JPH10176015A - Production of curable emulsion - Google Patents

Production of curable emulsion

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JPH10176015A
JPH10176015A JP35456496A JP35456496A JPH10176015A JP H10176015 A JPH10176015 A JP H10176015A JP 35456496 A JP35456496 A JP 35456496A JP 35456496 A JP35456496 A JP 35456496A JP H10176015 A JPH10176015 A JP H10176015A
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JP
Japan
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monomer
group
emulsion
silane compound
surfactant
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Pending
Application number
JP35456496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsutaka Hasegawa
三高 長谷川
Hideko Yamada
英子 山田
Takenao Yamamura
武尚 山村
Masafumi Achinami
政史 阿知波
Koichi Fukushima
浩一 福島
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.)
Toagosei Co Ltd
Original Assignee
Toagosei Co Ltd
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Publication date
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  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a curable emulsion having excellent water absorption suppressing property and adhesivity to inorganic material and useful as a coating material, etc., by polymerizing raw materials in the presence of a hydrolyzable silane compound. SOLUTION: This emulsion can be produced by the radical polymerization of (A) a radically polymerizable monomer having an alkoxysilyl group, (B) a radically polymerizable monomer copolymerizable with the component A and (C) a radically polymerizable surfactant expressed by the formula Z-(AO)n -Y (Z is a constituent unit having radically polymerizable double bond; AO is an oxyalkylene; (n) is >=2; Y is an ionizable group) in the presence of (D) a monomer, dimer, trimer or oligomer of a silane compound expressed by the formula R<1> -Si(R<2> )4-n ((n) is 1-3; R<1> is a stable hydrophobic group; R" is a hydrolyzable group).

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、アルコキシシリル
基、即ち珪素原子に加水分解性のアルコキシ基が結合し
た官能基を有する重合体及びシラン化合物からなる硬化
性エマルジョンの製造方法に関するものであり、当該エ
マルジョンは、塗料又はコーティング剤として賞用され
得るものである。
The present invention relates to a method for producing a curable emulsion comprising a polymer having an alkoxysilyl group, that is, a polymer having a functional group in which a hydrolyzable alkoxy group is bonded to a silicon atom, and a silane compound, The emulsion can be used as a paint or a coating agent.

【0002】[0002]

【従来の技術】γ−メタクリロキシプロピルトリエトキ
シシラン又はビニルトリエトキシシランに代表される、
アルコキシシリル基を有するラジカル重合性単量体を他
の単量体と共重合して得られる重合体は、接着剤、シー
リング材、塗料及びコーティング剤等の用途に汎用され
ている。ところが、これらの用途では有機溶剤の揮散に
よる人体への有害性や環境汚染を避けるため、有機溶剤
を使用しない水性系の材料が求められている。アルコキ
シシリル基を含有する重合体からなる水性エマルジョン
は、当該官能基がもともと加水分解するという性質を備
えているため、保存安定性に問題があり、その点を改良
する目的で多数の提案がなされている。
2. Description of the Related Art, represented by γ-methacryloxypropyltriethoxysilane or vinyltriethoxysilane,
A polymer obtained by copolymerizing a radical polymerizable monomer having an alkoxysilyl group with another monomer is widely used for applications such as adhesives, sealing materials, paints and coating agents. However, in these applications, in order to avoid harm to the human body and environmental pollution due to volatilization of the organic solvent, an aqueous material that does not use an organic solvent is required. Aqueous emulsions comprising a polymer containing an alkoxysilyl group have a problem of storage stability because the functional groups are inherently hydrolyzed, and many proposals have been made for the purpose of improving that point. ing.

【0003】すなわち、特開平3−227312号公報
には、(メタ)アクリル酸アルキルとアルコキシシリル
基を有する単量体を水性乳化重合する際に、上記単量体
以外にアクリルアミド、アクリル酸又はスチレンスルホ
ン酸のような特定の水溶性単量体を0.1〜5重量%程
度共重合させる方法が提案されており、又特開平5−2
5354号公報には、アルコキシシリル基を有する単量
体をアミンイミド基含有単量体とアルコール溶剤中で共
重合させ、その後に水を加えてエマルジョン化し、次い
でアルコールを蒸散させる方法が提案されている。
[0003] In other words, JP-A-3-227312 discloses that when a monomer having an alkyl (meth) acrylate and an alkoxysilyl group is subjected to aqueous emulsion polymerization, acrylamide, acrylic acid or styrene may be used in addition to the above monomer. A method of copolymerizing a specific water-soluble monomer such as sulfonic acid at about 0.1 to 5% by weight has been proposed.
No. 5,354, proposes a method in which a monomer having an alkoxysilyl group is copolymerized with an amine imide group-containing monomer in an alcohol solvent, water is added thereto to emulsify, and then the alcohol is evaporated. .

【0004】さらに、特開昭59−152972号公報
には、ビニルシラン、アクリル系単量体及び重合性乳化
剤を水性乳化重合して得られた水性エマルジョンに、特
定量のコロイダルシリカを配合することにより、耐水性
に優れる塗膜を形成する水性エマルジョンが得られるこ
とが開示されている。
Further, JP-A-59-152972 discloses that a specific amount of colloidal silica is added to an aqueous emulsion obtained by aqueous emulsion polymerization of vinylsilane, an acrylic monomer and a polymerizable emulsifier. It is disclosed that an aqueous emulsion which forms a coating film having excellent water resistance can be obtained.

【0005】しかしながら、従来公知の硬化性エマルジ
ョンは、保存安定性がなお不十分であり、さらにその点
に加えて、得られる塗膜の耐水性、及び無機材料等への
密着性が不満であるという問題があった。本発明者ら
は、アルコキシシリル基を有する重合体からなる水性エ
マルジョンであって、保存安定性に優れ、かつ優れた物
性の塗膜を形成し得る硬化性エマルジョンの提供を目的
に検討した結果、ポリオキシアルキレン単位及びラジカ
ル重合性二重結合を有するイオン性界面活性剤を使用し
て、pH緩衝剤の存在下に、ラジカル重合性アルコキシ
シランと他のビニル単量体を共重合することにより、保
存安定性と塗膜物性の両方に優れる硬化性重合体を含有
する硬化性エマルジョンが得られることを見出している
(特願平7−49129号)。
However, conventionally known curable emulsions are still insufficient in storage stability, and in addition to this, the resulting coating film is not satisfactory in water resistance and adhesion to inorganic materials and the like. There was a problem. The present inventors have studied for the purpose of providing a curable emulsion that is an aqueous emulsion composed of a polymer having an alkoxysilyl group, has excellent storage stability, and can form a coating film having excellent physical properties. Using an ionic surfactant having a polyoxyalkylene unit and a radically polymerizable double bond, in the presence of a pH buffer, by copolymerizing a radically polymerizable alkoxysilane and another vinyl monomer, It has been found that a curable emulsion containing a curable polymer excellent in both storage stability and coating film properties can be obtained (Japanese Patent Application No. 7-49129).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特願平
7−49129号記載の製造方法により得られた硬化性
エマルジョンは、その塗膜が吸水防止性及び無機材料へ
の耐水密着性の性能の点で不充分であるため、本発明者
らは、これらの性能にも優れる硬化性エマルジョンを製
造することができる方法を見出すため鋭意検討を行った
のである。
However, the curable emulsion obtained by the production method described in Japanese Patent Application No. 7-49129 has a coating film whose water absorption preventing property and water adhesion to inorganic materials have poor performance. The present inventors have conducted intensive studies in order to find a method capable of producing a curable emulsion excellent in these properties.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、上記の課題を解決するために、前記硬化性エマ
ルジョンと加水分解性を有するシラン化合物との併用を
着想し、さらにこの検討を進めていった結果、加水分解
性を有するシラン化合物の存在下に硬化性重合体の各原
料を重合すれば、吸水防止性及び無機材料への密着性に
優れた硬化性エマルジョンが得られることを見出し、本
発明を完成したのである。以下、本発明を詳細に説明す
る。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies, the present inventors have conceived of a combination of the curable emulsion and a hydrolyzable silane compound in order to solve the above-mentioned problems. As a result of study, if each raw material of the curable polymer is polymerized in the presence of a silane compound having hydrolyzability, a curable emulsion having excellent water absorption prevention properties and excellent adhesion to inorganic materials can be obtained. Thus, the present invention has been completed. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

○アルコキシシリル基を有するラジカル重合性単量体
(a) アルコキシシリル基を有するラジカル重合性単量体(a)
〔以下単量体(a) という〕としては、種々の化合物が使
用可能である。単量体(a) におけるラジカル重合性基と
しては、エチレン性不飽和基が好ましく、より好ましく
はビニル基、(メタ)アクリロイル基である。アルコキ
シ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基
等が挙げれ、メトキシ基及びエトキシ基が好ましい。単
量体(a) の具体例としては、ビニルトリメトキシシラ
ン、ビニ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、ビニルトリエトキシシ
ラン、ビニルメチルジエトキシシラン、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、ビニルトリプロポキ
シシラン、ビニルメチルジプロポキシシラン、γ−メタ
クリロキシプロピルトリプロポキシシラン及びγ−メタ
クリロキシプロピルメチルジプロポキシシラン等が挙げ
られる。
-Radical polymerizable monomers having alkoxysilyl groups
(A) radical polymerizable monomer having an alkoxysilyl group (a)
Various compounds can be used as [hereinafter referred to as monomer (a)]. The radically polymerizable group in the monomer (a) is preferably an ethylenically unsaturated group, more preferably a vinyl group or a (meth) acryloyl group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group, and a methoxy group and an ethoxy group are preferable. Specific examples of the monomer (a) include vinyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and vinylmethyldiethoxysilane. , Γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, vinyltripropoxysilane, vinylmethyldipropoxysilane, γ-methacryloxypropyltripropoxysilane and γ-methacryloxypropylmethyldipropoxysilane Is mentioned.

【0009】○単量体(a) と共重合可能なラジカル重合
性単量体(b) 上記単量体(a) と共重合可能なラジカル重合性単量体
〔以下単量体(b) という〕としては、(メタ)アクリル
酸エステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、スチレ
ン及びα−メチルスチレン等が挙げられる。(メタ)ア
クリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸メチ
ル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n
ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)
アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラ
ウリル及び(メタ)アクリル酸ステアリル等の(メタ)
アクリル酸アルキル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキ
シエチル及び(メタ)アクリル酸2ーヒドロキシプロピ
ル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシルアルキル、(メ
タ)アクリル酸パーフルオロアルキル、グリシジル(メ
タ)アクリレート、並びに(メタ)アクリル酸N,N−
ジエチルアミノエチル等が挙げられる。
A radical polymerizable monomer copolymerizable with the monomer (a) (b) a radical polymerizable monomer copolymerizable with the monomer (a) [hereinafter referred to as the monomer (b) ] Include (meth) acrylates, vinyl acetate, vinyl propionate, styrene, α-methylstyrene and the like. Examples of the (meth) acrylate include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and n- (meth) acrylate.
Butyl, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth)
(Meth) such as 2-ethylhexyl acrylate, lauryl (meth) acrylate and stearyl (meth) acrylate
Alkyl acrylate, hydroxylalkyl (meth) acrylate such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, perfluoroalkyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, and ( (Meth) acrylic acid N, N-
Diethylaminoethyl and the like.

【0010】好ましい単量体(b) は、硬化性重合体に造
膜性を付与する単量体であり、具体的には、炭素数1〜
8のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル、
スチレン、炭素数2〜3のヒドロキシアルキル基を有す
る(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル及びグリシジ
ル(メタ)アクリレートである。一方、アルコキシリル
基の加水分解を促進させる(メタ)アクリル酸のような
酸性単量体は使用しないことが望ましい。
The preferred monomer (b) is a monomer that imparts film-forming properties to the curable polymer.
An alkyl (meth) acrylate having an alkyl group of 8;
Styrene, hydroxyalkyl (meth) acrylate having a hydroxyalkyl group having 2 to 3 carbon atoms, and glycidyl (meth) acrylate. On the other hand, it is desirable not to use an acidic monomer such as (meth) acrylic acid which promotes hydrolysis of the alkoxyl group.

【0011】○ラジカル重合性界面活性剤(c) 次に、本発明におけるラジカル重合性界面活性剤〔以下
界面活性剤(c) という〕は、下記一般式(1)で表され
るポリオキシアルキレン基とイオン解離性基を含有する
ラジカル重合性界面活性剤である。
Radical polymerizable surfactant (c) Next, the radical polymerizable surfactant (hereinafter referred to as surfactant (c)) in the present invention is a polyoxyalkylene represented by the following general formula (1): It is a radically polymerizable surfactant containing a group and an ion-dissociable group.

【0012】[0012]

【化1】Z−(AO)n −Y ・・・・(1)Embedded image Z- (AO) n-Y (1)

【0013】(式中、Zは、上記成分(a) と共重合可能
なラジカル重合性二重結合を有する構造単位、AOはオ
キシアルキレン基、nは2以上の整数、Yはイオン解離
性基を示す。) 前記一般式(1)における好ましいZは、芳香族炭化水
素基、アルキル置換芳香族炭化水素基、高級アルキル基
又は脂環式炭化水素基等の疎水性基とラジカル重合性二
重結合とが組み合わされた構造単位である。さらに、Z
におけるラジカル重合性二重結合としては、(メタ)ア
リル基、プロペニル基又はブテニル基等が好ましい。
(Wherein, Z is a structural unit having a radical polymerizable double bond copolymerizable with the above component (a), AO is an oxyalkylene group, n is an integer of 2 or more, and Y is an ion-dissociable group. The preferred Z in the general formula (1) is a radical polymerizable double bond with a hydrophobic group such as an aromatic hydrocarbon group, an alkyl-substituted aromatic hydrocarbon group, a higher alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group. A structural unit in which a bond is combined. Furthermore, Z
Is preferably a (meth) allyl group, a propenyl group or a butenyl group.

【0014】界面活性剤(c) の好ましいイオン性はアニ
オンであり、したがってYとしては、基(AO)n 側に
アニオンが共有結合し、これにカチオンがイオン結合し
た塩が好ましい。好ましいYの具体例としては、−SO
3 Na、−SO3 NH4 、−COONa、−COONH
4 、−PO3 Na2 及び−PO3 (NH4 2 等が挙げ
られ、さらに好ましくは−SO3 Na又は−SO3 NH
4 である。基(AO)n におけるnは2以上の整数であ
る。nが1の場合は、単量体(a)中のアルコキシシリル
基が不安定になり分解しやすくなってしまう。好ましい
nとしては、300以下であり、より好ましくは5〜5
0である。nが5未満であると、前記単量体(a)中の
アルコキシシリル基の安定性が不足し易くなる場合があ
り、一方nが300を越えると得られる硬化性エマルジ
ョンから形成される塗膜の物性が低下する傾向を示すこ
とがある。又、基(AO)n における単位A、すなわち
アルキレン基としては、エチレン基又はプロピレン基が
好ましい。
The preferred ionicity of the surfactant (c) is an anion. Therefore, as Y, a salt in which an anion is covalently bonded to the group (AO) n side and a cation is ionically bonded to the anion is preferable. Preferred specific examples of Y include -SO
3 Na, -SO 3 NH 4, -COONa, -COONH
4, -PO 3 Na 2, and -PO 3 (NH 4) 2 and the like, more preferably -SO 3 Na or -SO 3 NH
4 N in the group (AO) n is an integer of 2 or more. When n is 1, the alkoxysilyl group in the monomer (a) becomes unstable and easily decomposed. Preferred n is 300 or less, more preferably 5 to 5
0. When n is less than 5, the stability of the alkoxysilyl group in the monomer (a) tends to be insufficient, while when n exceeds 300, a coating film formed from a curable emulsion obtained. May show a tendency for the physical properties to decrease. The unit A in the group (AO) n, that is, the alkylene group, is preferably an ethylene group or a propylene group.

【0015】上記界面活性剤(c) の代表例としては、下
記化2、化3又は化4等で表される化合物が挙げられ
る。各式中、Yはいずれもイオン解離性基であり、その
好ましい具体例は既述のとおりである。
Representative examples of the surfactant (c) include compounds represented by the following chemical formulas (2), (3) or (4). In each formula, Y is an ion-dissociable group, and preferred specific examples are as described above.

【0016】[0016]

【化2】 Embedded image

【0017】化2中のR3 としては、炭素数6〜18の
直鎖状又は分岐状アルキル基が好ましい。
R 3 in Chemical Formula 2 is preferably a linear or branched alkyl group having 6 to 18 carbon atoms.

【0018】[0018]

【化3】 Embedded image

【0019】化3中のR3 としては、炭素数6〜18の
直鎖状又は分岐状アルキル基が好ましい。
R 3 in Chemical Formula 3 is preferably a linear or branched alkyl group having 6 to 18 carbon atoms.

【0020】[0020]

【化4】 Embedded image

【0021】化4中のR4 は、水素原子又はメチル基で
あり、又R5 としては、炭素数8〜24のアルキル基が
好ましい。
R 4 in Chemical Formula 4 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 is preferably an alkyl group having 8 to 24 carbon atoms.

【0022】界面活性剤(c) を共重合せず、通常の界面
活性剤を使用した場合には、得られる硬化性エマルジョ
ンの塗膜が、耐水白化性に劣り、又耐水密着性が不充分
なものとなってしまう。
When a normal surfactant is used without copolymerizing the surfactant (c), the resulting curable emulsion coating film has poor water whitening resistance and insufficient water adhesion. It will be something.

【0023】○加水分解性の官能基を有するシラン化合
物(d) 本発明における加水分解性の官能基を有するシラン化合
物(d) 〔以下シラン化合物(d) という〕は、下記の構造
式で示される化合物の単量体、二量体、三量体又はその
オリゴマーである。
The silane compound having a hydrolyzable functional group (d) The silane compound having a hydrolyzable functional group (d) in the present invention (hereinafter referred to as silane compound (d)) is represented by the following structural formula. Monomer, dimer, trimer or oligomer thereof.

【0024】[0024]

【化5】R1 n −Si−(R2 4-n Embedded image R 1 n —Si— (R 2 ) 4-n

【0025】ここで、nは1,2又は3の整数であり、
好ましくは3である。R1 は安定な疎水性基であり、例
えば、アルキル基、フェニル基等の炭化水素系の置換基
であり、中でも、飽和アルキル基が疎水性の点で好まし
い。R2 は加水分解性の基であり、メトキシ基及びエト
キシ基等のアルコキシ基、ヒドロキシル基、ハロゲン原
子、アセトキシ基、カルボキシル基、並びにイソシアネ
ート基等が挙げられる。本発明においては、貯蔵安定
性、取扱いの容易さからアルコキシ基が好ましい。な
お、R1 及びR2 とも、複数個ある場合には、それぞれ
同一でも異なっていてもよい。
Here, n is an integer of 1, 2 or 3;
Preferably it is 3. R 1 is a stable hydrophobic group, for example, a hydrocarbon-based substituent such as an alkyl group or a phenyl group, and among them, a saturated alkyl group is preferable in terms of hydrophobicity. R 2 is a hydrolyzable group, such as an alkoxy group such as a methoxy group and an ethoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, an acetoxy group, a carboxyl group, and an isocyanate group. In the present invention, an alkoxy group is preferable from the viewpoint of storage stability and ease of handling. When there are a plurality of R 1 and R 2 , they may be the same or different.

【0026】本発明において有用であるシラン化合物
(d) の具体例としては、次のものを挙げることができ
る。メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシ
ラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシ
シラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジトリエ
トキシシラン、エチルトリ−n−プロポキシシラン、ブ
チルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、
ブチルジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラ
ン、イソブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメ
トキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシル
トリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラ
ン、ベンジルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキ
シシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリ
イソプロポキシシラン、2−エチルヘキシルトリメトキ
シシラン、デシルトリメチキシシラン、ドデシルトリメ
トキシシラン及びテトラデシルトリエトキシシラン等、
又はこれらの二量体、三量体及びその他のオリゴマーの
単体、並びにこれらの混合物等がある。本発明におい
て、これらの化合物の中では、アルキルアルコキシシラ
ンが好ましく、特に好ましいものは、アルキルトリアル
コキシシランである。
Silane compounds useful in the present invention
Specific examples of (d) include the following. Methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethylditriethoxysilane, ethyltri-n-propoxysilane, butyltrimethoxysilane, butyltriethoxysilane,
Butyldimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, benzyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyl Triisopropoxy silane, 2-ethylhexyl trimethoxy silane, decyl trimethy silane, dodecyl trimethoxy silane and tetradecyl triethoxy silane, etc.
Or dimers, trimers and other oligomers thereof, and mixtures thereof. In the present invention, among these compounds, alkylalkoxysilane is preferable, and particularly preferable one is alkyltrialkoxysilane.

【0027】シラン化合物(d) は、2種以上を併用する
こともできる。
Two or more silane compounds (d) can be used in combination.

【0028】シラン化合物(d) を含まない、単量体(a)
、単量体(b) 及び界面活性剤(c) からなる硬化性重合
体のみを含む硬化性エマルジョンの場合は、その塗膜が
耐水密着性に劣る。
The monomer (a) containing no silane compound (d)
In the case of a curable emulsion containing only a curable polymer composed of the monomer (b) and the surfactant (c), the coating film has poor water adhesion.

【0029】○硬化性エマルジョンの製造方法 本発明は、単量体(a) 、単量体(b) 及び界面活性剤(c)
を、シラン化合物(d)の存在下にラジカル重合させる、
シラン化合物(d) を含む硬化性重合体からなる硬化性エ
マルジョンの製造方法である。これにより、得られる硬
化性エマルジョンの塗膜を耐水密着性に優れたものとす
ることができる。
The method of producing a curable emulsion The present invention relates to a method for producing a monomer (a), a monomer (b) and a surfactant (c).
Is radically polymerized in the presence of the silane compound (d),
This is a method for producing a curable emulsion comprising a curable polymer containing a silane compound (d). Thereby, the coating film of the obtained curable emulsion can be made excellent in water-resistant adhesion.

【0030】ここで、各成分の使用割合としては、単量
体(a) 、単量体(b) 及び界面活性剤(c) の合計量〔以下
(a) (b) (c) 合計量という〕を基準にして、単量体 (a)
が0.5〜49.5重量%の範囲であることが好まし
く、より好ましくは3〜20重量%、単量体 (b)が99
〜50重量%の範囲であることが好ましく、より好まし
くは96〜75重量%、及び界面活性剤 (c)が0.5〜
20重量%の範囲であることが好ましく、より好ましく
は1〜5重量%の範囲である。又シラン化合物(d) の使
用割合としては、(a) (b) (c) 合計量を基準にして、5
〜300重量%が好ましく、より好ましくは10〜10
0重量%である。
Here, the use ratio of each component is defined as the total amount of the monomer (a), the monomer (b) and the surfactant (c)
(a) (b) (c) referred to as the total amount).
Is preferably in the range of 0.5 to 49.5% by weight, more preferably 3 to 20% by weight, and the amount of the monomer (b) is 99%.
It is preferably in the range of 50 to 50% by weight, more preferably 96 to 75% by weight, and the surfactant (c) is 0.5 to 50% by weight.
It is preferably in the range of 20% by weight, more preferably in the range of 1 to 5% by weight. The use ratio of the silane compound (d) is 5% based on the total amount of (a), (b) and (c).
To 300% by weight, more preferably 10 to 10% by weight.
0% by weight.

【0031】上記単量体(a) の共重合割合が、0.5重
量%未満であると得られる硬化性エマルジョンの硬化性
が不充分となり、その塗膜に白化を生じる場合があり、
一方49.5重量%を越えると貯蔵安定性が低下し易く
なる場合がある。単量体(b)の割合が、50重量%未満
であると得られる硬化性エマルジョンの造膜性及び塗膜
の基材に対する密着性等が劣ることがある。界面活性剤
(c) の割合が、0.5重量%未満であると重合安定性が
低下し易く、一方20重量%を越えると塗膜の耐水性が
不足することがある。又、シラン化合物(d) の割合が、
(a) (b) (c) 合計量に対して5重量%に満たないと、基
材の吸水防止効果が不足し、一方、300重量%を越え
ると塗膜の成膜性やリコート性が低下する場合がある。
If the copolymerization ratio of the monomer (a) is less than 0.5% by weight, the curability of the resulting curable emulsion becomes insufficient, and the coating film may be whitened,
On the other hand, if it exceeds 49.5% by weight, the storage stability may be easily reduced. If the proportion of the monomer (b) is less than 50% by weight, the resulting curable emulsion may have poor film-forming properties and poor adhesion of the coating film to the substrate. Surfactant
If the proportion of (c) is less than 0.5% by weight, the polymerization stability tends to decrease, while if it exceeds 20% by weight, the water resistance of the coating film may be insufficient. Further, the ratio of the silane compound (d) is
(a) (b) (c) When the amount is less than 5% by weight based on the total amount, the effect of preventing water absorption of the base material is insufficient. May decrease.

【0032】さらに、本発明において、単量体(a) 、単
量体(b) 及び界面活性剤(c) をラジカル重合する方法と
しては、種々の方法が採用され、油溶性重合開始剤を使
用して油溶性の前記単量体の微粒子中で重合させるミク
ロ懸濁重合、乳化剤によるミセル中で水溶性重合開始剤
により単量体を重合させる乳化重合等が採用できるが、
単量体(a) の重合安定性に優れるため、ミクロ懸濁重合
を採用することが好ましい。
Further, in the present invention, various methods are used for radical polymerization of the monomer (a), the monomer (b) and the surfactant (c), and an oil-soluble polymerization initiator is used. Microsuspension polymerization in which the monomer is polymerized in fine particles of the oil-soluble monomer used, emulsion polymerization in which the monomer is polymerized by a water-soluble polymerization initiator in a micelle with an emulsifier, and the like can be used.
It is preferable to employ microsuspension polymerization because the polymerization stability of the monomer (a) is excellent.

【0033】ミクロ懸濁重合をするためには、まず単量
体(a) 、単量体(b) 及び油溶性重合開始剤からなる微粒
子を水性媒体中に、好ましくはpH緩衝剤を溶解させた
水性媒体中に分散させる。この単量体等の水性媒体中へ
の分散操作において、界面活性剤(c) は、pH緩衝剤と
同様に事前に水性媒体に溶解させておいても良い。水性
媒体と分散させる単量体の割合は、単量体100重量部
当り、水性媒体20〜150重量部程度が適当である。
In order to carry out microsuspension polymerization, first, fine particles comprising the monomer (a), the monomer (b) and the oil-soluble polymerization initiator are dissolved in an aqueous medium, preferably by dissolving a pH buffer. In an aqueous medium. In the operation of dispersing the monomer and the like in the aqueous medium, the surfactant (c) may be dissolved in the aqueous medium in advance similarly to the pH buffer. The ratio of the aqueous medium and the monomer to be dispersed is suitably about 20 to 150 parts by weight of the aqueous medium per 100 parts by weight of the monomer.

【0034】ミクロ懸濁重合に使用される油溶性ラジカ
ル重合開始剤としては、20℃の水に対する溶解度が1
0重量%以下のものが好ましく使用される。例えば、
2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−ア
ゾビス−2,4ジメチルバレロニトリル、1−アゾビス
−1−シクロヘキサンカルボニトリル及びジメチル−
2,2’−アゾビスイソブチレート等のアゾ系開始剤、
ラウロイルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ジ
クミルパーオキシド、シクロヘキサノンパーオキシドジ
−n−プロピルパーオキシジカルボネート及びt−ブチ
ルパーオキシピバレート等の有機過酸化物が好適に用い
られる。これら重合開始剤の量は、(a) (b)(c) 合計量
に対して0.1〜10重量%が適当であり、好ましくは
0.2〜3重量%の範囲に設定される。
The oil-soluble radical polymerization initiator used in microsuspension polymerization has a solubility in water at 20 ° C. of 1
Those having 0% by weight or less are preferably used. For example,
2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis-2,4 dimethylvaleronitrile, 1-azobis-1-cyclohexanecarbonitrile and dimethyl-
Azo initiators such as 2,2′-azobisisobutyrate,
Organic peroxides such as lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, cyclohexanone peroxide di-n-propylperoxydicarbonate and t-butylperoxypivalate are preferably used. The amount of these polymerization initiators is suitably from 0.1 to 10% by weight, preferably from 0.2 to 3% by weight, based on the total amount of (a), (b) and (c).

【0035】この場合、単量体(a) におけるアルコキシ
シリル基の安定化のため、pH緩衝剤を配合することが
好ましい。pH緩衝剤としては、水性媒体のpHを6〜
10に保持するのに適した緩衝剤が好ましく、有機酸、
無機酸、塩基及びそれらの塩類が挙げられ、具体的な化
合物としては、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、
炭酸アンモニウム、ほう酸ナトリウム、リン酸ナトリウ
ム、硫酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、酢酸アンモニウ
ム、モノ−、ジ−あるいはトリエタノールアミン、アニ
リン、ケイ酸ナトリウム等が挙げられる。中でも、安全
性、低価格等の面から、炭酸水素ナトリウムが最も好ま
しい。緩衝剤は単独又は2種以上を併用することができ
る。使用量は一般的には水性乳化分散体中の濃度が0.
01〜5重量%であるのが好ましい。
In this case, it is preferable to add a pH buffer to stabilize the alkoxysilyl group in the monomer (a). As the pH buffer, the pH of the aqueous medium is 6 to
Buffers suitable for holding at 10 are preferred, organic acids,
Inorganic acids, bases and salts thereof are mentioned, and specific compounds include sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate,
Examples include ammonium carbonate, sodium borate, sodium phosphate, sodium sulfate, sodium acetate, ammonium acetate, mono-, di- or triethanolamine, aniline, and sodium silicate. Among them, sodium hydrogencarbonate is most preferable in terms of safety, low cost, and the like. The buffers may be used alone or in combination of two or more. In general, the amount used is preferably 0,3 in the aqueous emulsified dispersion.
It is preferably from 0.01 to 5% by weight.

【0036】乳化分散の方法としては、通常の回転式ホ
モミキサーで十分に乳化分散させることができる。単量
体(a) 、単量体(b) 及び界面活性剤(c) からなる乳化分
散体の粒子径としては、粒子径の小さい水性乳化分散体
であることが好ましく、具体的には1μm以下が好まし
く、より好ましくは0.2〜0.05μmである。この
様な粒子径のエマルジョンとすることにより、重合後に
得られる乳化分散体の粒子径を小さくすることができ、
さらにこれから得られる塗膜が耐溶剤性及び耐水性に優
れるものとなる。この様な粒子径にするためには、回転
式ホモミキサーによる処理後に、高圧式乳化分散機(ホ
モジナイザー)、タービン型ミキサー等高度の剪断エネ
ルギーを有する分散装置を用いて粒子径を微細化するこ
とが望ましい。
As a method of emulsifying and dispersing, sufficient emulsifying and dispersing can be carried out using a usual rotary homomixer. The particle size of the emulsified dispersion comprising the monomer (a), the monomer (b) and the surfactant (c) is preferably an aqueous emulsified dispersion having a small particle size, specifically 1 μm The following is preferred, and more preferably 0.2 to 0.05 μm. By making the emulsion having such a particle size, the particle size of the emulsified dispersion obtained after the polymerization can be reduced,
Further, the coating film obtained therefrom has excellent solvent resistance and water resistance. In order to obtain such a particle size, after the treatment with a rotary homomixer, the particle size is reduced using a high-pressure type emulsifying disperser (homogenizer), a dispersing device having a high shear energy such as a turbine type mixer. Is desirable.

【0037】単量体(a) 、単量体(b) の混合物を乳化さ
せる水性媒体の割合は、単量体(a)及び単量体(b) の混
合物100重量部当たり水性媒体20〜150重量部に
設定することが好ましい。
The ratio of the aqueous medium for emulsifying the mixture of the monomer (a) and the monomer (b) is 20 to 100 parts by weight of the mixture of the monomer (a) and the monomer (b). It is preferably set to 150 parts by weight.

【0038】上記操作によって得られる、単量体等から
なる微細粒子の水性分散体を、重合開始剤の分解温度以
上に加熱されたシラン化合物(d) を含む水性媒体中へ、
又は前記水性分散体とシラン化合物(d) を加熱された水
性媒体中へ供給して、単量体(a) 、単量体(b) 及び界面
活性剤(c) を共重合させる。重合温度は、用いる重合開
始剤によって選択すれば良く、通常40〜100℃程度
であり、好ましくは70〜90℃である。
The aqueous dispersion of fine particles composed of monomers and the like obtained by the above operation is placed in an aqueous medium containing a silane compound (d) heated to a temperature not lower than the decomposition temperature of the polymerization initiator.
Alternatively, the aqueous dispersion and the silane compound (d) are supplied into a heated aqueous medium to copolymerize the monomer (a), the monomer (b) and the surfactant (c). The polymerization temperature may be selected depending on the polymerization initiator used, and is usually about 40 to 100 ° C, preferably 70 to 90 ° C.

【0039】本発明の製造方法において、より好ましい
方法は、単量体(a) 、単量体(b) 及び油溶性ラジカル重
合開始剤を、界面活性剤(c) の存在下に水性媒体中で乳
化分散させる工程[A] と、界面活性剤の存在下にシラン
化合物(d) を水性媒体中で乳化分散させる工程[B] とを
含み、工程[A] 及び工程[B] で得られた水性乳化分散液
を混合しラジカル重合させるものである。この方法によ
り、硬化性マルジョンを安定に製造することができる。
In the production method of the present invention, a more preferred method is to prepare the monomer (a), the monomer (b) and the oil-soluble radical polymerization initiator in an aqueous medium in the presence of a surfactant (c). [A] and a step [B] of emulsifying and dispersing the silane compound (d) in an aqueous medium in the presence of a surfactant. The aqueous emulsion dispersion is mixed and subjected to radical polymerization. According to this method, a curable emulsion can be stably manufactured.

【0040】上記の製造方法において、工程[A] として
は、ミクロ懸濁重合で説明した様な、種々の方法が採用
できる。
In the above-mentioned production method, as the step [A], various methods as described in the microsuspension polymerization can be adopted.

【0041】又、界面活性剤の存在下にシラン化合物
(d) を水性媒体中で乳化分散させ水性乳化分散体Bを製
造する工程(工程[B] )としては、種々の方法が採用で
きる。
In addition, a silane compound is added in the presence of a surfactant.
Various methods can be adopted as the step of producing the aqueous emulsified dispersion B by emulsifying and dispersing (d) in an aqueous medium (step [B]).

【0042】この場合に使用される界面活性剤として
は、ノニオン性、アニオン性及びカチオン性の何れのタ
イプのものも使用できる。又、界面活性剤は単独又は2
種以上を併用することもできる。中でもノニオン性界面
活性剤を用いたシラン系化合物の水性乳濁液は乳化安定
性が優れており好ましい。アニオン性界面活性剤やカチ
オン性界面活性剤を用いた場合には、シラン化合物の加
水分解縮合が比較的早く発生する場合がある。本発明に
おいて、好適に使用されるノニオン性界面活性剤として
は、HLB=1.5〜22のものが好ましく、この範囲
から外れると水性乳化分散体が分離し易くなる。より好
ましくは、HLB=4〜15である。本発明において好
適に使用されるノニオン性界面活性剤の具体例として
は、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシ
エチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレ
ンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン誘導
体、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノステア
レート、ソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチ
レンソルビタンモノラウレート及びポリオキシエチレン
ソルビタンモノステアレート等が挙げられ、これらと他
の界面活性剤を混合して使用してもよい。
As the surfactant used in this case, any of nonionic, anionic and cationic surfactants can be used. The surfactant may be used alone or
More than one species may be used in combination. Among them, an aqueous emulsion of a silane compound using a nonionic surfactant is preferable because of its excellent emulsion stability. When an anionic surfactant or a cationic surfactant is used, hydrolytic condensation of the silane compound may occur relatively quickly. In the present invention, the nonionic surfactant suitably used is preferably one having an HLB of 1.5 to 22, and if it is out of this range, the aqueous emulsified dispersion is easily separated. More preferably, HLB = 4-15. Specific examples of the nonionic surfactant suitably used in the present invention include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene derivatives, sorbitan monolaurate, and sorbitan. Examples thereof include monostearate, sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, and polyoxyethylene sorbitan monostearate. These may be used in combination with other surfactants.

【0043】界面活性剤は、シラン化合物(d) に対して
0.5〜50重量%の範囲で使用するのが好ましく、よ
り好ましくは1〜20重量%の範囲である。0.1重量
%未満では、水性分散体が分離し易く、50重量%を超
えると得られた組成物の性能が低下し易い。界面活性剤
の種類及び配合物の濃度の選択は、使用するシラン化合
物又はそれらの混合物により変化するため、必要に応じ
て実験的に検討、決定することが好ましい。
The surfactant is preferably used in an amount of 0.5 to 50% by weight, more preferably 1 to 20% by weight, based on the silane compound (d). When the amount is less than 0.1% by weight, the aqueous dispersion is easily separated, and when the amount exceeds 50% by weight, the performance of the obtained composition tends to be deteriorated. The selection of the type of surfactant and the concentration of the compound varies depending on the silane compound to be used or a mixture thereof, and therefore, it is preferable to experimentally study and determine it as necessary.

【0044】この場合、シラン化合物(d) におけるアル
コキシシリル基の安定化のため、pH緩衝剤を配合する
ことが好ましい。pH緩衝剤としては、前記と同様の種
類のものを、同様の割合で使用できる。
In this case, it is preferable to add a pH buffer for stabilizing the alkoxysilyl group in the silane compound (d). As the pH buffer, the same kind as described above can be used in the same ratio.

【0045】この水性乳化分散体は、粒子径が大きいと
分離しやすいため、10μm以下に調整することが好ま
しく、1μm以下がより好ましい。したがって、通常の
回転式ホモミキサーに代えて又は回転式ホモミキサーに
よる処理後に、高圧式乳化分散機(ホモジナイザー)、
タービン型ミキサー等高度の剪断エネルギーを有する分
散装置を用いて粒子径を微細化することが望ましい。
Since the aqueous emulsified dispersion has a large particle size and is easily separated, it is preferably adjusted to 10 μm or less, more preferably 1 μm or less. Therefore, instead of the usual rotary homomixer or after processing by a rotary homomixer, a high-pressure emulsifying and dispersing machine (homogenizer),
It is desirable to reduce the particle size using a dispersing device having a high degree of shear energy such as a turbine mixer.

【0046】シラン化合物(d) を乳化させるべき水性媒
体の割合は、シラン化合物(d) 100重量部当たり水性
媒体20〜150重量部に設定することが好ましい。
The proportion of the aqueous medium in which the silane compound (d) is to be emulsified is preferably set to 20 to 150 parts by weight of the aqueous medium per 100 parts by weight of the silane compound (d).

【0047】本発明の製造方法において、工程[A] で得
られた水性乳化分散体(以下水性乳化分散体Aという)
と工程[B] で得られた水性乳化分散体(以下水性乳化分
散体Bという)を混合してラジカル重合させる方法とし
ては種々の態様があり、例えば下記(1)〜(4)の方
法がある。 (1)加熱した水性乳化分散体Bに、撹拌下で水性乳化
分散体Aを供給して、単量体(a) 、単量体(b) 及び界面
活性剤(c) を重合する。 (2)水性乳化分散体A及び水性乳化分散体Bを別々の
滴下ロートに仕込み、加熱した水性媒体中に、撹拌下で
それらを供給し、単量体(a) 、単量体(b) 及び界面活性
剤(c) を重合する。 (3)水性乳化分散体Bの半分を重合容器に仕込んでお
き、水性乳化分散体Aと残り半分の水性乳化分散体Bを
別々の滴下ロートに仕込む。加熱した水性乳化分散体B
に、撹拌下で水性乳化分散体Aと水性乳化分散体Bを供
給し、単量体(a) 、単量体(b) 及び界面活性剤(c) を重
合する。 (4)水性乳化分散体Aと水性乳化分散体Bを混合した
後、撹拌下でこれを加熱した水性媒体中に供給して、単
量体(a) 、単量体(b) 及び界面活性剤(c) を重合する。 これらの方法の中でも、シラン化合物(d) の加水分解が
抑制できることから、上記(2)の製造方法(工程[C]
)を採用することが好ましい。
In the production method of the present invention, the aqueous emulsified dispersion obtained in the step [A] (hereinafter referred to as “aqueous emulsified dispersion A”)
There are various modes for mixing the aqueous emulsion dispersion obtained in the step [B] (hereinafter referred to as “aqueous emulsion dispersion B”) and performing radical polymerization, for example, the following methods (1) to (4). is there. (1) The aqueous emulsified dispersion A is supplied to the heated aqueous emulsified dispersion B with stirring to polymerize the monomer (a), the monomer (b) and the surfactant (c). (2) The aqueous emulsified dispersion A and the aqueous emulsified dispersion B are charged into separate dropping funnels, and they are supplied to a heated aqueous medium with stirring, and the monomers (a) and (b) are supplied. And the surfactant (c). (3) Charge half of the aqueous emulsion dispersion B into a polymerization vessel, and charge the aqueous emulsion dispersion A and the other half of the aqueous emulsion dispersion B into separate dropping funnels. Heated aqueous emulsified dispersion B
Then, the aqueous emulsified dispersion A and the aqueous emulsified dispersion B are supplied under stirring to polymerize the monomer (a), the monomer (b) and the surfactant (c). (4) After mixing the aqueous emulsified dispersion A and the aqueous emulsified dispersion B, the mixture is supplied to a heated aqueous medium with stirring to obtain a monomer (a), a monomer (b) and a surfactant. The agent (c) is polymerized. Among these methods, since the hydrolysis of the silane compound (d) can be suppressed, the production method of the above (2) (step [C]
) Is preferably employed.

【0048】水性乳化分散体A及び/又は水性乳化分散
体Bの、水性媒体又は水性乳化分散体Bへの供給方法と
しては、連続的又は間欠的に滴下供給する方法等があ
る。
As a method of supplying the aqueous emulsified dispersion A and / or the aqueous emulsified dispersion B to the aqueous medium or the aqueous emulsified dispersion B, there is a method of continuously or intermittently dropping and supplying.

【0049】得られる硬化性エマルジョンにおける水性
媒体の割合は、硬化性エマルジョン中に40〜80重量
%であることが好ましい。
The proportion of the aqueous medium in the curable emulsion obtained is preferably from 40 to 80% by weight in the curable emulsion.

【0050】上記(2)の方法、即ち工程[C] は、重合
開始剤の分解温度以上に加熱された水性媒体中に、水性
乳化分散体A及び水性乳化分散体Bを別々に滴下し、単
量体(a) 、単量体(b) 及び界面活性剤(c) を共重合しつ
つ、シラン化合物(d) を含有した硬化性エマルジョンを
製造するものである。
In the above method (2), that is, in the step [C], the aqueous emulsified dispersion A and the aqueous emulsified dispersion B are separately dropped into an aqueous medium heated to a temperature not lower than the decomposition temperature of the polymerization initiator. This is to produce a curable emulsion containing a silane compound (d) while copolymerizing the monomer (a), the monomer (b) and the surfactant (c).

【0051】(2)の製造方法において、重合容器に予
め仕込んでおく水性媒体の好ましい量は、最終的に得ら
れる硬化性エマルジョン中の水性媒体100重量部に対
して5〜30重量部の範囲である。
In the production method (2), the preferable amount of the aqueous medium previously charged in the polymerization vessel is in the range of 5 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the aqueous medium in the finally obtained curable emulsion. It is.

【0052】本発明の製造方法により得られた硬化性エ
マルジョンには、アルコキシシリル基が加水分解するこ
とによって生じるシラノール基の縮合反応を促進できる
ため、触媒を添加することが好ましい。かかる触媒とし
ては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート及
びイソプロピルトリ(ジオクチルピロホスフェート)チ
タネート等の有機チタネート化合物、ジオクチル酸錫、
ジブチル錫ジラウレート及びジブチル錫マレート等の有
機錫化合物、並びにパラトルエンスルフォン酸等の有機
酸が挙げられる。
It is preferable to add a catalyst to the curable emulsion obtained by the production method of the present invention since a condensation reaction of silanol groups generated by hydrolysis of alkoxysilyl groups can be promoted. Examples of such a catalyst include organic titanate compounds such as isopropyl triisostearoyl titanate and isopropyl tri (dioctyl pyrophosphate) titanate, tin dioctylate,
Organic tin compounds such as dibutyltin dilaurate and dibutyltin malate; and organic acids such as paratoluenesulfonic acid.

【0053】硬化性エマルジョンには、目的に応じて各
種の添加剤を添加することも可能である。例えば、水性
乳化分散体中における黴の発生を防ぐ防黴剤、殺生物
剤、消泡剤、潤滑剤、付香剤、増粘剤、はっ水付与剤と
してフッ素ポリマー及びシリコーンポリマー、造膜助剤
及び顔料等を併用でき、さらに必要に応じて、垂れ防止
剤、沈降防止剤、消泡剤、シランカップリング剤又はつ
や消し剤等の塗料添加剤も添加できる。
Various additives can be added to the curable emulsion depending on the purpose. For example, a fungicide, a biocide, a defoaming agent, a lubricant, a fragrance, a thickener, a fluorine polymer and a silicone polymer as a water repellency imparting agent, which prevent the generation of mold in the aqueous emulsified dispersion, and a film forming. Auxiliaries and pigments can be used in combination, and if necessary, paint additives such as anti-sagging agents, anti-settling agents, antifoaming agents, silane coupling agents or matting agents can also be added.

【0054】○使用方法 本発明の製造方法により得られる硬化性エマルジョン
は、被覆剤として好適である。被覆剤として適用できる
基材としては、ガラス;アルミニウム、鉄、ステンレ
ス、ブリキ及びニッケル等の金属;アクリル樹脂、塩化
ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂
及びABS樹脂等の樹脂が挙げられる。又、コンクリー
ト、スレート、モルタル、ケイ酸カルシウム系材料、石
膏/スラグ系材料等のセメント系基材、スギ、ヒノキ等
の木材及び紙等の、浸透性を有する基材が硬化性エマル
ジョンを構成するシラン化合物の基材への浸透による吸
水防止作用、基材への塗膜の密着性を高める作用が期待
できるため特に好ましい。硬化性エマルジョンの基材へ
の塗装方法としては、通常知られた方法で行えば良く、
具体的には、スプレー塗装、ローラー塗装及び刷毛塗り
塗装等が挙げられる。硬化性エマルジョンの硬化は、常
温乾燥又は加熱乾燥により硬化でき、好ましい乾燥条件
は、常温では3〜14日間であり、温度100〜150
℃では3〜30分程度である。
Use Method The curable emulsion obtained by the production method of the present invention is suitable as a coating agent. Examples of the substrate applicable as the coating agent include glass; metals such as aluminum, iron, stainless steel, tinplate and nickel; and resins such as acrylic resin, vinyl chloride resin, polyester resin, polycarbonate resin and ABS resin. Further, a permeable base material such as a cement base material such as concrete, slate, mortar, calcium silicate-based material, gypsum / slag-based material, wood and paper such as cedar and hinoki constitutes a curable emulsion. It is particularly preferable because an effect of preventing water absorption due to penetration of the silane compound into the substrate and an effect of increasing the adhesion of the coating film to the substrate can be expected. As a method of coating the curable emulsion on the substrate, it may be performed by a generally known method,
Specific examples include spray coating, roller coating, and brush coating. Curing of the curable emulsion can be carried out by drying at room temperature or by heating. Preferred drying conditions are 3 to 14 days at room temperature and 100 to 150 days.
It is about 3 to 30 minutes at ° C.

【0055】[0055]

【作用】本発明の硬化性エマルジョンが優れた耐水密着
性を有する理由の詳細は不明であるが、次の理由による
ものと推定している。即ち、本発明において、単量体
(a) 、単量体(b) 及び界面活性剤(c) からなる硬化性重
合体は、そのアルコキシシリル基同士が加水分解及び縮
合して、3次元網状構造を形成して、得られる塗膜に耐
水性、耐候性、耐酸性及び強靭性を付与する。これと同
時に、シラン化合物(d) は、前記硬化性重合体に比較し
て低分子量であるため、基材に対して浸透性し、この後
の加水分解及び縮合により、基材に疎水層を形成する。
硬化性重合体と、シラン化合物(d) とを単に混合して得
られたエマルジョンを基材上に塗布し硬化させた場合、
基材上にシラン化合物(d) の硬化物を多く含む層と、さ
らにこの上に硬化性重合体の硬化物を多く含む層が形成
され易くなり、これら2つの層が存在するため基材への
耐水密着性が不充分となるものであった。これに対し
て、本発明の硬化性エマルジョンは、シラン化合物(d)
の存在下に硬化性重合体を製造するため、硬化性重合体
エマルジョンのミセル中にシラン化合物(d) を含むもの
(以下第3成分という)の割合が多くなり、この第3成
分は基材上に浸透しながら成膜するため、その結果本発
明の硬化性エマルジョンを基材上に塗布し硬化させた場
合、基材上にシラン化合物(d) の硬化物を多く含む層、
この上に第3成分の硬化物を含む層、さらにこの上に硬
化性重合体の硬化物を多く含む層が適度の傾斜性をもっ
て形成され、基材への耐水密着性に優れたものとなるも
のと推定される。
The details of the reason why the curable emulsion of the present invention has excellent water adhesion resistance are unknown, but it is presumed to be due to the following reasons. That is, in the present invention, the monomer
The curable polymer comprising (a), the monomer (b) and the surfactant (c) is obtained by forming a three-dimensional network structure by hydrolyzing and condensing the alkoxysilyl groups of each other. Provides water resistance, weather resistance, acid resistance and toughness to the film. At the same time, the silane compound (d) has a low molecular weight as compared with the curable polymer, so that the silane compound (d) penetrates into the base material, and by subsequent hydrolysis and condensation, forms a hydrophobic layer on the base material. Form.
When an emulsion obtained by simply mixing a curable polymer and a silane compound (d) is applied to a substrate and cured,
A layer containing a large amount of a cured product of the silane compound (d) and a layer containing a large amount of a cured product of a curable polymer are more likely to be formed on the base material. Was insufficient in water adhesion. In contrast, the curable emulsion of the present invention comprises a silane compound (d)
In order to produce a curable polymer in the presence of a silane compound (d), the proportion of those containing a silane compound (d) in the micelles of the curable polymer emulsion (hereinafter referred to as the third component) increases, When the curable emulsion of the present invention is applied to a substrate and cured as a result, a layer containing a large amount of a cured product of the silane compound (d) on the substrate,
A layer containing a cured product of the third component is further formed thereon, and a layer containing a large amount of a cured product of a curable polymer is further formed thereon with an appropriate gradient, so that the layer has excellent water resistance to a substrate. It is presumed that.

【0056】[0056]

【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より具体的に説明する。尚、実施例及び比較例における
部はすべて重量部であり、実施例における試験方法は以
下に示す通りである。又、ラジカル重合性界面活性剤と
して使用されたアクアロンHS20〔第一工業製薬
(株)、商品名〕は、下記化6で表される化合物であ
る。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. All parts in Examples and Comparative Examples are parts by weight, and test methods in Examples are as shown below. Aqualon HS20 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name) used as a radical polymerizable surfactant is a compound represented by the following chemical formula (6).

【0057】[0057]

【化6】 Embedded image

【0058】○試験方法 各例で得られた硬化性エマルジョンを、スレート板にm
2 当たり200g塗布し、温度25℃で湿度60%の条
件下で14日間乾燥させることにより、以下の塗膜物性
測定用の試験片を作成した。
Test method The curable emulsion obtained in each example was placed on a slate plate
200 g per 2 was applied and dried for 14 days under the condition of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 60% to prepare the following test pieces for measuring coating film properties.

【0059】リコート性試験 スレート板に各種仕上材料をm2当たり100g塗布
し、乾燥後、再び2回目を塗布し、液のはじき等を観察
した。(○:問題なし、△:多少ハジキ発生、×ハジキ
発生)
Recoating property test 100 g of various finishing materials were applied to a slate plate per m 2 , dried and then applied a second time again, and repelling of the liquid was observed. (○: no problem, △: slight repelling, × repelling)

【0060】耐水性試験 25℃のイオン交換水に上記試験片を7日間浸漬後、塗
膜の白化の程度を観察した。(○:変化なし、△:多少
白化、×:完全に白化)
Water resistance test The test piece was immersed in ion-exchanged water at 25 ° C. for 7 days, and the degree of whitening of the coating film was observed. (○: no change, Δ: slightly whitened, ×: completely whitened)

【0061】吸水性 上記試験片の塗装面を下にして25℃のイオン交換水に
7日間半没して、吸水率(重量%)を測定した。
Water Absorption The test piece was immersed in ion-exchanged water at 25 ° C. for seven and a half days with the coated surface facing down, and the water absorption (% by weight) was measured.

【0062】密着性 カッターで1mm角のゴバン目を100切り、セロテー
プにて剥離後、残存する塗膜のます目の数を基準(○:
100〜90、△:90〜50、×:50以下)に評価
した。
Adhesiveness A 100 mm square of 1 mm square was cut with a cutter and peeled off with cellophane tape.
100 to 90, Δ: 90 to 50, ×: 50 or less).

【0063】耐水密着性 カッターで1mm角のゴバン目を100切り、塗装面を
下にして25℃のイオン交換水に7日間半没した後、水
を切り室温で1時間乾燥した塗膜をセロテープにて剥離
後、残存する塗膜のます目の数を基準(○:100〜9
0、△:90〜50、×:50以下)に評価した。
Water-resistant adhesiveness A 100 mm square 1 mm square was cut with a cutter, and the coated surface was immersed in ion-exchanged water at 25 ° C. for 7 days with the coated surface down. The water was cut off and dried at room temperature for 1 hour. After peeling in the above, the number of squares of the remaining coating film was determined as the standard (○: 100 to 9).
0, Δ: 90 to 50, ×: 50 or less).

【0064】耐候性 スガ試験機製のサンシャイン・ウエザーメーターを使用
し、JIS5400の条件で塗膜を強制劣化させ、初期
光沢(60°)に対する2000時間経過後の光沢(6
0°)の保持率により、耐候性を評価した。
Using a sunshine weather meter manufactured by Suga Test Machine, the coating film was forcibly deteriorated under the conditions of JIS 5400, and the gloss (6 hours after the lapse of 2000 hours with respect to the initial gloss (60 °)) was obtained.
(0 °), the weather resistance was evaluated.

【0065】○実施例1 表1に記載の単量体(a) 、単量体(b) 及び界面活性剤
(c) に重合開始剤を1部溶解させ、これをpH緩衝剤と
して炭酸水素ナトリウム0.2部を溶解させた脱イオン
水100部に加え、ホモミキサーで混合した後、さらに
ホモジナイザーを使用し、水性乳化分散体Aを調製し
た。これとは別に、表1に記載の炭酸水素ナトリウム及
び界面活性剤を溶解させた脱イオン水と、表1に記載の
シラン化合物(d) をホモミキサーで混合した後、さらに
ホモジナイザーを使用して、水性乳化分散体Bを調整し
た。撹拌機、温度計及び冷却器を備えたフラスコに脱イ
オン水40部を仕込み、液温を80℃に昇温した後、水
媒体を高速で撹拌しながら、上記の水性乳化分散体A及
び水性乳化分散体Bを2時間かけて滴下した。滴下終了
後、80℃の温度に2時間保持して重合を完結させ、つ
いで室温まで冷却し、硬化性重合体成分とシラン化合物
(d) との割合が2:1の硬化性エマルジョンを製造し
た。この硬化性エマルジョンの評価結果は表2に示す通
りである。
Example 1 Monomer (a), monomer (b) and surfactant described in Table 1
In (c), 1 part of a polymerization initiator was dissolved, and this was added to 100 parts of deionized water in which 0.2 part of sodium hydrogen carbonate was dissolved as a pH buffer, mixed with a homomixer, and further used with a homogenizer. An aqueous emulsified dispersion A was prepared. Separately, deionized water in which sodium bicarbonate and a surfactant shown in Table 1 are dissolved and a silane compound (d) shown in Table 1 are mixed with a homomixer, and further mixed with a homogenizer. And aqueous emulsified dispersion B were prepared. After charging 40 parts of deionized water to a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a cooler, and raising the liquid temperature to 80 ° C., while stirring the aqueous medium at high speed, the aqueous emulsion dispersion A and the aqueous The emulsified dispersion B was added dropwise over 2 hours. After the completion of the dropwise addition, the mixture was kept at a temperature of 80 ° C. for 2 hours to complete the polymerization, and then cooled to room temperature.
A curable emulsion having a ratio of (d) of 2: 1 was produced. The evaluation results of this curable emulsion are as shown in Table 2.

【0066】○実施例2〜同4 表1記載の各成分を使用すること以外は、実施例1と同
様の方法により硬化性エマルジョンを製造した。得られ
た硬化性エマルジョンの評価結果は表2に示す通りであ
る。
Examples 2 to 4 Curable emulsions were produced in the same manner as in Example 1 except that the components shown in Table 1 were used. The evaluation results of the obtained curable emulsion are as shown in Table 2.

【0067】○比較例1 表1記載の各成分を使用し単量体(a) を使用しないこと
以外は、実施例1と同様の方法により硬化性エマルジョ
ンを製造した。得られた硬化性エマルジョンの評価結果
は表2に示す通りである。
Comparative Example 1 A curable emulsion was produced in the same manner as in Example 1 except that the components shown in Table 1 were used and the monomer (a) was not used. The evaluation results of the obtained curable emulsion are as shown in Table 2.

【0068】○比較例2 表1記載の各成分を使用すること以外は、実施例1と同
様の方法により水性乳化分散体Aのみを調製した。これ
を硬化性エマルジョンとした。得られた硬化性エマルジ
ョンの評価結果は表2に示す通りである。
Comparative Example 2 An aqueous emulsified dispersion A alone was prepared in the same manner as in Example 1 except that the components shown in Table 1 were used. This was a curable emulsion. The evaluation results of the obtained curable emulsion are as shown in Table 2.

【0069】○比較例3 表1記載の各成分を使用し界面活性剤(c) を使用せず、
代わりにポリオキシエチレンフェニルエーテル硫酸エス
テル塩を使用して水性乳化分散体Aを調製したこと以外
は、実施例1と同様の方法により硬化性エマルジョンを
製造した。得られた硬化性エマルジョンの評価結果は表
2に示す通りである。
Comparative Example 3 The components shown in Table 1 were used, and no surfactant (c) was used.
A curable emulsion was produced in the same manner as in Example 1 except that the aqueous emulsified dispersion A was prepared using polyoxyethylene phenyl ether sulfate instead. The evaluation results of the obtained curable emulsion are as shown in Table 2.

【0070】○比較例4 表1記載の各成分を使用すること以外は、実施例1と同
様の方法により水性乳化分散体Aを調製し、水性乳化分
散体Aのみを使用して実施例1と同様の条件で重合を行
い、硬化性重合体のエマルジョンを得た。又表2記載の
各成分を使用すること以外は、実施例1と同様の方法に
より水性乳化分散体Bを調製した。硬化性重合体のエマ
ルジョン及び水性乳化分散体Bを混合して、硬化性エマ
ルジョンを製造した。得られた硬化性エマルジョンの評
価結果は表2に示す通りである。
Comparative Example 4 An aqueous emulsified dispersion A was prepared in the same manner as in Example 1 except that the components shown in Table 1 were used. Polymerization was carried out under the same conditions as described above to obtain a curable polymer emulsion. An aqueous emulsified dispersion B was prepared in the same manner as in Example 1 except that the components shown in Table 2 were used. A curable emulsion was prepared by mixing the curable polymer emulsion and the aqueous emulsified dispersion B. The evaluation results of the obtained curable emulsion are as shown in Table 2.

【0071】[0071]

【表1】 [Table 1]

【0072】[0072]

【表2】 [Table 2]

【0073】[0073]

【発明の効果】本発明の硬化性エマルジョンは、保存安
定性に優れ、しかも該エマルジョンの塗膜は、密着性及
び耐候性に優れる上、さらに水の基材への浸透を妨げ、
耐水密着性にも優れるものである。
The curable emulsion of the present invention has excellent storage stability, and the coating film of the emulsion has excellent adhesion and weather resistance, and further impedes the penetration of water into the substrate.
It also has excellent water resistance.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿知波 政史 愛知県名古屋市港区船見町1番地の1東亞 合成株式会社名古屋総合研究所内 (72)発明者 福島 浩一 愛知県名古屋市港区船見町1番地の1東亞 合成株式会社名古屋総合研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masafumi Achinami 1 at Funamicho, Minato-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture Toagosei Co., Ltd. Nagoya Research Institute (72) Inventor Koichi Fukushima 1 Funamicho, Minato-ku, Nagoya-shi, Aichi No. 1 Toagosei Co., Ltd. Nagoya Research Laboratory

Claims (3)

【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
性単量体(a) 、当該単量体(a) と共重合可能なラジカル
重合性単量体(b) 及び下記ラジカル重合性界面活性剤
(c) を、下記加水分解性の官能基を有するシラン化合物
(d) の存在下にラジカル重合させることを特徴とする硬
化性エマルジョンの製造方法。 ○ラジカル重合性界面活性剤(c) :一般式;Z−(A
O)n −Yで表されるラジカル重合性界面活性剤(式
中、Zはラジカル重合性二重結合を有する構成単位、A
Oはオキシアルキレン基、nは2以上の整数、Yはイオ
ン解離性基を示す)。 ○加水分解性の官能基を有するシラン化合物(d) :一般
式;R1 n −Si−(R2 4-n で表されるシラン化合
物の単量体、二量体、三量体又はそのオリゴマー(nは
1,2又は3の整数であり、R1 は安定な疎水性基であ
り、R2 は加水分解性の基である)。
1. A radical polymerizable monomer (a) having an alkoxysilyl group, a radical polymerizable monomer (b) copolymerizable with the monomer (a), and a radical polymerizable surfactant described below.
(c) a silane compound having a hydrolyzable functional group
A method for producing a curable emulsion, which comprises radically polymerizing in the presence of (d). -Radical polymerizable surfactant (c): General formula; Z- (A
O) a radically polymerizable surfactant represented by n-Y (wherein Z is a structural unit having a radically polymerizable double bond;
O represents an oxyalkylene group, n represents an integer of 2 or more, and Y represents an ion dissociable group. ○ Silane compound (d) having a hydrolyzable functional group: a monomer, dimer, trimer or silane compound represented by the general formula: R 1 n —Si— (R 2 ) 4-n The oligomer (n is an integer of 1, 2, or 3, R 1 is a stable hydrophobic group, and R 2 is a hydrolyzable group).
【請求項2】重合開始剤として油溶解性ラジカル重合開
始剤を使用し、アルコキシシリル基を有するラジカル重
合性単量体(a) 、当該単量体(a) と共重合可能なラジカ
ル重合性単量体(b) 及び油溶性ラジカル重合開始剤を、
ラジカル重合性界面活性剤(c) の存在下に水性媒体中で
乳化分散させる工程[A] と、界面活性剤の存在下に加水
分解性の官能基を有するシラン化合物(d) を水性媒体中
で乳化分散させる工程[B] とを含み、工程[A] 及び工程
[B] で得られた水性乳化分散体を混合してラジカル重合
させることを特徴とする請求項1記載の硬化性エマルジ
ョンの製造方法。
2. Use of an oil-soluble radical polymerization initiator as a polymerization initiator, a radical polymerizable monomer (a) having an alkoxysilyl group, and a radical polymerizable monomer copolymerizable with the monomer (a). Monomer (b) and an oil-soluble radical polymerization initiator,
A step [A] of emulsifying and dispersing in an aqueous medium in the presence of a radically polymerizable surfactant (c), and a silane compound (d) having a hydrolyzable functional group in an aqueous medium in the presence of the surfactant. [A] and the step [A]
2. The method for producing a curable emulsion according to claim 1, wherein the aqueous emulsion dispersion obtained in [B] is mixed and subjected to radical polymerization.
【請求項3】工程[A] 及び工程[B] で得られた水性乳化
分散体を、加熱された水性媒体中に別々に供給しラジカ
ル重合させることを特徴とする請求項2記載の硬化性エ
マルジョンの製造方法。
3. The curable composition according to claim 2, wherein the aqueous emulsified dispersions obtained in the step [A] and the step [B] are separately supplied into a heated aqueous medium and subjected to radical polymerization. A method for producing an emulsion.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001302920A (en) * 2000-02-16 2001-10-31 Jsr Corp Aqueous dispersion, its production method and coated product
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JP2023035038A (en) * 2021-08-31 2023-03-13 東洋インキScホールディングス株式会社 Binder for non-aqueous secondary battery separator, resin composition for non-aqueous secondary battery separator, non-aqueous secondary battery separator, and non-aqueous secondary battery

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