JPH09286805A - Production of aqueous resin dispersion - Google Patents

Production of aqueous resin dispersion

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JPH09286805A
JPH09286805A JP9998796A JP9998796A JPH09286805A JP H09286805 A JPH09286805 A JP H09286805A JP 9998796 A JP9998796 A JP 9998796A JP 9998796 A JP9998796 A JP 9998796A JP H09286805 A JPH09286805 A JP H09286805A
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JP
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dispersion
monomer
polymerizable unsaturated
surfactant
aqueous
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Masatami Furo
昌民 風呂
Yoshiki Hasegawa
義起 長谷川
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Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an aqueous resin dispersion which has excellent resistances to water and solvents, and also is excellent with respect top stability during storage for a long period. SOLUTION: This method comprises subjecting to micro-dispersion of a monomer component prepd, by mixing γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane with butyl (meth)acrylate and the like in the presence of a surfactant having a critical micelle concentration in an aqueous medium of 1×10<-4> mol/liter of less, a representative example of which is sodium stearate soap, to thereby obtain a monomer dispersion having average particle diameter of 5 to 500nm; and subsequently adding a radical polymerization initiator thereto followed by mixing, to effect a polymerization.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、任意の量の常温架
橋性機能を有する官能基を含み、且つ粒子径が容易にコ
ントロールされた樹脂水性分散液の製造方法に関するも
ので、特に、塗料、紙加工、繊維加工、接着剤、土木そ
の他被覆用途のバインダーや添加剤として有用な樹脂水
性分散体の製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an aqueous resin dispersion, which contains an arbitrary amount of a functional group having a room temperature crosslinkable function, and whose particle size is easily controlled. The present invention relates to a method for producing an aqueous resin dispersion useful as a binder or additive for paper processing, textile processing, adhesives, civil engineering and other coating applications.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、合成樹脂の脱有機溶剤化に伴い樹
脂水性分散液が注目されており、水性分散される樹脂粒
子の高機能化について広く検討されている。その中でも
水分散型樹脂をバインダーとして利用する場合、耐水性
等の改良に繋がる反応型樹脂の研究が盛んであり、その
反応型樹脂の一つとして加水分解性シリル基を有する樹
脂水性分散液が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to an aqueous resin dispersion with the use of a synthetic resin as a solvent-free organic solvent, and extensive studies have been made on the functionalization of resin particles dispersed in water. Among them, when using a water-dispersible resin as a binder, research on a reactive resin that leads to improvement in water resistance and the like is active, and a resin aqueous dispersion having a hydrolyzable silyl group is one of the reactive resins. Are known.

【0003】この様な樹脂水性分散液としては、例え
ば、特開昭61−9463号公報では分子中に重合性不
飽和基と珪素原子に直結する加水分解性基とを有する有
機珪素単量体:0.1〜40重量%、炭素数1〜18個
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:50〜99.9重量%及びその他の重合性単量
体:0〜40重量%からなる単量体混合物を水性媒体中
で乳化重合して得られる水性共重合体を必須成分とする
加水分解性シリル基を有する樹脂水性分散液を提案して
いる。
As such an aqueous resin dispersion, for example, in JP-A-61-9463, an organic silicon monomer having a polymerizable unsaturated group and a hydrolyzable group directly bonded to a silicon atom in the molecule is used. : 0.1 to 40% by weight, (meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms: 50 to 99.9% by weight and other polymerizable monomers: 0 to 40% by weight An aqueous resin dispersion having a hydrolyzable silyl group, which contains an aqueous copolymer obtained by emulsion polymerization of the following monomer mixture as an essential component, is proposed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような通
常の乳化重合で得られる樹脂水性分散液は保存安定性が
十分でなく、この樹脂水性分散液を長期間保存した場合
には、得られる塗膜の耐溶剤性及び耐水性等の物性が合
成直後の塗膜物性に比べてかなり劣ってしまうという課
題があった。
However, the resin aqueous dispersion obtained by such ordinary emulsion polymerization does not have sufficient storage stability, and is obtained when the resin aqueous dispersion is stored for a long period of time. There was a problem that the physical properties such as solvent resistance and water resistance of the coating film were considerably inferior to those of the coating film immediately after synthesis.

【0005】本発明が解決しようとする課題は、耐溶剤
性及び耐水性等の物性に優れた塗膜が得られ、かつ、長
期保存した後に使用しても、これらの塗膜物性が劣化す
ることがない樹脂水性分散体を提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is that a coating film having excellent physical properties such as solvent resistance and water resistance can be obtained, and the physical properties of these coating films are deteriorated even when used after long-term storage. It is to provide a resin aqueous dispersion that does not have such a problem.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
解決するべく鋭意検討を行った結果、常温架橋性基とし
てアルコキシシリル基を有するラジカル重合性不飽和単
量体を必須成分とする単量体を界面活性剤を用いて水性
媒体中に5〜500nmという単量体粒子として分散さ
せ、次いでpH=5〜7に調整した後、これを重合する
ことにより、強靭な塗膜を形成し、かつ、樹脂水性分散
液の状態で数カ月保存した後も合成直後の塗膜物性を維
持し得る樹脂水性分散液が得られることを見いだし本発
明を完成させるに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have decided that a radically polymerizable unsaturated monomer having an alkoxysilyl group as a room temperature crosslinkable group is an essential component. A strong coating film is formed by dispersing a monomer in an aqueous medium as a monomer particle of 5 to 500 nm using a surfactant, adjusting the pH to 5 to 7, and then polymerizing the monomer. In addition, they have found that an aqueous resin dispersion can be obtained which can maintain the physical properties of the coating film immediately after synthesis even after storage for several months in the state of the aqueous resin dispersion, and completed the present invention.

【0007】即ち、本発明は、アルコキシシリル基を有
するラジカル重合性不飽和単量体を必須成分とするラジ
カル重合性不飽和単量体成分(a)を、界面活性剤の存
在下に水性媒体中に微分散させて、分散単量体の平均粒
子径が5〜500nmの単量体分散液とし、次いで、ラ
ジカル重合開始剤を加え重合させることを特徴とする樹
脂水性分散体の製造方法に関する。
That is, according to the present invention, the radical-polymerizable unsaturated monomer component (a) containing a radical-polymerizable unsaturated monomer having an alkoxysilyl group as an essential component is added to an aqueous medium in the presence of a surfactant. A method for producing an aqueous resin dispersion, which is characterized by finely dispersing it in a monomer dispersion liquid having an average particle diameter of the dispersed monomer of 5 to 500 nm, and then adding a radical polymerization initiator to the polymerization. .

【0008】本発明の製造方法は、上記した通り、アル
コキシシリル基を有するラジカル重合性不飽和単量体を
必須成分とするラジカル重合性不飽和単量体成分(a)
を、上記の界面活性剤の存在下に水性媒体中に微分散さ
せて、分散単量体の平均粒子径を5〜500nmの範囲
に速やかに微粒分散させることが重要であり、これに、
ラジカル重合開始剤を加え重合させることで、得られる
樹脂水性分散粒子の粒子径を単量体分散粒子と比較して
ほとんど変化することなく5〜500nmにすることが
できる。
As described above, the production method of the present invention comprises a radically polymerizable unsaturated monomer component (a) containing a radically polymerizable unsaturated monomer having an alkoxysilyl group as an essential component.
Is finely dispersed in an aqueous medium in the presence of the above-mentioned surfactant, and it is important to rapidly finely disperse the average particle size of the dispersed monomer in the range of 5 to 500 nm.
By adding a radical polymerization initiator and polymerizing, the particle size of the resulting resin aqueous dispersion particles can be adjusted to 5 to 500 nm with almost no change as compared with the monomer dispersion particles.

【0009】上記のラジカル重合性不飽和単量体成分
(a)中に必須の成分として含有されるアルコキシシリ
ル基を有するラジカル重合性不飽和単量体としては、特
にその構造が特定されるものではないが、例えば、ビニ
ルメチルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ
−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メ
タクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メ
タクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタク
リロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アクリ
ロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
The radical-polymerizable unsaturated monomer having an alkoxysilyl group contained as an essential component in the above-mentioned radical-polymerizable unsaturated monomer component (a) is one whose structure is particularly specified. However, for example, vinylmethyldimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, γ
-Methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-acryloxypropyltriethoxysilane and the like.

【0010】これらのなかでも特に、最終的に得られる
塗膜の耐水性および耐溶剤性が著しく良好となる点か
ら、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが
好ましい。
Of these, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane is particularly preferable because the water resistance and solvent resistance of the finally obtained coating film are remarkably good.

【0011】本発明においては、ラジカル重合性不飽和
単量体成分(a)として、単量体成分としてアルコキシ
シリル基を有するラジカル重合性不飽和単量体の他に、
その他のラジカル重合性不飽和単量体を用いることがで
きる。その他のラジカル重合性不飽和単量体としては、
一般的に乳化重合にもちいられているものであれば特に
制限はなく用いることができ、例えば、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アク
リル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル等の
アクリル酸エステル類;メタクリル酸メチル、メタクリ
ル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸
n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸シ
クロヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のメ
タクリル酸エステル類;アクリル酸、メタクリル酸、マ
レイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸等;マレ
イン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸の各エステ
ル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、第3級カルボ
ン酸ビニル化合物、ビニルピロリドンの如き複素環式ビ
ニル化合物;塩化ビニル、アクリロニトリル、ビニルエ
ーテル、ビニルケトン、ビニルアミド等;スチレン、α
−メチルスチレン等;塩化ビニリデン、フッ化ビニルデ
ン等のハロゲン化ビニリデン化合物;エチレン、プロピ
レン等のα−オレフィン類;ブタジエン、イソプレン等
のジエン類;アクリルアミド、メタクリルアミド、マレ
イン酸アミド等のα、β−エチレン性不飽和酸のアミド
類;グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエー
テル等のグリシジル基含有モノマー;2−ヒドロキシエ
チルメタクリレート等の水酸基含有モノマー;N−メチ
ロールアクリルアミドまたはメタクリルアミド、ジアセ
トンアクリルアミド等の不飽和カルボン酸の置換アミ
ド;ジメチルアミノエチルメタクリレート等のアミノ基
含有モノマー;ジアリルフタレート、ジビニルベンゼ
ン、アリルアクリレート、トリメチロールプロパントリ
メタクリレートの如き1分子中に2個以上の不飽和結合
を有する単量体などが挙げられる。
In the present invention, as the radically polymerizable unsaturated monomer component (a), in addition to the radically polymerizable unsaturated monomer having an alkoxysilyl group as a monomer component,
Other radically polymerizable unsaturated monomers can be used. As other radically polymerizable unsaturated monomer,
There is no particular limitation as long as it is commonly used for emulsion polymerization, and examples thereof include methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate. Acrylic acid esters; Methacrylic acid esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate; acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid Acids, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, etc .; Maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid esters; vinyl acetate, vinyl propionate, tertiary carboxylic acid vinyl compounds, heterocyclic compounds such as vinylpyrrolidone Vinyl compound; chloride Cycloalkenyl, acrylonitrile, vinyl ethers, vinyl ketones, vinyl amides, and the like; styrene, alpha
-Methylstyrene, etc .; vinylidene halide compounds such as vinylidene chloride, vinylidene fluoride; α-olefins such as ethylene and propylene; dienes such as butadiene and isoprene; α, β-, such as acrylamide, methacrylamide, maleic amide, etc. Amides of ethylenically unsaturated acids; glycidyl group-containing monomers such as glycidyl methacrylate and allyl glycidyl ether; hydroxyl group-containing monomers such as 2-hydroxyethyl methacrylate; unsaturated carboxylic acids such as N-methylol acrylamide or methacrylamide, diacetone acrylamide Substituted amides; amino group-containing monomers such as dimethylaminoethyl methacrylate; diallyl phthalate, divinylbenzene, allyl acrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, etc. 1 Such as a monomer having two or more unsaturated bonds in the child and the like.

【0012】これらのなかでも特に耐水性の点からアク
リル酸エステル類及びメタクリル酸エステル類が好まし
く特にエステルを構成するアルキル基の炭素原子数が4
〜8のものが特に耐水性が良好となり好ましい。
Among these, acrylic acid esters and methacrylic acid esters are preferable from the viewpoint of water resistance, and particularly, the number of carbon atoms of the alkyl group constituting the ester is 4
Those having a hardness of 8 to 8 are particularly preferred because they have good water resistance.

【0013】単量体成分(a)中のアルコキシシリル基
を有するラジカル重合性不飽和単量体と、その他のラジ
カル重合性不飽和単量体その他のラジカル重合性不飽和
単量体との含有比率は特に限定されるものではないが、
具体的には、単量体成分(a)100重量部中にアルコ
キシシリル基を有するラジカル重合性不飽和単量体の含
有率が、0.1〜50重量部となる割合であることが、
分散単量体の平均粒子径を5〜500nmに調整し易
く、また、樹脂水性分散体の保存安定性、塗膜の耐水
性、耐溶剤性が良好となる点から好ましい。
Containing a radical-polymerizable unsaturated monomer having an alkoxysilyl group in the monomer component (a), and other radical-polymerizable unsaturated monomer and other radical-polymerizable unsaturated monomer The ratio is not particularly limited,
Specifically, the content of the radically polymerizable unsaturated monomer having an alkoxysilyl group in 100 parts by weight of the monomer component (a) is 0.1 to 50 parts by weight,
It is preferable because the average particle diameter of the dispersed monomer can be easily adjusted to 5 to 500 nm, and the storage stability of the resin aqueous dispersion, the water resistance of the coating film, and the solvent resistance become good.

【0014】上記した単量体成分(a)を水性媒体中で
平均粒子径5〜500nmにするには条件を適宜選択し
て調整すればよく、特にその方法が制限されるものでは
ないが、たとえば界面活性剤として、水性媒体中での臨
界ミセル濃度が1×10ー4mol/リットル以下のもの
を用いるか、或は、分子中にポリプロピレンオキサイド
骨格を有するアニオン性界面活性剤を用いることが、そ
の調整を容易ならしめることができる点から好ましい。
In order to make the above-mentioned monomer component (a) have an average particle diameter of 5 to 500 nm in an aqueous medium, the conditions may be appropriately selected and adjusted, and the method is not particularly limited, For example, as the surfactant, one having a critical micelle concentration of 1 × 10 −4 mol / liter or less in an aqueous medium is used, or an anionic surfactant having a polypropylene oxide skeleton in its molecule is used. It is preferable because the adjustment can be facilitated.

【0015】このような界面活性剤のうち、水性媒体中
での臨界ミセル濃度が1×10ー4mol/リットル以下
の界面活性剤としては、例えば、イコシルサルフェート
ナトリウム塩、n−オクタデシル−α−スルホ脂肪酸プ
ロピルエステルナトリウム塩、オレイン酸ナトリウムセ
ッケン、ステアリン酸ソーダセッケン、α−ホスホノス
テアリン酸、ヘキサデシルジメチルベンジルアンモニウ
ムクロライド、オクタデシルジメチルベンジルアンモニ
ウムクロライド等が挙げられる。
Among these surfactants, those having a critical micelle concentration of 1 × 10 −4 mol / liter or less in an aqueous medium include, for example, icosyl sulfate sodium salt and n-octadecyl-α. -Sulfo fatty acid propyl ester sodium salt, sodium oleate soap, sodium stearate soap, α-phosphonostearic acid, hexadecyldimethylbenzylammonium chloride, octadecyldimethylbenzylammonium chloride and the like.

【0016】また、水性媒体中での臨界ミセル濃度が1
×10ー4mol/リットルより大きい界面活性剤であっ
ても、2種以上の界面活性剤を組み合わせることにより
1×10ー4mol/リットル以下になれば微粒分散が行
い易くなる。さらに、臨界ミセル濃度が1×10ー4mo
l/リットルより大きい界面活性剤であってもNaC
l、KCl、CaCl2等の電解質、n−ヘキサノー
ル、n−オクタノール、n−オクタデカノール等の中級
または高級アルコール等を添加することにより臨界ミセ
ル濃度が1×10ー4mol/リットル以下になれば、単
量体分散粒子の粒子径を5〜500nmに調整できる。
即ち、本発明における界面活性剤の臨界ミセル濃度と
は、重合に用いられる水性媒体においての臨界ミセル濃
度をいうものである。
The critical micelle concentration in the aqueous medium is 1
Even greater surfactant than × 10 over 4 mol / l, fine dispersion is facilitated if the following 1 × 10 over 4 mol / l by combining two or more surfactants. Furthermore, the critical micelle concentration is 1 × 10 -4 mo
NaC even with surfactants larger than 1 / l
The critical micelle concentration can be reduced to 1 × 10 −4 mol / liter or less by adding an electrolyte such as 1, KCl, CaCl 2 or the like, or a middle or higher alcohol such as n-hexanol, n-octanol or n-octadecanol. For example, the particle size of the monomer-dispersed particles can be adjusted to 5 to 500 nm.
That is, the critical micelle concentration of the surfactant in the present invention refers to the critical micelle concentration in the aqueous medium used for polymerization.

【0017】また、界面活性剤の水性媒体中での臨界ミ
セル濃度の好ましい値としては、1×10ー4mol/リ
ットル以下であり、限りなくその値が0mol/リット
ルに近くても全く問題がないが、なかでも1×10ー7
1×10ー4mol/リットルであることが好ましい。
The preferable value of the critical micelle concentration of the surfactant in the aqueous medium is 1 × 10 −4 mol / liter or less, and there is no problem even if the value is infinitely close to 0 mol / liter. No, but above all 1 × 10-7
It is preferably 1 × 10 −4 mol / liter.

【0018】一方、分子中にポリプロピレンオキサイド
骨格を有するアニオン性界面活性剤としては、例えば、
メタクリル酸ポリプロピレンオキサイド硫酸ソーダ、ア
クリル酸ポリプロピレンオキサイド硫酸ソーダ等のポリ
プロピレン骨格含有アニオン界面活性剤、ポリプロピレ
ンオキサイド−ポリエチレンオキサイドブロック共重合
体スルホン酸ソーダ、ポリプロピレンオキサイド−ポリ
エチレンオキサイドブロック共重合体硫酸アンモニウム
等のポリプロピレンオキサイド−ポリエチレンオキサイ
ドブロック共重合体骨格含有アニオン界面活性剤等が挙
げられるが、なかでもポリプロピレンオキサイド骨格及
び(メタ)アクリロイル基を有するアニオン性界面活性
剤が、ラジカル重合性不飽和単量体を微粒化する点から
特に好ましく、とりわけメタクリル酸ポリプロピレンオ
キサイド硫酸ソーダ、アクリル酸ポリプロピレンオキサ
イド硫酸ソーダが微分散化、樹脂水性分散体の保存安定
性に優れる点から好ましい。
On the other hand, examples of the anionic surfactant having a polypropylene oxide skeleton in its molecule include:
Polypropylene skeleton-containing anionic surfactant such as polypropylene methacrylic acid polypropylene oxide sodium sulfate, acrylic acid polypropylene oxide sodium sulfate, polypropylene oxide such as polypropylene oxide-polyethylene oxide block copolymer sodium sulfonate, polypropylene oxide-polyethylene oxide block copolymer ammonium sulfate -Polyethylene oxide block copolymer skeleton-containing anionic surfactants and the like can be mentioned. Among them, the anionic surfactant having a polypropylene oxide skeleton and a (meth) acryloyl group atomizes the radically polymerizable unsaturated monomer. It is particularly preferable from the viewpoint of doing, especially polypropylene methacrylic acid polypropylene oxide sodium sulfate, acrylic acid polypropylene oxide sodium sulfate Distributed, from the viewpoint of excellent storage stability of the resin aqueous dispersion.

【0019】また、水性媒体としては、水、或は、水/
有機溶剤複合媒体が挙げられるが、とく樹脂水性分散体
の製造の容易性、および、樹脂水性分散体の保存安定性
の点から水単独または水の含有率が50重量%以上の水
/有機溶剤複合媒体が好ましい。ここで、有機溶剤とし
ては、特に限定されるものではないが、メタノール、エ
タノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−
ブタノール等の低級アルコール、n−ヘキサノール、n
−オクタノール、n−オクタデカノール等の中級または
高級アルコール等が挙げられる。
As the aqueous medium, water or water /
An organic solvent composite medium may be mentioned, but water alone or a water / organic solvent having a water content of 50% by weight or more from the viewpoint of ease of production of an aqueous resin dispersion and storage stability of the aqueous resin dispersion. Complex media are preferred. Here, the organic solvent is not particularly limited, but methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-
Lower alcohols such as butanol, n-hexanol, n
Examples thereof include middle or higher alcohols such as -octanol and n-octadecanol.

【0020】本発明における界面活性剤の使用量は、単
量体粒子を微細にし易い点と、重合安定性及び得られた
樹脂粘度の観点からラジカル重合性不飽和単量体100
重量部に対して2〜5000重量部、なかでも5〜20
0重量部であることが好ましい。
The amount of the surfactant used in the present invention is 100 in terms of the radically polymerizable unsaturated monomer 100 from the viewpoints of easily making the monomer particles fine, polymerization stability and the obtained resin viscosity.
2 to 5000 parts by weight, especially 5 to 20 parts by weight
It is preferably 0 part by weight.

【0021】また、本発明で用いられるラジカル重合開
始剤としては、特に限定されるものではないが、過硫酸
カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、ア
ゾビスイソブチロニトリル及びその塩酸塩、過酸化水
素、ターシャリーブチルハイドロパーオキサイド、クメ
ンヒドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイルなどが挙げ
られる。
Further, the radical polymerization initiator used in the present invention is not particularly limited, but potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, azobisisobutyronitrile and its hydrochloride, and peroxide. Examples thereof include hydrogen, tertiary butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, benzoyl peroxide and the like.

【0022】本発明の製造方法は、詳述した各成分を用
いて行うことができるが、好ましい方法として、具体に
は、次のような方法が挙げられる。
The production method of the present invention can be carried out by using each of the components described in detail, but a preferable method is, specifically, the following method.

【0023】即ち、先ず、ラジカル重合性不飽和単量体
成(a)100重量部を、水性媒体50〜3000重量
部中に前記界面活性剤2〜5000重量部、好ましくは
5〜200重量部を溶解した界面活性剤水溶液中に混合
する。適量のpH調整剤を加え撹拌することによってp
H5〜7の単量体分散液を得ることができる。尚、この
時、ホモミキサー等の機械的せん断装置を用いてもよ
い。
That is, first, 100 parts by weight of the radical-polymerizable unsaturated monomer composition (a) is added in an amount of 50 to 3000 parts by weight of the aqueous medium to 2 to 5000 parts by weight, preferably 5 to 200 parts by weight of the surfactant. Is mixed with the dissolved aqueous surfactant solution. Add an appropriate amount of pH adjuster and stir to add p
A monomer dispersion of H5-7 can be obtained. At this time, a mechanical shearing device such as a homomixer may be used.

【0024】このように得られた単量体分散液の平均粒
子径は5〜500nmであるが、なかでも分散安定性並
びに保存安定性、更に耐水性、耐溶剤性等の塗膜性能の
点から10〜200nmであることが好ましい。
The thus-obtained monomer dispersion has an average particle diameter of 5 to 500 nm. Among them, dispersion stability and storage stability, and further, coating film performance such as water resistance and solvent resistance. It is preferably from 10 to 200 nm.

【0025】次いで得られた単量体微粒子を、ラジカル
重合開始剤を用いて重合せしめることによりアルコキシ
シリル基含有樹脂分散液とすることができる。尚、該樹
脂分散液中のアルコキシシリル基は、加水分解されてヒ
ドロキシシリル基として存在していてもよい。
Then, the obtained monomer fine particles are polymerized with a radical polymerization initiator to obtain an alkoxysilyl group-containing resin dispersion liquid. The alkoxysilyl group in the resin dispersion may be hydrolyzed and may exist as a hydroxysilyl group.

【0026】本発明においては、如何なる条件で乳化重
合せしめても粒子径の変化の小さい樹脂分散粒子を得る
ことができるので、その重合条件は一般的に行われてい
る乳化重合の条件に設定することができるが、例えば、
ラジカル重合性不飽和単量体100重量部あたり、ラジ
カル重合開始剤0.1〜5重量部用い、水性媒体50〜
3000重量部となる割合に調整して0〜100℃で重
合する方法が好ましい。
In the present invention, resin-dispersed particles having a small change in particle size can be obtained by emulsion polymerization under any conditions. Therefore, the polymerization conditions are set to the conditions of emulsion polymerization generally performed. You can, for example,
0.1 to 5 parts by weight of the radical polymerization initiator is used per 100 parts by weight of the radically polymerizable unsaturated monomer, and the aqueous medium is 50 to 50 parts by weight.
A method in which the content is adjusted to 3000 parts by weight and polymerization is performed at 0 to 100 ° C. is preferable.

【0027】また、上記重合方法以外にも、さらに還元
剤0.1〜5重量部を併用するレドックス重合にても行
うことができる。この際、鉄、銅などの多価金属イオン
を生成する化合物を促進剤として併用することも可能で
ある。この際、これらのラジカル重合開始剤と併用可能
な還元剤としては、ナトリウムスルホオキシレートホル
ムアルデヒド、ピロ亜硫酸ソーダ、L−アスコルビン酸
等が挙げられる。
In addition to the above-mentioned polymerization method, redox polymerization using 0.1 to 5 parts by weight of a reducing agent may also be used. At this time, a compound that produces a polyvalent metal ion such as iron or copper can be used together as an accelerator. At this time, examples of the reducing agent that can be used in combination with these radical polymerization initiators include sodium sulfoxylate formaldehyde, sodium pyrosulfite, and L-ascorbic acid.

【0028】また、重合方法の種類に係わらず、必要に
応じて、ラウリルメルカプタン等の連鎖移動剤等を併用
する事も可能である。
It is also possible to use a chain transfer agent such as lauryl mercaptan together, if necessary, regardless of the type of polymerization method.

【0029】さらに、本発明によって得られる樹脂水性
分散体は、その固形分濃度を低い範囲に設定できるのは
勿論のこと、生産性を向上すべく比較的高い濃度に設定
することも可能であり、具体的には最終樹脂分散液の固
形分濃度が10〜70重量%であることが好ましい。ま
た、反応系へのラジカル重合性不飽和単量体及びラジカ
ル重合開始剤、及び還元剤は一括仕込み、連続滴下、分
割添加等の公知のいずれの方法でも行うことができる。
Further, in the resin aqueous dispersion obtained by the present invention, not only the solid content concentration can be set to a low range, but it is also possible to set it to a relatively high concentration in order to improve productivity. Specifically, the solid content concentration of the final resin dispersion is preferably 10 to 70% by weight. Further, the radically polymerizable unsaturated monomer, the radical polymerization initiator, and the reducing agent to the reaction system can be carried out by any known method such as batch charging, continuous dropping, and divided addition.

【0030】また、本発明における樹脂水性分散液は単
量体水性分散液を調製した後に、熱重合及びレドックス
重合の場合と同様に光重合、放射線重合によっても得ら
れる。
The resin aqueous dispersion in the present invention can also be obtained by preparing a monomer aqueous dispersion and then performing photopolymerization or radiation polymerization as in the case of thermal polymerization and redox polymerization.

【0031】硬化剤は特に必要としないが、硬化剤を添
加することによって、より強靭な塗膜を得ることが可能
である。用いる硬化剤に特に限定はなく、具体的には、
ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジマレエー
ト、ジオクチルスズジラウレート、ジオクチルスズジマ
レエート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジ
メトキサイド、トリブチルスズサルファイト、ジブチル
スズチオグリコート、オクチル酸スズなどの有機スズ化
合物;アルミニウムイソプロピレート、アルミニウムト
リス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス
(アセチルアセトネート)、エチルアセトアセテートア
ルミニウムジイソプロピレートなどの有機アルミニウム
化合物;イソプロピルトリステアロイルチタネート、テ
トライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタ
ネート、ビス(ジオクチルピロホスフェート)オキシア
セテートチタネート等の有機チタニウム化合物;テトラ
−n−ブトキシジルコニウム、オクチル酸ジルコニル等
の有機ジルコニウム化合物等の有機金属化合物、硫酸、
パラトルエンスルホン酸等の酸性化合物、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム等の塩基性化合物、イソプロピル
アシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、
オクチルアシッドホスフェート等の酸性リン酸エステル
等が挙げられ、これらは単独または2種以上を混合して
用いることができる。硬化剤の配合量は、樹脂固形分合
計100重量部に対して0.001〜10重量部、好ま
しくは0.1〜5重量部である。
Although a curing agent is not particularly required, it is possible to obtain a stronger coating film by adding the curing agent. The curing agent used is not particularly limited, and specifically,
Organic tin compounds such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin dimaleate, dioctyltin dilaurate, dioctyltin dimaleate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dimethoxide, tributyltin sulfite, dibutyltin thioglycate, tin octylate; aluminum isopropylate, aluminum Organoaluminum compounds such as tris (ethylacetoacetate), aluminum tris (acetylacetonate), and ethylacetoacetate aluminum diisopropylate; isopropyltristearoyl titanate, tetraisopropylbis (dioctylphosphite) titanate, bis (dioctylpyrophosphate) oxy Organic titanium compounds such as acetate titanate; tetra-n-butoxydyl Chloride, organometallic compound in the organic zirconium compounds such as octyl acid zirconyl sulfate,
Acidic compounds such as paratoluene sulfonic acid, basic compounds such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, isopropyl acid phosphate, butyl acid phosphate,
Examples thereof include acidic phosphoric acid esters such as octyl acid phosphate, and these can be used alone or in combination of two or more kinds. The compounding amount of the curing agent is 0.001 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total resin solid content.

【0032】本発明で得られる樹脂水性分散液は、上述
した通り、界面活性剤を用いて、アルコキシシリル基を
有するラジカル重合性不飽和単量体を必須成分とするラ
ジカル重合性不飽和単量体成分(a)を水性媒体中に5
〜500nmの液滴として分散させ、次いで、これを乳
化重合することにより得られるものであるが、この際、
重合前後の粒子径の差異を極めて小さくすることがで
き、具体的にはその変化率を30%以内に調節すること
が可能である。
As described above, the resin aqueous dispersion obtained in the present invention contains a radical-polymerizable unsaturated monomer containing a radical-polymerizable unsaturated monomer having an alkoxysilyl group as an essential component, using a surfactant. 5 of body component (a) in an aqueous medium
It is obtained by dispersing as droplets of ~ 500 nm and then emulsion-polymerizing it.
The difference in particle size before and after the polymerization can be made extremely small, and specifically, the rate of change can be adjusted to within 30%.

【0033】本発明における樹脂水性分散液は塗料、紙
加工、繊維加工、接着剤等の耐候性、耐接着性、耐水
性、耐溶剤性に優れたバインダーとして有用である。ま
た、添加剤として用いることも出来、汎用バインダーに
本発明の樹脂水性分散液を添加することによって上記の
諸物性の向上が可能となる。
The aqueous resin dispersion of the present invention is useful as a binder having excellent weather resistance, adhesive resistance, water resistance and solvent resistance for paints, paper processing, fiber processing, adhesives and the like. It can also be used as an additive, and by adding the resin aqueous dispersion of the present invention to a general-purpose binder, it becomes possible to improve the above physical properties.

【0034】[0034]

【実施例】以下実施例を挙げて本発明を詳細に説明する
が、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではな
い。なお、以下の部及び%はいずれも重量に基づく値で
ある。
The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. In addition, all the following parts and% are values based on weight.

【0035】実施例1〜3及び比較例1〜3 表1に示した単量体混合液と界面活性剤水溶液を混合
し、イオン交換水中に微粒分散させ、少量の25%アン
モニア水によりpHを7に調整した単量体水性分散液を
準備した。尚、各実施例並びに比較例で使用した界面活
性剤のイオン交換水中での臨界ミセル濃度は以下の通り
である。
Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 The monomer mixture shown in Table 1 and a surfactant aqueous solution were mixed and finely dispersed in ion exchange water, and the pH was adjusted with a small amount of 25% ammonia water. A monomer aqueous dispersion liquid adjusted to 7 was prepared. The critical micelle concentrations of the surfactants used in each Example and Comparative Example in ion-exchanged water are as follows.

【0036】 ステアリン酸ソーダセッケン 5.0×10-5 mol/L メタクリル酸ポリプロピレンオキサイド硫酸ソーダ 7.0×10-4 mol/L ノニルフェニルポリエチレンオキサイド硫酸ソーダ 2.0×10-4 mol/L 次に、撹拌機、温度計、冷却器、滴下ろうとを取り付け
た1リットル反応容器にプレエマルジョン192部仕込
み、窒素ガスを送り込みつつ撹拌しながら釜内温度を5
0℃に昇温した。昇温後、t−ブチルハイドロパーオキ
サイド2部をイオン交換水20部に溶解したもののうち
の20%、ピロ亜硫酸ソーダ2部をイオン交換水15部
に溶解したもののうちの20%、0.75%塩化第2鉄
水溶液1部を加え、30分間、50℃で保持した後に残
りの単量体水性分散液、t−ブチルハイドロパーオキサ
イド水溶液、ピロ亜硫酸ソーダ水溶液を滴下した。滴下
時間は単量体水性分散液を2時間、t−ブチルハイドロ
パーオキサイド水溶液、ピロ亜硫酸ソーダ水溶液を2時
間15分とした。滴下中は釜内温度を50℃に保つと同
時に、アンモニア水を適宜滴下することによりpHを6
〜7に調節した。滴下終了後、さらに2時間、50℃を
保持した。その後、冷却し、樹脂水性分散液を得た。
Sodium stearate soap 5.0 × 10-5 mol / L polypropylene methacrylate sodium oxide sulfate 7.0 × 10-4 mol / L nonylphenyl polyethylene oxide sodium sulfate 2.0 × 10-4 mol / L Next, stirrer, temperature 192 parts of the pre-emulsion was charged into a 1-liter reaction vessel equipped with a meter, a cooler and a dropping funnel, and the temperature inside the kettle was adjusted to 5 while stirring while feeding nitrogen gas.
The temperature was raised to 0 ° C. After the temperature was raised, 20% of those in which 2 parts of t-butyl hydroperoxide was dissolved in 20 parts of ion-exchanged water and 20% of those in which 2 parts of sodium pyrosulfite were dissolved in 15 parts of ion-exchanged water, 0.75 % Ferric chloride aqueous solution (1 part) was added, and the mixture was maintained at 50 ° C. for 30 minutes, and then the remaining monomer aqueous dispersion, t-butyl hydroperoxide aqueous solution, and sodium pyrosulfite aqueous solution were added dropwise. The dropping time was 2 hours for the aqueous monomer dispersion and 2 hours 15 minutes for the t-butyl hydroperoxide aqueous solution and sodium pyrosulfite aqueous solution. During the dropping, the temperature inside the kettle is maintained at 50 ° C and, at the same time, the pH is adjusted to 6 by appropriately dropping aqueous ammonia.
Adjusted to ~ 7. After the dropping was completed, the temperature was kept at 50 ° C. for 2 hours. Then, it cooled and the resin aqueous dispersion was obtained.

【0037】[0037]

【表1】第 1 [Table 1] First

【0038】[0038]

【表2】表 2 [Table 2] Table 2

【0039】[0039]

【表3】表 3 [Table 3] Table 3

【0040】表3に示した各評価項目のテストの方法を
下記に示す。 エマルジョン状態:肉眼により、粒子の沈降の度合いを
下記の基準に従って評価した。
The test method for each evaluation item shown in Table 3 is shown below. Emulsion state: The degree of sedimentation of particles was visually evaluated according to the following criteria.

【0041】 ○:沈降なし △:一部沈降 ×:ほとんど沈降◯: No sedimentation Δ: Partial sedimentation ×: Almost sedimentation

【0042】フィルム状態 :25℃での成膜の度合い
を肉眼により、透明性及び成膜の度合いを下記の基準に
従って評価した。 ○:クラックなし △:微細クラックあり ×:成膜せず
Film state: The degree of film formation at 25 ° C. was evaluated with the naked eye, and the transparency and the degree of film formation were evaluated according to the following criteria. ○: No cracks △: Fine cracks ×: No film formed

【0043】耐溶剤性 :アセトンラビング試験
(荷重0.5kg×20回)により、フィルムの残りの
程度を下記の基準に従って5段階評価した。
Solvent resistance: Acetone rubbing test (load 0.5 kg × 20 times) evaluated the remaining degree of the film in 5 levels according to the following criteria.

【0044】 5:100%残る 4:80%以上100%未満 3:50%以上80%未満 2:20%以上50%未満 1:0%(全部剥がれる)又は20%未満5: 100% remains 4: 80% or more and less than 100% 3: 50% or more and less than 80% 2: 20% or more and less than 50% 1: 0% (all peeled off) or less than 20%

【0045】耐水性 :イオン交換水25℃×
1週間浸漬後のフィルムの白化の程度を評価した。 5:白化なし(無色透明) 4:淡く青白化 3:青白化 2:青白化部と白化部が混在 1:完全に白化
Water resistance: Ion-exchanged water 25 ° C. ×
The degree of whitening of the film after immersion for 1 week was evaluated. 5: no whitening (colorless and transparent) 4: pale bluish 3: bluish white 2: bluish white part and whitening part mixed 1: completely whitening

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明によれば、アルコキシシリル基を
安定に粒子内に内包させることができ、且つ長期の保存
安定性が良好な樹脂水性分散体を得ることができる為、
耐溶剤性及び耐水性等の物性に優れた塗膜が得られ、か
つ、長期保存した後に使用しても、これらの塗膜物性を
劣化させることなく塗膜を形成することができる。しか
も、該樹脂粒子の粒子径を厳密に制御することができ
る。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, an alkoxysilyl group can be stably encapsulated in particles, and an aqueous resin dispersion having good long-term storage stability can be obtained.
A coating film having excellent physical properties such as solvent resistance and water resistance can be obtained, and even when used after being stored for a long period of time, the coating film can be formed without deteriorating the physical properties of these coating films. Moreover, the particle size of the resin particles can be strictly controlled.

【0047】従って、本発明で得られる組成物は、塗
料、コーティング剤、接着剤、プライマー、紙加工、繊
維加工等の被覆用組成物の耐水性、耐候性、耐溶剤性、
耐接着性、耐薬品性の向上をもたらすバインダーとして
用いられるだけでなく、それらの添加剤としても有効に
利用され得る。
Therefore, the composition obtained by the present invention is used for coating, coating agent, adhesive, primer, paper processing, textile processing, etc. coating water resistance, weather resistance, solvent resistance,
It can be effectively used not only as a binder for improving the adhesion resistance and chemical resistance but also as an additive thereof.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルコキシシリル基を有するラジカル重
合性不飽和単量体を必須成分とするラジカル重合性不飽
和単量体成分(a)を、界面活性剤の存在下に水性媒体
中に微分散させて、分散単量体の平均粒子径が5〜50
0nmの単量体分散液とし、次いで、ラジカル重合開始
剤を加え重合させることを特徴とする樹脂水性分散体の
製造方法。
1. A radically polymerizable unsaturated monomer component (a) containing a radically polymerizable unsaturated monomer having an alkoxysilyl group as an essential component is finely dispersed in an aqueous medium in the presence of a surfactant. The average particle size of the dispersed monomer is 5 to 50.
A method for producing an aqueous resin dispersion, which comprises forming a 0 nm monomer dispersion, and then adding a radical polymerization initiator to the polymerization.
【請求項2】 界面活性剤の臨界ミセル濃度が1×10
-4mol/リットル以下のものを使用することを特徴と
する請求項1記載の製造方法。
2. The critical micelle concentration of the surfactant is 1 × 10.
-4 mol / l or less is used, The manufacturing method of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
【請求項3】 界面活性剤として、分子中にポリプロピ
レンオキサイド骨格を有するアニオン性界面活性剤を使
用することを特徴とする請求項1記載の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein an anionic surfactant having a polypropylene oxide skeleton in the molecule is used as the surfactant.
【請求項4】 ラジカル重合性不飽和単量体成分(a)
中のアルコキシシリル基を有するラジカル重合性不飽和
単量体の含有率が0.1〜50重量%である請求項1、
2または3記載の製造方法。
4. A radically polymerizable unsaturated monomer component (a)
The content of the radically polymerizable unsaturated monomer having an alkoxysilyl group therein is 0.1 to 50% by weight.
4. The production method according to 2 or 3.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002070604A1 (en) * 2001-03-02 2002-09-12 Shiseido Co., Ltd. Aqueous polymer emulsions and cosmetics with the use of the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002070604A1 (en) * 2001-03-02 2002-09-12 Shiseido Co., Ltd. Aqueous polymer emulsions and cosmetics with the use of the same

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