JPH0830170B2

JPH0830170B2 - ビニル樹脂エマルション及び水性塗料組成物

Info

Publication number: JPH0830170B2
Application number: JP61111463A
Authority: JP
Inventors: 賢之山口; 順一郎永田; 元祥吉川
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1986-05-14
Filing date: 1986-05-14
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPS62267374A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はオルガノアルコキシシランを含有するビニル
樹脂の水性エマルション、その製法ならびに該水性エマ
ルションを含む水性塗料組成物に関するものである。

従来の技術コンクリート、モルタル等建築土木用構築物の塗装に
際してはプライマー、シーラー、アク止め塗装なる下地
処理が先づ行われ、その上に美装、保護を目的とした溶
剤型塗料による塗装が１回もしくは数回実施されてきて
いる。というのはコンクリート等の塗装においては耐水
性塗膜が要求され、水性塗料よりも溶剤型塗料の方が耐
水性、塗膜外観の点で優れていること、たとえ塗料塗膜
により雨水等の滲入を防止し得たとしても、セメントか
ら発生するアクにより塗膜劣化が生じるため撥水性の下
地塗装が不可避とされているからである。塗装工程数が
多いことは単に施工コストが大となるだけでなく、施工
ミスによる欠陥の発生とか、下地と上塗塗膜の接着不良
とかの問題を生じ易く、従って下地処理を必要とせずし
かも一回の塗装でセメントアクに良好な抵抗性を示し、
外観の優れた塗膜を与えうる塗料が要求されていた。か
かる要求に応えるものとして最近、加水分解性オルガノ
シランを溶剤型塗料に添加した建築用塗料が提案されて
いる（特開昭59−109566号）。さらに溶剤型樹脂にオル
ガノアルコキシシランを配合した防水用組成物も特開昭
54−160575号、55−102673号等種々提案されてきた。し
かしながら水性塗料においては、かかる提案は全くなさ
れていない。というのは水性媒体中に於てはオルガノア
ルコキシシランが加水分解され易く、塗料の安定性が悪
いためである。

発明が解決しようとする問題点そこで水性媒体中でも加水分解されることなく安定に
オルガノアルコキシシラン撥水剤を樹脂とともに保持せ
しめることができるなら、コンクリート等の下地塗装の
シーラーとしてもあるいは塗料としても水性塗料系での
対応が可能となり、省資源的にもまた、環境汚染防止の
点からも極めて望ましいものであることは明らかで、か
かる要求に応えることが本発明の目的である。

問題点を解決するための手段本発明に従えば上記目的が撥水剤として式、（R₁）ｎ−SiOR₂）_4-n （式中R₁は炭素数１〜16のアルキル基、アリール基また
はシクロアルキル基;R₂は炭素数１〜10のアルキル基、
アリール基またはシクロアルキル基;nは１〜３の正の整
数）で表されるオルガノアルコキシシランを選択し、樹脂中
に上記撥水剤を含有せしめたビニル樹脂の水性エマルシ
ョンを提供することにより達成せられる。

即ち本発明においてはビニル樹脂の水性エマルション
に上記撥水剤を添加するのではなく、水性エマルション
のエマルション樹脂粒子中に該撥水剤を含有せしめ、か
かる撥水剤と水との接触を妨げることにより水性媒体中
に樹脂と撥水剤とを安定に保持しようとするものであ
る。

本発明に係るこの新規なるビニル樹脂の水性エマルシ
ョンは式、（R₁）ｎ−SiOR₂）_4-n （式中R₁、R₂およびｎは前述せる通り）で表されるオルガノアルコキシシランの存在下に少なく
とも１種のα，β−エチレン性不飽和単量体を水性媒体
中で乳化重合せしめる方法により好都合に製造せられ
る。

上記一般式で表されるオルガノアルコキシシランは撥
水剤として衆知のもので、例えば CH₃−（CH₂）_９−Si−（OCH₃）_３、CH₃−Si−（OCH₃）
_３、 CH₃−Si−（OC₂H₅）_３、（CH₃）_２−Si−（OC₂H₅）_３等各種のものが市販され、これらはいづれも本発明目的
に好適に使用せられる。尚、上記一般式で表されるオル
ガノアルコキシシランは各々単独でも、あるいは２種以
上の組合せでも使用できる。

α，β−エチレン性不飽和単量体としては通常アクリ
ル樹脂、ビニル樹脂に使用せられる任意の化合物が１種
あるいは２種以上の組合せで使用せられるが、それらは
下記の如く大別せられる。

Ｉ）カルボキシル基含有単量体；例えばアクリル酸、メ
タクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フ
マル酸など。

II）ヒドロキシル基含有単量体；例えば２−ヒドロキシ
エチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシ
プロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレー
ト、ヒドロキシブチルメタクリレート、アリルアルコー
ル、メタアリルアルコールなど、 III）含窒素アルキルアクリレートもしくはメタクリレ
ート；例えばジメチルアミノエチルアクリレート、ジメ
チルアミノエチルメタクリレート等 IV）重合性アミド；例えばアクリル酸アミド、メタクリ
ル酸アミドなど。

Ｖ）重合性ニトリル；例えばアクリロニトリル、メタク
リロニトリルなど。

VI）アルキルアクリレートもしくはメタクリレート；例
えばメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチ
ルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチル
メタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレートな
ど。

VII）重合性芳香族化合物；例えばスチレン、α−メチ
ルスチレン、ビニルトルエン、ｔ−ブチルスチレンな
ど。

VIII）α−オレフィン；例えばエチレン、プロピレンな
ど。

IX）ビニル化合物；例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビ
ニルなど。

Ｘ）ジエン化合物；例えばブタジエン、イソプレンな
ど。

これらα，β−エチレン性不飽和単量体の乳化重合は
常法に従い適当な乳化剤および重合開始剤を用いて水性
媒体中で実施され、その際に前記オルガノアルコキシシ
ランを存在させ、エマルション樹脂中に該オルガノアル
コキシシランが内包せられた水性樹脂エマルションが作
られる。本発明方法は何ら特定の乳化重合手法に限定せ
られるものではないが、好ましいその実施態様によれ
ば、乳化剤を含む水性媒体中にα，β−エチレン性不飽
和単量体とオルガノアルコキシシランを混合した溶液
と、開始剤を含む水溶液とを同時滴下する方法により安
定な水性エマルションが作られる。また別の好ましい実
施態様に従えば、乳化剤を含む水性媒体中にα，β−エ
チレン性不飽和単量体とオルガノアルコキシシランを撹
拌下に加えてプレ乳化物を作り、このプレ乳化物と開始
剤含有水溶液を水性媒体中に同時滴下する方法により好
都合に製造せられる。

重合開始剤としては有機過酸化物、有機アゾ化合物、
無機水溶性ラジカル開始剤、レドックス系開始剤など通
常のものが用いられるが、無機水溶性ラジカル開始剤、
就中過硫酸アンモニウムの使用が特に好ましい。

本発明のビニル樹脂水性エマルションはオルガノアル
コキシシランとα，β−エチレン性不飽和単量体の広範
囲の重量比で安定なエマルションとして提案せられ、通
常それらの重量比は1/9〜9/1の範囲内に選定せられる。
というのはオルガノアルコキシシラン量がこれより少な
いと本発明目的が充分に達成されず、また過剰にすぎる
と貯蔵安定性が悪くなるからである。コンクリート等へ
の浸透性およびエマルションの安定性双方の観点より1/
4〜4/1の範囲内であることが特に好ましい。

本発明で使用せられるオルガノアルコキシシランはそ
れ単独では造膜性をもたぬが、樹脂に組み入れられ、塗
膜中に存在せしめられて長期間撥水性を発揮する。ま
た、かかる化合物は水安定性が不良のため、水性塗料へ
の混入はできないが樹脂エマルション化により水との接
触が遮断され、加水分解されず安定に樹脂中に保持され
る。従って本発明にかかるオルガノアルコキシシラン含
有ビニル樹脂水性エマルションは水性塗料のビヒクルと
してクリヤー塗料、着色塗料双方に適し、コンクリート
などに塗装された際、樹脂成分が被塗物内部に浸透し、
撥水層を形成して水の内部への侵入を有効に防止する。
また、撥水層が内部に形成されるため水遮断効果が長時
間接続する特徴がある。さらにオルガノアルコキシシラ
ンを含有せしめることにより、樹脂に対しての可塑剤効
果も期待せられる。また本発明の水性塗料塗膜の上には
ビニル樹脂と相溶性のある樹脂をベースとした任意の塗
料を所望により適用することも可能で、建築土木用の水
系塗料として極めて有用である。

以下実施例により本発明を説明する。とくにことわり
なき限り部および％は重量による。

実施例１５つ口のフラスコに温度計、撹拌器、窒素導入管、適
下ロートを２つ備え、ドデシルベンゼンスルホン酸ナト
リウム６部、イオン交換水143部を仕込み、内温を80℃
に保つ。

スチレンモノマー29部、メタクリル酸ｎブチル３部、
アクリル酸２−エチルヘキシル18部、デシルトリメトキ
シシラン50部を混合させたものと、過硫酸アンモニウム
水溶液（濃度10％）25部を別々に適下ロートで同時に２
時間かけて仕込む。適下中は窒素を導入しながら80℃で
反応を行った。適下終了後、さらに80℃で２時間撹拌し
て反応を終了した。

実施例２５つ口のフラスコに温度計、撹拌器、窒素導入管、適
下ロートを２つ備え、イオン交換水75部を仕込み、内温
を80℃に保つ。

スチレンモノマー29部、メタクリル酸ｎブチル３部、
アクリル酸２−エチルヘキシル18部、デシルトリメトキ
シシラン50部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
６部、イオン交換水68部をステンレスビーカーに仕込
み、高速撹拌して乳化物を生成する。この乳化物と過硫
酸アンモニウム水溶液（濃度10％）25部を別々に滴下ロ
ートで同時に２時間かけて仕込む。滴下中は窒素を導入
しながら80℃で反応を行った。滴下終了後、さらに80℃
で２時間撹拌して反応を終了した。

実施例３〜９実施例２と同様の方法で行いモノマー、オルガノアル
コキシシランの組成およびモノマー／シランの比を第１
表の如く変更してエマルションを得た。

実施例１〜９で得られた水性エマルションをそのまま
クリヤー塗料としてケイ酸カルシウム板にシラン量がほ
ぼ同一となる様に刷毛塗りし、常温乾燥により夫々テス
ト板を作った。これらのテスト板を用い、水に断面浸漬
して水の浸透度を試験した。また、JIS K5400の9.2に準
じ塗料の貯蔵安定性を調べ、それらの結果を第２表に示
した。試験の評価基準は下記の通りとした。

浸透度 ◎…撥水層が容易かつ明瞭に識別される。

○…撥水層がかすかに識別される。

×…撥水層が認められず、表面より浸透。

貯蔵安定性 ◎…製造時にブツが無く、経時の分離、ゲル化を認めな
い。

○…製造時にブツは有るが、経時の分離、ゲル化を認め
ない。

×…経時の分離、ゲル化有り。

比較例スチレン29部、アクリル酸２−エチルヘキシル18部、
メタクリル酸ｎ−ブチル３部を用い、実施例２と同様方
法でエマルションを得、そのエマルションにポタシウム
メチルシリコネート50部を混入した。この場合ゲル化を
生じ、塗料を得る所期の目的が達成されなかった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】式（R₁）ｎ−SiOR₂）_4-n （式中R₁は炭素数１〜16のアルキル基、アリール基また
はシクロアルキル基;R₂は炭素数１〜10のアルキル基、
アリール基またはシクロアルキル基;nは１〜３の正の整
数）で表されるオルガノアルコキシシランの存在下に少なく
とも１種のα，β−エチレン性不飽和単量体を水性媒体
中で乳化重合せしめることによって得られる、オルガノ
アルコキシシランを含有するビニル樹脂の水性エマルシ
ョン。
【請求項２】オルガノアルコキシシランとα，β−エチ
レン性不飽和単量体の重量比が1/9〜9/1である特許請求
の範囲第１項記載の水性エマルション。
【請求項３】式（R₁）ｎ−SiOR₂）_4-n （式中R₁は炭素数１〜16のアルキル基、アリール基また
はシクロアルキル基;R₂は炭素数１〜10のアルキル基、
アリール基またはシクロアルキル基;nは１〜３の整数）で表されるオルガノアルコキシシランの存在下に少なく
とも１種のα，β−エチレン性不飽和単量体を水性媒体
中で乳化重合せしめることによって得られる、オルガノ
アルコキシシランを含有するビニル樹脂の水性エマルシ
ョンをビヒクルとして含むことを特徴とする水性塗料組
成物。