JPH11106439A - Water-based acrylic resin - Google Patents

Water-based acrylic resin

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JPH11106439A
JPH11106439A JP27112097A JP27112097A JPH11106439A JP H11106439 A JPH11106439 A JP H11106439A JP 27112097 A JP27112097 A JP 27112097A JP 27112097 A JP27112097 A JP 27112097A JP H11106439 A JPH11106439 A JP H11106439A
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JP
Japan
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monomer
water
resin
acrylic
group
Prior art date
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Pending
Application number
JP27112097A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshishige Yamamoto
利成 山本
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Nippon NSC Ltd
Original Assignee
Nippon NSC Ltd
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Publication date
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject resin that forms water-resistant coating film when it is cross-linked or hardened with a reactive compound that is dispersible or soluble in water as an amino resin or epoxy resin by using a specific copolymer as a main component. SOLUTION: This objective resin is obtained by copolymerizing (A) 100 pts.wt. of a hydroxyl group-containing (meth)acrylic monomer as hydroxyethyl acrylate with (B) 30-250 pts.wt. of a styrenic monomer as styrene as essential components, then adding (C) 0.05-30 wt.%, based on the resultant copolymer, of a hydrolyzable silyl group-bearing compound as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane to the resultant copolymer so that the hydroxyl group value may become 100-300 mg KOH/g and the acid value may reach <=40 mg KOH/g.

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、特に極性の高い材
料、例えばセルロース繊維、ガラス繊維、ポリビニルア
ルコール系繊維等の繊維を使用した織布、不織布、ペー
パー等の製品の結合剤(バインダー)、被覆剤、ないし
は処理剤として使用可能な架橋硬化性の水性樹脂に関す
るものである。
The present invention relates to a binder for products such as woven fabrics, nonwoven fabrics and papers using materials having a particularly high polarity, for example, cellulose fibers, glass fibers and polyvinyl alcohol fibers. The present invention relates to a crosslinkable and curable aqueous resin that can be used as a coating agent or a treating agent.

【0002】[0002]

【従来の技術】上記の例えばセルロース繊維、ガラス繊
維、ポリビニルアルコール系繊維等の繊維を使用した織
布、不織布、ペーパー等の製品の結合剤(バインダー)
や被覆剤として使用される水系の樹脂としては下記の技
術が知られている。
2. Description of the Related Art Binders for products such as woven fabrics, non-woven fabrics and papers using fibers such as cellulose fibers, glass fibers and polyvinyl alcohol fibers.
The following technology is known as an aqueous resin used as a coating material or a coating agent.

【0003】ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレー
ト、必要に応じて使用される脂肪族不飽和カルボン酸、
親油性の不飽和モノマー、及びエポキシ基、N−メチロ
ール基、N−メチロールエーテル基、2個以上のビニル
基より選択される官能基を有する不飽和単量体をポリオ
キシエチレンアルキルエーテル硫酸塩を乳化剤として使
用して共重合することにより得られる水性エマルジョ
ン。(特開平6−107713号公報) 少なくとも2個のカルボキシル基、酸無水物基、また
はこれらの塩を含有するポリカルボン酸、ポリオール、
及びリン(III)含有促進剤を含む硬化性の水性組成
物。(特開平6−184285号公報) 水酸基含有単量体を含む単量体混合物を乳化重合し、
この重合体の存在下にN−アルコキシメチル化(メタ)
アクリルアミド類を含む単量体混合物を乳化重合して得
られる乳化重合体。(特開平7−145344号公報)
Hydroxyalkyl (meth) acrylates, optionally used aliphatically unsaturated carboxylic acids,
Lipophilic unsaturated monomer, and an unsaturated monomer having a functional group selected from an epoxy group, an N-methylol group, an N-methylol ether group, and two or more vinyl groups; Aqueous emulsion obtained by copolymerization using as an emulsifier. (JP-A-6-107713) A polycarboxylic acid or polyol containing at least two carboxyl groups, acid anhydride groups, or salts thereof,
And a curable aqueous composition containing a phosphorus (III) -containing accelerator. (JP-A-6-184285) Emulsion polymerization of a monomer mixture containing a hydroxyl group-containing monomer,
N-alkoxymethylation (meth) in the presence of this polymer
An emulsion polymer obtained by emulsion polymerization of a monomer mixture containing acrylamides. (JP-A-7-145344)

【0004】上記の樹脂はいずれもアミノ樹脂を硬化剤
として併用することができる反応硬化性の不織布バイン
ダーや皮膜形成樹脂と等して使用される。
[0004] All of the above resins are used as a reactive curable nonwoven fabric binder or a film-forming resin in which an amino resin can be used in combination as a curing agent.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
6−107713号公報に記載のポリオキシエチレン基
を有する乳化剤を使用して合成されるために、得られる
水系樹脂は耐熱性が十分ではなく、例えばこのような樹
脂を使用してコーティング、含浸等を行って作成した不
織布やガラスペーパーは高温条件下では著しく強度が低
下するという課題を有する。
However, since it is synthesized using an emulsifier having a polyoxyethylene group described in JP-A-6-107713, the resulting aqueous resin has insufficient heat resistance. For example, nonwoven fabrics and glass papers prepared by coating or impregnating with such a resin have a problem that the strength is significantly reduced under high temperature conditions.

【0006】また、特開平6−184285号公報に開
示されるような、ある程度以上の濃度のカルボキシル基
を有する重合体を使用すると、形成された皮膜の耐アル
カリ性が充分でなく、例えばこのような樹脂を使用して
コーティング、含浸等を行って作成した不織布やガラス
ペーパー等はアルカリ液浸漬後の強度の低下が大きいと
いう課題がある。
When a polymer having a carboxyl group at a certain concentration or higher as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-184285 is used, the formed film has insufficient alkali resistance. Nonwoven fabrics, glass papers, and the like prepared by performing coating, impregnation, or the like using a resin have a problem that the strength after immersion in an alkaline solution is greatly reduced.

【0007】また、特開平6−107713号公報(カ
ルボキシル基含有単量体を使用しないもの)や特開平7
−145344号公報記載の技術によれば、耐アルカリ
性は向上するが、耐水性にもなお改良する余地が残され
ている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-107713 (without using a carboxyl group-containing monomer) and Japanese Patent Application Laid-Open
According to the technique described in JP-A-145344, alkali resistance is improved, but there is still room for improvement in water resistance.

【0008】さらに、市販されている水性樹脂をブレン
ドして使用する際の経日安定性の点についても上記の従
来技術による水系樹脂は問題を生じることがあった。
Further, the aqueous resin according to the prior art described above sometimes causes a problem in terms of aging stability when a commercially available aqueous resin is blended and used.

【0009】本発明の目的は、メラミン等のアミノ樹
脂、エポキシ化合物等の水に分散、溶解可能な反応性化
合物を使用して架橋・硬化した場合に耐アルカリ性、耐
水性、耐熱性に優れた皮膜を形成するアクリル系水系樹
脂であって、さらに既存の水系樹脂と混合しても経時安
定性が良い水系樹脂を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an alkali resin, water resistance and heat resistance when cross-linked and cured by using a water-dispersible and soluble reactive compound such as an amino resin such as melamine and an epoxy compound. It is an object of the present invention to provide a water-based resin which is an acrylic water-based resin for forming a film and has good stability over time even when mixed with an existing water-based resin.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、水酸基含有
(メタ)アクリル系単量体及びスチレン系単量体を必須
成分とする単量体を重合して得られる共重合体を主成分
として含有するアクリル系水系樹脂であって、前記共重
合体は水酸基価が100〜300mgKOH/g、酸価
が40mgKOH/g以下であり、加水分解性シリル基
含有化合物が添加されていることを特徴とするアクリル
系水系樹脂に関するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises, as a main component, a copolymer obtained by polymerizing a monomer having a hydroxyl group-containing (meth) acrylic monomer and a styrene monomer as essential components. An acrylic water-based resin containing the copolymer, wherein the copolymer has a hydroxyl value of 100 to 300 mgKOH / g, an acid value of 40 mgKOH / g or less, and a hydrolyzable silyl group-containing compound is added. The present invention relates to a water-based acrylic resin.

【0011】このような組成を有する樹脂は、特開平6
−107713号公報記載のようなエポキシ基、N−メ
チロール基、N−メチロールエーテル基、2個以上のビ
ニル基より選択される官能基を有する不飽和単量体の共
重合、また特開平7−145344号公報記載のような
N−アルコキシメチル化(メタ)アクリルアミド類の共
重合を行う必要がなく、さらにメラミン等のアミノ樹
脂、エポキシ化合物等の水に分散、溶解可能な反応性化
合物を使用した架橋により、耐アルカリ性、耐水性、耐
熱性等の点において優れた特性を有する皮膜を形成する
アクリル系水系樹脂を得ることができる。アルコキシシ
リル基含有化合物の添加により、表面に強い親水性基、
例えば水酸基を有する基材との密着性がさらに改善でき
る。
A resin having such a composition is disclosed in
And copolymerization of an unsaturated monomer having a functional group selected from an epoxy group, an N-methylol group, an N-methylol ether group and two or more vinyl groups as described in JP-A-107713. There is no need to perform copolymerization of N-alkoxymethylated (meth) acrylamides as described in JP-A-145344, and a reactive compound that can be dispersed and dissolved in water such as an amino resin such as melamine and an epoxy compound is used. By cross-linking, it is possible to obtain an acrylic water-based resin that forms a film having excellent properties in terms of alkali resistance, water resistance, heat resistance and the like. By the addition of an alkoxysilyl group-containing compound, a strong hydrophilic group on the surface,
For example, the adhesion to a substrate having a hydroxyl group can be further improved.

【0012】本発明において、樹脂の水酸基価が100
以下の場合には親水性が不足して水系樹脂の安定性が低
下し、300以上の場合には親水性が高くなりすぎて形
成される皮膜の耐水性が低下する。また、酸価が40以
上になると皮膜の耐アルカリ性が低下する。
In the present invention, the resin has a hydroxyl value of 100
In the following cases, the hydrophilicity is insufficient and the stability of the water-based resin is reduced. When it is 300 or more, the hydrophilicity becomes too high and the water resistance of the formed film is reduced. When the acid value is 40 or more, the alkali resistance of the film decreases.

【0013】ここに、アクリル系樹脂とはアクリル酸、
メタクリル酸もしくはこれらのエステルである単量体を
主成分とする重合体を意味するものであり、水系樹脂と
は水を主成分とする溶媒中に溶解もしくはエマルジョン
状態に分散した樹脂を意味する。また、アクリル酸誘導
体、メタクリル酸誘導体の一方又は双方を含む意味で
(メタ)アクリル酸誘導体と称する。
Here, the acrylic resin is acrylic acid,
The term "aqueous resin" means a polymer dissolved or dispersed in an emulsion state in a solvent containing water as a main component, which means a polymer mainly composed of methacrylic acid or a monomer which is an ester thereof. The term “(meth) acrylic acid derivative” is used to mean one or both of an acrylic acid derivative and a methacrylic acid derivative.

【0014】前記共重合体は前記水酸基含有(メタ)ア
クリル系単量体100重量部に対して、少なくとも前記
スチレン系単量体が30〜250重量部が共重合された
ものであり、前記共重合体に対して前記加水分解性シリ
ル基含有化合物が0.05〜30重量%添加されている
ことが好ましく、このような組成にすることによって請
求項1に記載のアクリル系水系樹脂を得ることができ
る。
In the copolymer, at least 30 to 250 parts by weight of the styrene monomer is copolymerized with respect to 100 parts by weight of the (meth) acrylic monomer containing a hydroxyl group. It is preferable that the hydrolyzable silyl group-containing compound is added to the polymer in an amount of 0.05 to 30% by weight, and the acrylic water-based resin according to claim 1 is obtained by such a composition. Can be.

【0015】かかる範囲において、本発明の目的とする
効果を有する水系樹脂が安定して得られ、保存安定性も
優れたものとなる。
[0015] Within such a range, an aqueous resin having the effects intended by the present invention can be stably obtained, and the storage stability will be excellent.

【0016】本発明のアクリル系水系樹脂においては上
記以外の他の単量体を共重合することが可能であり、か
かる単量体の共重合により特性の調整、水酸基価の調整
等を行うことが可能であり、共重合可能な量は(メタ)
アクリル系単量体100重量部に対して最大350〜3
60重量部程度である。
In the acrylic water-based resin of the present invention, it is possible to copolymerize other monomers other than those described above, and it is necessary to adjust the properties, hydroxyl value, etc. by copolymerizing such monomers. And the copolymerizable amount is (meth)
Maximum 350 to 3 per 100 parts by weight of acrylic monomer
It is about 60 parts by weight.

【0017】本発明のアクリル系水系樹脂は、水酸基含
有(メタ)アクリル系単量体及びスチレン系単量体を必
須成分とする単量体を重合して得られる共重合体に水酸
基を有するアクリル系水系樹脂であって、前記共重合体
は水酸基価が100〜300mgKOH/g、酸価が4
0mgKOH/g以下であり、加水分解性シリル基含有
単量体が共重合されていることを特徴とするものであ
る。
The acrylic water-based resin of the present invention is an acrylic resin having a hydroxyl group in a copolymer obtained by polymerizing a monomer containing a hydroxyl group-containing (meth) acrylic monomer and a styrene monomer as essential components. A water-based resin, wherein the copolymer has a hydroxyl value of 100 to 300 mgKOH / g and an acid value of 4
0 mgKOH / g or less, characterized in that a hydrolyzable silyl group-containing monomer is copolymerized.

【0018】加水分解性シリル基は、共重合によって直
接共重合体に結合しても請求項1に記載のアクリル系水
系樹脂と同じ効果を有するアクリル系水系樹脂を得るこ
とができる。即ち、共重合体の分子中にアルコキシシリ
ル基等の加水分解性シリル基を導入することにより水系
樹脂の乾燥中にもしくは乾燥後に共重合体分子が加水分
解により生じるシラノール基の縮合により形成されるシ
ロキサン結合により架橋され、あるいはガラス等の酸化
物との密着性が大きく向上する。その結果、皮膜の耐水
性、耐アルカリ性、耐熱性が大きく改善され、またこの
樹脂を使用して得られる不織布やガラスペーパー等の物
理的特性がさらに改善される。
Even when the hydrolyzable silyl group is directly bonded to the copolymer by copolymerization, an acrylic water-based resin having the same effect as the acrylic water-based resin according to claim 1 can be obtained. That is, by introducing a hydrolyzable silyl group such as an alkoxysilyl group into the molecule of the copolymer, the copolymer molecule is formed by condensation of silanol groups generated by hydrolysis during or after drying of the aqueous resin. It is crosslinked by a siloxane bond, or the adhesion to an oxide such as glass is greatly improved. As a result, the water resistance, alkali resistance, and heat resistance of the film are greatly improved, and the physical properties of nonwoven fabric, glass paper, and the like obtained using this resin are further improved.

【0019】請求項3に記載のアクリル系水系樹脂は、
さらに加水分解性シリル基含有化合物が添加されたもの
であってもよい。
The acrylic water-based resin according to claim 3 is:
Further, a compound containing a hydrolyzable silyl group-containing compound may be added.

【0020】請求項3に記載の発明においては、前記共
重合体は前記水酸基含有(メタ)アクリル系単量体10
0重量部に対して、少なくとも前記スチレン系単量体が
30〜250重量部並びに前記加水分解性シリル基含有
単量体が0.05〜30重量部が共重合されたものであ
ることが好ましい。
According to the third aspect of the present invention, the copolymer may be a hydroxyl group-containing (meth) acrylic monomer.
It is preferable that at least 30 to 250 parts by weight of the styrene monomer and 0.05 to 30 parts by weight of the hydrolyzable silyl group-containing monomer are copolymerized with respect to 0 parts by weight. .

【0021】本発明のアクリル系水系樹脂はメラミン等
のアミノ樹脂、エポキシ化合物等の水に分散、溶解可能
な反応性化合物を添加して架橋することにより目的とす
る効果を発揮させることが可能となる。
The acrylic water-based resin of the present invention can exhibit the intended effect by adding a reactive compound which can be dispersed and dissolved in water, such as an amino resin such as melamine, or an epoxy compound, to form a crosslink. Become.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明に使用する原料並びに本発
明の水系樹脂の製造方法について説明する。本発明にお
いて使用する水酸基含有(メタ)アクリル系単量体とし
ては、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが使用
される。さらに具体的には、ヒドロキシエチルアクリレ
ート、ヒドロキシエチルメタクリレートがその代表的な
化合物として例示でき、これらの1種以上が単独で、又
は混合して使用される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The raw materials used in the present invention and the method for producing the aqueous resin of the present invention will be described. As the hydroxyl group-containing (meth) acrylic monomer used in the present invention, a hydroxyalkyl (meth) acrylate is used. More specifically, hydroxyethyl acrylate and hydroxyethyl methacrylate can be exemplified as typical compounds thereof, and one or more of these may be used alone or as a mixture.

【0023】上記の化合物に加えて、他の水酸基含有単
量体を併用することも可能であり、かかる単量体として
はヒドロキシエチルビニルエーテル等が例示される。
In addition to the above compounds, other hydroxyl group-containing monomers can be used in combination. Examples of such monomers include hydroxyethyl vinyl ether.

【0024】またスチレン系単量体としては、スチレ
ン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等が例示さ
れ、これらの1種以上を単独で、又は混合して使用す
る。
Examples of the styrene monomer include styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene and the like, and one or more of these may be used alone or as a mixture.

【0025】本発明のアクリル系水系樹脂を構成する単
量体としては、上記の水酸基含有(メタ)アクリル系単
量体並びにスチレン系単量体の他に、諸特性の調整、改
良のために他の単量体を共重合することは望ましい態様
である。
The monomers constituting the acrylic water-based resin of the present invention include, in addition to the above-mentioned hydroxyl group-containing (meth) acrylic monomers and styrene monomers, various monomers for adjusting and improving various properties. Copolymerizing other monomers is a desirable embodiment.

【0026】このような単量体としては、いわゆるビニ
ル重合可能な単量体が使用でき、アクリル酸エステル、
メタアクリル酸エステル、アクリロニトリル、メタアク
リロニトリル等のニトリル基を有する単量体、塩化ビニ
ル等のハロゲン化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン
化ビニリデン、酢酸ビニル等のビニルアルコール誘導
体、ビニルエーテル類等が例示できる。また、要求され
る特性に応じて、2以上の単量体を選択して併用するこ
とも自由である。
As such a monomer, a so-called vinyl polymerizable monomer can be used.
Examples thereof include monomers having a nitrile group such as methacrylate, acrylonitrile, and methacrylonitrile; vinyl halides such as vinyl chloride; vinylidene halides such as vinylidene chloride; vinyl alcohol derivatives such as vinyl acetate; and vinyl ethers. In addition, two or more monomers can be freely selected and used in combination according to the required properties.

【0027】本発明においては、特にアクリル系単量体
を使用することが好ましく、前記アクリル酸エステルと
してはアクリル酸アルキルエステル、具体的にはメチル
アクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリ
レート、2−エチルヘキシルアクリレート、イソブチル
アクリレート等、およびこれらに官能基を付加した単量
体が挙げられる。また、メタアクリル酸エステルとして
は、メタアクリル酸アルキルエステル、具体的にはメチ
ルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチル
メタクリレート、イソブチルメタクリレート、ラウリル
メタクリレート、メトキシジエチレンメタクリレート、
メトキシポリエチレングリコールメタクリレート等、お
よびこれらに官能基を付加した単量体が挙げられる。
In the present invention, it is particularly preferable to use an acrylic monomer. As the acrylate, an alkyl acrylate, specifically, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl Examples include acrylate, isobutyl acrylate, and the like, and monomers obtained by adding a functional group to these. Further, as the methacrylate, alkyl methacrylate, specifically methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, lauryl methacrylate, methoxydiethylene methacrylate,
Examples include methoxypolyethylene glycol methacrylate and the like, and monomers having a functional group added thereto.

【0028】請求項3において記載した加水分解性シリ
ル基としてはアルコキシシリル基が好適であり、アルコ
キシシリル基を有する単量体としては、ビニルトリエト
キシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス
(2−メトキシエトキシ)シラン、3−メタクリルオキ
シプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリルオキシ
プロピルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニ
ルトリアセトキシシラン、4−(3−トリメトキシシリ
ルプロピル−ベンジル)スチレンスルホネート、3−ア
クリルオキシプロピルトリメトキシシラン、アリルトリ
エトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、ビニルメ
チルジエトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラ
ン、ビニルメチルジアセトキシシラン、3−メチルアク
リルオキシプロピルメチル−ジエトキシシラン、3−ア
クリルオキシプロピルジメチルメトキシシラン等が例示
できる。
The hydrolyzable silyl group described in claim 3 is preferably an alkoxysilyl group, and examples of the monomer having an alkoxysilyl group include vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and vinyltris (2-methoxy). Ethoxy) silane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltris (2-methoxyethoxy) silane, vinyltriacetoxysilane, 4- (3-trimethoxysilylpropyl-benzyl) styrene sulfonate, 3-acryl Oxypropyltrimethoxysilane, allyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane, vinyldimethylethoxysilane, vinylmethyldiacetoxysilane, 3-methylacryloxypropyl Chill - diethoxy silane, 3-acryloxypropyl dimethyl methoxy silane and the like.

【0029】本発明の請求項1並びに3に記載した共重
合体において、さらに酸性基を有する単量体を共重合し
てもよい。このような酸性基を有する単量体を共重合し
て目的とする共重合体分子に酸性基またはその塩を結合
させることにより水系樹脂の安定性を改善することがで
きる。ただし、酸価が高くなると、形成される皮膜の耐
アルカリ性が低下するので、これらの共重合量は請求項
1、3に記載のような酸価の範囲を超えないようにする
必要がある。
In the copolymers according to the first and third aspects of the present invention, a monomer having an acidic group may be further copolymerized. The stability of the aqueous resin can be improved by copolymerizing such a monomer having an acidic group and bonding the acidic group or a salt thereof to a target copolymer molecule. However, when the acid value is increased, the alkali resistance of the formed film is reduced. Therefore, it is necessary that the amount of these copolymers does not exceed the range of the acid value as described in claims 1 and 3.

【0030】上述のような酸性基含有単量体としては、
カルボキシル基、スルホン酸基等の酸性基を有する単量
体が使用可能であり、具体的にはカルボキシル基を有す
る単量体としてアクリル酸、メタクリル酸、イタコン
酸、マレイン酸、フマル酸等が例示でき、またスルホン
酸基を有する単量体としてはスチレンスルホン酸等が例
示できる。
The acidic group-containing monomer as described above includes
A monomer having an acidic group such as a carboxyl group or a sulfonic acid group can be used, and specific examples of the monomer having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, and fumaric acid. Further, examples of the monomer having a sulfonic acid group include styrene sulfonic acid.

【0031】本発明において添加される加水分解性シリ
ル基含有化合物としては、アルコキシシリル基を有する
化合物の使用が好適であり、シランカップリング剤と称
され市販されている化合物が使用可能である。具体的に
はγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、β−アミノ
エチルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチル
ジエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチ
ル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(β
−アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシ
シラン、β−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−シクロヘキシルアミノプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ
−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メ
ルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプト
プロピルメチルジエトキシシラン、、N−フェニル−γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロ
ピルメチルジメトキシシランなどが挙げられる。本発明
においては、これらを単独もしくは2種以上を混合して
使用することが可能である。これらのシランカップリン
グ剤は、重合により樹脂を構成する分子に結合されない
点で加水分解性シリル基含有単量体と異なり、加水分解
性シリル基含有単量体を共重合した樹脂に添加すること
も可能である。特に上記の加水分解性シリル基含有化合
物の中でもグリシジル基もしくはアミノ基等の反応性の
官能基を有する化合物の使用が良好な硬化特性が得ら
れ、好適である。
As the hydrolyzable silyl group-containing compound to be added in the present invention, a compound having an alkoxysilyl group is preferably used, and a commercially available compound called a silane coupling agent can be used. Specifically, γ-aminopropyltriethoxysilane, β-aminoethyltriethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, N- (β-aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (β- Aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (β
-Aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, β-phenylaminopropyltrimethoxysilane, γ-cyclohexylaminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ
-Mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, N-phenyl-γ
-Aminopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane and the like. In the present invention, these can be used alone or in combination of two or more. These silane coupling agents are different from the hydrolyzable silyl group-containing monomer in that they are not bonded to the molecules constituting the resin by polymerization, and should be added to the resin in which the hydrolyzable silyl group-containing monomer is copolymerized. Is also possible. In particular, among the above hydrolyzable silyl group-containing compounds, use of a compound having a reactive functional group such as a glycidyl group or an amino group is preferable because good curing characteristics can be obtained.

【0032】本発明のアクリル系水系樹脂に添加し、共
重合体分子を架橋させるために使用するアミノ樹脂とし
ては、N−メチロール基の様な反応性官能基を有する化
合物が使用可能であり、メラミン樹脂、尿素樹脂等が代
表的なものとして例示できる。また、エポキシ化合物と
しては、グリシジルアルコールの誘導体が好適な化合物
として例示され、具体的にはデナコールシリーズ(ナガ
セ化成(株)製)等の市販品が使用可能である。また、
ブロックイソシアネート化合物も架橋剤として使用可能
である。
A compound having a reactive functional group such as an N-methylol group can be used as the amino resin to be added to the acrylic water-based resin of the present invention and used for crosslinking the copolymer molecule. Melamine resin, urea resin and the like can be exemplified as typical ones. As the epoxy compound, a derivative of glycidyl alcohol is exemplified as a suitable compound, and specifically, a commercially available product such as Denacol series (manufactured by Nagase Kasei Co., Ltd.) can be used. Also,
Blocked isocyanate compounds can also be used as crosslinking agents.

【0033】本発明のアクリル系水系樹脂においては、
耐熱性、耐水性、耐アルカリ性等の特性を向上するため
に、上述の単量体に加えて重合体分子中に存在する水酸
基やカルボキシル基と反応し得るメチロール基やエポキ
シ基等の官能基を有する単量体を共重合することも可能
である。
In the acrylic water-based resin of the present invention,
In order to improve properties such as heat resistance, water resistance, and alkali resistance, a functional group such as a methylol group or an epoxy group capable of reacting with a hydroxyl group or a carboxyl group present in a polymer molecule in addition to the above-described monomer is used. It is also possible to copolymerize the monomers having.

【0034】本発明のアクリル系水系樹脂は、当業者に
周知の手法により製造が可能であり、1段での重合、若
しくは多段による重合のいずれによってもかまわない。
The acrylic water-based resin of the present invention can be produced by a method well known to those skilled in the art, and may be either one-stage polymerization or multi-stage polymerization.

【0035】上述の単量体の重合を開始させるための開
始剤としては、周知のものが使用できる。過硫酸カリウ
ム、過硫酸アンモニウム等の水溶性の開始剤の使用が好
ましいが、非水溶性の開始剤、例えばアゾビスイソブチ
ロニトリル、過酸化ベンゾイル、MEKパーオキサイ
ド、t−ブチルハイドロパーオキサイド等も使用可能で
ある。また、ラジカル発生剤と亜硫酸塩等の組み合わせ
よりなるレドックス系触媒も使用できる。さらに、これ
らの過硫酸塩または過酸化物と金属イオンおよびL-アス
コルビン酸、エルソルビン酸等の還元剤を用いることも
可能である。
As the initiator for initiating the polymerization of the above-mentioned monomers, known initiators can be used. The use of water-soluble initiators such as potassium persulfate and ammonium persulfate is preferred, but water-insoluble initiators such as azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, MEK peroxide, t-butyl hydroperoxide, etc. Can be used. Further, a redox catalyst comprising a combination of a radical generator and a sulfite can also be used. Furthermore, it is also possible to use these persulfates or peroxides, metal ions and reducing agents such as L-ascorbic acid and ersorbic acid.

【0036】本発明のアクリル系水系樹脂の共重合に際
しては連鎖移動剤を使用することも好ましい態様であ
る。かかる連鎖移動剤は当業者に周知の化合物が使用で
き、ラウリルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等の
メルカプタン類、亜硝酸塩、チオ硫酸塩、次亜リン酸塩
等が例示される。
In the copolymerization of the acrylic water-based resin of the present invention, it is also a preferable embodiment to use a chain transfer agent. As the chain transfer agent, compounds well known to those skilled in the art can be used, and examples thereof include mercaptans such as lauryl mercaptan and dodecyl mercaptan, nitrites, thiosulfates, and hypophosphites.

【0037】本発明のアクリル系水系樹脂を製造するた
めには乳化剤は使用しない。なお、水系樹脂の安定性を
さらに改善するために皮膜の耐水性を低下させない範囲
で水溶性高分子化合物を使用することは可能であり、メ
チルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボ
キシメチルセルロース等のセルロース誘導体や、水溶性
ポリウレタン樹脂、ポリビニルピロリドン系樹脂、ポリ
ビニルアルコール等の保護コロイドを形成する化合物を
併せて使用することは任意である。
No emulsifier is used for producing the acrylic water-based resin of the present invention. In order to further improve the stability of the aqueous resin, it is possible to use a water-soluble polymer compound as long as the water resistance of the film is not reduced, and methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose, and water-soluble polymers can be used. It is optional to use a compound that forms a protective colloid, such as a reactive polyurethane resin, a polyvinylpyrrolidone resin, or polyvinyl alcohol.

【0038】[0038]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本実施例
においては加水分解性シリル基含有単量体としてアルコ
キシシリル基を有する単量体を使用した例を示した。 (実施例1)攪拌機、温度計、還流冷却器、及び窒素ガ
ス導入管を備えた反応容器に蒸留水120重量部を計
量、投入し、窒素ガスを吹き込みつつ液温が80℃にな
るまで加熱を行う。液温が80℃になった後、過硫酸ナ
トリウム2重量部を水8重量部に溶解した溶液を添加す
る。次いで、ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)
40部、スチレン(ST)40部、n−ブチルアクリレ
ート(BA)19部、及びγ−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシラン1部よりなる単量体混合物、5%水
酸化ナトリウム水溶液8部、及び2−メルカプトエタノ
ールの2%水溶液5部を3時間かけて滴下した。その後
80℃にて1時間維持し、次いで10%ジ−t−ブチル
パーオキサイド水溶液2部と10%ロンガリット水溶液
2部を加えてさらに80℃にて1時間維持した。得られ
た液の温度を室温程度にまで冷却後、25%アンモニア
水によりpHを7〜8の範囲に調整した。
Embodiments of the present invention will be described below. In this example, an example was shown in which a monomer having an alkoxysilyl group was used as the hydrolyzable silyl group-containing monomer. Example 1 120 parts by weight of distilled water was weighed and charged into a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, and a nitrogen gas inlet tube, and heated until the liquid temperature reached 80 ° C. while blowing in nitrogen gas. I do. After the liquid temperature reaches 80 ° C., a solution in which 2 parts by weight of sodium persulfate is dissolved in 8 parts by weight of water is added. Then, hydroxyethyl acrylate (HEA)
40 parts, 40 parts of styrene (ST), 19 parts of n-butyl acrylate (BA) and 1 part of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 5 parts of a 5% aqueous sodium hydroxide solution 8 parts, and 2-part 5 parts of a 2% aqueous solution of mercaptoethanol was added dropwise over 3 hours. Thereafter, the mixture was maintained at 80 ° C. for 1 hour, and then 2 parts of a 10% aqueous solution of di-t-butyl peroxide and 2 parts of a 10% aqueous solution of Rongalite were added, and further maintained at 80 ° C. for 1 hour. After the temperature of the obtained liquid was cooled to about room temperature, the pH was adjusted to a range of 7 to 8 with 25% aqueous ammonia.

【0039】(実施例2〜5)表1に記載の処方(実施
例2〜5)により実施例1と同じ手法で樹脂水性液を合
成した。なお、実施例5にて得られたアクリル系水系樹
脂には樹脂固形分に対して1重量%のγ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシランを添加して以下の評価実験
に供した。実施例1において使用した以外の化合物の略
号は以下の通りである。
Examples 2 to 5 Aqueous resin liquids were synthesized in the same manner as in Example 1 according to the formulations shown in Table 1 (Examples 2 to 5). The acrylic aqueous resin obtained in Example 5 was added with 1% by weight of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane based on the solid content of the resin, and subjected to the following evaluation experiments. Abbreviations of compounds other than those used in Example 1 are as follows.

【0040】(比較例1〜5)表1に併せて記載した処
方により実施例1と同じ方法で重合を行い、アクリル系
水系樹脂を得た。比較例1は水酸基価が本発明の範囲よ
り低い例、比較例2は酸価が本発明の範囲より高い例、
比較例3は、スチレン系単量体の使用量が本発明の範囲
より低い例である。なお比較例4、5はアルコキシシリ
ル基含有単量体は配合せず、重合安定性、耐水性を評価
するために実験を行った例である。
(Comparative Examples 1 to 5) Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 according to the formulation described in Table 1 to obtain an acrylic water-based resin. Comparative Example 1 is an example in which the hydroxyl value is lower than the range of the present invention, Comparative Example 2 is an example in which the acid value is higher than the range of the present invention,
Comparative Example 3 is an example in which the amount of the styrene monomer used is lower than the range of the present invention. Comparative Examples 4 and 5 are examples in which an alkoxysilyl group-containing monomer was not blended and experiments were performed to evaluate polymerization stability and water resistance.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】(評価)実施例、並びに比較例において得
られたアクリル系水系樹脂について、樹脂固形分に対し
て15重量%に相当するトリメチロールメラミンを添加
し、試料液とした。比較例5は安定性が不良であり、評
価は行わなかった。上記試料液を全固形分濃度が15重
量%となるように水で希釈し、パルプ15%を含有する
ガラス繊維不織布(ガラス繊維繊維長:24mm)に含
浸し、150℃にて10分間乾燥して処理不織布とし、
100mm×15mmの試験サンプルを作成した。
(Evaluation) Trimethylolmelamine equivalent to 15% by weight based on the solid content of the resin was added to the acrylic water-based resin obtained in each of Examples and Comparative Examples to prepare a sample solution. Comparative Example 5 was poor in stability, and was not evaluated. The sample liquid was diluted with water so that the total solid content concentration was 15% by weight, impregnated into a glass fiber nonwoven fabric (glass fiber length: 24 mm) containing 15% pulp, and dried at 150 ° C. for 10 minutes. Treated non-woven fabric,
A test sample of 100 mm × 15 mm was prepared.

【0043】(1)接着性評価 上述の試験サンプルである処理不織布はテンシロンによ
り引張り試験を行い、繊維を固着する接着性の評価とし
た。試験条件は25℃、クロスヘッドスピードは100
mm/minであった。
(1) Evaluation of Adhesion The treated nonwoven fabric as the above test sample was subjected to a tensile test using Tensilon to evaluate the adhesion for fixing the fibers. Test conditions: 25 ° C, crosshead speed: 100
mm / min.

【0044】(2)耐熱性評価 試験サンプルを200℃にて3分間加熱した後、200
℃の雰囲気中で(1)の接着性試験と同じ試験を行い、
耐熱性評価とした。
(2) Evaluation of heat resistance After heating the test sample at 200 ° C. for 3 minutes,
Perform the same test as the adhesion test of (1) in an atmosphere of
The heat resistance was evaluated.

【0045】(3)耐水性評価 試験サンプルを常温の水に5時間浸漬し、その後(1)
接着性評価と同じ条件で評価を行った。
(3) Evaluation of Water Resistance The test sample was immersed in water at room temperature for 5 hours, and then (1)
The evaluation was performed under the same conditions as the evaluation of the adhesion.

【0046】(4)耐アルカリ性評価 試験サンプルを常温で2%水酸化ナトリウムに5時間浸
漬し、その後(1)接着性評価と同じ条件で評価を行っ
た。
(4) Evaluation of Alkali Resistance The test sample was immersed in 2% sodium hydroxide at room temperature for 5 hours, and then evaluated under the same conditions as in (1) Evaluation of Adhesion.

【0047】(評価結果)実施例1〜5、比較例1〜4
を使用して得られた試験サンプルの評価結果を表2に示
した。この結果より実施例の結果はいずれも良好である
が、比較例については下記の問題があり、特性上十分で
ないことが明らかである。 ・スチレンを多く使用したもの(比較例1)は接着性、
耐熱性が不足している。 ・酸価の高い例(比較例2)は耐アルカリ性が大きく低
下している。 ・スチレン系単量体の使用量が低いもの(比較例3)は
耐熱性が十分ではない。 ・水酸基価が300を越えるもの(比較例4)は酸価の
高いもの同様に耐水性が低い。 ・水酸基価が100未満の例(比較例5)は水分散液の
安定性が不良である。
(Evaluation Results) Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 4
Table 2 shows the evaluation results of the test samples obtained by using. From these results, it is clear that the results of the examples are all good, but the comparative example has the following problems and is not sufficient in characteristics. -Those using a large amount of styrene (Comparative Example 1) have adhesive properties,
Heat resistance is insufficient. -The example with a high acid value (Comparative Example 2) has greatly reduced alkali resistance. -Those using a small amount of the styrene-based monomer (Comparative Example 3) have insufficient heat resistance. -Those having a hydroxyl value exceeding 300 (Comparative Example 4) have low water resistance similarly to those having a high acid value. -In the case where the hydroxyl value is less than 100 (Comparative Example 5), the stability of the aqueous dispersion is poor.

【0048】[0048]

【表2】 [Table 2]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI //(C08F 220/28 212:06 230:08) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI // (C08F 220/28 212: 06 230: 08)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水酸基含有(メタ)アクリル系単量体及
びスチレン系単量体を必須成分とする単量体を共重合し
て得られる共重合体を主成分として含有するアクリル系
水系樹脂であって、 前記共重合体は水酸基価が100〜300mgKOH/
gであり、酸価が40mgKOH/g以下であり、加水
分解性シリル基含有化合物が添加されているアクリル系
水系樹脂。
1. An acrylic water-based resin containing, as a main component, a copolymer obtained by copolymerizing a monomer containing a hydroxyl group-containing (meth) acrylic monomer and a styrene monomer as an essential component. The copolymer has a hydroxyl value of 100 to 300 mg KOH /
g, an acid value of 40 mg KOH / g or less, and an acrylic water-based resin to which a hydrolyzable silyl group-containing compound is added.
【請求項2】 前記共重合体は前記水酸基含有(メタ)
アクリル系単量体100重量部に対して、少なくとも前
記スチレン系単量体が30〜250重量部が共重合され
たものであり、前記共重合体に対して前記加水分解性シ
リル基含有化合物が0.05〜30重量%添加されてい
る請求項1に記載のアクリル系水系樹脂。
2. The method according to claim 1, wherein the copolymer contains the hydroxyl group-containing (meth)
At least 30 to 250 parts by weight of the styrene-based monomer is copolymerized with respect to 100 parts by weight of the acrylic monomer, and the hydrolyzable silyl group-containing compound is based on the copolymer. The acrylic water-based resin according to claim 1, which is added in an amount of 0.05 to 30% by weight.
【請求項3】 水酸基含有(メタ)アクリル系単量体及
びスチレン系単量体を必須成分とする単量体を共重合し
て得られる共重合体を主成分として含有するアクリル系
水系樹脂であって、 前記共重合体は水酸基価が100〜300mgKOH/
g、酸価が40mgKOH/g以下であり、加水分解性
シリル基含有単量体が共重合されているアクリル系水系
樹脂。
3. An acrylic aqueous resin containing, as a main component, a copolymer obtained by copolymerizing a monomer having a hydroxyl group-containing (meth) acrylic monomer and a styrene monomer as essential components. The copolymer has a hydroxyl value of 100 to 300 mg KOH /
g, an acrylic water-based resin having an acid value of 40 mgKOH / g or less and copolymerized with a hydrolyzable silyl group-containing monomer.
【請求項4】 さらに加水分解性シリル基含有化合物が
添加されている請求項3に記載のアクリル系水系樹脂。
4. The acrylic water-based resin according to claim 3, further comprising a hydrolyzable silyl group-containing compound.
【請求項5】 前記共重合体は前記水酸基含有(メタ)
アクリル系単量体100重量部に対して、少なくとも前
記スチレン系単量体が30〜250重量部、並びに前記
加水分解性シリル基含有単量体が0.05〜30重量部
が共重合されたものである請求項3に記載のアクリル系
水系樹脂。
5. The method according to claim 1, wherein the copolymer contains the hydroxyl group-containing (meth)
At least 30 to 250 parts by weight of the styrene monomer and 0.05 to 30 parts by weight of the hydrolyzable silyl group-containing monomer were copolymerized with respect to 100 parts by weight of the acrylic monomer. The acrylic water-based resin according to claim 3, which is a resin.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2016017619A1 (en) * 2014-07-31 2017-05-18 三井化学株式会社 Hydrophilic material comprising sulfonic acid copolymer and amino resin

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2016017619A1 (en) * 2014-07-31 2017-05-18 三井化学株式会社 Hydrophilic material comprising sulfonic acid copolymer and amino resin

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