JPH10195142A - Production of aqueous reactive resin dispersion - Google Patents

Production of aqueous reactive resin dispersion

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JPH10195142A
JPH10195142A JP1191397A JP1191397A JPH10195142A JP H10195142 A JPH10195142 A JP H10195142A JP 1191397 A JP1191397 A JP 1191397A JP 1191397 A JP1191397 A JP 1191397A JP H10195142 A JPH10195142 A JP H10195142A
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meth
reactive resin
acrylate
carboxyl group
polymer
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Eiichi Okazaki
栄一 岡崎
J Deyoung Douglas
ジェイ デヤング ダグラス
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an industrially advantageous method for producing an aqueous reactive resin dispersion which is excellent in storage stability, free from discoloration and excellent in workability and can give cured films excellent in water resistance. SOLUTION: A polymer obtained by polymerizing at 150-310 deg.C at least one (meth)acrylate having at least one carboxyl group and optionally at least one monomer having at least one ethylenic unsaturation and having an acid value of 50-500, a number-average molecular weight of 1,000-15,000 and having (meth) acryloyl groups and carboxyl groups is dissolved or dispersed in an alkaline aqueous medium, and a (meth)acrylate having one epoxy group is reacted with the polymer by an addition reaction.

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、電子線或いは紫外
線等の活性エネルギー線の照射により、又は常温或いは
加熱によって硬化可能な反応性樹脂水分散体の製造方法
に関するものであり、本発明により製造される反応性樹
脂水分散体は、塗料、印刷インキ、接着剤、充填剤、成
形材料及びレジスト等として、各種産業分野において有
用なものである。尚、本明細書においては、アクリレー
ト及び/又はメタクリレートを(メタ)アクリレート
と、アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基を(メ
タ)アクリロイル基と、アクリル酸及び/又はメタクリ
ル酸を(メタ)アクリル酸と表す。又、酸価の単位はm
gKOH/gで、固形分換算で示す。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an aqueous dispersion of a reactive resin which can be cured by irradiation with an active energy ray such as an electron beam or an ultraviolet ray, or at room temperature or by heating. The reactive resin aqueous dispersion to be used is useful in various industrial fields as a paint, a printing ink, an adhesive, a filler, a molding material, a resist and the like. In the present specification, acrylate and / or methacrylate are represented by (meth) acrylate, acryloyl group and / or methacryloyl group are represented by (meth) acryloyl group, and acrylic acid and / or methacrylic acid are represented by (meth) acrylic acid. . The unit of the acid value is m
It is shown in gKOH / g in terms of solid content.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、各種産業等で使用する有機溶剤、
洗浄剤等が大気中に放出されることによる地球規模での
大気汚染が進み、生物への影響が懸念されている。この
ため、各種塗料、インキ及び接着剤等の用途に使用する
樹脂組成物において、水性化による無溶剤化の試みがな
されている。反応性樹脂の水性化の方法の一つとして、
カルボキシル基を有する重合体にエポキシ基及び不飽和
基を有する化合物を付加反応させ、重合体に反応性基で
ある不飽和基を導入して、カルボキシル基及び不飽和基
を有する反応性樹脂を製造し、当該樹脂をアルカリによ
り中和し、又場合によっては乳化剤を使用して、水中又
はアルコール等の有機溶剤含有水溶液中に懸濁又は乳化
させる方法がある(以下A法という、特開昭51−17
922号、同51−23531号)。又、この他の方法
として、界面活性剤の存在下、水中でカルボキシル基を
有する重合体を製造し、得られた重合体にエポキシ基及
び不飽和基を有する化合物を付加反応させる方法もある
(以下B法という、特開平6−211950号)。
2. Description of the Related Art In recent years, organic solvents used in various industries, etc.,
Air pollution on a global scale due to the release of detergents and the like into the atmosphere has progressed, and there is a concern about the effects on living organisms. For this reason, attempts have been made to make the resin compositions used for various paints, inks, adhesives and the like solvent-free by making them water-based. As one method of making the reactive resin aqueous,
Addition reaction of a compound having an epoxy group and an unsaturated group to a polymer having a carboxyl group to introduce an unsaturated group, which is a reactive group, into the polymer to produce a reactive resin having a carboxyl group and an unsaturated group There is a method in which the resin is neutralized with an alkali and, if necessary, suspended or emulsified in water or an aqueous solution containing an organic solvent such as an alcohol using an emulsifier (hereinafter referred to as a method A; -17
No. 922 and No. 51-23531). As another method, there is a method of producing a polymer having a carboxyl group in water in the presence of a surfactant, and subjecting the obtained polymer to an addition reaction with a compound having an epoxy group and an unsaturated group ( The method B is hereinafter referred to as JP-A-6-212950).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記A法の場合、カル
ボキシル基を有する重合体にエポキシ基及び不飽和基を
有する化合物を付加させる反応は、親水性を有するアル
コールやケトン等の溶剤中で有機アミン等の触媒を使用
して行われているが、当該反応は反応性が十分でなく、
反応に長時間を要すものであった。反応性を高めるため
には、有機アミン等の触媒の量を増加させる方法もある
が、この場合は触媒の量が多くなるために、触媒がカル
ボキシル基を有する重合体と多量に塩を形成してしま
い、得られる付加物が溶剤に溶解し難くなるという問題
を有するものであった。又得られる反応性樹脂を水性化
する際には、そこに含まれる溶剤を蒸発等により除去す
る操作が必要であるだけでなく、反応性樹脂から溶剤を
完全に留去することが困難であり、このため製品が臭気
を有するものとなったり、又溶剤をできるだけ留去しよ
うとすればそのために長時間を要することになり、その
結果反応性樹脂はその硬化反応を助長する嫌気的雰囲気
に長時間さらされるため最終製品の保存安定性が悪化し
たり、又着色したりすることがあった。又、B法の場
合、得られる反応性樹脂水分散液は、その液中に界面活
性剤を含むため、反応性樹脂の硬化膜が耐水性に劣るも
のであった。本発明者らは、製品の保存安定性に優れ、
着色もなく、又硬化性、作業性に優れ、その硬化膜が耐
水性に優れた反応性樹脂水分散体の工業的に有利な製造
方法について鋭意検討を行ったのである。
In the above method A, the reaction of adding a compound having an epoxy group and an unsaturated group to a polymer having a carboxyl group is carried out in a solvent such as a hydrophilic alcohol or ketone. Although the reaction is carried out using a catalyst such as an amine, the reaction is not sufficiently reactive,
The reaction required a long time. In order to increase the reactivity, there is a method of increasing the amount of a catalyst such as an organic amine.However, in this case, since the amount of the catalyst increases, the catalyst forms a large amount of salt with a polymer having a carboxyl group. This has the problem that the resulting adduct is difficult to dissolve in the solvent. In addition, when the obtained reactive resin is made aqueous, not only the operation of removing the solvent contained therein by evaporation or the like is necessary, but also it is difficult to completely remove the solvent from the reactive resin. As a result, the product has an odor, and it takes a long time to remove the solvent as much as possible. As a result, the reactive resin is exposed to an anaerobic atmosphere which promotes the curing reaction. Due to exposure for a long time, the storage stability of the final product may be deteriorated, or the product may be colored. In the case of Method B, the resulting aqueous dispersion of the reactive resin contains a surfactant in the liquid, so that the cured film of the reactive resin has poor water resistance. The present inventors have excellent storage stability of the product,
The inventor has conducted intensive studies on an industrially advantageous method for producing an aqueous dispersion of a reactive resin having no coloring, having excellent curability and workability, and having a cured film having excellent water resistance.

【0004】[0004]

【問題点を解決するための手段】本発明者らは、上記課
題を解決するため鋭意検討した結果、特定のカルボキシ
ル基を有する重合体を使用し、特定の方法により反応性
樹脂を製造することが有効であることを見出し、本発明
を完成した。以下、本発明を詳細に説明する。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, have found that a polymer having a specific carboxyl group is used and a reactive resin is produced by a specific method. Was found to be effective, and the present invention was completed. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0005】[0005]

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

○(メタ)アクリロイル基及びカルボキシル基を有する
重合体 本願発明の製造方法においては、反応性樹脂の骨格とな
る重合体として、1個以上のカルボキシル基を有する
(メタ)アクリレート〔以下カルボキシル基含有(メ
タ)アクリレートという〕の1種以上、又は該(メタ)
アクリレートとこれ以外の1個のエチレン性不飽和基を
有する単量体(以下エチレン性不飽和単量体という)の
1種類以上とを、特定の条件下で重合して得られる(メ
タ)アクリロイル基及びカルボキシル基を有する重合体
(以下単にカルボキシル基含有重合体という)を使用す
る。
(Polymer having (meth) acryloyl group and carboxyl group) In the production method of the present invention, as a polymer serving as a skeleton of the reactive resin, a (meth) acrylate having one or more carboxyl groups [hereinafter referred to as a carboxyl group-containing ( Meth) acrylate] or (meth)
(Meth) acryloyl obtained by polymerizing acrylate and one or more other monomers having one ethylenically unsaturated group (hereinafter referred to as ethylenically unsaturated monomers) under specific conditions A polymer having a group and a carboxyl group (hereinafter simply referred to as a carboxyl group-containing polymer) is used.

【0006】カルボキシル基含有(メタ)アクリレート
としては、種々のものが使用でき、例えば、(メタ)ア
クリル酸、クロトン酸、桂皮酸又は(メタ)アクリル酸
等の不飽和カルボン酸のマイケル付加反応生成物である
2量体以上のオリゴマー、ω- カルボキシポリカプロラ
クトンモノ(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロ
キシエチル(メタ)アクリレート及びコハク酸モノヒド
ロキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
Various carboxyl group-containing (meth) acrylates can be used. For example, a Michael addition reaction of an unsaturated carboxylic acid such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid or (meth) acrylic acid can be used. And ω-carboxypolycaprolactone mono (meth) acrylate, monohydroxyethyl phthalate (meth) acrylate and monohydroxyethyl succinate (meth) acrylate.

【0007】カルボキシル基含有重合体は、カルボキシ
ル基含有(メタ)アクリレートの単独重合体或いは共重
合体であっても、又このカルボキシル基含有(メタ)ア
クリレートとエチレン性不飽和単量体との共重合体であ
っても良い。エチレン性不飽和単量体は、前記カルボキ
シル基含有(メタ)アクリレート以外のものであれば種
々のものが使用でき、例えば、スチレン、α−メチルス
チレン、(メタ)アクリロニトリル、酢酸ビニル及び
(メタ)アクリレート等が挙げられる。(メタ)アクリ
レートの具体的としては、メチル(メタ)アクリレー
ト、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アク
リレート、イソブチル(メタ)アクリレート及び2−エ
チルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メ
タ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレー
ト等の脂環式アルキル(メタ)アクリレート、ベンジル
(メタ)アクリレート等の置換アリール(メタ)アクリ
レート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート及び
2−エトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコシ
キ(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリ
レート、並びにヒドロキシエチル(メタ)アクリレート
及びヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒド
ロキシアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。
The carboxyl group-containing polymer may be a homopolymer or a copolymer of a carboxyl group-containing (meth) acrylate, or may be a copolymer of the carboxyl group-containing (meth) acrylate and an ethylenically unsaturated monomer. It may be a polymer. As the ethylenically unsaturated monomer, various ones other than the above-mentioned carboxyl group-containing (meth) acrylate can be used. For example, styrene, α-methylstyrene, (meth) acrylonitrile, vinyl acetate, and (meth) Acrylate and the like. Specific examples of (meth) acrylate include alkyl (meth) acrylates such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and cyclohexyl. Alicyclic alkyl (meth) acrylates such as (meth) acrylate, substituted aryl (meth) acrylates such as benzyl (meth) acrylate, and alkoxy (such as 2-methoxyethyl (meth) acrylate and 2-ethoxyethyl (meth) acrylate) Examples include meth) acrylates, isobornyl (meth) acrylates, and hydroxyalkyl (meth) acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate and hydroxypropyl (meth) acrylate.

【0008】カルボキシル基含有(メタ)アクリレート
とエチレン性不飽和単量体との共重合割合は、得られる
カルボキシル基含有重合体の酸価が、以下に示す酸価を
満たす値となることを条件として、任意である。
The copolymerization ratio of the carboxyl group-containing (meth) acrylate and the ethylenically unsaturated monomer is determined on condition that the acid value of the obtained carboxyl group-containing polymer is a value satisfying the following acid value. Is optional.

【0009】本発明で使用するカルボキシル基含有重合
体は、その酸価が50〜500である必要があり、好ま
しくは100〜300である。酸価が50より小さい
と、後記する1個のエポキシ基を有する(メタ)アクリ
レート〔以下エポキシ基含有(メタ)アクリレートとい
う〕との付加反応に際し、アルカリ性の水性媒体に対す
るカルボキシル基含有重合体の溶解性又は分散性が不充
分なため、付加反応性が低下したり、又は溶解或いは分
散に時間を要するという問題がある。カルボキシル基含
有重合体の溶解性又は分散性を改善する手段として、水
溶液又は分散液中のカルボキシル基含有重合体の固形分
濃度を下げる方法もあるが、この時は得られる反応性樹
脂水分散体が水媒体を多量に含有するため、乾燥性に劣
るものとなってしまう。一方、酸価が500より高い
と、得られる反応性樹脂水分散体の粘度が高くなってし
まう。
The carboxyl group-containing polymer used in the present invention must have an acid value of 50 to 500, preferably 100 to 300. If the acid value is less than 50, the dissolution of the carboxyl group-containing polymer in an alkaline aqueous medium during the addition reaction with (meth) acrylate having one epoxy group (hereinafter referred to as epoxy group-containing (meth) acrylate) described below. However, there is a problem that the addition reactivity is reduced or the dissolution or dispersion takes time due to insufficient properties or dispersibility. As a means for improving the solubility or dispersibility of the carboxyl group-containing polymer, there is also a method of lowering the solid concentration of the carboxyl group-containing polymer in the aqueous solution or dispersion, but in this case, the obtained reactive resin aqueous dispersion is obtained. However, since it contains a large amount of aqueous medium, it has poor drying properties. On the other hand, when the acid value is higher than 500, the viscosity of the obtained reactive resin aqueous dispersion becomes high.

【0010】カルボキシル基含有重合体の数平均分子量
は、1,000〜15,000である必要があり、好ま
しくは2,000〜10,000である。この値が1,
000より小さいと、得られる反応性樹脂は基材との接
着力、密着性が劣るものとなってしまい、又その塗膜の
強度が十分なものではない。他方、この値が15,00
0を超える場合は、酸価が50より小さい場合と同様
に、アルカリ性の水性媒体に対する溶解性又は分散性が
乏しくなってしまう。カルボキシル基含有重合体の固形
分濃度を下げれば、溶解性又は分散性を改善することも
可能であるが、得られる反応性樹脂水分散体が乾燥性に
劣るものとなってしまう。さらにこのような数平均分子
量が高いカルボキシル基含有重合体は、エポキシ基含有
(メタ)アクリレートとの反応性に劣るため、反応性樹
脂への(メタ)アクリロイル基の導入割合が不充分とな
り、得られる反応性樹脂が硬化性に劣り、又その塗膜の
硬度及び強度が低下してしまう。又、本発明において
は、該共重合体の数平均分子量(Mn)に対する重量平
均分子量(Mw)の割合である多分散度(Mw/Mn)
が、3以下のものを使用することが好ましく、より好ま
しくは2.5以下である。多分散度がこの範囲にあるカ
ルボキシル基含有重合体は、アルカリ性の水性媒体中へ
の溶解性に優れ、又低粘度の反応性樹脂水分散体を製造
するのに特に適している。尚、本発明において、数平均
分子量及び重量平均分子量とは、溶媒としてテトラヒド
ロフランを使用し、ゲルパーミュエーションクロマトグ
ラフィ(以下GPCと略す)により測定した分子量をポ
リスチレンの分子量を基準にして換算した値である。
The number average molecular weight of the carboxyl group-containing polymer must be 1,000 to 15,000, preferably 2,000 to 10,000. If this value is 1,
If the molecular weight is smaller than 000, the resulting reactive resin will have poor adhesion and adhesion to the substrate, and the coating film will not have sufficient strength. On the other hand, if this value is 15,000
When it exceeds 0, the solubility or dispersibility in an alkaline aqueous medium becomes poor as in the case where the acid value is less than 50. If the solid content of the carboxyl group-containing polymer is lowered, the solubility or dispersibility can be improved, but the resulting reactive resin aqueous dispersion becomes poor in drying property. Further, such a carboxyl group-containing polymer having a high number average molecular weight is inferior in reactivity with an epoxy group-containing (meth) acrylate, so that the ratio of (meth) acryloyl groups introduced into the reactive resin becomes insufficient. The resulting reactive resin is inferior in curability, and the hardness and strength of the coating film decrease. In the present invention, the polydispersity (Mw / Mn), which is the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the copolymer, is used.
However, it is preferable to use one having 3 or less, more preferably 2.5 or less. A carboxyl group-containing polymer having a polydispersity in this range has excellent solubility in an alkaline aqueous medium, and is particularly suitable for producing a low-viscosity reactive resin aqueous dispersion. In the present invention, the number average molecular weight and the weight average molecular weight are values obtained by using tetrahydrofuran as a solvent and converting the molecular weight measured by gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC) based on the molecular weight of polystyrene. is there.

【0011】本発明では、カルボキシル基含有重合体と
して、カルボキシル基含有(メタ)アクリレート、又は
当該(メタ)アクリレートとエチレン性不飽和単量体と
を、150〜310℃の高温で重合したものを使用し、
好ましくは高温連続重合したものを使用する。この高温
連続重合法によれば、従来の溶液重合により得られるも
のより多分散度の低い重合体を得ることができる他、熱
重合開始剤を用いる必要がないか、又は熱重合開始剤を
用いる場合でも少量の使用で目的の分子量のカルボキシ
ル基含有重合体が得られるため、熱や光によりラジカル
種を発生するような不純物をほとんど含有しない純度の
高いカルボキシル基含有重合体が得られるので、後で述
べるカルボキシル基含有重合体とエポキシ基含有(メ
タ)アクリレートとの付加反応を安定に行うことがで
き、最終的に得られる反応性樹脂水分散体が保存安定性
に優れ、さらにその塗膜が耐候性に優れたものとなる。
In the present invention, a carboxyl group-containing (meth) acrylate or a polymer obtained by polymerizing the (meth) acrylate with an ethylenically unsaturated monomer at a high temperature of 150 to 310 ° C. is used as the carboxyl group-containing polymer. use,
Preferably, those obtained by continuous high-temperature polymerization are used. According to this high-temperature continuous polymerization method, it is possible to obtain a polymer having a lower polydispersity than that obtained by conventional solution polymerization, and it is not necessary to use a thermal polymerization initiator or use a thermal polymerization initiator. Even in this case, since a carboxyl group-containing polymer having a target molecular weight can be obtained with a small amount of use, a highly pure carboxyl group-containing polymer containing almost no impurities that generate radical species by heat or light can be obtained. The addition reaction between the carboxyl group-containing polymer and the epoxy group-containing (meth) acrylate described in the above can be performed stably, and the finally obtained reactive resin aqueous dispersion has excellent storage stability. It has excellent weather resistance.

【0012】高温連続重合法については既にいくつかの
提案がなされており、例えば特開昭57−502171
号、同59−6207号及び同60−215007号等
に開示された公知の方法に従えばよい。例えば、加圧可
能な反応器を溶媒で満たし、加圧下で所定温度に設定し
た後、カルボキシル基含有(メタ)アクリレート、当該
(メタ)アクリレートとエチレン性不飽和単量体、又は
これらと必要に応じて重合溶媒とからなる単量体混合物
を一定の供給速度で反応器へ供給し、単量体混合物の供
給量に見合う量の反応液を抜き出す方法が挙げられる。
重合溶媒を使用する場合において、反応開始時に反応器
に仕込む溶媒と単量体混合物に混合する重合溶媒は同一
であっても異なっていてもよい。溶媒又は重合溶媒とし
ては、脂肪族炭化水素、トルエン、キシレン、クメン及
びエチルベンゼン等の芳香族炭化水素、ブチルセロソル
ブ等のセロソルブ及びカルビトール等のグリコールエー
テル、エチレングリコールジメチルエーテル等のグライ
ム及びジエチレングリコールジメチルエーテル等のジグ
ライム等のエーテル、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソ
ルブアセテート、メチルプロピレングリコールアセテー
ト、カルビトールアセテート及びエチルカルビトールア
セテート等の酢酸エステル、アセトン及びメチルエチル
ケトン等のケトン、ヘキサノール、デカノール、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール及びブチレングリ
コール等の脂肪族アルコール、ベンジルアルコール及び
トルエンアルコール等の芳香族アルコール、並びにジエ
チレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピ
レングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロ
ピレングリコール、テトラメチレングリコール及びポリ
テトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコー
ルを使用することができる。重合溶媒の使用割合として
は、単量体混合物100重量部に対して200重量部以
下であることが好ましい。又、単量体混合物には、必要
に応じて、熱重合開始剤を混合することもでき、この場
合に使用できる熱重合開始剤は、特に限定されないが、
アゾニトリル系の開始剤及び過酸化物系の開示剤等が挙
げられる。アゾニトリル系の開始剤としては、2,2'−ア
ゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾビス(2-メチル
ブチロニトリル)及び2,2'−アゾビス(2,4-ジメチルバ
レロニトリル)等が挙げられ、過酸化物系の開示剤とし
ては、過酸化水素、ジ−t−ブチルパーオキサイド及び
ベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。熱重合開始
剤を単量体混合物に配合する場合の配合量としては、単
量体混合物100重量部に対して0.001〜5重量部
とすることが好ましい。反応温度は、150〜310℃
でなければならない。150℃に満たない場合には、得
られる重合体の分子量が大きくなりすぎたり、反応速度
が遅くなってしまう等の問題があり、他方310℃を超
える場合には、分解反応が発生して反応液に着色が見ら
れたり、後で述べる付加反応が不安定になったり、得ら
れる反応性樹脂が不安定になる。圧力は反応に影響を及
ぼさず、反応温度と使用する単量体混合物及び溶媒の沸
点に依存するもので、前記反応温度を維持できる圧力で
あればよい。単量体混合物の滞留時間は、2〜60分で
あることが好ましい。滞留時間が2分に満たない場合
は、未反応単量体が多くなってしまい、カルボキシル基
含有重合体の収率が低下することがあり、他方滞留時間
が60分を超えると、生産性の低下を招く。
Some proposals have already been made for the high-temperature continuous polymerization method, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-502171.
And the known methods disclosed in JP-A-59-6207 and JP-A-60-215007. For example, after filling a pressurizable reactor with a solvent and setting a predetermined temperature under pressure, a carboxyl group-containing (meth) acrylate, the (meth) acrylate and an ethylenically unsaturated monomer, or an Accordingly, there is a method in which a monomer mixture comprising a polymerization solvent is supplied to the reactor at a constant supply rate, and an amount of the reaction solution corresponding to the supply amount of the monomer mixture is withdrawn.
When a polymerization solvent is used, the solvent charged into the reactor at the start of the reaction and the polymerization solvent mixed with the monomer mixture may be the same or different. As the solvent or polymerization solvent, aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, cumene and ethylbenzene, cellosolves such as butyl cellosolve and glycol ethers such as carbitol, glymes such as ethylene glycol dimethyl ether and diglymes such as diethylene glycol dimethyl ether Such as ethers, ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, methyl propylene glycol acetate, carbitol acetate and ethyl carbitol acetate, etc., ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, hexanol, decanol, ethylene glycol, propylene glycol and butylene glycol Such as aliphatic alcohols, aromatic alcohols such as benzyl alcohol and toluene alcohol, and Ethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, can be used polyalkylene glycols such as tetramethylene glycol and polytetramethylene glycol. The usage ratio of the polymerization solvent is preferably 200 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the monomer mixture. Also, the monomer mixture, if necessary, can be mixed with a thermal polymerization initiator, the thermal polymerization initiator that can be used in this case is not particularly limited,
Examples include an azonitrile initiator and a peroxide-based initiator. Azonitrile-based initiators include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) And the like, and peroxide-based dispersing agents include hydrogen peroxide, di-t-butyl peroxide, benzoyl peroxide and the like. When the thermal polymerization initiator is blended with the monomer mixture, the amount is preferably 0.001 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer mixture. Reaction temperature is 150-310 ° C
Must. If the temperature is lower than 150 ° C., there are problems such as the molecular weight of the obtained polymer being too large and the reaction rate being slow. The liquid is colored, the addition reaction described later becomes unstable, and the obtained reactive resin becomes unstable. The pressure does not affect the reaction and depends on the reaction temperature and the boiling point of the monomer mixture and the solvent to be used. Any pressure may be used as long as the reaction temperature can be maintained. The residence time of the monomer mixture is preferably 2 to 60 minutes. When the residence time is less than 2 minutes, the amount of unreacted monomers increases, and the yield of the carboxyl group-containing polymer may decrease. On the other hand, when the residence time exceeds 60 minutes, the productivity may be reduced. Causes a decline.

【0013】○反応性樹脂水分散体の製造方法 本発明の製造方法は、前記重合体をアルカリ性の水媒体
中に溶解又は分散させ、エポキシ基含有(メタ)アクリ
レートのエポキシ基を、前記重合体のカルボキシル基に
付加反応させるものである。本発明においては、当該付
加反応を有機溶剤中ではなく、アルカリ性の水媒体中で
行う。水中では付加反応の触媒として働くアルカリ成分
を高濃度で存在させることができるため、水媒体中の付
加反応は有機溶剤中での反応と比較して格段に速く、又
付加反応で得られる反応性樹脂は分散体として得られる
から、粘度が低く、塗工性に優れるものである。さら
に、有機溶剤中でエポキシ基含有(メタ)アクリレート
を付加反応させ、その後溶剤を除去した後水に分散させ
て反応性樹脂水分散体を製造する方法に比較して、本発
明では反応性樹脂が一段で水分散体として得られるた
め、得られる反応性樹脂水分散体が臭気及び着色等の問
題がないものである。
A method for producing an aqueous dispersion of a reactive resin In the production method of the present invention, the polymer is dissolved or dispersed in an alkaline aqueous medium, and the epoxy group of the epoxy group-containing (meth) acrylate is converted to the polymer. Is subjected to an addition reaction to the carboxyl group. In the present invention, the addition reaction is performed not in an organic solvent but in an alkaline aqueous medium. Since high concentrations of alkali components that act as catalysts for addition reactions in water can be present, addition reactions in aqueous media are much faster than reactions in organic solvents, and the reactivity obtained in addition reactions Since the resin is obtained as a dispersion, the resin has low viscosity and excellent coatability. Furthermore, compared with a method of producing an aqueous dispersion of a reactive resin by adding an epoxy group-containing (meth) acrylate in an organic solvent and then removing the solvent and then dispersing the same in water, the present invention provides a reactive resin dispersion. Is obtained as a water dispersion in one step, and thus the obtained reactive resin water dispersion has no problems such as odor and coloring.

【0014】当該製造方法は、種々の方法が採用でき、
例えば、アルカリ性の水性媒体に、カルボキシル基含有
重合体を溶解又は分散させ、当該水溶液又は分散液に、
エポキシ基含有(メタ)アクリレートを添加して、加熱
撹拌する方法が挙げられる。この場合の反応温度として
は、60℃〜100℃が好ましい。当該付加反応によ
り、カルボキシル基含有重合体がアルカリ性の水性媒体
に溶解している場合は、反応性樹脂となって水中に分散
するようになり、アルカリ性の水性媒体に分散している
場合は、反応性樹脂となってそのまま水中で分散状態を
維持する。
As the manufacturing method, various methods can be adopted.
For example, a carboxyl group-containing polymer is dissolved or dispersed in an alkaline aqueous medium, and the aqueous solution or dispersion is
A method in which an epoxy group-containing (meth) acrylate is added, followed by heating and stirring. The reaction temperature in this case is preferably from 60C to 100C. By the addition reaction, when the carboxyl group-containing polymer is dissolved in an alkaline aqueous medium, it becomes a reactive resin and becomes dispersed in water, and when the polymer is dispersed in an alkaline aqueous medium, the reaction proceeds. The resin is maintained in a dispersed state in water as it is.

【0015】本願発明の製造方法において、カルボキシ
ル基含有重合体のカルボキシル基に付加反応させるエポ
キシ基含有(メタ)アクリレートとしては、グリシジル
(メタ)アクリレートが、得られる反応性樹脂が、分子
中に存在する(メタ)アクリロイル基の割合が高いもの
となり、反応性に優れるため好ましい。
In the production method of the present invention, glycidyl (meth) acrylate is used as the epoxy group-containing (meth) acrylate to be added to the carboxyl group of the carboxyl group-containing polymer, and the reactive resin obtained is present in the molecule. The ratio of the (meth) acryloyl group is high and the reactivity is excellent, which is preferable.

【0016】カルボキシル基含有重合体中のカルボキシ
ル基に対する、エポキシ基含有(メタ)アクリレートの
反応割合は、付加反応後の反応性樹脂の酸価が、20〜
200となる割合が好ましい。付加反応後の反応性樹脂
の酸価が20に満たない場合は、得られる反応性樹脂水
分散体の分散性が十分でなく、樹脂分が凝集したり、沈
殿する場合がある。又酸価が200を越える場合は、生
成した反応性樹脂が、水中に分散せずに溶解してしま
い、従って粘度が高く扱いづらいものになってしまう。
水分散体の粘度が高くなった場合には、反応性樹脂の固
形分を低下させることにより粘度を下げることもできる
が、当該水分散体は乾燥性が十分でなくなる。
The reaction ratio of the epoxy group-containing (meth) acrylate to the carboxyl group in the carboxyl group-containing polymer is such that the acid value of the reactive resin after the addition reaction is 20 to 20.
A ratio of 200 is preferred. When the acid value of the reactive resin after the addition reaction is less than 20, the dispersibility of the resulting aqueous dispersion of the reactive resin is not sufficient, and the resin component may aggregate or precipitate. On the other hand, when the acid value exceeds 200, the produced reactive resin is dissolved without dispersing in water, so that the viscosity is so high that it is difficult to handle.
When the viscosity of the water dispersion becomes high, the viscosity can be lowered by lowering the solid content of the reactive resin, but the water dispersion becomes insufficient in drying property.

【0017】反応媒体として使用するアルカリ性の水性
媒体において、アルカリの種類としては種々のものが使
用でき、例えばアンモニア、有機アミン及び水酸化ナト
リウム等の無機塩基等が挙げられるが、乾燥時に塗膜中
から蒸発飛散して、得られる塗膜の耐水性を維持するこ
とができることから、アンモニア及び低分子量有機アミ
ンが好ましい。低分子量有機アミンとしては、トリメチ
ルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン等のト
リアルキルアミン類、N,N−ジメチルエタノールアミ
ン、N−メチルジエタノールアミン及びトリエタノール
アミン等のヒドロキシアルキルアミン類が使用できる。
In the alkaline aqueous medium used as the reaction medium, various kinds of alkalis can be used, and examples thereof include ammonia, organic amines and inorganic bases such as sodium hydroxide. Ammonia and low-molecular-weight organic amines are preferred because they can be evaporated and scattered from and maintain the water resistance of the resulting coating film. As the low molecular weight organic amine, trialkylamines such as trimethylamine, triethylamine and tributylamine, and hydroxyalkylamines such as N, N-dimethylethanolamine, N-methyldiethanolamine and triethanolamine can be used.

【0018】アルカリ性の水性媒体中のアルカリ成分の
濃度としては、カルボキシル基含有重合体中のカルボキ
シル基の全量に対して、アルカリ成分が30〜70モル
%となる割合が好ましい。この割合が30モル%に満た
ない場合は、カルボキシル基含有重合体が水性媒体中に
溶解又は分散し難くなる場合があり、他方70モル%を
越える場合は、得られる反応性樹脂水分散体にアルカリ
成分として使用したアンモニア又はアミンの臭気が残る
場合がある。付加反応におけるアルカリ性の水性媒体の
使用量は、得られる反応性樹脂水分散体の固形分濃度が
10〜60重量%となる量が好ましい。
The concentration of the alkali component in the alkaline aqueous medium is preferably such that the alkali component accounts for 30 to 70 mol% based on the total amount of the carboxyl groups in the carboxyl group-containing polymer. When this proportion is less than 30 mol%, the carboxyl group-containing polymer may be difficult to dissolve or disperse in an aqueous medium, while when it exceeds 70 mol%, the resulting reactive resin aqueous dispersion may be difficult to dissolve or disperse. The odor of ammonia or amine used as an alkali component may remain. The amount of the alkaline aqueous medium used in the addition reaction is preferably such that the solid content concentration of the obtained reactive resin aqueous dispersion is 10 to 60% by weight.

【0019】アルカリ性の水性媒体中のアルカリ成分が
触媒として働き、付加反応が進行するが、必要に応じて
さらに触媒を添加することができる。当該触媒の例とし
ては、N,N−ジメチルベンジルアミン及びN,N−ジ
メチルアニリン等の高分子量3級アミン類;テトラジエ
チルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウム
ブロミド及びベンジルトリメチルアンモニウムクロリド
等の4級アンモニウム塩類;ジエチルアンモニウムクロ
リド等の2級アミンの塩酸塩類;並びにトリフェニルホ
スフィン等のリン化合物類等が挙げられる。これら触媒
の好ましい添加量は、反応液中の固形分に対して、0.
1〜10重量%であり、より好ましくは0.1〜5重量
%である。
The alkali component in the alkaline aqueous medium functions as a catalyst, and the addition reaction proceeds, but a catalyst can be further added if necessary. Examples of the catalyst include high molecular weight tertiary amines such as N, N-dimethylbenzylamine and N, N-dimethylaniline; and quaternary ammonium salts such as tetradiethylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide and benzyltrimethylammonium chloride. Hydrochlorides of secondary amines such as diethylammonium chloride; and phosphorus compounds such as triphenylphosphine. The preferable addition amount of these catalysts is 0.1 to the solid content in the reaction solution.
It is 1 to 10% by weight, more preferably 0.1 to 5% by weight.

【0020】当該付加反応では、反応を安定に行うため
に、ハイドロキノン及びハイドロキノンモノメチルエー
テル等の重合禁止剤を添加したり、分子状酸素を吹き込
むことが好ましい。重合禁止剤を使用する場合は、反応
液に対して10wtppm〜2重量%が好ましい。
In the addition reaction, it is preferable to add a polymerization inhibitor such as hydroquinone and hydroquinone monomethyl ether or to blow molecular oxygen in order to stably perform the reaction. When a polymerization inhibitor is used, the amount is preferably 10 wtppm to 2% by weight based on the reaction solution.

【0021】○反応性樹脂水分散体の使用方法 本発明の製造方法により得られる反応性樹脂水分散体
は、電子線或いは紫外線等の活性エネルギー線の照射に
より、又は常温或いは加熱によって硬化可能なものであ
り、そのままで又は下記する種々の成分と配合して、塗
料、印刷インキ、接着剤、充填剤、成形材料及びレジス
ト等の種々の用途に使用できる。
Method for Using Reactive Aqueous Resin Dispersion The reactive resin aqueous dispersion obtained by the production method of the present invention can be cured by irradiation with an active energy ray such as an electron beam or ultraviolet ray, or at room temperature or by heating. It can be used for various purposes such as paints, printing inks, adhesives, fillers, molding materials, resists, etc. as such or in combination with the various components described below.

【0022】反応性樹脂水分散体には、必要に応じて、
反応性希釈剤である活性エネルギー線硬化型単量体を配
合することができる。活性エネルギー線硬化型単量体と
しては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、
2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒド
ロキシアルキル(メタ)アクリレート;エチレングリコ
ールのモノ又はジ(メタ)アクリレート、メトキシエチ
レングリコールのモノ(メタ)アクリレート、テトラエ
チレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート及
びトリプロピレングリコールのモノ又はジ(メタ)アク
リレート等のグリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレ
ート;並びにトリメチロールプロパントリ(メタ)アク
リレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレ
ート又はペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレ
ート及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等
のポリオール又はそのアルキレンオキサイド付加物の
(メタ)アクリレート等が挙げられる。活性エネルギー
線硬化型単量体は、反応性樹脂水分散体の固形分100
重量部当たり1〜150重量部の割合で配合することが
好ましい。
The reactive resin aqueous dispersion may optionally contain
An active energy ray-curable monomer which is a reactive diluent can be blended. Active energy ray-curable monomers include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate,
Hydroxyalkyl (meth) acrylates such as 2-hydroxypropyl (meth) acrylate; mono- or di (meth) acrylates of ethylene glycol, mono (meth) acrylates of methoxyethylene glycol, mono- or di (meth) acrylates of tetraethylene glycol; Mono- or di- (meth) acrylates of glycols, such as mono- or di- (meth) acrylates of tripropylene glycol; and trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate or pentaerythritol tetra (meth) acrylate and di Examples thereof include polyols such as pentaerythritol hexaacrylate and (meth) acrylates of alkylene oxide adducts thereof. The active energy ray-curable monomer has a solid content of 100 of the reactive resin aqueous dispersion.
It is preferable to mix at a ratio of 1 to 150 parts by weight per part by weight.

【0023】又反応性樹脂水分散体には、必要に応じて
硫酸バリウム、酸化珪素、タルク、クレー及び炭酸カル
シウム等の充填剤、フタロシアニン・ブルー、フタロシ
アニン・グリーン、酸化チタン及びカーボンブラック等
の着色用顔料、密着性付与剤及びレベリング剤等の各種
添加剤、並びにハイドロキノン、ハイドロキノンモノメ
チルエーテル、フェノチアジンン及びN−ニトロソフェ
ニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩等の重合禁止剤
を配合することもできる。これらを配合する場合の配合
割合としては、反応性樹脂水分散体の固形分100重量
部に対して、100重量部以下であることが好ましい。
重合禁止剤を配合する場合の配合割合としては、反応性
樹脂水分散体の固形分に対して0.00001〜2重量
%であることが好ましい。
If necessary, the reactive resin aqueous dispersion may contain a filler such as barium sulfate, silicon oxide, talc, clay and calcium carbonate, and a coloring such as phthalocyanine blue, phthalocyanine green, titanium oxide and carbon black. Various additives such as a pigment for use, an adhesion-imparting agent, and a leveling agent, and a polymerization inhibitor such as hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, phenothiazine, and aluminum salt of N-nitrosophenylhydroxylamine can also be blended. When these are blended, the blending ratio is preferably 100 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the solid content of the aqueous dispersion of the reactive resin.
When the polymerization inhibitor is compounded, the compounding ratio is preferably 0.00001 to 2% by weight based on the solid content of the reactive resin aqueous dispersion.

【0024】反応性樹脂を硬化させる場合の活性エネル
ギー線の照射方法及び加熱方法は、ラジカル重合性化合
物の硬化方法として知られている、一般的な方法を採用
すればよい。
The method of irradiating active energy rays and the method of heating when curing the reactive resin may be a general method known as a method of curing a radical polymerizable compound.

【0025】常温ないし加熱により硬化させる場合に
は、反応性樹脂水分散体に、アゾニトリル系の開始剤及
び過酸化物系の開始剤等の重合開始剤を配合する。アゾ
ニトリル系の開始剤及び過酸化物系の開始剤等の具体例
としては、前記した高温連続重合で使用したものと同様
のものが使用できる。重合開始剤の好ましい割合は、反
応性樹脂水分散体の固形分に対して100重量部に対し
て0.001〜5重量部である。
In the case of curing at room temperature or by heating, a polymerization initiator such as an azonitrile-based initiator and a peroxide-based initiator is added to the aqueous dispersion of the reactive resin. Specific examples of the azonitrile-based initiator and the peroxide-based initiator can be the same as those used in the above-described high-temperature continuous polymerization. The preferable ratio of the polymerization initiator is 0.001 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the aqueous dispersion of the reactive resin.

【0026】又、活性エネルギー線として、紫外線照射
による硬化を行う場合には、反応性樹脂水分散体に光重
合開始剤を配合する。電子線による硬化を行う場合に
は、光重合開始剤を配合する必要はない。光重合開始剤
の好ましい例としては、水溶性又は親水性の光重合開始
剤であるダロキュア2959、同1173、同111
6、イルガキュア184〔チバガイギー(株)製〕、カ
ンタキュアABQ、同BTC、同QTX〔シェル化学
(株)製〕が挙げられ、通常溶剤系又は無溶剤系で用い
られている、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、
ベンゾフェノン、ベンジルジメチルケタール及び2,4
−ジメチルチオキサントン等も使用できる。又、必要に
応じて光重合開始剤の2種類以上を併用することもでき
る。光重合開始剤は、反応性樹脂水分散体の固形分に対
して0.1〜10重量%配合することが好ましい。光重
合開始剤の添加方法としては、水への溶解度が低い光重
合開始剤を使用する場合は、反応性希釈剤である活性エ
ネルギー線硬化型単量体にあらかじめ溶解させた後、単
量体とともに添加するのが好ましい。又、水溶性又は親
水性の光重合開始剤を使用する場合は、そのまま加熱混
合することにより、添加することができる。
When curing by irradiation with ultraviolet rays as active energy rays, a photopolymerization initiator is added to the aqueous dispersion of the reactive resin. When curing by electron beam, it is not necessary to mix a photopolymerization initiator. Preferable examples of the photopolymerization initiator include Darocure 2959, 1173, and 111 which are water-soluble or hydrophilic photopolymerization initiators.
6, Irgacure 184 (manufactured by Ciba Geigy), Kantacure ABQ, BTC, and QTX (manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.). ,
Benzophenone, benzyldimethyl ketal and 2,4
-Dimethylthioxanthone and the like can also be used. If necessary, two or more photopolymerization initiators can be used in combination. The photopolymerization initiator is preferably blended in an amount of 0.1 to 10% by weight based on the solid content of the reactive resin aqueous dispersion. As a method of adding the photopolymerization initiator, when using a photopolymerization initiator having low solubility in water, after previously dissolving in an active energy ray-curable monomer that is a reactive diluent, It is preferably added together with. When a water-soluble or hydrophilic photopolymerization initiator is used, it can be added by heating and mixing as it is.

【0027】本発明で得られる反応性樹脂を活性エネル
ギー線の照射により硬化させる場合には、通常反応性樹
脂水分散体を基材に塗布した後、分散媒である水を、又
アルカリ成分としてアンモニア又は低分子量有機アミン
を使用した場合には、水とアンモニア又は低分子量有機
アミンを、加熱により蒸発飛散させるのが好ましい。硬
化塗膜中に水分が残留すると、膜強度が不足したり、膜
の透明性が損なわれることがある。
When the reactive resin obtained in the present invention is cured by irradiation with an active energy ray, a water dispersion of the reactive resin is usually applied to a substrate, and water as a dispersion medium is then used as an alkali component. When ammonia or a low molecular weight organic amine is used, it is preferable that water and ammonia or the low molecular weight organic amine be evaporated and scattered by heating. If moisture remains in the cured coating film, the film strength may be insufficient or the transparency of the film may be impaired.

【0028】[0028]

【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明をよ
り具体的に説明する。尚、以下において、部及び%は重
量基準である。 ○実施例1 ●カルボキシル基含有重合体の製造 電熱式ヒータを備えた容量300mlの加圧式撹拌槽型
反応器を、ジエチレングリコールモノエチルエーテルで
満たし、温度を250℃にして、圧力調節器により圧力
をゲージ圧で25〜27kg/cm2 に保った。次い
で、反応器の圧力を一定に保ちながら、カルボキシル基
含有(メタ)アクリレートとしてアクリル酸30部、エ
チレン性不飽和単量体としてスチレン70部及び熱ラジ
カル開始剤としてジ−t−ブチルパーオキサイド0.1
部とからなる単量体混合物A−1を、一定の供給速度
(23g/分、滞留時間:14分)で原料タンクから反
応器に連続供給を開始し、単量体混合物A−1供給量に
相当する反応物を出口から連続的に抜き出した。反応開
始直後に、一旦反応温度が低下した後、重合熱による温
度上昇が認められたが、ヒータを制御することにより、
反応温度を270〜271℃を保持した。温度が安定し
た単量体混合物A−1供給開始から1時間後を、次のエ
ステル化反応の原料としての反応液の抜き出し開始点と
した。これから3時間反応を継続した結果、4140g
の単量体混合液A−1を供給し、4130gの反応生成
物を回収した。反応液を薄膜蒸発器に導入して、未反応
モノマー等の揮発成分を分離し、3800gの生成物
(共重合体B−1)を得た。ガスクロマトグラフより、
濃縮液中には未反応モノマーは存在していなかった。溶
媒としてテトラヒドロフランを使用し、GPCより求め
た分子量をポリスチレン換算した共重合体B−1の数平
均分子量(以下Mnと略する)は4,100、重量平均
分子量(以下Mwと略する)は8,250であり、多分
散度は2.0であった。又、生成物の酸価は220であ
った。
The present invention will be described more specifically with reference to the following Examples and Comparative Examples. In the following, parts and% are based on weight. Example 1 Production of Carboxyl Group-Containing Polymer A 300-ml pressurized stirred tank reactor equipped with an electric heater was filled with diethylene glycol monoethyl ether, the temperature was raised to 250 ° C., and the pressure was adjusted with a pressure controller. Gauge pressure was maintained at 25-27 kg / cm 2 . Then, while keeping the pressure of the reactor constant, 30 parts of acrylic acid as a carboxyl group-containing (meth) acrylate, 70 parts of styrene as an ethylenically unsaturated monomer, and di-t-butyl peroxide 0 as a thermal radical initiator. .1
Part of the monomer mixture A-1 was continuously supplied from the raw material tank to the reactor at a constant supply rate (23 g / min, residence time: 14 minutes), and the amount of the monomer mixture A-1 supplied The reactant corresponding to was continuously extracted from the outlet. Immediately after the start of the reaction, after the reaction temperature once decreased, a temperature increase due to the heat of polymerization was observed, but by controlling the heater,
The reaction temperature was maintained at 270-271 ° C. One hour after the start of the supply of the monomer mixture A-1 in which the temperature was stabilized, the starting point of the withdrawal of the reaction solution as a raw material for the next esterification reaction was defined. As a result of continuing the reaction for 3 hours, 4140 g
Was supplied, and 4130 g of a reaction product was recovered. The reaction liquid was introduced into a thin film evaporator, and volatile components such as unreacted monomers were separated to obtain 3800 g of a product (copolymer B-1). From the gas chromatograph,
There was no unreacted monomer in the concentrate. The number average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mn) of the copolymer B-1 obtained by using GPC and the molecular weight determined by GPC using tetrahydrofuran as a solvent is 4,100, and the weight average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mw) is 8 , 250 and the polydispersity was 2.0. The acid value of the product was 220.

【0029】●反応性樹脂水分散体の製造 撹拌器、冷却管を備えたフラスコに、共重合体B−1を
50g(0.196eq)、25%アンモニア水を6.
0g及び水を186g入れ、70℃に加熱し、攪拌して
共重合体B−1を溶解させた。共重合体を完全に溶解さ
せた後、グリシジルメタクリレート13.9g(0.0
98モル)及びハイドロキノンモノメチルエーテル32
mgを仕込み、75℃で2時間攪拌し、粘度10cps/25
℃、固形分25%、固形分換算酸価87の反応性樹脂水
分散体C−1を256g得た。
Production of Reactive Resin Aqueous Dispersion In a flask equipped with a stirrer and a cooling tube, 50 g (0.196 eq) of copolymer B-1 and 6% of 25% aqueous ammonia were added.
0 g and 186 g of water were added, heated to 70 ° C., and stirred to dissolve the copolymer B-1. After completely dissolving the copolymer, 13.9 g of glycidyl methacrylate (0.0
98 mol) and hydroquinone monomethyl ether 32
mg, stirred at 75 ° C. for 2 hours, and the viscosity was 10 cps / 25.
256 g of a reactive resin aqueous dispersion C-1 having a solid content of 25% and an acid value of 87 in terms of solid content was obtained.

【0030】○実施例2〜同4 実施例1において、カルボキシル基含有(メタ)アクリ
レート、エチレン性不飽和単量体の種類及び仕込み重量
部を表1に従い変更した以外は、実施例1と全く同様の
方法で反応を行い、カルボキシル基含有重合体を製造し
た。得られたカルボキシル基含有重合体の分子量及び酸
価を表1に示す。得られた各重合体を使用し、表2に示
す条件で反応を行った以外は実施例1と全く同様の方法
でグリシジルメタクリレートの付加反応を行い、反応性
樹脂水分散体を製造した。得られた反応性樹脂水分散体
の酸価及び粘度を表2に示す。
Examples 2 to 4 The same as Example 1 except that the carboxyl group-containing (meth) acrylate, the type of the ethylenically unsaturated monomer, and the charged parts by weight were changed according to Table 1. The reaction was carried out in the same manner to produce a carboxyl group-containing polymer. Table 1 shows the molecular weight and acid value of the obtained carboxyl group-containing polymer. Using each of the obtained polymers, an addition reaction of glycidyl methacrylate was carried out in exactly the same manner as in Example 1 except that the reaction was carried out under the conditions shown in Table 2, thereby producing an aqueous dispersion of a reactive resin. Table 2 shows the acid value and viscosity of the obtained aqueous dispersion of reactive resin.

【0031】○比較例1 還流冷却器、温度計、滴下ロート、窒素置換用ガラス管
及び攪拌機を取り付けた4つ口フラスコに、実施例1と
同様の単量体混合物A−1を300g、メチルエチルケ
トン(以下MEKと略する)を700g及び2,2'−アゾ
ビスイソブチロニトリルを9g仕込み、窒素を吹き込み
ながら80℃において4時間重合反応を行い、反応生成
物F−1を得た。反応生成物F−1のうち350gを薄
膜蒸発器に導入して、未反応モノマー及び溶媒等の揮発
成分を分離し、80gの生成物(共重合体D−1)を得
た。ガスクロマトグラフより、濃縮液中には未反応モノ
マーは存在していなかった。溶媒としてテトラヒドロフ
ランを使用し、GPCより求めた共重合体D−1のMn
は10,500、Mwは34,250であり、多分散度
は3.3であった。又、生成物の酸価は240であっ
た。撹拌器、冷却管を備えたフラスコに、共重合体D−
1を50g(0.214eq)、25%アンモニア水を
6.5g、水を189gを入れ、75℃に加熱し、攪拌
して溶解した。完全に溶解した後、グリシジルメタクリ
レート15.2g(0.107モル)、ハイドロキノン
モノメチルエーテル33mgを仕込み、70℃で2時間
攪拌し、粘度124cps/25℃、固形分25%、固形分換
算酸価94の反応性樹脂E−1を294g得た。
Comparative Example 1 In a four-necked flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a dropping funnel, a glass tube for purging nitrogen and a stirrer, 300 g of the same monomer mixture A-1 as in Example 1 was added. 700 g (hereinafter abbreviated as MEK) and 9 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile were charged, and a polymerization reaction was carried out at 80 ° C. for 4 hours while blowing nitrogen to obtain a reaction product F-1. 350 g of the reaction product F-1 was introduced into a thin film evaporator, and volatile components such as an unreacted monomer and a solvent were separated to obtain 80 g of a product (copolymer D-1). According to gas chromatography, no unreacted monomer was present in the concentrated liquid. Mn of copolymer D-1 determined by GPC using tetrahydrofuran as a solvent
Was 10,500, Mw was 34,250, and the polydispersity was 3.3. The acid value of the product was 240. In a flask equipped with a stirrer and a condenser, copolymer D-
50 g (0.214 eq) of 1, 6.5 g of 25% aqueous ammonia and 189 g of water were added, heated to 75 ° C., and stirred to dissolve. After complete dissolution, 15.2 g (0.107 mol) of glycidyl methacrylate and 33 mg of hydroquinone monomethyl ether were charged, and the mixture was stirred at 70 ° C for 2 hours. The viscosity was 124 cps / 25 ° C, the solid content was 25%, and the acid value in terms of solid content was 94. 294 g of a reactive resin E-1 was obtained.

【0032】○比較例2 撹拌器、冷却管を備えたフラスコに、比較例1の反応生
成物F−1の166g〔共重合体D−1(0.214e
q)の50gとMEK116gからなる〕、グリシジル
メタクリレート15.2g(0.107モル)、トリエ
チルアミン0.65g、ハイドロキノンモノメチルエー
テル33mgを仕込み、90℃で6時間攪拌した。得ら
れた反応液に、トリエチルアミン11gを入れ、50℃
で10分間撹拌した後、水を225gを入れて分散液と
し、これを減圧にして分散液中の溶剤を留去した。粘度
225cps/25℃、固形分29%、固形分換算酸価99の
反応性樹脂E−2を280g得た。
Comparative Example 2 166 g of the reaction product F-1 of Comparative Example 1 (copolymer D-1 (0.214e
q) and 116 g of MEK], 15.2 g (0.107 mol) of glycidyl methacrylate, 0.65 g of triethylamine, and 33 mg of hydroquinone monomethyl ether, and stirred at 90 ° C for 6 hours. 11 g of triethylamine was added to the obtained reaction solution,
After stirring for 10 minutes, a dispersion was prepared by adding 225 g of water, and the pressure was reduced to remove the solvent in the dispersion. 280 g of a reactive resin E-2 having a viscosity of 225 cps / 25 ° C., a solid content of 29%, and an acid value in terms of solid content of 99 was obtained.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】○評価 各例で得られた反応性樹脂水分散体を、以下の方法で評
価した。それらの結果を表3に示す。
評 価 Evaluation The aqueous dispersion of the reactive resin obtained in each example was evaluated by the following method. Table 3 shows the results.

【0036】・作業性評価 ○:作業上問題なし。 △:多少粘度が高いが、取り扱うことができる。。 ×:粘度が高いために取り扱いづらい。Workability evaluation ○: No problem in work. Δ: The viscosity is somewhat high, but it can be handled. . X: It is difficult to handle because of high viscosity.

【0037】・加熱安定性試験 各例で得られた反応性樹脂水分散体を、40℃にて20
0時間放置した後、目視による外観で評価した。 ◎:全く変化なし。 ○:ほとんど粘度上昇なし。 △:粘度上昇あり。 ×:凝集物、沈殿物が発生。
Heating stability test The aqueous dispersion of the reactive resin obtained in each example was subjected to heating at 40 ° C for 20 hours.
After standing for 0 hours, the appearance was evaluated by visual observation. A: No change at all. :: Almost no increase in viscosity. Δ: Viscosity increased. ×: Aggregates and precipitates were generated.

【0038】・硬化性試験 得られた反応性樹脂水分散体の固形分100部に対し
て、イルガキュア2959〔チバガイギー(株)社製〕
2部を配合して組成物を製造した。この組成物を、ボン
デライト鋼板PB−144〔日本テストパネル(株)
製〕に膜厚20ミクロンで塗布したのち、80℃のオー
ブンで5分間乾燥させたのち、これを80W/cm、集
光型高圧水銀灯1灯を用いて、ランプ高10cmで紫外
線を照射し、硬化に要した照射量を測定した。尚、表に
おける◎、○、△及び×は以下の意味を示す。 ◎:500mJ/cm2未満で完全に硬化 ○:500以上1000mJ/cm2未満で硬化 △:1000mJ/cm2以上で硬化 ×:1000mJ/cm2以上でも硬化しない
Curability test Irgacure 2959 [manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.] with respect to 100 parts of the solid content of the obtained aqueous dispersion of the reactive resin.
Two parts were blended to produce a composition. This composition was treated with a bonderite steel sheet PB-144 [Japan Test Panel Co., Ltd.
Manufactured at a film thickness of 20 microns, dried in an oven at 80 ° C. for 5 minutes, and then irradiated with ultraviolet light at a lamp height of 10 cm using a 80 W / cm, one condensing high-pressure mercury lamp. The irradiation dose required for curing was measured. In the table, ◎, △, Δ and × have the following meanings. ◎: Completely cured at less than 500 mJ / cm2 ○: Cured at 500 to less than 1000 mJ / cm2 △: Cured at 1000 mJ / cm2 or more ×: Not cured at 1000 mJ / cm2 or more

【0039】・硬度 硬化性試験により得られた硬化膜について、JISの
「手かき法K5400」に従い評価した。
Hardness The cured film obtained by the curability test was evaluated according to JIS “Hand-drawing method K5400”.

【0040】・着色評価 硬化性試験により得られた硬化膜の着色を、目視により
評価した。尚、表における○、△及び×は以下の意味を
示す。 ○:着色は全くみられない △:わずかに着色がみられる ×:着色がみられる
Evaluation of coloring The coloring of the cured film obtained by the curability test was visually evaluated. In the table, ○, Δ, and × have the following meanings. :: no coloring is observed at all Δ: slight coloring is observed ×: coloring is observed

【0041】[0041]

【表3】 [Table 3]

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明の製造方法は、カルボキシル基含
有重合体に対するエポキシ基含有(メタ)アクリレート
の付加反応性を工業的に有利に行うものであり、又得ら
れる反応性樹脂水分散体は、粘度が低く作業性に優れる
もので、着色がなく、保存安定性に優れ、又は該樹脂か
らなる組成物は、硬化性、加熱安定性及び透明性に優れ
ているため、塗料、印刷インキ、接着剤、充填剤、成形
材料及びレジスト等の種々の用途に使用でき、その工業
的価値はきわめて大きい。
According to the production method of the present invention, the addition reactivity of an epoxy group-containing (meth) acrylate to a carboxyl group-containing polymer is industrially advantageously carried out, and the obtained reactive resin aqueous dispersion is With low viscosity, excellent workability, no coloring, excellent storage stability, or a composition comprising the resin, curable, heat stable and excellent transparency, paint, printing ink, It can be used for various applications such as adhesives, fillers, molding materials, and resists, and its industrial value is extremely large.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】1個以上のカルボキシル基を有する(メ
タ)アクリレートの1種以上又は該(メタ)アクリレー
トとこれ以外の1個のエチレン性不飽和基を有する単量
体の1種類以上とを150〜310℃の重合温度におい
て重合して得られる、酸価が50〜500で、数平均分
子量が1,000〜15,000である(メタ)アクリ
ロイル基及びカルボキシル基を有する重合体を、アルカ
リ性の水性媒体中に溶解又は分散させ、当該重合体に1
個のエポキシ基を有する(メタ)アクリレートを付加反
応させることを特徴とする反応性樹脂水分散体の製造方
法。
(1) at least one kind of (meth) acrylate having at least one carboxyl group or at least one kind of monomer having at least one other ethylenically unsaturated group; A polymer having a (meth) acryloyl group and a carboxyl group having an acid value of 50 to 500 and a number average molecular weight of 1,000 to 15,000, which is obtained by polymerization at a polymerization temperature of 150 to 310 ° C., is converted to an alkaline solution. Dissolved or dispersed in an aqueous medium of
A method for producing an aqueous dispersion of a reactive resin, comprising adding (meth) acrylate having two epoxy groups to an addition reaction.
【請求項2】(メタ)アクリロイル基及びカルボキシル
基を有する重合体が、酸価が100〜300で、数平均
分子量が2,000〜10,000である請求項1記載
の反応性樹脂水分散体の製造方法。
2. The aqueous dispersion of a reactive resin according to claim 1, wherein the polymer having a (meth) acryloyl group and a carboxyl group has an acid value of 100 to 300 and a number average molecular weight of 2,000 to 10,000. How to make the body.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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