JPH0748538A - Composition for water-based coating material and ink - Google Patents

Composition for water-based coating material and ink

Info

Publication number
JPH0748538A
JPH0748538A JP19362793A JP19362793A JPH0748538A JP H0748538 A JPH0748538 A JP H0748538A JP 19362793 A JP19362793 A JP 19362793A JP 19362793 A JP19362793 A JP 19362793A JP H0748538 A JPH0748538 A JP H0748538A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
vinyl
water
acid
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP19362793A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2882733B2 (en
Inventor
Makoto Moriya
誠 守屋
Seiji Nishimura
誠司 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority to JP19362793A priority Critical patent/JP2882733B2/en
Publication of JPH0748538A publication Critical patent/JPH0748538A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2882733B2 publication Critical patent/JP2882733B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To obtain the composition which can form a tough coating film by neutralizing a vinyl polymer made from methyl methacrylate, an acid-group- containing compound, etc., dissolving the neutralized polymer in water and mixing the obtained aqueous solution with a specified aqueous urethane polymer dispersion. CONSTITUTION:A mixture comprising 30-90wt.% methyl methacrylate, 0-30wt.% aromatic vinyl compound especially styrene, 4-20wt.% acid-group-containing vinyl compound especially (meth)acrylic acid and 0-66wt.% other vinyl monomers such as alkyl methacrylate is suspension-polymerized to obtain a vinyl polymer having a Tg of 10-150 deg.C, a specified molecular weight and an acid value of 35-200mgKOH/g, this polymer is neutralized, and the neutralized polymer is dissolved in water to obtain an aqueous solution (A). This solution A is combined with an aqueous urethane polymer dispersion obtained by neutralizing a urethane prepolymer made from an aliphatic or alicyclic diisocyanate, a polyether or an ester diol of a specified molecular weight and an acid-group- containing diol with a tert. amine, and dispersing the neutralized polymer in water in an A/B weight ratio of 5/95 to 95/5 (in terms of the solid content) to obtain the composition for use on an plastic film.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、顔料分散性が良好で、
塗装時の不溶解性凝集物の発生が少なく、強靱で、プラ
スチックフィルムへの密着性が良好な塗膜を形成する水
性塗料およびインク用の組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention has good pigment dispersibility,
The present invention relates to a composition for water-based paints and inks which forms a coating film which is tough with less generation of insoluble aggregates during coating and has good adhesion to a plastic film.

【0002】[0002]

【従来の技術】ビニル系重合体の水溶液を含む被覆用組
成物は、顔料分散性が良好でカスの発生が少ないという
長所を有し、多くの品種が開発されてきた。しかし、充
分に強靱な塗膜を形成するものやプラスチックフィルム
への密着性の良好なものは開発されていない。
2. Description of the Related Art A coating composition containing an aqueous solution of a vinyl polymer has the advantages of good pigment dispersibility and less generation of dust, and many varieties have been developed. However, one that forms a sufficiently tough coating film and one that has good adhesion to a plastic film have not been developed.

【0003】一方、ウレタン系重合体の水性分散液から
なる被覆用組成物は、強靱な塗膜を形成し、かつプラス
チックフィルムに良好に密着するという長所を有し、従
来より多くの品種が開発されてきた。しかし、これまで
開発されたウレタン系重合体の水性分散物は、顔料分散
性が充分良好な条件および塗装時の不溶解性凝集物の発
生が十分低い条件を達成することができなかった。
On the other hand, a coating composition comprising an aqueous dispersion of a urethane polymer has the advantages of forming a tough coating film and adhering well to a plastic film. It has been. However, the urethane polymer aqueous dispersions that have been developed so far cannot achieve the conditions that the pigment dispersibility is sufficiently good and that the insoluble aggregates during coating are sufficiently low.

【0004】ビニル系重合体水溶解物の良好な顔料分散
性および不溶解性凝集物の発生の少なさと、ウレタン系
重合体水性分散物の強靱な塗膜の形成能およびプラスチ
ックフィルムへの良好な密着性とを両立させる検討が種
々なされてきたが、ビニル系重合体とウレタン系重合体
の相溶性が低いため、幅広いブレンド比率で良好に相溶
するものは殆ど得られていない。この点を改良するため
にビニル系単量体の重合過程でウレタン系重合体を存在
させて相溶性が良好な水性組成物を得る方法が開発され
た。例えば特公平4−81447号、特開平4−415
17号、米国特許4198330号などが挙げられる。
Good pigment dispersibility of vinyl polymer water-dissolved product and low generation of insoluble aggregates, and ability to form a tough coating film of urethane polymer aqueous dispersion and good property for plastic film. Although various studies have been made to achieve compatibility with the adhesiveness, since vinyl polymers and urethane polymers have low compatibility, few have been obtained that are compatible with each other in a wide range of blend ratios. In order to improve this point, a method has been developed in which a urethane polymer is allowed to be present in the polymerization process of vinyl monomers to obtain an aqueous composition having good compatibility. For example, Japanese Examined Patent Publication No. 4-81447 and Japanese Patent Laid-Open No. 4-415.
No. 17, U.S. Pat. No. 4,1983,330 and the like.

【0005】しかし、これらの方法では重合装置など大
規模な装置が必要となるなど、多品種の幅広い商品展開
には不利であり、ウレタン系重合体とビニル系重合体の
単純なブレンドによりウレタン系重合体とビニル系重合
体の特徴を両立させ得る水性組成物の開発が望まれてい
た。
However, these methods require a large-scale apparatus such as a polymerization apparatus, which is disadvantageous in developing a wide variety of products in a wide variety of products. A simple blend of a urethane-based polymer and a vinyl-based polymer is used for the urethane-based polymerization. It has been desired to develop an aqueous composition capable of satisfying both the characteristics of the polymer and the vinyl polymer.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ビニ
ル系重合体水溶液とウレタン系重合体水性分散液との混
合液からなる水性塗料およびインク用の組成物であっ
て、顔料分散性が良好で、塗装時の不溶解性凝集物の発
生が少なく、強靱で、プラスチックフィルムへの密着性
が良好な塗膜を形成でき、かつ幅広い各種のウレタン系
重合体の水性分散液が使用可能な水性組成物を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a composition for aqueous paints and inks comprising a mixed solution of an aqueous vinyl polymer solution and an aqueous urethane polymer dispersion, which has a pigment dispersibility. Good, less insoluble aggregates are generated during coating, tough, can form a coating film with good adhesion to plastic films, and a wide variety of aqueous dispersions of urethane polymers can be used It is to provide an aqueous composition.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
(a)メチルメタクリレート30〜90重量%、(b)
芳香族ビニル化合物0〜30重量%、(c)酸基含有ビ
ニル化合物4〜20重量%および(d)共重合可能な他
のビニル系単量体0〜66重量%からなり、二次転移温
度が30〜110℃、重量平均分子量が6,000〜3
0,000、かつ酸価が35〜130mgKOH/gで
あるビニル系重合体(I)を塩基で中和し、水に溶解し
てなるビニル系重合体水溶液と、二次転移温度が30〜
120℃、重量平均分子量が200,000〜2,00
0,000である重合体(II)の水性分散液とを、重合
体固形分比率で重合体(I)/重合体(II)=5/95
〜60/40となるよう混合してなる水性被覆用組成物
である。
That is, the present invention is
(A) Methyl methacrylate 30 to 90% by weight, (b)
It comprises 0 to 30% by weight of an aromatic vinyl compound, (c) 4 to 20% by weight of an acid group-containing vinyl compound, and (d) 0 to 66% by weight of another copolymerizable vinyl monomer, and has a second-order transition temperature. Is 30 to 110 ° C. and the weight average molecular weight is 6,000 to 3
A vinyl polymer aqueous solution obtained by neutralizing a vinyl polymer (I) having an acid value of 35 to 130 mgKOH / g with a base and dissolving it in water, and a second-order transition temperature of 30 to
120 ° C, weight average molecular weight of 200,000 to 2,000
And an aqueous dispersion of the polymer (II) of which the polymer solid content ratio is polymer (I) / polymer (II) = 5/95.
It is an aqueous coating composition obtained by mixing so as to be about 60/40.

【0008】[0008]

【作用】本発明に用いられるビニル系重合体(I)は、
(a)メチルメタクリレート30〜90重量%、(b)
芳香族ビニル化合物0〜30重量%、(c)酸基含有ビ
ニル化合物4〜20重量%および(d)共重合可能な他
のビニル系単量体0〜66重量%から構成される。
The vinyl polymer (I) used in the present invention is
(A) Methyl methacrylate 30 to 90% by weight, (b)
It is composed of 0 to 30% by weight of an aromatic vinyl compound, 4 to 20% by weight of (c) an acid group-containing vinyl compound, and (d) 0 to 66% by weight of another copolymerizable vinyl monomer.

【0009】メチルメタクリレート(a)は、ビニル系
重合体に硬度を付与するための必須成分であり、30〜
90重量%の割合で用いられる。30重量%未満である
と硬度が低下し、一方90重量%を越えると水溶性が低
下する。また、上記範囲外では重合体(II)の水性分散
液との相溶性にも欠ける。
Methyl methacrylate (a) is an essential component for imparting hardness to the vinyl polymer, and is 30 to 30%.
Used in a proportion of 90% by weight. If it is less than 30% by weight, the hardness is lowered, while if it exceeds 90% by weight, the water solubility is lowered. Further, if it is out of the above range, compatibility with the aqueous dispersion of the polymer (II) is lacking.

【0010】芳香族ビニル化合物(b)は、塗膜に耐水
性を付与する効果があり、30重量%までの範囲で共重
合され、好ましくは0〜25重量%の範囲で使用され
る。しかし、30重量%を越えると、水溶性が低下する
とともに重合体(II)の水性分散液との相溶性にも欠け
るので適当ではない。芳香族ビニル化合物の具体例とし
ては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチ
レンおよびベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられ
るが、なかでもスチレンが特に好ましい。
The aromatic vinyl compound (b) has the effect of imparting water resistance to the coating film, is copolymerized in the range of up to 30% by weight, and is preferably used in the range of 0 to 25% by weight. However, if it exceeds 30% by weight, the water solubility is lowered and the compatibility with the aqueous dispersion of the polymer (II) is lacking, which is not suitable. Specific examples of the aromatic vinyl compound include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, benzyl (meth) acrylate, and the like, of which styrene is particularly preferable.

【0011】酸基含有ビニル化合物(c)は、ビニル系
重合体に酸基を付与するものであり、カルボン酸または
スルフォン酸等の酸性基を有するビニル化合物である。
酸基含有ビニル化合物は、4〜20重量%の範囲で得ら
れるビニル系重合体(I)の酸価が35〜200mgK
OH/gとなるように用いられる。酸基含有ビニル化合
物の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロ
トン酸等の一塩基酸;フマール酸、マレイン酸、イタコ
ン酸などの二塩基酸;およびこれらの部分エステル等が
挙げられる。これらは二種以上を混合して使用すること
も可能である。なかでもカルボン酸を有するビニル化合
物を共重合した場合には、水溶性および重合体(II)の
水性分散液との相溶性が良好なものが得られる。また、
特にメタクリル酸またはアクリル酸と共重合した場合
に、水溶性および相溶性が極めて良好なものが得られ
る。
The acid group-containing vinyl compound (c) imparts an acid group to the vinyl polymer and is a vinyl compound having an acidic group such as carboxylic acid or sulfonic acid.
The acid group-containing vinyl compound has an acid value of 35 to 200 mgK of the vinyl polymer (I) obtained in the range of 4 to 20% by weight.
Used to be OH / g. Specific examples of the acid group-containing vinyl compound include monobasic acids such as acrylic acid, methacrylic acid and crotonic acid; dibasic acids such as fumaric acid, maleic acid and itaconic acid; and partial esters thereof. It is also possible to use a mixture of two or more of these. In particular, when a vinyl compound having a carboxylic acid is copolymerized, a compound having good water solubility and compatibility with the aqueous dispersion of the polymer (II) can be obtained. Also,
Particularly, when it is copolymerized with methacrylic acid or acrylic acid, it has a very good water solubility and compatibility.

【0012】また、上記単量体(a)〜(c)と共重合
可能な他のビニル系単量体(d)は、0〜66重量%の
範囲で用いられ、少なくとも一ケの重合可能なビニル基
を有するものの中から目的に応じて任意に選ぶことがで
きる。ビニル系単量体(d)の具体例としては、エチル
(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレー
ト、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メ
タ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレー
ト、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリ
ル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレ
ート等の炭素数1〜18のアルキル基を有する(メタ)
アクリル酸アルキルエステル;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)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アク
リレート;エチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、ブチレングリコール(メタ)アクリレート等のグリ
コールジ(メタ)アクリレート;ジメチルアミノエチル
(メタ)アクリレート等のアルキルアミノ(メタ)アク
リレート;およびジメチルアミノエチル(メタ)アクリ
レートメチルクロライド塩、シクロヘキシル(メタ)ア
クリレート、アリル(メタ)アクリレート、トリメチロ
ールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリシジル
(メタ)アクリレート、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル、(メタ)アクリロニトリル等が挙げられる。
The other vinyl-based monomer (d) copolymerizable with the above-mentioned monomers (a) to (c) is used in the range of 0 to 66% by weight, and at least one polymerizable monomer is used. It can be arbitrarily selected from those having various vinyl groups according to the purpose. Specific examples of the vinyl-based monomer (d) include ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (Meth) having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms such as 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate
Acrylic acid alkyl ester; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate and other hydroxyalkyl (meth) acrylates; ethylene glycol di (meth) acrylate, butylene glycol (meth) acrylate and other glycol di ( (Meth) acrylate; alkylamino (meth) acrylates such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate; and dimethylaminoethyl (meth) acrylate methyl chloride salt, cyclohexyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) ) Acrylate, glycidyl (meth) acrylate, vinyl acetate, vinyl propionate, (meth) acrylonitrile and the like.

【0013】ビニル系重合体(I)の二次転移温度は、
DSC法による測定で10〜150℃である必要があ
り、好ましくは20〜110℃である。10℃未満であ
ると耐汚染性が不足したり、耐ブロッキング性が低下す
る。また、150℃を越えると、塗膜が硬くなり過ぎ密
着性が低下する。ビニル系重合体の分子量はGPC法に
より測定される重量平均分子量が6,000〜40,0
00である必要があり、好ましくは8,000〜25,
000である。6,000未満では、塗膜が脆くなりや
すい等種々の欠点が生ずる。また、40,000を越え
ると、ウレタン系重合体(II)との相溶性にも欠ける。
また、酸価は、フェノールフタレインの変色点を基準と
してビニル系重合体水溶液にエタノールに溶解したKO
Hを滴下して滴定し、ビニル系重合体1gを中和するに
必要なKOHのmg数で示した場合、35〜200mg
KOH/gである必要があり、好ましくは40〜150
mgKOH/gである。35mgKOH/g未満である
と水溶性が低下し、200mgKOH/gを越えると重
合体(II)の水性分散液との相溶性が低下する上に耐水
性が不足する。
The second-order transition temperature of the vinyl polymer (I) is
It is necessary to be 10 to 150 ° C., preferably 20 to 110 ° C. as measured by the DSC method. If it is lower than 10 ° C, the stain resistance becomes insufficient or the blocking resistance decreases. On the other hand, when the temperature exceeds 150 ° C, the coating film becomes too hard and the adhesiveness deteriorates. The molecular weight of the vinyl polymer is such that the weight average molecular weight measured by the GPC method is 6,000 to 40,0.
00, preferably 8,000 to 25,
It is 000. If it is less than 6,000, various defects such as a brittle coating film tend to occur. Further, if it exceeds 40,000, the compatibility with the urethane polymer (II) is insufficient.
The acid value is based on the color change point of phenolphthalein, and KO dissolved in ethanol in an aqueous vinyl polymer solution.
When H is added dropwise and titrated to show the mg of KOH required to neutralize 1 g of the vinyl polymer, 35 to 200 mg
Must be KOH / g, preferably 40-150
It is mgKOH / g. If it is less than 35 mgKOH / g, the water solubility will decrease, and if it exceeds 200 mgKOH / g, the compatibility with the aqueous dispersion of the polymer (II) will decrease and the water resistance will be insufficient.

【0014】ビニル系重合体(I)を製造する際の重合
方法としては、懸濁重合法、溶液重合法、塊状重合法等
が適用できるが、特に懸濁重合法により製造されるもの
が良好である。特に、重合を進行させながらモノマーを
数度に分割して系内に投入する方法や重合を進行させな
がらモノマーを数時間かけて系内に滴下する重合方法に
より製造されるものよりも、モノマーを一括して系内に
投入した後に重合を開始するモノマー一括仕込み方法に
より製造されるものが、耐水性に優れると同時にウレタ
ン系重合体(II)の水性分散液との相溶性にも優れる。
これらは、主に共重合性の面からの効果であると考えら
れる。
As a polymerization method for producing the vinyl polymer (I), a suspension polymerization method, a solution polymerization method, a bulk polymerization method or the like can be applied, but a suspension polymerization method is particularly preferable. Is. In particular, rather than a monomer produced by a method of dividing the monomer into several parts while advancing the polymerization and adding the monomer into the system while advancing the polymerization, the monomer is added to the system over several hours while the polymerization is advancing. What is produced by the batch charging method of monomers in which polymerization is started after being charged all at once into the system is excellent in water resistance and at the same time excellent in compatibility with the aqueous dispersion of the urethane polymer (II).
It is considered that these are mainly the effect of copolymerizability.

【0015】懸濁重合における分散剤としては、70〜
100%の範囲のケン化度のポリビニルアルコール、ポ
リメタクリル酸のソーダー塩等公知の水溶性高分子を用
いることができる。また、溶液重合における溶剤として
は、本発明で用いる単量体および重合体を溶解させるも
のなら特に制限を受けないが、メタノール、エタノー
ル、イソプロピルアルコール、n−ブタノール等のアル
コール類;エチルセロソルブ、セロソルブアセテート、
ブチルカルビトール;プロピレングリコールメチルエー
テル等のグリコール類;酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢
酸エステル類;メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン等のケトン類;等が例示される。
As the dispersant in the suspension polymerization, 70-
Known water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol and polymethacrylic acid soda salt having a saponification degree of 100% can be used. The solvent in the solution polymerization is not particularly limited as long as it dissolves the monomers and polymers used in the present invention, but alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-butanol; ethyl cellosolve, cellosolve. acetate,
Butyl carbitol; glycols such as propylene glycol methyl ether; acetic acid esters such as ethyl acetate and butyl acetate; ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone;

【0016】また、重合触媒としては、アゾビスイソブ
チロニトリル等のアゾ系開始剤、ベンゾイルパーオキサ
イド等の過酸化物系開始剤等従来公知の開始剤を目的に
応じて任意に使用することができる。
As the polymerization catalyst, conventionally known initiators such as azo-based initiators such as azobisisobutyronitrile and peroxide-based initiators such as benzoyl peroxide may be optionally used according to the purpose. You can

【0017】更に、ビニル系重合体(I)の分子量調節
用として、必要に応じて上記ビニル系単量体混合物中
に、n−ドデシルメルカプタン、α−メチルスチレンダ
イマー等の連鎖移動剤を添加することができる。
Further, for controlling the molecular weight of the vinyl polymer (I), a chain transfer agent such as n-dodecyl mercaptan or α-methylstyrene dimer is added to the vinyl monomer mixture, if necessary. be able to.

【0018】このようにして得られたビニル系重合体
(I)は、塩基を用いてビニル系重合体(I)中の酸基
を中和して、塩を形成することにより水溶性を付与し、
水中に溶解される。ビニル系重合体(I)の酸基は全て
が中和される必要はなく、通常は酸基の30%以上が中
和される。
The vinyl polymer (I) thus obtained imparts water solubility by neutralizing the acid groups in the vinyl polymer (I) with a base to form a salt. Then
Dissolved in water. It is not necessary that all the acid groups of the vinyl polymer (I) be neutralized, and normally 30% or more of the acid groups are neutralized.

【0019】中和に用いる塩基の例としては、アンモニ
ア、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジエチルアミ
ン、トリプロピルアミン、ジブチルアミン、アミルアミ
ン、1−アミノオクタン、2−ジメチルアミノエタノー
ル、エチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタ
ノール、1−アミノ−2−プロパノール、2−アミノ−
1−プロパノール、3−アミノ−1−プロパノール、1
−ジメチルアミノ−2−プロパノール、3−ジメチルア
ミノ−1−プロパノール、2−プロピルアミノエタノー
ル、エトキシプロピルアミン、アミノベンジルアルコー
ル、モルホリン等の揮発性のものが挙げられる。
Examples of the base used for neutralization include ammonia, triethylamine, propylamine, diethylamine, tripropylamine, dibutylamine, amylamine, 1-aminooctane, 2-dimethylaminoethanol, ethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol. , 1-amino-2-propanol, 2-amino-
1-propanol, 3-amino-1-propanol, 1
Volatile substances such as dimethylamino-2-propanol, 3-dimethylamino-1-propanol, 2-propylaminoethanol, ethoxypropylamine, aminobenzyl alcohol, and morpholine are mentioned.

【0020】一方、本発明で用いられるウレタン系重合
体(II)の水性分散液は、(e)脂肪族または脂環式ジ
イソシアネート、(f)数平均分子量が500〜500
0のポリエーテルジオールまたはポリエステルジオール
および(g)ジメチロールアルカン酸からなり、かつN
CO/OH当量比が1.1〜1.9であるウレタンプレ
ポリマーを、3級アミンで中和後または中和しながら水
延長またはジもしくはトリアミン延長し、水中に分散化
して得られる自己乳化型のものである。
On the other hand, the aqueous dispersion of the urethane polymer (II) used in the present invention comprises (e) an aliphatic or alicyclic diisocyanate and (f) a number average molecular weight of 500 to 500.
0 polyether diol or polyester diol and (g) dimethylolalkanoic acid, and N
Self-emulsification obtained by water-extending or di- or triamine-extending a urethane prepolymer having a CO / OH equivalent ratio of 1.1 to 1.9 after neutralization with or while neutralizing with a tertiary amine and dispersing in water. It is of a type.

【0021】脂肪族または脂環式ジイソシアネート
(e)としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、
2,2,4−トリメチルヘキサン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、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、4,
4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の炭
素数4〜18の脂環式ジイソシアネート;およびこれら
ジイソシアネートの変性物(カーボジイミド、ウレトジ
オン、ウレトイミン含有変成物など)が挙げられる。特
に好ましいものとしてはヘキサメチレンジイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネートが挙げられる。これら
は2種以上を併用してもよい。芳香族ジイソシアネート
は、水延長またはアミン延長時に水との反応性が高過ぎ
るため使用できない。
As the aliphatic or alicyclic diisocyanate (e), hexamethylene diisocyanate,
Aliphatic diisocyanates such as 2,2,4-trimethylhexane diisocyanate; isophorone diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 4,
Examples thereof include alicyclic diisocyanates having 4 to 18 carbon atoms such as 4'-dicyclohexylmethane diisocyanate; and modified products of these diisocyanates (carbodiimide, uretdione, uretoimine-containing modified products, etc.). Particularly preferred are hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate. These may be used in combination of two or more. Aromatic diisocyanates cannot be used because they have too high a reactivity with water during water extension or amine extension.

【0022】また、ポリエーテルジオールまたはポリエ
ステルジオール(f)は、500〜5000の数平均分
子量を有し、通常末端にヒドロキシ基を有している化合
物である。数平均分子量が500未満のものでは塗膜が
脆くなり、5000を越えると塗膜の柔軟性に欠ける。
その具体例としては、エチレンオキシド、プロピレンオ
キシド等のアルキレンオキシドやテトラヒドロフラン等
の複素環式エーテルを(共)重合させて得られるもの、
例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリヘ
キサメチレンエーテルグリコール;ポリエチレンアジペ
ート、ポリブチレンアジペート、ポリネオペンチルアジ
ペート、ポリ−3−メチルペンチルアジペート、ポリエ
チレン/ブチレンアジペート、ポリネオペンチル/ヘキ
シルアジペート;ポリラクトンジオール、例えばポリカ
プロラクトンジオール;ポリカーボネートジオールが挙
げられる。また、ソジウム5−スルホイソフタル酸とジ
エチレングリコールまたはポリエチレングリコールを共
重合させた水性ポリエステルジオールも使用できる。こ
れらは2種以上を併用してもよい。
The polyether diol or polyester diol (f) is a compound having a number average molecular weight of 500 to 5,000 and usually having a hydroxy group at the terminal. If the number average molecular weight is less than 500, the coating film becomes brittle, and if it exceeds 5,000, the coating film lacks flexibility.
Specific examples thereof include those obtained by (co) polymerizing alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide and heterocyclic ethers such as tetrahydrofuran.
For example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, polyhexamethylene ether glycol; polyethylene adipate, polybutylene adipate, polyneopentyl adipate, poly-3-methylpentyl adipate, polyethylene / butylene adipate, polyneopentyl / hexyl adipate A polylactone diol, for example, a polycaprolactone diol; a polycarbonate diol. Also, an aqueous polyester diol obtained by copolymerizing sodium 5-sulfoisophthalic acid and diethylene glycol or polyethylene glycol can be used. These may be used in combination of two or more.

【0023】また、酸基含有ジオール(g)は、カルボ
ン酸基やスルフォン酸基等の酸性基を有するジオール化
合物であり、その具体例としては、ジメチロール酢酸、
ジメチロールプロピオン酸、ジメチロール酪酸などが挙
げられ、これらは2種以上を併用してもよい。これらの
うち、特に好ましいものはジメチロールプロピオン酸で
ある。
The acid group-containing diol (g) is a diol compound having an acidic group such as a carboxylic acid group or a sulfonic acid group, and specific examples thereof include dimethylol acetic acid and
Examples thereof include dimethylolpropionic acid and dimethylolbutyric acid, and these may be used in combination of two or more kinds. Of these, particularly preferred is dimethylolpropionic acid.

【0024】これら化合物から合成される、ウレタンプ
レポリマーは、NCO/OH当量比が1.1〜1.9で
ある必要があり、NCO当量比が1.1未満であるとウ
レタンプレポリマーの粘度が高過ぎ、水分散を円滑に行
えず、1.9を超えると水延長またはアミン延長時にゲ
ル化しやすい。
The urethane prepolymer synthesized from these compounds must have an NCO / OH equivalent ratio of 1.1 to 1.9. If the NCO equivalent ratio is less than 1.1, the viscosity of the urethane prepolymer is Is too high to disperse water smoothly, and if it exceeds 1.9, gelation tends to occur during water extension or amine extension.

【0025】ウレタンプレポリマーの合成に当っては、
低分子量のポリヒドロキシ化合物を添加使用してもよ
い。低分子量のポリヒドロキシ化合物としては、上記の
ポリエステルジオールの原料として挙げたグリコール及
びアルキレンオキシド低モル付加物;グリセリン、トリ
メチロールエタン、トリメチロールプロパン等の3価ア
ルコール及びそのアルキレンオキシド低モル付加物が挙
げられる。低分子量のポリヒドロキシ化合物の使用量
は、ポリエーテルジオールまたはポリエステルジオール
(f)に対して20重量%以下が適当であり、これを越
える量用いると塗膜が脆くなる。
In synthesizing the urethane prepolymer,
A low molecular weight polyhydroxy compound may be additionally used. As the low molecular weight polyhydroxy compound, glycols and alkylene oxide low-molar adducts mentioned as the raw materials for the above polyester diols; trihydric alcohols such as glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane and alkylene oxide low-molar adducts thereof can be used. Can be mentioned. The appropriate amount of the low molecular weight polyhydroxy compound used is 20% by weight or less based on the polyether diol or polyester diol (f), and if it is used in excess of this amount, the coating film becomes brittle.

【0026】このようにして得られたウレタンプレポリ
マーは、ジメチロールアルカン酸に由来する酸基を3級
アミンで中和した後または中和しながら水延長またはジ
もしくはトリアミン延長し、水中に分散化する。
The urethane prepolymer thus obtained is dispersed in water after neutralization of the acid group derived from dimethylolalkanoic acid with a tertiary amine or water extension or di- or triamine extension while neutralizing. Turn into.

【0027】中和のために使用するアミンは、3級であ
る必要がある。1級または2級であると残存イソシアネ
ートと反応してしまうので適当ではない。3級アミンの
具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン
等のトリアルキルアミン;N−メチルモルホリン等のN
−アルキルモルホリン;N−ジメチルエタノールアミン
等のN−アルキルアルカノールアミン等が挙げられる。
これらは2種以上を併用してもよい。また、これらはウ
レタンプレポリマー中の酸基1当量当り、通常0.5〜
1当量使用される。
The amine used for neutralization must be tertiary. If it is of primary or secondary type, it reacts with the residual isocyanate and is not suitable. Specific examples of the tertiary amine include trialkylamines such as trimethylamine and triethylamine; N such as N-methylmorpholine.
-Alkylmorpholine; N-alkylalkanolamines such as N-dimethylethanolamine.
These may be used in combination of two or more. In addition, these are usually 0.5 to 1 per 1 equivalent of the acid group in the urethane prepolymer.
1 equivalent is used.

【0028】また、アミン延長に使用されるポリアミン
としては、通常ジアミンまたはトリアミンが用いられ
る。また、その具体例としてはヘキサメチレンジアミ
ン、イソホロンジアミン、ヒドラジン、ピペラジンなど
が挙げられ、これらは2種以上を併用してもよい。
As the polyamine used for amine extension, diamine or triamine is usually used. Further, specific examples thereof include hexamethylenediamine, isophoronediamine, hydrazine, piperazine and the like, and these may be used in combination of two or more kinds.

【0029】本発明の水性被覆用組成物は、上記のビニ
ル系重合体(I)の水溶液とウレタン系重合体(II)の
水性分散液とを、重合体固形分比率で重合体(I)/重
合体(II)=5/95〜95/5となるような割合で混
合して調製される。ビニル系重合体のブレンド比率が5
%以下であるとビニル系重合体水溶解物の特徴である顔
料分散性またはカス発生少なさが不充分となり、ビニル
系重合体のブレンド比率が95%を越えると、ウレタン
系重合体の水分散物の特徴である強靱な塗膜の形成能ま
たはプラスチックフィルムへの密着性が不充分になる。
ビニル系重合体(I)の水溶液とウレタン系重合体(I
I)の水性分散液との混合方法は特に制限なく、室温下
に両液を混合してもよいし、加温した後両液を混合して
もよい。ビニル系重合体(I)の水溶液は、通常20〜
35重量%の濃度のものが用いられる。また、ウレタン
系重合体(II)の水性分散液は、通常、ウレタン系重合
体(II)の濃度が25〜45重量%のものが用いられ
る。このようにして得られる本発明の水性被覆用組成物
は、塗料およびインクとしての高度の性能を発現させる
ために、消泡剤、顔料分散剤、防腐剤等の添加剤を添加
して用いることも可能である。
The aqueous coating composition of the present invention comprises a polymer (I) in a polymer solid content ratio of the aqueous solution of the vinyl polymer (I) and the aqueous dispersion of the urethane polymer (II). / Polymer (II) = 5/95 to 95/5 are mixed and prepared. Blend ratio of vinyl polymer is 5
% Or less, the dispersibility of pigment or the amount of dust, which is a characteristic of the vinyl polymer water-dissolved product, becomes insufficient. If the blend ratio of the vinyl polymer exceeds 95%, the urethane polymer is dispersed in water. The ability to form a tough coating film or the adhesiveness to a plastic film, which is a characteristic of the product, becomes insufficient.
Aqueous solution of vinyl polymer (I) and urethane polymer (I
The mixing method with the aqueous dispersion of I) is not particularly limited, and both liquids may be mixed at room temperature, or both liquids may be mixed after heating. The aqueous solution of the vinyl polymer (I) is usually 20-
A concentration of 35% by weight is used. As the aqueous dispersion of the urethane polymer (II), one having a concentration of the urethane polymer (II) of 25 to 45% by weight is usually used. The aqueous coating composition of the present invention thus obtained is used by adding additives such as a defoaming agent, a pigment dispersant, and an antiseptic agent in order to express high performance as a coating material and an ink. Is also possible.

【0030】本発明の水性被覆用組成物を用いて各種材
料の表面に塗膜を形成する際の塗布方法としては、噴霧
コート法、ローラーコート法、バーコート法、エアーナ
イフコート法、流延法、刷毛塗り法、ディッピング法等
が挙げられるが特に限定されない。
The coating method for forming a coating film on the surface of various materials using the aqueous coating composition of the present invention includes spray coating method, roller coating method, bar coating method, air knife coating method and casting. Examples of the method include, but are not limited to, a method, a brush coating method, and a dipping method.

【0031】本発明の水性被覆用組成物を塗料やインク
として用いる場合には、通常室温〜60℃の温度範囲で
10秒〜10時間乾燥して塗膜が形成される。
When the aqueous coating composition of the present invention is used as a paint or an ink, it is usually dried in the temperature range of room temperature to 60 ° C. for 10 seconds to 10 hours to form a coating film.

【0032】[0032]

【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明す
る。なお、実施例中の「部」および「%」は、それぞれ
「重量部」および「重量%」を示す。 (1)ビニル系重合体I−1の製造 攪拌機、温度計、還流凝縮器を備えて、加温と冷却がい
ずれも可能である重合装置中に脱イオン水200部にポ
リビニルアルコール(ケン化度80%、重合度1,50
0)0.6部を加え、攪拌を行いポリビニルアルコール
を完全に溶解した後に、一度攪拌を停止し、メチルメタ
クリレート(以下、MMAと略)70部、スチレン(以
下、Stと略)10部、n−ブチルアクリレート(以
下、n−BAと略)10部、メタクリル酸(以下、MA
Aと略)10部を加え再度攪拌を開始し、アゾビスイソ
ブチロニトリル(以下、AIBNと略)0.5部および
n−ドデシルメルカプタン(以下、n−DMと略)4部
を加え75℃に昇温し、反応温度を75〜80℃を維持
するように3時間反応させ、その後95℃に昇温し1時
間維持し反応を終了させた。得られた重合体は、分子量
12,000、酸価65mgKOH/g、二次転移温度
87℃であった。 (2)ビニル系重合体I−2〜I−8の製造 ビニル系重合体I−1の製造方法と同様の操作で、表1
に示すビニル系単量体組成物を表1に示すラジカル開始
剤および連鎖移動剤を用いてそれぞれ重合し、得られた
重合体の特性値を表2に示した。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples. In addition, "part" and "%" in an Example show "weight part" and "weight%", respectively. (1) Production of vinyl-based polymer I-1 A polymerization apparatus equipped with a stirrer, a thermometer, and a reflux condenser, capable of both heating and cooling, was added with 200 parts of deionized water and polyvinyl alcohol (saponification degree). 80%, degree of polymerization 1,50
0) After adding 0.6 parts and stirring to completely dissolve polyvinyl alcohol, the stirring was stopped once, and 70 parts of methyl methacrylate (hereinafter abbreviated as MMA), 10 parts of styrene (hereinafter abbreviated as St), 10 parts of n-butyl acrylate (hereinafter abbreviated as n-BA), methacrylic acid (hereinafter, MA)
Add 10 parts of A and agitate again, add 0.5 parts of azobisisobutyronitrile (hereinafter abbreviated as AIBN) and 4 parts of n-dodecyl mercaptan (hereinafter abbreviated as n-DM), and add 75 The temperature was raised to 0 ° C., and the reaction was carried out for 3 hours so that the reaction temperature was maintained at 75 to 80 ° C. Then, the temperature was raised to 95 ° C. and maintained for 1 hour to complete the reaction. The obtained polymer had a molecular weight of 12,000, an acid value of 65 mgKOH / g, and a second-order transition temperature of 87 ° C. (2) Production of vinyl-based polymers I-2 to I-8 By the same operation as the production method of vinyl-based polymer I-1, Table 1
The vinyl-based monomer composition shown in Table 1 was polymerized using the radical initiator and the chain transfer agent shown in Table 1, and the characteristic values of the obtained polymer are shown in Table 2.

【0033】[0033]

【表1】 記号の説明 BPO:べンゾイルパーオキサイド n−BMA:n−ブチルメタクリレート EHA:エチルヘキシルアクリレート MeSt:α−メチルスチレンダイマー AA:アクリル酸[Table 1] Explanation of symbols BPO: Benzoyl peroxide n-BMA: n-Butyl methacrylate EHA: Ethylhexyl acrylate MeSt: α-Methylstyrene dimer AA: Acrylic acid

【0034】[0034]

【表2】 (3)ビニル系重合体I−9の製造 攪拌機、温度計、還流凝縮器を備えて、加温と冷却がい
ずれも可能である重合装置中にイソプロピルアルコール
(以下、i−PAと略)100部、MMA65部、St
10部、n−BA12部、MAA13部、AIBN2部
およびn−DM3部を加え攪拌を開始し、80℃に昇温
し重合を開始し、1時間おきにAIBNを0.2部添加
し、9時間温度を維持し重合を終了し、固形分51%、
粘度10,000cpsのビニル系重合体のi−PA溶
液を得た。その後この溶液をバットに入れ、50℃に加
熱した乾燥機中にてi−PAを蒸発させ固形分99.5
%のビニル系重合体の固形物を得た。得られた重合体は
分子量13,000、酸価85.5mgKOH/g、二
次転移温度84℃であった。 (4)ビニル系重合体I−10の製造 攪拌機、温度計、還流凝縮器を備えて、加温と冷却がい
ずれも可能である重合装置中にi−PA100部を加え
攪拌を開始し、80℃に昇温しMMA65部、St10
部、n−BA12部、MAA13部およびAIBN3部
の混合物を4時間かけて滴下し、その後1時間おきにA
IBNを0.1部添加しながら4時間温度を維持して重
合を終了し、固形分50%、粘度2,000cpsのビ
ニル系重合体のi−PA溶液を得た。その後この溶液を
バットに入れ、50℃に加熱した乾燥機中にてi−PA
を蒸発させ固形分99.5%のビニル系重合体の固形物
を得た。得られた重合体は分子量11,000、酸価8
5.5mgKOH/g、二次転移温度84℃であった。 (5)ビニル系重合体の水中ヘの溶解 攪拌機、温度計、還流凝縮器を備えて、加温と冷却がい
ずれも可能である300mlフラスコ中にビニル系重合
体I−1を50gおよび脱イオン水148gを投入し攪
拌を開始し、28%アンモニア水3.5gを徐々に添加
し、その後50℃に昇温し2時間温度を維持し溶解を完
了し、ビニル系重合体I−1の水性溶解物を得た。得ら
れた水性溶解物は固形分25%、粘度500cpsであ
った。
[Table 2] (3) Production of vinyl-based polymer I-9 Isopropyl alcohol (hereinafter abbreviated as i-PA) 100 in a polymerization apparatus equipped with a stirrer, a thermometer, and a reflux condenser and capable of both heating and cooling. Part, MMA65 part, St
10 parts, 12 parts of n-BA, 13 parts of MAA, 2 parts of AIBN and 3 parts of n-DM were added and stirring was started, the temperature was raised to 80 ° C. to start polymerization, and 0.2 parts of AIBN was added at intervals of 1 hour. Polymerization was completed by maintaining temperature for 51 hours, solid content 51%,
An i-PA solution of a vinyl polymer having a viscosity of 10,000 cps was obtained. Then, this solution was put in a vat, and i-PA was evaporated in a dryer heated to 50 ° C. to obtain a solid content of 99.5.
% Vinyl polymer solids were obtained. The obtained polymer had a molecular weight of 13,000, an acid value of 85.5 mgKOH / g, and a second-order transition temperature of 84 ° C. (4) Production of vinyl-based polymer I-10 100 parts of i-PA was added to a polymerization apparatus equipped with a stirrer, a thermometer, and a reflux condenser, and both heating and cooling were possible, and stirring was started. The temperature was raised to ℃, MMA 65 parts, St10
Part, n-BA 12 parts, MAA 13 parts and AIBN 3 parts were added dropwise over a period of 4 hours, and then A was added every 1 hour.
Polymerization was terminated by adding 0.1 part of IBN while maintaining the temperature for 4 hours to obtain a vinyl polymer i-PA solution having a solid content of 50% and a viscosity of 2,000 cps. After that, this solution was put in a vat, and i-PA was placed in a dryer heated to 50 ° C.
Was evaporated to obtain a vinyl polymer solid having a solid content of 99.5%. The obtained polymer has a molecular weight of 11,000 and an acid value of 8.
It was 5.5 mgKOH / g and the second-order transition temperature was 84 ° C. (5) Dissolution of vinyl-based polymer in water 50 g of vinyl-based polymer I-1 and deionized in a 300 ml flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser and capable of both heating and cooling. Water (148 g) was added and stirring was started, 28% ammonia water (3.5 g) was gradually added, the temperature was then raised to 50 ° C., the temperature was maintained for 2 hours to complete the dissolution, and the vinyl-based polymer I-1 aqueous solution was added. A lysate was obtained. The obtained aqueous solution had a solid content of 25% and a viscosity of 500 cps.

【0035】ビニル系重合体I−2〜I−8も下記の計
算方法に従い28%アンモニア水と脱イオン水の添加量
を計算し、同様の方法で溶解操作を行った。しかし、ビ
ニル系重合体I−5は溶解できなかった。 必要アンモニア水(g)=A÷56.1÷1000×5
0×l7÷0.28 (式中、Aは重合体の酸価(mgKOH/g)を表わ
す。) 必要脱イオン水(g)=150−必要アンモニア水
(g)×0.72 (6)ウレタン系重合体水性分散液II−1の製造 温度計、攪拌機、コンデンサーを備えた1000mlの
反応容器にジメチロールプロピオン酸13部、N−メチ
ル−2−ピロリドン80部、ポリテトラメチレングリコ
ール(数平均分子量1900)を加え90℃に加熱し
た。次にイソホロンジイソシアネート48部を加え、1
0分攪拌後、ジブチル錫ジラウレート0.1部を加え、
95℃まで昇温し1時間反応させた。
For the vinyl polymers I-2 to I-8, the addition amount of 28% ammonia water and deionized water was calculated according to the following calculation method, and the dissolution operation was performed in the same manner. However, the vinyl polymer I-5 could not be dissolved. Required ammonia water (g) = A / 56.1 / 1000 × 5
0 × 17 ÷ 0.28 (In the formula, A represents the acid value (mgKOH / g) of the polymer.) Necessary deionized water (g) = 150−Necessary ammonia water (g) × 0.72 (6) Production of Urethane Polymer Aqueous Dispersion II-1 13 parts of dimethylolpropionic acid, 80 parts of N-methyl-2-pyrrolidone, polytetramethylene glycol (number average) in a 1000 ml reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer and a condenser. Molecular weight 1900) was added and heated to 90 ° C. Then add 48 parts of isophorone diisocyanate and add 1
After stirring for 0 minutes, 0.1 part of dibutyltin dilaurate was added,
The temperature was raised to 95 ° C. and the reaction was carried out for 1 hour.

【0036】このようにして得た親水基含有ウレタンプ
レポリマーをトリエチルアミン10部で中和した後、脱
イオン水300部を加え、1時間攪拌し水延長した。得
られた組成物は安定な水分散体であり、固形分29.2
%、粘度5,000cpsであった。 (7)ウレタン系重合体水性分散液II−2の製造 上記(6)で用いた反応容器に、ジメチロールプロピオ
ン酸6部、N−メチル−2−ピロリドン40部、ポリプ
ロピレングリコール(数平均分子量1850)を加え9
0℃に加熱した。次にイソホロンジイソシアネート48
部を加え、10分攪拌後、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート35部を加え10分攪拌後、ジブチル錫ジラウレー
ト0.1部を加え、95℃まで昇温し1時間反応させ
た。
The hydrophilic group-containing urethane prepolymer thus obtained was neutralized with 10 parts of triethylamine, 300 parts of deionized water was added, and the mixture was stirred for 1 hour to extend the water. The resulting composition is a stable aqueous dispersion with a solids content of 29.2.
%, The viscosity was 5,000 cps. (7) Production of Urethane Polymer Aqueous Dispersion II-2 In the reaction vessel used in (6) above, 6 parts of dimethylolpropionic acid, 40 parts of N-methyl-2-pyrrolidone, polypropylene glycol (number average molecular weight of 1850 ) Added 9
Heated to 0 ° C. Then isophorone diisocyanate 48
After adding 10 parts by weight and stirring for 10 minutes, 35 parts of hexamethylene diisocyanate was added and after stirring for 10 minutes, 0.1 part of dibutyltin dilaurate was added and the temperature was raised to 95 ° C. and the reaction was carried out for 1 hour.

【0037】このようにして得た親水基含有ウレタンプ
レポリマーをトリエチルアミン5部で中和した後、脱イ
オン水300部を加え、1時間攪拌し水延長した。得ら
れた組成物は安定な水分散体であり、固形分30.2
%、粘度1,000cpsであった。 (8)ウレタン系重合体水性分散液II−3の製造 上記(6)で用いた反応容器に、ジメチロールプロピオ
ン酸6部、N−メチル−2−ピロリドン40部、ポリプ
ロピレングリコール(数平均分子量2200)を加え9
0℃に加熱した。次にイソホロンジイソシアネート48
部を加え、10分攪拌後、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート35部を加え10分攪拌後、ジブチル錫ジラウレー
ト0.1部を加え、95℃まで昇温し1時間反応させ
た。
The hydrophilic group-containing urethane prepolymer thus obtained was neutralized with 5 parts of triethylamine, 300 parts of deionized water was added, and the mixture was stirred for 1 hour to extend the water. The resulting composition is a stable aqueous dispersion with a solids content of 30.2
%, The viscosity was 1,000 cps. (8) Production of Urethane Polymer Aqueous Dispersion II-3 In the reaction vessel used in (6) above, 6 parts of dimethylolpropionic acid, 40 parts of N-methyl-2-pyrrolidone, polypropylene glycol (number average molecular weight of 2200 ) Added 9
Heated to 0 ° C. Then isophorone diisocyanate 48
After adding 10 parts by weight and stirring for 10 minutes, 35 parts of hexamethylene diisocyanate was added and after stirring for 10 minutes, 0.1 part of dibutyltin dilaurate was added and the temperature was raised to 95 ° C. and the reaction was carried out for 1 hour.

【0038】このようにして得た親水基含有ウレタンプ
レポリマーをトリエチルアミン10部で中和した後、脱
イオン水300部を加え、水分散した。これにイソホロ
ンジアミン8部を添加し、1時間攪拌しジアミン延長し
た。得られた組成物は安定な水分散体であり、固形分3
0.2%、粘度1,000cpsであった。
The hydrophilic group-containing urethane prepolymer thus obtained was neutralized with 10 parts of triethylamine, and then 300 parts of deionized water was added and dispersed in water. To this, 8 parts of isophoronediamine was added and stirred for 1 hour to extend the diamine. The resulting composition is a stable aqueous dispersion with a solid content of 3
The viscosity was 0.2% and the viscosity was 1,000 cps.

【0039】実施例1 ビニル系重合体I −1の固形分25%水溶液60gおよ
びウレタン系重合体水性分散液II−1を120gをビー
カー内に計り取り、棒で軽く混合し、ブレンド液1を作
成した。この場合、ビニル系重合体I −1とウレタン系
重合体水性分散液II−1の重合体固形分比率は30対7
0である。ブレンドして24時間後に析出物が見られ
ず、溶液としての相溶性が確認できた。またブレンド液
1をガラス板にソリッド膜厚80μmになるよう塗布、
乾燥させたところ透明な塗膜となっており、塗膜として
の相溶性が確認された。Degussa製のカーボンブ
ラック#100をブレンド液1中の重合体100部に対
して20部加え、FRITSCH製遊星ボールミルにて
2時間混合し顔料を分散させた。その後3日間室温にて
放置したところ、顔料の沈降は見られなかった。また、
ブレンド液1をポリエステルフィルム(ルミラーE−3
5、東レ (株) 製)に乾燥膜厚20μmになるよう塗布
し、セロハンテープ(ニチバン (株) 製)を塗膜に押し
つけ、その後剥がしたが、塗膜はセロハンテープの粘着
層に移し取られなかった。
Example 1 60 g of a 25% solid content aqueous solution of vinyl polymer I-1 and 120 g of urethane polymer aqueous dispersion II-1 were weighed in a beaker and mixed lightly with a stick to prepare blend liquid 1. Created. In this case, the polymer solid content ratio of the vinyl polymer I-1 and the urethane polymer aqueous dispersion II-1 is 30: 7.
It is 0. No precipitate was observed 24 hours after blending, confirming compatibility as a solution. Further, the blend liquid 1 is applied to a glass plate so that a solid film thickness is 80 μm,
When dried, a transparent coating film was obtained, and compatibility as a coating film was confirmed. 20 parts of Degussa carbon black # 100 was added to 100 parts of the polymer in the blend liquid 1, and the mixture was mixed for 2 hours in a FRITSCH planetary ball mill to disperse the pigment. After that, when left for 3 days at room temperature, no sedimentation of the pigment was observed. Also,
Blend liquid 1 with polyester film (Lumirror E-3
5. Toray Co., Ltd.) to a dry film thickness of 20 μm, cellophane tape (Nichiban Co., Ltd.) was pressed against the coating film, and then peeled off. The coating film was transferred to the adhesive layer of cellophane tape. I couldn't do it.

【0040】実施例2〜9および比較例1〜8 実施例1と同様にしてブレンド液を作成し評価した結果
を表3に示した。なお、各評価試験の結果の記号は下記
を意味する。 〔相溶性〕 溶液 S:析出物が見られない。
Examples 2-9 and Comparative Examples 1-8 A blended liquid was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 3. The symbols of the results of each evaluation test have the following meanings. [Compatibility] Solution S: No precipitate is observed.

【0041】IS:析出物有り。 塗膜 C:塗膜が透明であり、相溶性が良好である。IS: Precipitate is present. Coating film C: The coating film is transparent and has good compatibility.

【0042】VSH:塗膜がわずかにやや不透明であ
り、相溶性がやや不良である。
VSH: The coating film is slightly opaque and the compatibility is slightly poor.

【0043】SH:VSHの段階より塗膜が不透明であ
り、相溶性がVSHの段階より低位である。
SH: The coating film is more opaque than in the VSH stage, and the compatibility is lower than in the VSH stage.

【0044】H:SHの段階より塗膜が不透明であり、
相溶性がSHの段階より低位である(実用不可能なレベ
ル)。 〔顔料分散性〕 良好:3日後に顔料の沈降が見られない。 不良:3日後に顔料の沈降が見られる。 〔密着性〕 良好:セロハンテープの粘着層に移し取られない。 不良:セロハンテープの粘着層に移し取られる。
H: The coating film is opaque from the SH stage,
The compatibility is lower than that in the SH stage (a level that is not practical). [Pigment dispersibility] Good: No sedimentation of the pigment is observed after 3 days. Poor: pigment settling is observed after 3 days. [Adhesiveness] Good: Not transferred to the adhesive layer of cellophane tape. Bad: Transferred to the adhesive layer of cellophane tape.

【0045】[0045]

【表3】 [Table 3]

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明の水性塗料およびインク用の組成
物は、顔料分散性が良好で、塗装時の不溶解性凝集物の
発生が少なく、強靱で、プラスチックフィルムへの密着
性が良好な塗膜を形成することができる。また、ウレタ
ン系重合体とビニル系重合体の単純なブレンドにより調
製できるので、多品種の幅広い商品展開が可能である。
The composition for water-based paints and inks of the present invention has good pigment dispersibility, little generation of insoluble aggregates at the time of coating, is tough, and has good adhesion to a plastic film. A coating film can be formed. Further, since it can be prepared by a simple blend of a urethane polymer and a vinyl polymer, a wide variety of products can be developed.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年12月3日[Submission date] December 3, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
(a)メチルメタクリレート30〜90重量%、(b)
芳香族ビニル化合物0〜30重量%、(c)酸基含有ビ
ニル化合物4〜20重量%および(d)共重合可能な他
のビニル系単量体0〜66重量%からなり、二次転移温
度が10150℃、重量平均分子量が6,000〜3
0,000、かつ酸価が35〜200mgKOH/gで
あるビニル系重合体(I)を塩基で中和し、水に溶解し
てなるビニル系重合体溶液と、(e)脂肪族または脂環
式ジイソシアネート、(f)数平均分子量が500〜
5,000のポリエーテルジオールまたはポリエステル
ジオールおよび(g)酸基含有ジオールからなり、かつ
NCO/OH当量比が1.1〜1.9であるウレタンプ
レポリマーを、3級アミンで中和後または中和しながら
水延長またはアミン延長し、水中に分散してなるウレタ
ン系重合体(II)の水性分散液とを、混合してなる水性
塗料およびインク用組成物である。
That is, the present invention is
(A) Methyl methacrylate 30 to 90% by weight, (b)
It comprises 0 to 30% by weight of an aromatic vinyl compound, (c) 4 to 20% by weight of an acid group-containing vinyl compound, and (d) 0 to 66% by weight of another copolymerizable vinyl monomer, and has a second-order transition temperature. Is 10 to 150 ° C. and the weight average molecular weight is 6,000 to 3
0,000, and vinyl polymer acid number is. 35 to 200 mg KOH / g (I) was neutralized with a base, a vinyl polymer solvent solution obtained by dissolving in water, (e) aliphatic or Alicyclic
Formula (i), (f) number average molecular weight of 500-
5,000 polyether diols or polyesters
Consisting of a diol and a (g) acid group-containing diol, and
Urethane resin having an NCO / OH equivalent ratio of 1.1 to 1.9
After or while neutralizing the repolymer with a tertiary amine
Ureta which is water-extended or amine-extended and dispersed in water
Water-based polymer (II) mixed with an aqueous dispersion
It is a composition for paints and inks .

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0013】ビニル系重合体(I)の二次転移温度は、
DSC法による測定で10〜150℃である必要があ
り、好ましくは20〜110℃である。10℃未満であ
ると耐汚染性が不足したり、耐ブロッキング性が低下す
る。また、150℃を越えると、塗膜が硬くなり過ぎ密
着性が低下する。ビニル系重合体の分子量はGPC法に
より測定される重量平均分子量が6,000〜30,0
00である必要があり、好ましくは8,000〜25,
000である。6,000未満では、塗膜が脆くなりや
すい等種々の欠点が生ずる。また、30,000を越え
ると、ウレタン系重合体(II)との相溶性にも欠ける。
また、酸価は、フェノールフタレインの変色点を基準と
してビニル系重合体水溶液にエタノールに溶解したKO
Hを滴下して滴定し、ビニル系重合体1gを中和するに
必要なKOHのmg数で示した場合、35〜200mg
KOH/gである必要があり、好ましくは40〜150
mgKOH/gである。35mgKOH/g未満である
と水溶性が低下し、200mgKOH/gを越えると重
合体(II)の水性分散液との相溶性が低下する上に耐水
性が不足する。
The second-order transition temperature of the vinyl polymer (I) is
It is necessary to be 10 to 150 ° C., preferably 20 to 110 ° C. as measured by the DSC method. If it is lower than 10 ° C, the stain resistance becomes insufficient or the blocking resistance decreases. On the other hand, when the temperature exceeds 150 ° C, the coating film becomes too hard and the adhesiveness deteriorates. Regarding the molecular weight of the vinyl polymer, the weight average molecular weight measured by the GPC method is 6,000 to 30,0.
00 , preferably 8,000 to 25,
It is 000. If it is less than 6,000, various defects such as a brittle coating film tend to occur. Further, if it exceeds 30,000 , the compatibility with the urethane polymer (II) is insufficient.
The acid value is based on the color change point of phenolphthalein, and KO dissolved in ethanol in an aqueous vinyl polymer solution.
When H is added dropwise and titrated to show the mg of KOH required to neutralize 1 g of the vinyl polymer, 35 to 200 mg
Must be KOH / g, preferably 40-150
It is mgKOH / g. If it is less than 35 mgKOH / g, the water solubility will decrease, and if it exceeds 200 mgKOH / g, the compatibility with the aqueous dispersion of the polymer (II) will decrease and the water resistance will be insufficient.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)メチルメタクリレート30〜90
重量%、(b)芳香族ビニル化合物0〜30重量%、
(c)酸基含有ビニル化合物4〜20重量%および
(d)共重合可能な他のビニル系単量体0〜66重量%
からなり、二次転移温度が10〜150℃、重量平均分
子量が6,000〜30,000、かつ酸価が35〜2
00mgKOH/gであるビニル系重合体(I)を塩基
で中和し、水に溶解してなるビニル系重合体溶液と、
(e)脂肪族または脂環式ジイソシアネート、(f)数
平均分子量が500〜5,000のポリエーテルジオー
ルまたはポリエステルジオールおよび(g)酸基含有ジ
オールからなり、かつNCO/OH当量比が1.1〜
1.9であるウレタンプレポリマーを、3級アミンで中
和後または中和しながら水延長またはアミン延長し、水
中に分散してなるウレタン系重合体(II)の水性分散液
とを、混合してなる水性塗料およびインク用組成物。
1. (a) Methyl methacrylate 30 to 90
% By weight, (b) 0 to 30% by weight of aromatic vinyl compound,
(C) 4 to 20 wt% of acid group-containing vinyl compound and (d) 0 to 66 wt% of other copolymerizable vinyl monomer.
The secondary transition temperature is 10 to 150 ° C., the weight average molecular weight is 6,000 to 30,000, and the acid value is 35 to 2.
A vinyl-based polymer solution obtained by neutralizing a vinyl-based polymer (I), which is 00 mgKOH / g, with a base and dissolving it in water.
(E) An aliphatic or alicyclic diisocyanate, (f) a polyether diol or polyester diol having a number average molecular weight of 500 to 5,000, and (g) an acid group-containing diol, and having an NCO / OH equivalent ratio of 1. 1 to
A urethane prepolymer of 1.9 is water-extended or amine-extended after or while being neutralized with a tertiary amine, and mixed with an aqueous dispersion of a urethane polymer (II), which is dispersed in water. A water-based coating composition and ink composition.
【請求項2】 ビニル系重合体(I)が懸濁重合法によ
り重合されたものである請求項1記載の水性塗料および
インク用組成物。
2. The aqueous coating composition and ink composition according to claim 1, wherein the vinyl polymer (I) is polymerized by a suspension polymerization method.
【請求項3】 ビニル系重合体(I)とウレタン系重合
体(II)との重合体固型分混合比率が5/95〜95/
5である請求項1記載の水性塗料およびインク用組成
物。
3. The polymer solid content mixing ratio of the vinyl polymer (I) and the urethane polymer (II) is 5/95 to 95 /.
The composition for aqueous paints and inks according to claim 1, which is 5.
JP19362793A 1993-08-04 1993-08-04 Aqueous coating composition Expired - Lifetime JP2882733B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19362793A JP2882733B2 (en) 1993-08-04 1993-08-04 Aqueous coating composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19362793A JP2882733B2 (en) 1993-08-04 1993-08-04 Aqueous coating composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0748538A true JPH0748538A (en) 1995-02-21
JP2882733B2 JP2882733B2 (en) 1999-04-12

Family

ID=16311090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19362793A Expired - Lifetime JP2882733B2 (en) 1993-08-04 1993-08-04 Aqueous coating composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2882733B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2369365A (en) * 2000-09-01 2002-05-29 Nippon Paint Co Ltd Water-borne coating composition
JP2006052298A (en) * 2004-08-11 2006-02-23 Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd Coating liquid and vapor-deposited film having protective layer
JP2014205745A (en) * 2013-04-11 2014-10-30 三菱化学株式会社 Coating composition
WO2019208704A1 (en) 2018-04-27 2019-10-31 三菱ケミカル株式会社 Water-based ink

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2369365A (en) * 2000-09-01 2002-05-29 Nippon Paint Co Ltd Water-borne coating composition
US6716909B2 (en) 2000-09-01 2004-04-06 Nippon Paint Co., Ltd. Water-borne coating composition and method of forming multilayer coating film
GB2369365B (en) * 2000-09-01 2004-05-19 Nippon Paint Co Ltd Water-borne coating composition and method of forming multilayer coating film
JP2006052298A (en) * 2004-08-11 2006-02-23 Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd Coating liquid and vapor-deposited film having protective layer
JP4611683B2 (en) * 2004-08-11 2011-01-12 大日精化工業株式会社 Deposition film having coating liquid and protective layer
JP2014205745A (en) * 2013-04-11 2014-10-30 三菱化学株式会社 Coating composition
WO2019208704A1 (en) 2018-04-27 2019-10-31 三菱ケミカル株式会社 Water-based ink

Also Published As

Publication number Publication date
JP2882733B2 (en) 1999-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0912160B1 (en) WATER-MAJORABLE RADIATION COMPOSITION, AND PROCESS TO PREPARE COATED ARTICLE.
TWI655244B (en) Radiation-curable aqueous composition having controlled polymer flow and preparation method thereof
JP2011516632A (en) Radiation-curable polyurethane aqueous composition
EP2373717A1 (en) Photocurable interpenetrating polymer networks
US5605959A (en) Particulate vinyl polymer and water-base coating composition using the same
JP3486448B2 (en) Aqueous coating composition
JP2882733B2 (en) Aqueous coating composition
JP2882732B2 (en) Aqueous coating composition
JP4092600B2 (en) Aqueous composite resin dispersion and method for producing the same
JPH09165425A (en) Production of water-based urethane compound
JP4826688B2 (en) Method for producing polyurethane resin aqueous dispersion
WO2023060738A1 (en) Preparation method for and application of solvent-free aqueous polyacrylic acid dispersion
JPH10338732A (en) Production of water-based urethane composite resin
JPH09165407A (en) Production of water-based urethane compound
JPH09143211A (en) Production of aqueous urethane compound
JPH11279236A (en) Water-based resin and ink produced by using the resin
JP3531252B2 (en) Polyurea oligomer and water-based printing ink containing the same
JP2006104315A (en) Aqueous acrylic-modified urethane resin and method for producing the same
JP2000136348A (en) Two-component aqueous urethane/vinyl polymer composite for coating use
JP4797239B2 (en) Aqueous acrylic modified urethane resin and method for producing the same
JPH0827412A (en) Aqueous composition for coating film
JP2880973B2 (en) Paint composition
JP2001040048A (en) Emulsion resin such as urethanesiliconacrylic emulsion, its production and dispersion
JPS60110766A (en) Paint composition
JP7132994B2 (en) Wax-containing urethane composite particles

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090205

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100205

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110205

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110205

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120205

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120205

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120205

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120205

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130205

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130205

Year of fee payment: 14

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130205

Year of fee payment: 14

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130205

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term