脂組成物。 9、基体樹脂(ii)が数平均分子量3000〜500
00、溶解性パラメータ(SP値)7.5〜9.5およ
び水酸基価45〜170mgKOH/gのアクリル樹脂
である請求項7又は8記載の硬化性樹脂組成物。
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