JPH1112333A - 水性樹脂分散体 - Google Patents

水性樹脂分散体

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JPH1112333A
JPH1112333A JP16471197A JP16471197A JPH1112333A JP H1112333 A JPH1112333 A JP H1112333A JP 16471197 A JP16471197 A JP 16471197A JP 16471197 A JP16471197 A JP 16471197A JP H1112333 A JPH1112333 A JP H1112333A
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JP
Japan
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resin dispersion
aqueous resin
monomer
water
weight
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JP16471197A
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English (en)
Inventor
Tsukasa Otsuki
司 大槻
Tomio Hashimoto
富雄 橋本
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Toyo Ink Mfg Co Ltd
Original Assignee
Toyo Ink Mfg Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】下塗り塗料の上に塗布でき、耐水性、密着性、
耐薬品性等の良好な塗膜を提供する。 【解決手段】ラジカル重合可能なエチレン性不飽和単量
体、ポリエステル、乳化剤、重合開始剤、水を必須成分
とし、滴下モノマーの油滴を0.5μ以下としてラジカ
ル重合することを特徴とする水性樹脂分散体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐水性、密着性の
良好な水性樹脂分散体に関し、さらに詳しくは分子構造
中にポリエステルを持ち、粒子径が極めて細かく、耐水
性、密着性の良好な水性樹脂分散体に関する。
【0002】本発明の組成物は塗料、合成樹脂、金属、
ガラス、陶磁器、石膏、紙、木材、皮革、さらには軽量
コンクリート、モルタル、硅酸カルシュウム板、スレー
ト、または石膏ボードなどの各種基材に施される下塗り
塗料、中塗り塗料、上塗り塗料用ベース樹脂として、耐
水性、密着性、耐薬品性等の良好な塗膜を形成する。
【0003】
【従来の技術】近年、資源等の有効利用の点から有機溶
剤型塗料から水性型塗料、特に水性エマルジョン型塗料
に代わりつつある。しかしながら、通常の水性エマルジ
ョン型塗料は、水中に分散した乳化重合型樹脂が乾燥に
際して融着して皮膜を形成するため、有機溶剤型塗料に
比べ塗膜の緻密性が悪く、塗料に要求される性能の中で
特に皮膜の耐水性、下地に対する密着性が悪いという欠
点を有していた。
【0004】この欠点を改良するために乳化重合系の樹
脂において、ポリエステルを後添加する方法が知られて
いるが、分離、ゲル化等の問題がある。乳化安定性は、
界面活性剤を多量に使用することにより解決するが、耐
水性、下地に対する密着性には悪影響を及ぼしポリエス
テルを添加した効果が殆ど無い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】耐水性、下地に対する
密着性の良好な水性樹脂分散体を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
【0007】第1の発明は、ラジカル重合可能なエチレ
ン性不飽和単量体、ポリエステル、乳化剤、重合開始
剤、水を必須成分とし、滴下モノマーの油滴を0.5μ
以下としてラジカル重合することを特徴とする水性樹脂
分散体である。
【0008】第2の発明は、水性樹脂分散体の平均粒子
径が150nm以下であることを特徴とする第1発明記
載の水性樹脂分散体である。
【0009】第3の発明は、水への溶解性が0.3重量
%以下である油溶性重合開始剤を使用することを特徴と
する第1〜2発明いずれか記載の水性樹脂分散体であ
る。
【0010】第4の発明は、乳化剤として反応性乳化剤
を使用することを特徴とする第1〜3発明いずれか記載
の水性樹脂分散体である。
【0011】第5の発明は、ラジカル重合可能なエチレ
ン性不飽和単量体としてカルボキシル基を有する単量体
を全単量体に対して0.5〜5重量%使用することを特
徴とする第1〜4発明いずれか記載の水性樹脂分散体で
ある。
【0012】
【発明の実施の形態】
【0013】本発明に使用するラジカル重合可能なエチ
レン性不飽和単量体としては、アクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2エチル
ヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、
メタクリル酸2エチルヘキシル、メタクリル酸オクチ
ル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸シクロヘキ
シル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル類や、ス
チレン、アルファメチルスチレン、ビニルトルエン、酢
酸ビニル、プロピオン酸ビニル、アクリル酸、メタクリ
ル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリルア
ミド、N−メチロールアクリルアミド、アクリル酸ヒド
ロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシルプロピル、メタ
クリル酸ヒドロキシエチル、エチレングリコールジメタ
クリレート、ジアリルフタレート、ジビニルベンゼン、
グリシジルメタクリレート、γ−メタクリロキシプロピ
ルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピ
ルトリメトキシシラン等が使用できる。
【0014】アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、
フマル酸、イタコン酸等のカルボキシル基を有する単量
体を、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和単量体とし
て併用すると、製造時あるいは水性樹脂分散体の保存時
の安定性が向上し好ましい。この目的のために、カルボ
キシル基を有する単量体を、全単量体に対して0.5〜
5重量部使用することが好ましい。0.5重量部以下で
は重合安定性、経時による粘度安定性が悪く、5重量部
以上では得られた皮膜の耐水性が悪くなり好ましくな
い。
【0015】流動性、乾燥性の調整、樹脂保存時の安定
性の向上を主目的として、アクリルアミド、N−メチロ
ールアクリルアミド、アクリル酸ヒドロキシエチル、ア
クリル酸ヒドロキシルプロピル、メタクリル酸ヒドロキ
シエチル等が使用できる。さらに皮膜に架橋構造を付与
する目的で、エチレングリコールジメタクリレート、ジ
アリルフタレート、ジビニルベンゼン、グリシジルメタ
クリレート、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメト
キシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン等が使用できる。これらの目的のために、これら
の1種または2種以上を混合して使用することもでき
る。これらは全単量体に対して0. 1〜10重量部使用
することが好ましく、さらに好ましくは、0.5〜5重
量部使用することである。0.1重量部以下では得られ
た皮膜の耐水性が悪く、10重量部以上では皮膜にワレ
等が発生し好ましくない。
【0016】本発明で使用するポリエステルは、公知慣
用のものであり、主鎖にエステル結合を有する重縮合体
である。ポリエステルを例示すると、バイロンRV20
0、RV290、RV300、RV500、RV56
0、RV630(何れも東洋紡(株)製)等がある。ポ
リエステルは、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和単
量体100重量部に対して、0.1〜100重量部使用
することが好ましい。ポリエステルの量が100重量部
より多い場合は、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和
単量体との反応性が低下しモノマーが残留したり、凝集
物が出る。
【0017】重合に際しては滴下系モノマーにポリエス
テルを溶解し油滴径を0.5μ以下にすることが好まし
い。0.5μ以上の油滴径であると重合安定性が悪く凝
集物が発生しやすく好ましくない。油滴径を細かくする
方法としては、ホモミキサー、ラインミキサー、高圧ホ
モジナイザー等が使用出来るが油滴径を0.5μ以下に
するには、特に油滴径の分布が狭く、かつ短時間で細か
くすることが出来るパイプラインミキサーが適してい
る。また、油滴径の測定方法としてはレーザー解析法に
よる微粒子径測定装置、光学顕微鏡等が使用できる。
【0018】本発明で使用する反応性乳化剤は分子内に
ラジカル重合可能な不飽和2重結合を1個以上有するア
ニオン性またはノニオン性の乳化剤であり、例えば下記
一般式(1)、(2)で表されるスルホコハク酸エステ
ル系(市販品としては、例えば、花王(株)製ラテムル
S−120P、S−180A、三洋化成(株)製エレミ
ノールJS−2等)、一般式(4)で表されるアルキル
フェノールエーテル系(市販品としては、第一工業製薬
(株)製アクアロンHS−10、RN−20等)があ
る。
【0019】一般式(1)
【0020】
【化1】
【0021】一般式(2)
【0022】
【化2】
【0023】一般式(3)
【0024】
【化3】
【0025】ラジカル重合に際しては、これらの1種ま
たは2種以上を混合して使用する。これら乳化剤はラジ
カル重合可能なエチレン性不飽和単量体100重量に対
して0.1〜10重量部使用することが好ましい。10
重量部以上では粒子径は小さくなるが、多量の乳化剤を
使用するため、被膜の耐水性が悪くなる。さらに、これ
らの乳化剤が反応性を有しない場合には、たとえ安定な
樹脂分散体が得られたとしても活性剤の溶出による耐水
性の低下は免れない。
【0026】本発明のもう一つの特徴は、重合開始剤と
して油溶性開始剤を使用する点にある。油溶性重合開始
剤に代えて水溶性の過硫酸塩、過酸化物およびアゾビス
化合物等を熱、または還元性物質によってレドックス的
にラジカル分解して単量体の重合をせしめると重合過程
で粒子径が大きくなり、皮膜の耐水性が悪くなる。油溶
性開始剤としては、tert−ブチルパーベンゾエー
ト、ラウリルパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、te
rt−ブチルハイドロパーオキシド、アゾビスイソブチ
ロニトリル、アゾビスジメチルブチロニトリル、アゾビ
スバレロニトリル等が好ましい。これら油溶性開始剤は
単独で使用することもできるが、エリソルビン酸ナトリ
ウム等の還元剤と併用によるレドックス型で使用しても
よい。油溶性開始剤は、ラジカル重合可能なエチレン性
単量体100重量部に対して0.1〜10重量部が使用
される。
【0027】本発明において、硫酸第二銅、塩化第二銅
などの銅イオン、硫酸第二鉄、塩化第二鉄などの遷移金
属イオンを反応釜の仕込み水に対して10-7〜10-5
ル/リットルの範囲で添加することが望ましい。
【0028】本発明により得られる水性樹脂分散体は、
染料、顔料等の着色剤、フィラー等を配合することがで
き、合成樹脂、金属、ガラス、陶磁器、石膏、紙、木
材、皮革、さらに軽量コンクリート、軽量気泡コンクリ
ート、モルタル、硅酸カルシュウム板、スレート、石膏
ボード等へのトップコート用塗料、塗料バインダー、紙
加工剤、繊維処理剤等に使用することができる。
【0029】
【実施例】以下、実施例により、本発明を説明する。例
中、部とは重量部を、%とは重量%をそれぞれ表す。
【0030】実施例1 攪拌機、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器
に表1に示す反応缶量を仕込み、窒素ガスで飽和させ
る。表1の滴下分は予めパイプラインミキサーで油滴径
を0.5μ以下にする。内温を80℃に昇温した後、重
合開始剤の反応釜量を添加し、5分後に滴下を開始し
た。滴下量を2時間で滴下し、80℃でさらに2時間熟
成した後冷却し、アンモニア水(25%)でPH8〜9
に調整した。油滴径の測定、水性樹脂分散体の粒子径の
測定は、レーザー解析法微粒子径測定装置(コールター
社製ナノサイザー)で測定した。固形分38.5%、粘
度900cps、粒子径75nmの水性樹脂分散体を得
た。
【0031】
【表1】
【0032】実施例2〜6 実施例1と同様の方法で、表2に示す原料を仕込み水性
樹脂分散体を得た。
【0033】
【表2】
【0034】実施例より得られた水性樹脂分散体の重合
安定性、粒子径の測定を行った。結果を表3に示した。
水性樹脂分散体に成膜助剤等を加え調整し、樹脂皮膜の
耐水性試験、耐薬品性試験を行った。結果は表3に示し
た。塗膜の作成は、水性樹脂分散体に成膜助剤(テキサ
ノ−ル)を加え、MFTが0℃になるように調整した。
【0035】1.耐水性試験方法 ガラス板上に10Milアプリケーターで塗布し、室温
で7日間常温乾燥し、50℃温水に3時間浸漬し、白
化、ブリスター等がないかどうか肉眼で判定する。 判定基準 5:良好(全く異常の無いもの) 1:不良(全面に著しい外観変化が認められるもの)
【0036】2.耐薬品性試験方法 ガラス板上に10Mil.アプリケーターで塗布し、室
温で7日間常温乾燥し、5重量%の水酸化ナトリウム水
溶液に24Hr浸漬した後、白化の程度を肉眼で判定す
る。 判定基準 5:良好(全く白化のないもの) 1:不良(全面に著しい白化が認められるもの)
【0037】3.密着性試験方法 ボンデ処理鋼板(200μ)上に10Mil.アプリケ
ーターで塗布し、室温で7日間常温乾燥し、ゴバン目密
着試験した。 判定基準 100/100 :良好(全く剥離しないもの) 0/100 :不良(すべて剥離したもの)
【0038】
【表3】
【0039】
【発明の効果】本発明の水性樹脂分散体は、合成樹脂、
金属、ガラス、陶磁器、石膏、紙、木材、皮革等の各種
基材に、下塗りを施すことなく塗布でき、さらには軽量
コンクリート、軽量気泡コンクリート、モルタル、硅酸
カルシューム板、スレート板、または石膏ボードなどの
各種無機質基材に対しての塗布に対し良好な塗膜を形成
する。また、これら基材に施された下塗り塗料の上に塗
布でき、耐水性、密着性耐薬品性の良好な塗膜を形成す
ることができた。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ラジカル重合可能なエチレン性不飽和単量
    体、ポリエステル、乳化剤、重合開始剤、水を必須成分
    とし、滴下モノマーの油滴を0.5μ以下としてラジカ
    ル重合することを特徴とする水性樹脂分散体。
  2. 【請求項2】水性樹脂分散体の平均粒子径が150nm
    以下であることを特徴とする請求項1記載の水性樹脂分
    散体。
  3. 【請求項3】水への溶解性が0.3重量%以下である油
    溶性重合開始剤を使用することを特徴とする請求項1〜
    2のいずれか記載の水性樹脂分散体。
  4. 【請求項4】乳化剤として反応性乳化剤を使用すること
    を特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の水性樹脂分
    散体。
  5. 【請求項5】ラジカル重合可能なエチレン性不飽和単量
    体としてカルボキシル基を有する単量体を全単量体に対
    して0.5〜5重量%使用することを特徴とする請求項
    1〜4のいずれか記載の水性樹脂分散体。
JP16471197A 1997-06-20 1997-06-20 水性樹脂分散体 Pending JPH1112333A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006169509A (ja) * 2004-11-22 2006-06-29 Fuji Xerox Co Ltd ポリエステルの製造方法、ポリエステル粒子分散液、静電荷現像トナーの製造方法、及び静電荷現像トナー
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