JPH0586817B2 - - Google Patents

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JPH0586817B2
JPH0586817B2 JP60152988A JP15298885A JPH0586817B2 JP H0586817 B2 JPH0586817 B2 JP H0586817B2 JP 60152988 A JP60152988 A JP 60152988A JP 15298885 A JP15298885 A JP 15298885A JP H0586817 B2 JPH0586817 B2 JP H0586817B2
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polymer
polyfunctional compound
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water
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Masao Fujimoto
Takao Yamashita
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Kanebo NSC KK
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は、第1のポリマーで捕捉された架橋剤
と、この架橋剤で架橋される第2のポリマーと
を、水中に微粒子状で分散させてなる常温硬化型
水性組成物およびその使用方法に関するものであ
る。 〔従来の技術〕 従来、接着剤、塗料として用いられる水性エマ
ルジヨン型組成物については、皮膜強度を高める
ために、皮膜化の過程で架橋剤を反応させること
によりポリマーの主鎖を架橋して硬化させること
が行われている。このような水性エマルジヨン型
組成物には、常温で反応する架橋剤を用いるもの
と、高温で反応する架橋剤を用いるものの2種類
がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記常温で反応する架橋剤を用いる水性エマル
ジヨン型組成物は、ポリマーと架橋剤を予め配合
すると、貯蔵中等に架橋反応が進行して水性エマ
ルジヨン型組成物が増粘、硬化し、塗工できなく
なる。したがつて、ポリマーと架橋剤は、使用時
まで別々の容器に分離して保持され、使用のたび
に配合するということが行われている。しかしな
がら、このように使用のたびに二液を配合するこ
とは煩雑である。しかも、配合物は、一定時間内
に使い切つてしまわなければ、残りが経時によつ
て増粘、硬化してしまうため、不便かつ不経済で
ある。 また、高温でのみ反応する潜在性架橋剤を用い
る水性エマルジヨン型組成物は、常温では架橋反
応が起こらず、ポリマーと架橋剤を予め配合する
ことができるので上記のような不都合は生じない
が、架橋反応を起こすための加熱装置を要するの
で加熱装置等にコストがかかるという欠点を有す
る。 本発明は、このような事情に鑑みなされたもの
で、常温で反応する架橋剤を用い、しかもポリマ
ーと架橋剤を別々に保持する必要のない常温硬化
型水性組成物およびその使用法の提供を目的とす
る。 〔問題点を解決するための手段〕 上記の目的を達成するため、本発明は、下記の
(A)成分および(B)成分が、微粒子状で水中に分散さ
れている常温硬化型水性組成物を第1の要旨と
し、 (A) 多官能化合物を捕捉した第1のポリマー。 (B) 分子構造中に多官能化合物の官能基と反応す
る官能基を有する第2のポリマー。 多官能化合物を捕捉したポリマー(第1のポリ
マー)と、分子構造中に多官能化合物の官能基と
反応する官能基を有する第2のポリマーとが、そ
れぞれ微粒子状で水中に分散されている常温硬化
型水性組成物を準備し、上記常温硬化型水性組成
物を被処理面に塗布して水分を揮散させることに
より上記多官能化合物捕捉ポリマーと上記分子構
造中に多官能化合物の官能基と反応する官能基を
もつポリマーとを接触させて高分子塗膜を形成さ
せる常温硬化型水性組成物の使用方法を第2の要
旨とするものである。 本発明者らは、常温反応性架橋剤を用いる水性
エマルジヨン型組成物において、ポリマーと架橋
剤とを遮断し、組成物の塗布後に両者を接触させ
るようにすると、予めポリマーと架橋剤とを配合
しておいても貯蔵中等に架橋反応が起こらないと
考え、これを実現すべく各種の材料を用い一連の
研究を重ねた。その結果、架橋剤として多官能化
合物を用い、これを第1のポリマーに捕捉させて
水中に微粒子状に分散させることにより、上記多
官能化合物架橋剤が水から遮断されているエマル
ジヨンをつくるとともに、上記多官能化合物架橋
剤の官能基と反応する基を有するポリマー(第2
のポリマー)のエマルジヨンをつくり、両者を混
合して水性エマルジヨン型組成物化すると、所期
の目的を達成しうることをつきとめた。すなわ
ち、この組成物中では多官能化合物架橋剤が捕捉
状態になつており、しかも多官能化合物の水への
溶解度が低く、使用する界面活性剤の多官能化合
物に対する乳化能が低いことから、水相を通して
の多官能化合物の拡散が非常に制限されているた
め、貯蔵中等には架橋反応が生じず、上記エマル
ジヨン型組成物の塗布後、水分の揮散により始め
て多官能化合物架橋剤がブリードし上記第2のポ
リマーの架橋がなされ強靭な塗膜が形成されるよ
うになるのである。 つぎに、この発明について詳しく説明する。 本発明の常温硬化型水性組成物の模式図を第1
図に示す。本発明の常温硬化型水性組成物は、水
1、架橋剤である多官能化合物2、これを捕捉し
ている第1のポリマー3、分子構造中に多官能化
合物の官能基と反応する官能基を有する第2のポ
リマー4からなり、上記第1のポリマー3および
第2のポリマー4が、それぞれ界面活性剤5,6
により水1中に乳化分散されている。 第1図から明らかなように、多官能化合物2
は、第1のポリマー3に捕捉されており、この捕
捉ポリマー3は、その外周に界面活性剤5がミセ
ル状に配向して水1中に微粒子状に分散されてい
る。このように、架橋剤である多官能化合物2
は、第1のポリマー3中に捕捉されている。 一方、分子構造中に多官能化合物の官能基と反
応する官能基を有する第2のポリマー4は界面活
性剤5によつて粒子状で水中に分散されており、
やはり安定な状態になつている。 上記架橋剤として作用する多官能化合物2とし
ては、エポキシ基、アミノ基、カルボキシル基、
水酸基、アミド基、N−メチロールアミド基等の
官能基を分子内に2個以上有するものがあげられ
る。 上記多官能エポキシ化合物としては、例えば、
ビスフエノールAのジグリシジルエーテル、ブロ
ム化ビスフエノールAのジグリシジルエーテル、
ポリカルボン酸ポリグリシジルエーテル、アルカ
ンポリオールポリグリシジルエーテル、エポキシ
ノボラツク等があげられる。 多官能アミン化合物としては、メタフエニレン
ジアミン等の芳香族ポリアミン、ジエチレントリ
アミン、トリエチレントリアミン、ヘキサメチレ
ンジアミン等の直鎖脂肪族ポリアミン、エポキシ
樹脂の硬化剤として市販されている環状脂肪族ポ
リアミン、脂肪族ポリアミンアダクト、ケトイミ
ン、変性脂肪族ポリアミン、ポリアミドアミン等
があげられる。 また、多官能カルボキシル化合物としては、例
えば、ヘキサメチレンジカルボン酸のように脂肪
族鎖がある程度大きい脂肪族ポリカルボン酸、脂
肪族ポリカルボン酸無水物、テレフタル酸、イソ
フタル酸、ピロメリツト酸、ピロメリツト酸二無
水物、ベンゾフエノンテトラカルボン酸、ベンゾ
フエノンテトラカルボン酸二無水物等があげられ
る。 上記多官能化合物2は、最終的に第1のポリマ
ー3に捕捉されるようなものであれば、常温ある
いは第1のポリマー3の調製時の反応温度で液体
であつても固体であつてもかまわない。ただし、
常温で液体のものを用いると分子が動きやすいせ
いか、第1および第2のポリマー3,4が接触し
た際のブリード速度が早く、塗膜強度の発現が早
くなる。 上記多官能化合物2を捕捉する第1のポリマー
3は、スチレン、スチレン誘導体、ブタジエン、
アクリロニトリル、クロロプレン、アクリル酸エ
ステル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニル、エ
チレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のエチレ
ン性不飽和結合を有する単量体の単独もしくは共
重合体からなるもの等である。 また、分子構造中に多官能化合物の官能基と反
応する官能基を有する第2のポリマー4は、例え
ば、分子鎖中に適正間隔で官能基が分布するよ
う、多官能化合物の官能基と反応する官能基をも
ち、かつエチレン性不飽和結合を有する単量体
と、多官能化合物の官能基と反応する官能基をも
たず、かつエチレン性不飽和結合を有する単量体
を共重合するとにより得られる。 上記多官能化合物の官能基と反応する官能基を
もち、かつエチレン性不飽和結合を有する単量体
としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ア
ミノ基、エポキシ基、N−メチロールアミド基、
スルホン酸基等を分子内にもつ単量体があげられ
る。ここで、ヒドロキシル基をもつ単量体は、例
えば、アリルアルコール、2−ヒドロキシエチル
メタアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリ
レート、2−ヒドロキシプロピルメタアクリレー
ト、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、多価
アルコールのモノアリルエーテル等であり、また
カルボキシル基をもつ単量体は、例えば、アクリ
ル酸、メタアクリル酸、イタコン酸、フマル酸、
クロトン酸、マレイン酸の片エステル、イタコン
酸片エステル、フマル酸片エステル、マレイン酸
等の不飽和の重合性有機酸等である。さらに、ア
ミノ基を持つ単量体は、例えば、アリルアミン、
tert−ブチルアミノエチルメタクリレート等であ
り、エポキシ基をもつ単量体は、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等
であり、N−メチロールアミド基を持つ単量体
は、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロ
ールメタクリルアミド等であり、スルホン酸基を
持つ単量体は、ビニルスルホン酸、スチレンスル
ホン酸等である。また、エチレン性不飽和結合を
もつものであつて多官能化合物の官能基と反応す
る官能基をもたない単量体は、例えば、スチレ
ン、スチレン誘導体、ブタジエン、アクリロニト
リル、メタアクリロニトリル、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニル、エチレ
ン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等である。 これらの単量体を共重合させて得られる第2の
ポリマー4は、分子中に多官能化合物の官能基と
反応する官能基を有するため、多官能化合物2と
接触すれば架橋して硬化するという特性を有す
る。 本発明に用いる界面活性剤5,6としては、陰
イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオ
ン界面活性剤のいずれを用いてもよく、例えばポ
リオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシ
エチレンノニルフエニルエーテル、ポリオキシエ
チレンソルビタンモノステアレート等があげられ
る。また、澱粉、デキストリン、メチルセルロー
ズ、カルボキシメチルセルローズ、ポリアクリル
酸またはその水溶性塩、ポリアクリルアミドまた
はその水溶性共重合体、ポリビニルアルコールや
水溶性ポリアミド等の水溶性高分子等を用いても
よい。上記界面活性剤は単独で、または2種以上
を併用して用いることができる。 なお、第1のポリマーを乳化分散させる界面活
性剤5と第2のポリマーを乳化分散させる界面活
性剤6は、同種のものでも異なるものでもよい。 本発明の常温硬化型水性組成物は、上記の各原
料を用いて製造されるのであり、その製造は例え
ばつぎのようにして行われる。 まず多官能化合物捕捉ポリマーのエマルジヨン
をつくる。 このつくり方としては、例えば水中で多官能化
合物の共存下に、第1のポリマーの原料であるモ
ノマーを乳化重合して第1のポリマー粒子中に多
官能化合物を捕捉させる方法(以下「共存法」と
いう)と、公知の方法で作製した第1のポリマー
の水性エマルジヨンを撹拌しながら多官能化合物
を添加し、第1のポリマー粒子中に多官能化合物
を吸収させる方法(以下「後吸収法」という)と
があげられる。 共存法、後吸収法のいずれの方法においても、
多官能化合物が水相に拡散してしまうと、第2の
ポリマーと共存させた場合に架橋反応を生じてし
まうので、これを防ぐため、効率よく多官能化合
物を第1のポリマー中に捕捉しなければならな
い。このためには以下の条件を満たすことが必要
である。 (1) 多官能化合物を水に対する溶解度が小さいこ
と。 (2) 使用する界面活性剤の多官能化合物に対する
乳化能が小さいこと。 (3) 第1のポリマーが、多官能化合物を捕捉でき
る程度に多官能化合物と親和性を有すること。 さらに、上記条件に加えて、第1のポリマーの
重合時、重合後にポリマー粒子と分離して存在す
る界面活性剤が非常に少ないことが望ましいので
ある。 上記共存法による場合は、多官能化合物の水へ
の溶解度、使用する界面活性剤の多官能化合物自
体に対する乳化能、多官能化合物と生成する第1
のポリマーとの重量比、多官能化合物と生成する
第1のポリマーの親和性、重合ポリマーのTg(ガ
ラス転移温度)等を適宜選択することにより、多
官能化合物の(水相)/(第1のポリマー相)の
分配比を制御することができ、実質的に、多官能
化合物の100重量%(以下「%」と略す)が第1
のポリマー相中に分配されて水中での濃度が0%
となつているようなエマルジヨンを製造すること
ができる。なお、この方法において、多官能化合
物がエポキシ化合物のように酸、アルカリ下で反
応しやすいものでは、重合中、系のPHを中性付近
に保つことが望ましい。 一方、後吸収法は、すでにエマルジヨン中に存
在する第1のポリマーの粒子に、後から多官能化
合物を水中に拡散して吸収させる方法であり、エ
マルジヨンに多官能化合物を添加し撹拌しながら
ポリマー粒子に多官能化合物を吸収させるため、
上記共存法に比べて水中に微量の多官能化合物が
残存しやすい。ただし、上記共存法では第1のポ
リマーの重合安定性が不充分な場合があるのに対
し、この後吸収法ではこのような問題は生じず、
しかも操作が簡単であるという利点を有する。な
お、後吸収法において多官能化合物を吸収させる
際、エマルジヨンを第1のポリマーのTg以上に
加熱する方が吸収速度が早くなり好ましい。 このように、多官能化合物捕捉ポリマーのエマ
ルジヨンは、多官能化合物の第1のポリマーへの
吸収の容易性(粘度の大小、液体か固体か等に起
因する)、第1のポリマーの重合安定性、必要な
可使時間等を考慮していずれかの方法を適宜選択
することにより得ることができる。 ただし、多官能化合物に対して溶解度の大きい
溶媒、例えばトルエン、アセトン、エタノール、
メタノール等を水と混合して使用できないわけで
なく、多官能化合物捕捉エマルジヨン生成後に水
中の多官能化合物濃度が低ければよく、使用可能
である。 なお、多官能化合物の割合は、第1のポリマー
に対して2〜1000%の範囲内で選択することがで
きる。ただし、多官能化合物が過度に少ないと、
造膜後にあまり架橋効果が得られない。 また、多官能化合物を多量に第1のポリマー中
に捕捉するためには、スチレン、エチレン、イソ
プレン、ブタジエンのような極性の小さいモノマ
ーのみで重合して第1のポリマーを得るよりも、
アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢
酸ビニル等のように極性をもつモノマー類や、ア
クリロニトリル、メタアクリロニトリル、塩化ビ
ニル、塩化ビニリデンのようなより極性の大きい
モノマー類を共重合した方が望ましい。これらの
単量体の含有量は、全単量体に対して、やや極性
のあるモノマーの場合は、10〜100%、より極性
のあるモノマーの場合は、1〜50%程度が望まし
い。 また、上記多官能化合物捕捉ポリマーの生成の
際、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基
のような、多官能化合物の官能基と反応する官能
基を有する単量体を共重合することも可能であ
る。この場合、捕捉ポリマーは、多官能化合物の
一部で架橋するため架橋度を変化させることによ
りポリマーセグメントの運動度を調節でき、その
結果、多官能化合物の脱離速度を制御できる。し
かしながら、多官能化合物の官能基と反応する官
能基を有する単量体の共重合量が多過ぎると、多
官能化合物によつて、多官能化合物捕捉ポリマー
自体の架橋化が進み、ポリマーセグメントの運動
が過度に抑制されるようになり、それによつて、
捕捉されている多官能化合物が、最終目的である
ポリマーの架橋剤として働こうとしても多官能化
合物捕捉ポリマーからの脱離が困難となり円滑に
作用しなくなる。したがつて、多官能化合物の官
能基と反応する官能基を有する単量体の共重合量
は全単量体の10%以下にとどめることが望まし
い。 また、ジビニルベンゼンのような二重結合を2
つあるいはそれ以上持つモノマーも、多官能化合
物の脱離制御に使用可能であるが、上記と同様の
理由から全単量体の10%以下にとどめるべきであ
る。 なお、上記共重合の際、必要に応じて公知のポ
リマー改質剤等を共存させてもよい。 このようにして得られた多官能化合物捕捉ポリ
マーの水性エマルジヨンでは、架橋剤となる多官
能化合物が、粒子状で水中に分散されている第1
のポリマーに捕捉されており、水中には存在しな
いため、架橋反応をうける第2のポリマーと同液
中に混在させても架橋反応は進行しない。 上記のようにして多官能化合物捕捉ポリマーエ
マルジヨンを製造したのち、つぎに第2のポリマ
ーの水性エマルジヨンを公知の乳化重合技術を用
いてつくる。すなわち、分散安定作用を有する界
面活性剤を存在させた水中で、多官能化合物の官
能基と反応する官能基をもち、かつエチレン性不
飽和結合を有する単量体と、多官能化合物の官能
基と反応する官能基をもたず、かつエチレン性不
飽和結合を有する単量体を共重合させることによ
り、多官能化合物の官能基と反応する官能基を有
する第2のポリマーを生成させる。その結果2の
ポリマーの水性エマルジヨンが得られる。なお、
官能基をもつ単量体の共重合量は、全単量体の
0.1〜30%程度に設定することが望ましい。 このようにして得られた第2のポリマーの水性
エマルジヨンは、多官能化合物の官能基と反応す
る官能基を有する第2のポリマーが、分散安定剤
たる界面活性剤により粒子となつて水中に分散さ
れている状態のものである。 つぎに、上記第1および第2のポリマーの水性
エマルジヨンを、多官能化合物の官能基と、この
官能基と反応する官能基のモル比が0.8〜1.2にな
るように混合する。その結果、この発明の常温硬
化型水性組成物が得られる。 このようにして得られた常温硬化型水性組成物
は、架橋剤である多官能化合物と被架橋ポリマー
とが同一溶媒中に混在しているにもかかわらず、
架橋剤は第1のポリマーに捕捉されていて、水中
に拡散していかないため架橋反応の進行が阻止さ
れている。これが、この発明の最大の特徴であ
る。この水性組成物は、常温で6カ月以上、増粘
やゲル化を生じず、きわめて安定である。そし
て、上記組成物を被処理面に塗布して水を揮散さ
せると、上記多官能化合物捕捉ポリマー(第1の
ポリマー)と被架橋ポリマー(第2のポリマー)
とが接触する。ついで、多官能化合物がブリード
し、第2のポリマー中の官能基と反応して架橋
し、硬化皮膜を形成する。上記架橋反応は、経時
的に進行するものであり、多官能化合物の官能基
と第2のポリマーの官能基の種類、多官能化合物
と第1のポリマーの親和性、多官能化合物の第1
のポリマー粒子内での分布等を変化させることに
より制御できる。 なお、多官能化合物を捕捉する捕捉ポリマー
は、本質的には架橋に寄与しない筈であるが、実
際には生成高分子の分子鎖とそれ自身の分子鎖と
がからみ合つて網目のような構造となるためか、
造膜して1ケ月程度放置した塗膜を有機溶媒に浸
漬してもほとんど溶出しない。 このように、本発明の常温硬化型水性組成物
は、架橋剤と被架橋ポリマーとが同一溶媒中に混
在している状態のものであるにもかかわらず架橋
反応が起こらず、したがつて、増粘、硬化しない
まま保持され、使用時に塗布されることによつて
はじめて架橋反応が進行して、皮膜化、硬化する
一液液型のものであり、使い勝手の極めて良好な
ものである。 〔発明の効果〕 以上のように、本発明の常温硬化型水性組成物
は、水が揮散しない限り、すなわちエマルジヨン
の状態では架橋剤と被架橋ポリマーとの間で架橋
反応が進行せず初期状態を保つため、従来の常温
硬化型水性組成物のように架橋剤と被架橋ポリマ
ーを別々の容器等に分離して保持する必要がな
い。また、二液型ではないので使用のたびに両者
を配合するという手間も不要であつて、必要量だ
けを被塗工面に塗工すれば足りる。そのため、使
い勝手が極めてよい。すなわち、この発明の組成
物は、造膜して、水分が揮散すると、1日後には
溶媒に溶解しなくなり、架橋密度は、経時的に増
大する。しかも、高温反応性架橋剤を用いていな
いので、硬化時に加熱も不要であり作業性がよい
のである。 本発明の常温硬化型水性組成物は、接着剤や塗
料等広い用途に用いることができる。例えば接着
剤としては、初期には粘着性を有し被着体を接着
する初期接着力に優れ、経時的に架橋密度が向上
し平衡状態の接着力が増加する粘接着剤として優
れたものが得られる。また、塗料においては、初
期には架橋密度が低いために、造膜性が良好であ
り、経時的に塗膜が架橋し、塗膜硬度が高くなつ
て耐汚染性が向上するという理想的なものが得ら
れる。 つぎに、実施例について説明する。 〔実施例 1〕 まず、共存法によつて多官能化合物捕捉ポリマ
ーの水性エマルジヨンを得た。すなわち、温度
計、撹拌機、冷却器および滴下ロートを備えた容
量300mlの4つの口フラスコに、水91.6g、界面
活性剤であるエマルゲン935(花王石鹸社製)2g
とエマルゲン920(花王石鹸社製)2g、亜硫酸水
素ナトリウム0.1g、リン酸三ナトリウム0.2gを
入れて溶解した。つぎに、フラスコ内を窒素ガス
で置換し、系を70℃に保つたうえで、メチルメタ
クリレート44g、アクリロニトリル3g、2−エ
チルヘキシルアクリレート28g、エポキシ樹脂
(エピコート#828、油化シエル社製)25gを溶解
したモノマーの混合液と、0.3gの過硫酸アンモ
ニウム(重合開始剤)を溶解した10gの水を3時
間にわたつて別々の滴下ロートを使つて滴下し、
その後2時間保ち完結反応を行つた。その結果、
アクリルポリマー(第1のポリマー)粒子中に、
エポキシ化合物が捕捉されている重合率100%、
固形分約50%の安定な水性エマルジヨンを得た。 つぎに、多官能化合物の官能基と反応する官能
基をもつ第2のポリマーの水性エマルジヨンを得
た。すなわち、温度計、撹拌機、冷却器および滴
下ロートを備えた容量300mlを4つ口フラスコに
水91.6g、界面活性剤であるエマルゲン935(花王
石鹸社製)2gとエマルゲン920(花王石鹸社製)
2g、亜硫酸水素ナトリウム0.1gを入れて溶解
した。つぎに、フラスコ内を窒素ガスで置換し、
系を70℃に保つたうえで、撹拌しながら、メチル
メタクリレート52g、2−エチルヘキシルアクリ
レート44g、tert−ブチルアミノエチルメタクリ
レート8gの混合液と、0.3gの過硫酸アンモニ
ウムを溶解した10gの水を3時間にわたつて別々
の滴下ロートを使つて滴下し、その後、2時間保
ち、完結反応を行つた。そしてポリマー中に多官
能化合物の官能基であるエポキシ基と反応するア
ミノ基をもつ第2のポリマーの水性エマルジヨン
を得た。 このようにして得られた第1のポリマーの水性
エマルジヨン(以下「EM1」と略す)と、第2
のポリマーの水性エマルジヨン(以下「EM2」
と略す)を、32.9/100の割合で混合し、本発明
の常温硬化型水性組成物を得た。 〔実施例 2〕 実施例1と同様にして、EM1とEM2を得たが、
EM2の作製において、共重合させるモノマーを、
tert−ブチルアミノエチルメタクリレート8gに
代えて80%アクリル酸水溶液6.25gを用いること
により、ポリマー中にカルボキシル基をもつ、重
合率100%の安定なエマルジヨンを得た。そして
EM1とEM2を、52.7/100の割合で混合し、本発
明の常温硬化型水性組成物を得た。 〔実施例 3〕 実施例1と同様にしてEM1とEM2を得たが、
EM1の作製において、エポキシ樹脂であるエピ
コート#828の代わりに、脂肪族アミン系エポキ
シ樹脂用硬化剤であるエピキユアU(油化シエル
社製)12.5gを用いてポリマー中にアミン化合物
を捕捉した重合率100%、固形分47%のエマルジ
ヨンを得た。また、EM2の作製において、tert−
ブチルアミノエチルメタクリレート8gの代わり
に、グリシジルメタクリレート8gを用いて、ポ
リマー中にエポキシ基をもつ、重合率100%の安
定なエマルジヨンを得た。そして、EM1とEM2
を、22.3/100の割合で混合し、本発明の常温硬
化型水性組成物を得た。 〔実施例 4,5〕 後吸収法によりEM1を得た。すなわち、実施
例1と同じ反応装置において、水91.6g、界面活
性剤であるエマルゲン935(花王石鹸社製)2g、
エマルゲン920(花王石鹸社製)2gと重亜硫酸ソ
ーダ0.1gを溶解する。フラスコ内を窒素ガスで
置換し、系を70℃に保つたうえで、撹拌しなが
ら、メチルメタクリレート44g、アクリロニトリ
ル3g、2−エチルヘキシルアクリレート28gを
溶解したモノマー混合液と0.3gの過硫酸カリウ
ム(重合開始剤)を溶解した10gの水を3時間に
わたつて別々の滴下ロートを使つて滴下した。そ
の後、2時間保ち、完結反応を行い、重合率100
%、固形分43%の安定なエマルジヨンを得た。こ
のエマルジヨン100gに対して、14gのトリメチ
ロールプロパンポリグリシジルエーテル(エピコ
ートGE−100、油化シエル社製)を添加し、撹拌
しながら40℃に6時間保ち、エポキシ化合物をア
クリルポリマー粒子中に捕捉した固形分約50%の
エマルジヨンを得た。このエマルジヨンEM1と
実施例1で用いたEM2、または実施例2で用い
たEM2を、第1表に示す割合で混合して本発明
の常温硬化型水性組成物を得た。 以上の実施例1〜5の常温硬化型水性組成物の
組成を第1表にまとめて示した。
[Industrial Field of Application] The present invention provides a cold-curing water-based polymer in which a crosslinking agent captured by a first polymer and a second polymer crosslinked by the crosslinking agent are dispersed in water in the form of fine particles. The present invention relates to compositions and methods of using the same. [Prior art] Conventionally, aqueous emulsion type compositions used as adhesives and paints are cured by crosslinking the main chain of the polymer by reacting with a crosslinking agent during the film formation process in order to increase film strength. It is being done. There are two types of such aqueous emulsion type compositions: those using a crosslinking agent that reacts at room temperature and those using a crosslinking agent that reacts at high temperatures. [Problems to be Solved by the Invention] In an aqueous emulsion type composition using a crosslinking agent that reacts at room temperature, if the polymer and the crosslinking agent are blended in advance, the crosslinking reaction will proceed during storage etc. and the aqueous emulsion type composition will It thickens and hardens, making it impossible to coat. Therefore, the polymer and crosslinking agent are kept separated in separate containers until used, and are mixed together each time they are used. However, it is cumbersome to mix the two liquids each time they are used. Moreover, if the compound is not used up within a certain period of time, the remaining amount will thicken and harden over time, which is inconvenient and uneconomical. In addition, in aqueous emulsion type compositions that use a latent crosslinking agent that reacts only at high temperatures, the crosslinking reaction does not occur at room temperature, and the polymer and crosslinking agent can be blended in advance, so the above-mentioned disadvantages do not occur. Since a heating device is required to cause the crosslinking reaction, it has the disadvantage that the heating device and the like are costly. The present invention was made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an aqueous room-temperature curable composition that uses a crosslinking agent that reacts at room temperature and that does not require separate holding of the polymer and the crosslinking agent, and a method for using the same. purpose. [Means for solving the problems] In order to achieve the above object, the present invention has the following features.
The first gist is a cold-curable aqueous composition in which component (A) and component (B) are dispersed in water in the form of fine particles, and (A) a first polymer that captures a polyfunctional compound. (B) A second polymer having a functional group that reacts with a functional group of a polyfunctional compound in its molecular structure. A polymer that captures a polyfunctional compound (first polymer) and a second polymer that has a functional group that reacts with the functional group of the polyfunctional compound in its molecular structure are each dispersed in water in the form of fine particles at room temperature. A curable aqueous composition is prepared, and the room-temperature curable aqueous composition is applied to the surface to be treated and water is evaporated to react with the polyfunctional compound-trapping polymer and the functional groups of the polyfunctional compound in the molecular structure. The second gist is a method of using an aqueous room-temperature curable composition that forms a polymer coating film by contacting it with a polymer having a functional group. The present inventors have found that in an aqueous emulsion-type composition using a room-temperature-reactive crosslinking agent, the polymer and the crosslinking agent are separated and brought into contact after the composition is applied. We thought that the crosslinking reaction would not occur during storage even if the material was stored, and in order to realize this, we conducted a series of studies using various materials. As a result, by using a polyfunctional compound as a crosslinking agent, capturing it in the first polymer, and dispersing it in the form of fine particles in water, an emulsion is created in which the polyfunctional compound crosslinking agent is blocked from water, and A polymer having a group that reacts with the functional group of the polyfunctional compound crosslinking agent (second
It has been found that the desired purpose can be achieved by creating an emulsion of the polymer (polymer) and mixing the two to form an aqueous emulsion type composition. That is, in this composition, the polyfunctional compound crosslinking agent is in a trapped state, and the solubility of the polyfunctional compound in water is low, and the surfactant used has a low emulsifying ability for the polyfunctional compound. Since the diffusion of the polyfunctional compound through the phase is extremely restricted, crosslinking reactions do not occur during storage, etc., and after application of the emulsion type composition, the polyfunctional compound crosslinking agent bleeds out only when water evaporates, causing the above-mentioned The second polymer is crosslinked and a tough coating film is formed. Next, this invention will be explained in detail. A schematic diagram of the room temperature curable aqueous composition of the present invention is shown in FIG.
As shown in the figure. The room temperature curable aqueous composition of the present invention includes water 1, a polyfunctional compound 2 which is a crosslinking agent, a first polymer 3 that captures the water, and a functional group in the molecular structure that reacts with the functional group of the polyfunctional compound. The first polymer 3 and the second polymer 4 contain surfactants 5 and 6, respectively.
emulsified and dispersed in water 1. As is clear from Figure 1, polyfunctional compound 2
is captured by the first polymer 3, and this capture polymer 3 has surfactant 5 oriented in a micelle shape around its outer periphery and dispersed in the water 1 in the form of fine particles. In this way, the polyfunctional compound 2 which is a crosslinking agent
is entrapped in the first polymer 3. On the other hand, the second polymer 4, which has a functional group that reacts with the functional group of the polyfunctional compound in its molecular structure, is dispersed in water in the form of particles by the surfactant 5.
It is still in a stable condition. The polyfunctional compound 2 that acts as the crosslinking agent includes an epoxy group, an amino group, a carboxyl group,
Examples include those having two or more functional groups such as a hydroxyl group, an amide group, and an N-methylolamide group in the molecule. Examples of the polyfunctional epoxy compound include:
Diglycidyl ether of bisphenol A, diglycidyl ether of brominated bisphenol A,
Examples include polycarboxylic acid polyglycidyl ether, alkane polyol polyglycidyl ether, and epoxy novolak. Examples of polyfunctional amine compounds include aromatic polyamines such as metaphenylene diamine, linear aliphatic polyamines such as diethylene triamine, triethylene triamine, and hexamethylene diamine, cyclic aliphatic polyamines commercially available as curing agents for epoxy resins, and fatty acids. Examples include polyamine adducts, ketoimines, modified aliphatic polyamines, and polyamide amines. Examples of polyfunctional carboxyl compounds include aliphatic polycarboxylic acids with relatively large aliphatic chains such as hexamethylene dicarboxylic acid, aliphatic polycarboxylic anhydrides, terephthalic acid, isophthalic acid, pyromellitic acid, and pyromellitic acid dicarboxylic acid. Examples include anhydride, benzophenonetetracarboxylic acid, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, and the like. The polyfunctional compound 2 may be liquid or solid at room temperature or the reaction temperature during the preparation of the first polymer 3, as long as it is ultimately captured by the first polymer 3. I don't mind. however,
If a material that is liquid at room temperature is used, the bleed rate when the first and second polymers 3 and 4 come into contact is fast, probably because the molecules move easily, and the coating film strength develops quickly. The first polymer 3 that captures the polyfunctional compound 2 includes styrene, styrene derivatives, butadiene,
These include monomers or copolymers of monomers having ethylenically unsaturated bonds such as acrylonitrile, chloroprene, acrylic esters, methacrylic esters, vinyl acetate, ethylene, vinyl chloride, and vinylidene chloride. In addition, the second polymer 4, which has a functional group that reacts with the functional group of the polyfunctional compound in its molecular structure, reacts with the functional group of the polyfunctional compound so that, for example, the functional groups are distributed at appropriate intervals in the molecular chain. When a monomer that has a functional group that reacts with the functional group and an ethylenically unsaturated bond is copolymerized with a monomer that does not have a functional group that reacts with the functional group of a polyfunctional compound and has an ethylenically unsaturated bond, It is obtained by Monomers having a functional group that reacts with the functional group of the polyfunctional compound and having an ethylenically unsaturated bond include a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an epoxy group, an N-methylolamide group,
Examples include monomers having sulfonic acid groups, etc. in the molecule. Here, the monomer having a hydroxyl group is, for example, allyl alcohol, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, monoallyl ether of polyhydric alcohol. etc., and monomers with carboxyl groups include, for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid,
These include unsaturated polymerizable organic acids such as crotonic acid, maleic acid monoester, itaconic acid monoester, fumaric acid monoester, and maleic acid. Furthermore, monomers having an amino group include, for example, allylamine,
tert-butylaminoethyl methacrylate, etc., monomers having an epoxy group include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, etc., and monomers having an N-methylolamide group include N-methylol acrylamide, N-methylol Examples of monomers having a sulfonic acid group include vinylsulfonic acid and styrenesulfonic acid. In addition, monomers that have an ethylenically unsaturated bond and do not have a functional group that reacts with the functional group of a polyfunctional compound include, for example, styrene, styrene derivatives, butadiene, acrylonitrile, methacrylonitrile, and acrylic esters. , methacrylic acid ester, vinyl acetate, ethylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, etc. The second polymer 4 obtained by copolymerizing these monomers has a functional group in the molecule that reacts with the functional group of the polyfunctional compound, so when it comes into contact with the polyfunctional compound 2, it crosslinks and hardens. It has the following characteristics. As the surfactants 5 and 6 used in the present invention, any of anionic surfactants, cationic surfactants, and nonionic surfactants may be used, such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene nonyl ether, and polyoxyethylene nonyl ether. enyl ether, polyoxyethylene sorbitan monostearate, etc. Additionally, water-soluble polymers such as starch, dextrin, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyacrylic acid or its water-soluble salt, polyacrylamide or its water-soluble copolymer, polyvinyl alcohol, water-soluble polyamide, etc. may be used. . The above surfactants can be used alone or in combination of two or more. The surfactant 5 for emulsifying and dispersing the first polymer and the surfactant 6 for emulsifying and dispersing the second polymer may be of the same kind or different. The room temperature curable aqueous composition of the present invention is produced using the above-mentioned raw materials, and the production is carried out, for example, as follows. First, an emulsion of a polyfunctional compound-trapping polymer is made. A method for producing this is, for example, a method in which a monomer, which is a raw material for the first polymer, is subjected to emulsion polymerization in water in the coexistence of a polyfunctional compound to trap the polyfunctional compound in the first polymer particles (hereinafter referred to as "coexistence method"). ), and a method in which a polyfunctional compound is added to an aqueous emulsion of a first polymer prepared by a known method while stirring, and the polyfunctional compound is absorbed into the first polymer particles (hereinafter referred to as a "post-absorption method"). ) can be mentioned. In both the coexistence method and post-absorption method,
If the polyfunctional compound diffuses into the aqueous phase, a crosslinking reaction will occur if it coexists with the second polymer. To prevent this, the polyfunctional compound is efficiently captured in the first polymer. There must be. For this purpose, it is necessary to satisfy the following conditions. (1) The solubility of polyfunctional compounds in water is low. (2) The surfactant used has a low emulsifying ability for polyfunctional compounds. (3) The first polymer has an affinity for the polyfunctional compound to the extent that it can capture the polyfunctional compound. Furthermore, in addition to the above conditions, during polymerization of the first polymer, it is desirable that very little surfactant be present separated from the polymer particles after polymerization. In the case of the above coexistence method, the solubility of the polyfunctional compound in water, the emulsifying ability of the surfactant used for the polyfunctional compound itself, and the
By appropriately selecting the weight ratio of the polyfunctional compound to the polymer, the affinity of the polyfunctional compound to the first polymer to be produced, the Tg (glass transition temperature) of the polymerized polymer, etc., the ratio of (aqueous phase)/(first The distribution ratio of the polyfunctional compound (polymer phase of
partitioned into the polymer phase of 0% concentration in water.
It is possible to produce an emulsion that looks like this. In this method, if the polyfunctional compound is one that easily reacts under acid or alkali conditions, such as an epoxy compound, it is desirable to maintain the pH of the system near neutrality during polymerization. On the other hand, the post-absorption method is a method in which the polyfunctional compound is later absorbed into the particles of the first polymer already present in the emulsion by diffusing it into water. In order to make the particles absorb polyfunctional compounds,
Compared to the above-mentioned coexistence method, trace amounts of polyfunctional compounds tend to remain in the water. However, while the coexistence method described above may result in insufficient polymerization stability of the first polymer, this post-absorption method does not cause this problem.
Moreover, it has the advantage of being easy to operate. In addition, when absorbing a polyfunctional compound in the post-absorption method, it is preferable to heat the emulsion to a temperature higher than the Tg of the first polymer because the absorption rate becomes faster. Thus, the emulsion of the multifunctional compound-trapping polymer is determined by the ease of absorption of the multifunctional compound into the first polymer (depending on the viscosity, whether it is liquid or solid, etc.), the polymerization stability of the first polymer, etc. can be obtained by appropriately selecting one of the methods in consideration of the required pot life and the like. However, solvents with high solubility for polyfunctional compounds, such as toluene, acetone, ethanol,
This does not mean that methanol and the like cannot be mixed with water and used; it is possible to use methanol as long as the concentration of the polyfunctional compound in the water is low after the polyfunctional compound-trapping emulsion is produced. Note that the proportion of the polyfunctional compound can be selected within the range of 2 to 1000% with respect to the first polymer. However, if there are too few polyfunctional compounds,
Not much crosslinking effect can be obtained after film formation. In addition, in order to trap a large amount of the polyfunctional compound in the first polymer, rather than obtaining the first polymer by polymerizing only with monomers with low polarity such as styrene, ethylene, isoprene, and butadiene,
It is preferable to copolymerize polar monomers such as acrylic esters, methacrylic esters, and vinyl acetate, and monomers with higher polarity such as acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl chloride, and vinylidene chloride. The content of these monomers is preferably about 10 to 100% in the case of slightly polar monomers, and about 1 to 50% in the case of more polar monomers, based on the total monomers. In addition, during the production of the polyfunctional compound-trapping polymer, it is also possible to copolymerize a monomer having a functional group that reacts with the functional group of the polyfunctional compound, such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group. . In this case, the trapping polymer is crosslinked with a portion of the polyfunctional compound, so that the mobility of the polymer segment can be controlled by changing the degree of crosslinking, and as a result, the rate of desorption of the polyfunctional compound can be controlled. However, if the amount of copolymerization of a monomer having a functional group that reacts with the functional group of the polyfunctional compound is too large, the polyfunctional compound will promote crosslinking of the polyfunctional compound-trapping polymer itself, causing movement of the polymer segments. becomes excessively suppressed, thereby
Even if the captured polyfunctional compound tries to act as a crosslinking agent for the final target polymer, it becomes difficult to release the multifunctional compound from the captured polymer, and it does not function smoothly. Therefore, it is desirable that the copolymerized amount of the monomer having a functional group that reacts with the functional group of the polyfunctional compound is kept at 10% or less of the total monomers. Also, double bonds such as divinylbenzene can be
Monomers having one or more monomers can also be used to control the elimination of polyfunctional compounds, but for the same reason as above, the amount should be kept to 10% or less of the total monomers. In addition, during the above-mentioned copolymerization, a known polymer modifier or the like may be allowed to coexist, if necessary. In the thus obtained aqueous emulsion of a polyfunctional compound-trapping polymer, the polyfunctional compound serving as a crosslinking agent is dispersed in water in the form of particles.
Since it is trapped in the polymer and does not exist in water, the crosslinking reaction will not proceed even if it is mixed in the same liquid with the second polymer that undergoes the crosslinking reaction. After producing the multifunctional compound-trapping polymer emulsion as described above, an aqueous emulsion of a second polymer is then produced using known emulsion polymerization techniques. That is, in water in the presence of a surfactant that has a dispersion stabilizing effect, a monomer that has a functional group that reacts with the functional group of a polyfunctional compound and has an ethylenically unsaturated bond, and the functional group of the polyfunctional compound. By copolymerizing a monomer that does not have a functional group that reacts with the polyfunctional compound and has an ethylenically unsaturated bond, a second polymer that has a functional group that reacts with the functional group of the polyfunctional compound is produced. As a result, an aqueous emulsion of polymer 2 is obtained. In addition,
The copolymerization amount of monomers with functional groups is
It is desirable to set it to about 0.1 to 30%. In the aqueous emulsion of the second polymer obtained in this way, the second polymer having a functional group that reacts with the functional group of the polyfunctional compound is dispersed in water as particles by the use of a surfactant as a dispersion stabilizer. It is in the same condition as it is. Next, the aqueous emulsions of the first and second polymers are mixed such that the molar ratio of the functional group of the polyfunctional compound to the functional group that reacts with this functional group is 0.8 to 1.2. As a result, the room temperature curable aqueous composition of the present invention is obtained. The room-temperature curable aqueous composition obtained in this way has a polyfunctional compound as a crosslinking agent and a crosslinked polymer mixed in the same solvent.
The crosslinking agent is captured by the first polymer and does not diffuse into water, thus preventing the crosslinking reaction from proceeding. This is the greatest feature of this invention. This aqueous composition is extremely stable for six months or more at room temperature without thickening or gelling. Then, when the composition is applied to the surface to be treated and water is volatilized, the polyfunctional compound-trapping polymer (first polymer) and the crosslinked polymer (second polymer) are formed.
come into contact with. The polyfunctional compound then bleeds and reacts with the functional groups in the second polymer to form a cured film. The above-mentioned crosslinking reaction progresses over time, and depends on the types of functional groups of the polyfunctional compound and the second polymer, the affinity between the polyfunctional compound and the first polymer, and the first polymer of the polyfunctional compound.
This can be controlled by changing the distribution within the polymer particles. Although the trapping polymer that traps the polyfunctional compound is not supposed to essentially contribute to crosslinking, it actually forms a network-like structure in which the molecular chains of the resulting polymer and its own molecular chains are entangled. Maybe because it becomes
Even if a coated film that has been formed and left for about a month is immersed in an organic solvent, almost no elution occurs. As described above, in the room temperature curable aqueous composition of the present invention, the crosslinking reaction does not occur even though the crosslinking agent and the crosslinked polymer are mixed in the same solvent. It is a one-component product that is maintained without thickening or curing, and only when it is applied at the time of use does a crosslinking reaction proceed, forming a film and curing, making it extremely easy to use. [Effects of the Invention] As described above, the room-temperature curable aqueous composition of the present invention does not undergo crosslinking reaction between the crosslinking agent and the crosslinked polymer as long as water does not volatilize, that is, in the emulsion state, and the initial state remains unchanged. In order to maintain the temperature, there is no need to separate and hold the crosslinking agent and the crosslinked polymer in separate containers as in conventional room temperature curable aqueous compositions. Furthermore, since it is not a two-component type, there is no need to mix the two together each time it is used, and it is sufficient to apply only the required amount to the surface to be coated. Therefore, it is extremely easy to use. That is, when the composition of the present invention forms a film and the water evaporates, it becomes insoluble in the solvent after one day, and the crosslinking density increases over time. Moreover, since no high-temperature-reactive crosslinking agent is used, no heating is required during curing, resulting in good workability. The room temperature curable aqueous composition of the present invention can be used in a wide range of applications such as adhesives and paints. For example, as an adhesive, it is initially sticky and has excellent initial adhesive strength to bond adherends, and as time passes, the crosslinking density improves and the adhesive strength in the equilibrium state increases, making it an excellent adhesive. is obtained. In addition, in paints, the initial crosslinking density is low, so film forming properties are good, and over time the paint film crosslinks, increasing the hardness of the paint film and improving stain resistance. You can get something. Next, examples will be described. [Example 1] First, an aqueous emulsion of a polyfunctional compound-trapping polymer was obtained by a coexistence method. That is, 91.6 g of water and 2 g of Emulgen 935 (manufactured by Kao Soap Co., Ltd.), a surfactant, were placed in a 300 ml four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, condenser, and dropping funnel.
2 g of Emulgen 920 (manufactured by Kao Soap Co., Ltd.), 0.1 g of sodium bisulfite, and 0.2 g of trisodium phosphate were added and dissolved. Next, after purging the inside of the flask with nitrogen gas and keeping the system at 70°C, 44 g of methyl methacrylate, 3 g of acrylonitrile, 28 g of 2-ethylhexyl acrylate, and 25 g of epoxy resin (Epicote #828, manufactured by Yuka Ciel Co., Ltd.) were added. A mixture of dissolved monomers and 10 g of water in which 0.3 g of ammonium persulfate (polymerization initiator) was dissolved were added dropwise over 3 hours using separate dropping funnels.
Thereafter, it was kept for 2 hours to complete the reaction. the result,
In the acrylic polymer (first polymer) particles,
Polymerization rate 100%, in which the epoxy compound is captured
A stable aqueous emulsion with a solids content of approximately 50% was obtained. Next, an aqueous emulsion of a second polymer having a functional group that reacts with the functional group of the polyfunctional compound was obtained. That is, in a 300 ml capacity four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, condenser, and dropping funnel, 91.6 g of water, 2 g of Emulgen 935 (manufactured by Kao Soap Co., Ltd.) as a surfactant, and 2 g of Emulgen 920 (manufactured by Kao Soap Co., Ltd.) were added. )
2 g and 0.1 g of sodium bisulfite were added and dissolved. Next, replace the inside of the flask with nitrogen gas,
While keeping the system at 70°C, a mixture of 52 g of methyl methacrylate, 44 g of 2-ethylhexyl acrylate, 8 g of tert-butylaminoethyl methacrylate, and 10 g of water in which 0.3 g of ammonium persulfate was dissolved was added for 3 hours while stirring. The mixture was added dropwise using separate dropping funnels over a period of time, and then kept for 2 hours to complete the reaction. Then, an aqueous emulsion of a second polymer having an amino group that reacts with an epoxy group, which is a functional group of a polyfunctional compound, was obtained. The thus obtained aqueous emulsion of the first polymer (hereinafter abbreviated as "EM1") and the second polymer
Aqueous emulsion of polymer (hereinafter referred to as “EM2”)
) were mixed in a ratio of 32.9/100 to obtain a room temperature curable aqueous composition of the present invention. [Example 2] EM1 and EM2 were obtained in the same manner as in Example 1, but
In the production of EM2, the monomers to be copolymerized are
By using 6.25 g of an 80% aqueous acrylic acid solution in place of 8 g of tert-butylaminoethyl methacrylate, a stable emulsion having a carboxyl group in the polymer and a polymerization rate of 100% was obtained. and
EM1 and EM2 were mixed at a ratio of 52.7/100 to obtain a room temperature curable aqueous composition of the present invention. [Example 3] EM1 and EM2 were obtained in the same manner as in Example 1, but
In the production of EM1, 12.5 g of Epicure U (manufactured by Yuka Ciel Co., Ltd.), an aliphatic amine-based epoxy resin curing agent, was used instead of the epoxy resin Epicote #828, and the amine compound was captured in the polymer. An emulsion with a solid content of 100% and a solid content of 47% was obtained. In addition, in the production of EM2, tert-
Using 8 g of glycidyl methacrylate instead of 8 g of butylaminoethyl methacrylate, a stable emulsion with an epoxy group in the polymer and a polymerization rate of 100% was obtained. And EM1 and EM2
were mixed at a ratio of 22.3/100 to obtain a room temperature curable aqueous composition of the present invention. [Examples 4 and 5] EM1 was obtained by the post-absorption method. That is, in the same reaction apparatus as in Example 1, 91.6 g of water, 2 g of Emulgen 935 (manufactured by Kao Soap Co., Ltd.) as a surfactant,
Dissolve 2 g of Emulgen 920 (manufactured by Kao Soap Co., Ltd.) and 0.1 g of sodium bisulfite. After purging the inside of the flask with nitrogen gas and keeping the system at 70°C, a monomer mixture in which 44 g of methyl methacrylate, 3 g of acrylonitrile, and 28 g of 2-ethylhexyl acrylate were dissolved and 0.3 g of potassium persulfate (polymerized 10 g of water in which an initiator was dissolved was added dropwise over a period of 3 hours using a separate dropping funnel. After that, it was kept for 2 hours to complete the reaction, and the polymerization rate was 100.
%, a stable emulsion with a solids content of 43% was obtained. To 100 g of this emulsion, 14 g of trimethylolpropane polyglycidyl ether (Epicote GE-100, manufactured by Yuka Ciel Co., Ltd.) was added and kept at 40°C for 6 hours with stirring to trap the epoxy compound in the acrylic polymer particles. An emulsion with a solids content of about 50% was obtained. This emulsion EM1 and EM2 used in Example 1 or EM2 used in Example 2 were mixed in the proportions shown in Table 1 to obtain a room temperature curable aqueous composition of the present invention. The compositions of the room temperature curable aqueous compositions of Examples 1 to 5 above are summarized in Table 1.

【表】【table】

〔試験〕〔test〕

上記5種類の常温硬化型水性組成物について、
混合1日後に膜厚0.5mmになるようにポリエチレ
ン板上に流し、20℃の恒温槽中で造膜し、造膜後
1日後、1カ月後、6カ月後に塗膜を約0.1g採
り、40gのトルエン中に浸漬し、24時間後の膨潤
率と塗膜形成成分の溶出率を測定した。同様の測
定を、混合1カ月後に造膜したものについても行
つた。この結果を第2表に示した。
Regarding the above five types of room temperature curable aqueous compositions,
After 1 day of mixing, the mixture was poured onto a polyethylene plate to a film thickness of 0.5 mm, and a film was formed in a constant temperature bath at 20°C, and about 0.1 g of the coating film was taken 1 day, 1 month, and 6 months after the film was formed. It was immersed in 40 g of toluene, and the swelling rate and elution rate of coating film-forming components after 24 hours were measured. Similar measurements were also performed on a film formed one month after mixing. The results are shown in Table 2.

【表】【table】

【表】 第2表の結果より、いずれの常温硬化型水性組
成物も造膜1日後には、塗膜が溶解しない程度の
耐溶剤性を示し、経時的に膨潤率、溶出率が減少
しており、経時的に架橋密度が増加していること
がわかる。しかも、混合1日後と混合1カ月後に
造膜したものについて、膜の膨潤率と溶出率を比
較すると殆ど差のないことから、架橋剤たる多官
能化合物と被架橋ポリマーを同一水系内に混在さ
せて1カ月置いてもその間、殆ど架橋反応が生じ
ていないことがわかる。また、常温での反応が高
いエポキシ−アミンの組み合わせ(実施例1,
3,4)では、架橋は、1カ月でほぼ進行が終了
しているが、反応性の低いエポキシ−カルボキシ
ルの組み合わせ(実施例2,5)では、架橋が1
カ月後も進行している。 なお、実施例1で用いたEM1を20000rpm、1
時間遠心分離した液相10mlを栓つきフラスコに入
れ、1N−HCl−CaCl2試薬(HCl47.5ml、
CaCl2405g、水300g)を2c.c.入れ、30℃で1時
間振とうを行つたのち、0.5N−KOH試薬を5c.c.
入れ、0.5N−HCl溶液で逆滴定を行つて求めた
水相でのエポキシ濃度は、0.01%以下の値を示し
た。 双方のエマルジヨンを混合しても安定であるの
は、多官能化合物の水相での存在量が少なくその
溶解度が低いことと、多官能化合物が水中の界面
活性剤によつて乳化されていないことの2つの理
由により、架橋剤である多官能化合物が水相に拡
散して第2のポリマーと反応することを制限して
いるからであることを考えることができる。
[Table] From the results in Table 2, all of the room temperature curable aqueous compositions showed solvent resistance to the extent that the coating film did not dissolve after one day of film formation, and the swelling rate and elution rate decreased over time. It can be seen that the crosslink density increases over time. Moreover, when comparing the swelling rate and elution rate of the membranes formed one day after mixing and one month after mixing, there is almost no difference, so it is possible to mix the polyfunctional compound as a crosslinking agent and the crosslinked polymer in the same aqueous system. It can be seen that almost no crosslinking reaction occurred even after one month. In addition, epoxy-amine combinations with high reactivity at room temperature (Example 1,
In cases 3 and 4), the crosslinking was almost completed in one month, but in the case of epoxy-carboxyl combinations with low reactivity (Examples 2 and 5), the crosslinking progressed by 1 month.
It's still progressing months later. In addition, EM1 used in Example 1 was heated at 20000 rpm, 1
Pour 10 ml of the liquid phase centrifuged for 1 hour into a flask with a stopper, add 1N-HCl-CaCl 2 reagent (47.5 ml of HCl,
Add 2 c.c. of CaCl 2 (405 g, water 300 g) and shake at 30°C for 1 hour, then add 5 c.c. of 0.5N-KOH reagent.
The epoxy concentration in the aqueous phase determined by back titration with 0.5N-HCl solution showed a value of 0.01% or less. The reason why both emulsions are stable even when mixed is that the polyfunctional compound is present in a small amount in the aqueous phase and its solubility is low, and the polyfunctional compound is not emulsified by the surfactant in water. It can be considered that this is because the multifunctional compound as a crosslinking agent is restricted from diffusing into the aqueous phase and reacting with the second polymer for two reasons.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明の常温硬化型水性組成物の模式図
である。 1……水、2……多官能化合物、3……第1の
ポリマー、4……第2のポリマー、5,6……界
面活性剤。
The drawing is a schematic diagram of the room temperature curable aqueous composition of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Water, 2... Polyfunctional compound, 3... First polymer, 4... Second polymer, 5, 6... Surfactant.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 下記の(A)成分および(B)成分が、微粒子状で水
中に分散されていることを特徴とする常温硬化型
水性組成物。 (A) 多官能化合物を捕捉した第1のポリマー。 (B) 分子構造中に多官能化合物の官能基と反応す
る官能基を有する第2のポリマー。 2 多官能化合物を捕捉したポリマー(第1のポ
リマー)と、分子構造中に多官能化合物の官能基
と反応する官能基を有する第2のポリマーとが、
それぞれ微粒子状で水中に分散されている常温硬
化型水性組成物を準備し、上記常温硬化型水性組
成物を被処理面に塗布して水分を揮散させること
により、上記多官能化合物捕捉ポリマーと上記分
子構造中に多官能化合物の官能基と反応する官能
基をもつポリマーとを接触させて高分子塗膜を形
成させることを特徴とする常温硬化型水性組成物
の使用方法。
[Scope of Claims] 1. A room temperature curable aqueous composition characterized in that the following components (A) and (B) are dispersed in water in the form of fine particles. (A) First polymer capturing a polyfunctional compound. (B) A second polymer having a functional group that reacts with a functional group of a polyfunctional compound in its molecular structure. 2. A polymer that captures a polyfunctional compound (first polymer) and a second polymer that has a functional group that reacts with the functional group of the polyfunctional compound in its molecular structure,
A room-temperature-curing aqueous composition, each of which is dispersed in fine particles in water, is prepared, and the room-temperature-curing aqueous composition is applied to the surface to be treated to evaporate water, thereby combining the polyfunctional compound-trapping polymer and the above-mentioned polyfunctional compound-trapping polymer. A method for using an aqueous room-temperature curable composition, which comprises forming a polymer coating film by contacting a polymer having a functional group that reacts with a functional group of a polyfunctional compound in its molecular structure.
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