JPS5932501B2 - paint composition - Google Patents

paint composition

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JPS5932501B2
JPS5932501B2 JP1156376A JP1156376A JPS5932501B2 JP S5932501 B2 JPS5932501 B2 JP S5932501B2 JP 1156376 A JP1156376 A JP 1156376A JP 1156376 A JP1156376 A JP 1156376A JP S5932501 B2 JPS5932501 B2 JP S5932501B2
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Japan
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polymer
pigment
gloss
alkali metal
coating
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JP1156376A
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JPS5294329A (en
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実 半田
「たく」治 西沢
洋子 小川
新一郎 浅井
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Denka Co Ltd
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Denki Kagaku Kogyo KK
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塗料用組成物に関するものである。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a coating composition.

さらに詳細には重合体末端に極性基を含有するビニル置
換芳香族炭化水素、共役ジエン類の重合体を一成分とし
て製造され、主としてコンクリート用、船舶用、橋梁用
、鋼板用、道路標示用、建材用などに使用される塗料用
組成物に関するものである。従来コンクリート用、船舶
用などの耐水性、耐薬品性等の要求される塗料用樹脂の
一部としてスチレン・ブタジエン系重合体が用いられて
きた。しかし、これらのスチレン・ブタジエン系重合体
はラジカル重合法により製造されるため分子量分布が広
く、したがつて低分子量重合体をかなり多量に含有し、
かつ高分子連鎖上でのスチレン・ブタジエンが均一に分
布しているランダム共重合体であつた。またこれらの重
合体は通常乳化重合法により重合されるため微量の乳化
剤等の存在はさけられないため、これらの重合体をビヒ
クル結合剤として塗料用組成物を製造した場合、得られ
る塗膜は耐水性、耐候性、塗膜強度などが不十分である
という欠点があつた。そこで本発明者らは乳化剤を全く
使用しない重合法により、分子量分布が狭く、したがつ
て低分子量重合体の含有量の少ない重合体をアニオンリ
ビング重合法により製造し、乳化重合法で製造される重
合体の欠点を改良する試みを行なつた。
More specifically, it is produced using a vinyl-substituted aromatic hydrocarbon containing a polar group at the polymer end and a polymer of conjugated dienes as one component, and is mainly used for concrete, ships, bridges, steel plates, road markings, The present invention relates to coating compositions used for building materials and the like. Conventionally, styrene-butadiene-based polymers have been used as part of resins for paints that require water resistance, chemical resistance, etc. for concrete, ships, etc. However, since these styrene-butadiene-based polymers are manufactured by radical polymerization, they have a wide molecular weight distribution and therefore contain a considerable amount of low molecular weight polymers.
Moreover, it was a random copolymer in which styrene and butadiene were uniformly distributed on the polymer chain. In addition, since these polymers are usually polymerized by emulsion polymerization, the presence of trace amounts of emulsifiers cannot be avoided. Therefore, when a coating composition is manufactured using these polymers as a vehicle binder, the resulting coating film is It had drawbacks such as insufficient water resistance, weather resistance, and coating strength. Therefore, the present inventors produced a polymer having a narrow molecular weight distribution and a low content of low molecular weight polymers by an anionic living polymerization method using a polymerization method that does not use any emulsifier. Attempts were made to improve the disadvantages of polymers.

しかし、有機アルカリ金属化合物を重合開始剤に用いて
アニオンリビング重合法により製造されたスチレン・ブ
タジエン系重合体を主成分とし、無機質顔料を配合して
製造された塗料用組成物は、この重合体ビヒクル結合剤
中における顔料の分散性が不良であり、実用的な顔料濃
度の配合を行なつた場合に得られる塗膜は乳化重合法に
より製造された重合体をビヒクル結合剤として用いて得
られる塗膜と比較して耐候性はすぐれているが、光沢お
よび耐水性は劣るという欠点を見出した。一方、アニオ
ンリビング重合法では重合体の組成、分子量、分子量分
布、分子構造などを比較的自由に変化させることができ
るという特徴があり、このような特徴を生かしてアニオ
ンリピング重合法により製造されたスチレン・ブタジエ
ン系重合体は、スチレン対ブタジエン組成比が約30対
70から40対60の場合には熱可塑性エラストマーと
して靴底やホツトメルト接着剤、プラスチツクブレンド
用などに用いられ、スチレン対ブタジエン組成比が約5
0対50から70対30の重合体は透明軟質樹脂として
ストレツチフイルム、玩具用などの素材として用いられ
る。また、スチレン対ブタジエン組成比が約75対25
から90対10の重合体は透明かつ耐寒性、耐衝撃性の
すぐれた樹脂となり、フイルム、シートとして食品包装
材などに用いられる。さらにまた、これらの重合体は被
覆材などの結合剤としてたとえばインキのバインダー、
のりすの表面処理剤などにも用いられる。そこで、もし
アニオンリピング重合法により重合されたビニル置換芳
香族炭化水素、共役ジエン類の重合体ビヒクル中におけ
る顔料等の分散性が改良され、この重合体に実用農度の
無機質顔料を配合して製造された塗料用組成物から得ら
れた塗膜の光沢、耐水性、耐候性などの諸物性がすぐれ
たものとなるならば工業的に価値あるものとなる。
However, a coating composition manufactured by blending an inorganic pigment with a styrene-butadiene polymer as a main component manufactured by an anionic living polymerization method using an organic alkali metal compound as a polymerization initiator cannot be manufactured by using this polymer. The dispersibility of the pigment in the vehicle binder is poor, and the coating film obtained when blending at a practical pigment concentration is obtained by using a polymer produced by emulsion polymerization method as the vehicle binder. It has been found that although it has superior weather resistance compared to paint films, it has inferior gloss and water resistance. On the other hand, the anionic living polymerization method has the characteristic that the composition, molecular weight, molecular weight distribution, molecular structure, etc. of the polymer can be changed relatively freely. Styrene-butadiene polymers are used as thermoplastic elastomers for shoe soles, hot melt adhesives, plastic blends, etc. when the styrene to butadiene composition ratio is approximately 30:70 to 40:60; is about 5
Polymers with a ratio of 0:50 to 70:30 are used as transparent soft resins as materials for stretch films, toys, etc. In addition, the styrene to butadiene composition ratio is approximately 75 to 25.
A 90:10 polymer is a transparent resin with excellent cold resistance and impact resistance, and is used in the form of films and sheets for food packaging materials. Furthermore, these polymers can be used as binders in coating materials, such as ink binders,
It is also used as a surface treatment agent for seaweed. Therefore, if the dispersibility of pigments etc. in the polymer vehicle of vinyl-substituted aromatic hydrocarbons and conjugated dienes polymerized by anionic lipping polymerization method is improved, and inorganic pigments of practical agricultural grade are blended into this polymer, If the coating film obtained from the produced coating composition has excellent physical properties such as gloss, water resistance, and weather resistance, it will be of industrial value.

そこで、本発明者らは溶液重合法により製造された、乳
化剤を全く含まず、低分子量成分の少ない重合体中にお
ける顔料の分散性を改良し、かつ塗膜の諸物性を改良す
るため鋭意研究を行なつた結果、アニオンリピング重合
法により重合し、重合体末端にカルボキシル基または水
酸基などの極性基を導入して得られた末端極性基を含有
する重合体を無機質顔料と配合する時は、導入した極性
基の量はごく微量であるにもかかわらず、重合体中にお
ける無機質顔料の分散性の改良に驚くべき顕著な効果が
認められ、また実用的な濃度の顔料を配合した塗料用組
成物から得られた塗膜の耐水性および光沢の改良にも著
しい効果が認められることを見出し、本発明を完成する
に至つた。
Therefore, the present inventors have conducted extensive research to improve the dispersibility of pigments in polymers produced by solution polymerization that do not contain any emulsifiers and have few low molecular weight components, and to improve the physical properties of coating films. As a result, when a polymer containing a terminal polar group obtained by polymerizing by an anion lipping polymerization method and introducing a polar group such as a carboxyl group or a hydroxyl group at the terminal end of the polymer is blended with an inorganic pigment, Although the amount of polar groups introduced was very small, a surprisingly significant effect was observed in improving the dispersibility of the inorganic pigment in the polymer, and a paint composition containing a practical concentration of pigment was found. The present inventors have discovered that the present invention is highly effective in improving the water resistance and gloss of coating films obtained from objects, and have completed the present invention.

従来、共重合等によつて故意にカルボキシル基の導人を
行なわなくとも、連鎖移動剤を多量に用いて乳化重合し
たラジカル重合体が、ある程度良好な顔料分散性を示し
たのは、連鎖移動剤、開始剤等によつて導入される極性
官能基のためであると思われる。本発明はアニオンリピ
ング重合法により重合を行なつた非極性単量体の重合体
で全く官能基を持たない重合体ビヒクルが良好な顔料分
散性を示さないこと、顔料分散性を飛躍的に改良するた
めには重合体末端への極性基導入が効果的であることを
開示した点では最初のものである。即ち本発明は、ビニ
ル置換芳香族炭化水素及び共役ジエン類の群から選ばれ
た少くとも1種の単量体を重合条件下でアルカリ金属又
は有機アルカリ金属系重合開始剤を用いて重合した少く
とも1つの末端にアルカリ金属を含有する重合体を、重
合体末端のアルカリ金属と反応する酸素、窒素、硫黄又
は塩素を含む極性反応剤で処理して得られた末端に酸素
、窒素、硫黄又は塩素を含む極性基を含有する重合体を
一成分とし、これに少くとも1種類の無機質顔料を配合
した塗料用組成物である。第1図はポリスチレンについ
ての顔料濃度と塗膜光沢の関係を示したものであり、第
2図はスチレン・ブタジエンプロツク共重合体について
の顔料濃度と塗膜光沢の関係を、又第3図はアニオンリ
ピング重合法で製造したスチレン・ブタジエンランダム
共重合体についての顔料濃度と塗膜光沢の関係を、そし
て第4図は分子量の異なるスチレン・ブタジエンプロツ
ク共重合体についての顔料濃度と塗膜光沢との関係を、
夫々に末端極性基を有するものと有しないものとの比較
に於いて示したものである。
Conventionally, radical polymers produced by emulsion polymerization using a large amount of chain transfer agent have shown good pigment dispersibility to some extent, even without intentionally introducing carboxyl groups through copolymerization or the like.The reason for this is chain transfer. This is thought to be due to the polar functional groups introduced by agents, initiators, etc. The present invention is based on the fact that a polymer vehicle of non-polar monomers that is polymerized by anionic lipping polymerization and has no functional groups does not exhibit good pigment dispersibility, and that the pigment dispersibility has been dramatically improved. This is the first study to disclose that the introduction of a polar group at the end of a polymer is effective for achieving this goal. That is, the present invention provides at least one monomer selected from the group of vinyl-substituted aromatic hydrocarbons and conjugated dienes, which is polymerized using an alkali metal or organic alkali metal polymerization initiator under polymerization conditions. Oxygen, nitrogen, sulfur or This coating composition contains a polymer containing a chlorine-containing polar group as one component, and contains at least one type of inorganic pigment. Figure 1 shows the relationship between pigment concentration and paint film gloss for polystyrene, Figure 2 shows the relationship between pigment concentration and paint film gloss for styrene-butadiene block copolymer, and Figure 3 shows the relationship between pigment concentration and paint film gloss for styrene-butadiene block copolymer. Figure 4 shows the relationship between pigment concentration and paint film gloss for styrene-butadiene random copolymers produced by anionic lipping polymerization method, and Figure 4 shows the relationship between pigment concentration and paint film for styrene-butadiene block copolymers with different molecular weights. The relationship with gloss,
This is a comparison between those with and without terminal polar groups, respectively.

更に第5図は各種末端極性基を有するスチレン・ブタジ
エンプロツク共重合体についての顔料濃度と塗膜光沢と
の関係を示す。又第6図は顔料として用いた酸化チタン
(ルチル型)の顕微鏡写真を示し、第7図は末端極性基
を有しない重合体に酸化チタンを配合した塗膜の顕微鏡
写真を、第8図は末端カルボキシル基を有する重合体に
酸化チタンを配合した塗膜の顕微鏡写真を示す。本発明
でいうビニル置換芳香族炭化水素には例えばスチレン、
種々のアルキルスチレン例えばαメチルスチレン、ビニ
ルトルエンおよびそれらの類似物等がある。
Furthermore, FIG. 5 shows the relationship between pigment concentration and coating gloss for styrene-butadiene block copolymers having various terminal polar groups. Furthermore, Figure 6 shows a microscopic photograph of titanium oxide (rutile type) used as a pigment, Figure 7 shows a microscopic photograph of a coating film prepared by blending titanium oxide with a polymer that does not have terminal polar groups, and Figure 8 shows a microscopic photograph of titanium oxide (rutile type) used as a pigment. A photomicrograph of a coating film prepared by blending titanium oxide with a polymer having terminal carboxyl groups is shown. Vinyl-substituted aromatic hydrocarbons in the present invention include, for example, styrene,
There are various alkylstyrenes such as alpha methylstyrene, vinyltoluene and the like.

また共役ジエン類としては例えば1,3−ブタジエン、
イソプレン、ピペリレン等がある。また、本発明でいう
重合体は上記物質の単独重合体および共重合体を含むの
みならずプロツク共重合体をも含む。
Examples of conjugated dienes include 1,3-butadiene,
Examples include isoprene and piperylene. Furthermore, the polymer referred to in the present invention not only includes homopolymers and copolymers of the above substances, but also includes block copolymers.

本発明で重合開始剤として用いるアルカリ金属としては
リチウム、ナトリウム、カリウムを、また有機アルカリ
金属化合物としてはリチウム、ナトリウム、カリウム等
のナフタレン錯化合物、或いはブチルリチウムなどのア
ルキルまたはアリールのアルカリ金属化合物を用いるこ
とができる。
The alkali metals used as polymerization initiators in the present invention include lithium, sodium, and potassium, and the organic alkali metal compounds include naphthalene complex compounds such as lithium, sodium, and potassium, or alkyl or aryl alkali metal compounds such as butyllithium. Can be used.

また、有機ジリチウム化合物および有機ポリリチウム化
合物を重合開始剤として用いることも可能であり、有機
ジリチウム化合物を重合開始剤として用いた場合には本
発明の効果は、有機モノリチウム化合物を重合開始剤と
して用いた場合よりもさらに顕著となる。本発明でいう
末端アルカリ金属を含有する重合体と反応する極性反応
剤とは炭酸ガス、酸素、エチレンオキシド、無水フタル
酸、硫黄、ホスゲン等の含窒素、含硫黄又は含塩素化合
物およびこれらの混合物で、末端アルカリ金属と反応す
るものであれば何でもよい。
Furthermore, it is also possible to use organic dilithium compounds and organic polylithium compounds as polymerization initiators, and when an organic dilithium compound is used as a polymerization initiator, the effects of the present invention can be obtained by using an organic monolithium compound as a polymerization initiator. It becomes even more noticeable than when it is used. In the present invention, the polar reactants that react with the polymer containing terminal alkali metals include carbon dioxide gas, oxygen, ethylene oxide, phthalic anhydride, sulfur, nitrogen-containing or chlorine-containing compounds such as phosgene, and mixtures thereof. , anything that reacts with the terminal alkali metal may be used.

また、メチルメタアクリレート(MMA)、ビニルピリ
ジン(VP)等の重合可能な極性単量体の数分子重合し
たものであつてもよい。さらにそれらの塩または加水分
解物およびこれらの混合物であつてもさしつかえない。
上記極性反応剤と重合体末端アルカリ金属との反応にお
いて、一部カツプリング反応を伴なうものもあるが、部
分的にカツプリング反応が起こつてもさしつかえない。
そして重合体末端につけることのできる極性基は酸素、
窒素、硫黄、又は塩素を含む基であり、その例をあげる
と−COOM,−0M,−SM,−SO3M(但しMは
水素または1価の金属を示一C−C6H4−C−0M1
およに一(MMA)nとその加水分解物(ただしここで
nの数は特に制限しないが通常はn=lから10の範囲
で用いられる)、−(P)nとその塩酸塩等(ただしこ
こでnの数は特に制限しないが通常はn=1から10の
範囲で用いられる)である。
Alternatively, it may be a product obtained by polymerizing several molecules of a polymerizable polar monomer such as methyl methacrylate (MMA) or vinyl pyridine (VP). Furthermore, salts or hydrolysates thereof and mixtures thereof may also be used.
In the reaction between the polar reactant and the polymer-terminated alkali metal, some reactions involve a coupling reaction, but there is no problem even if the coupling reaction occurs partially.
The polar groups that can be attached to the end of the polymer are oxygen,
A group containing nitrogen, sulfur, or chlorine, examples of which are -COOM, -0M, -SM, -SO3M (where M represents hydrogen or a monovalent metal, 1C-C6H4-C-0M1
-(MMA)n and its hydrolyzate (however, the number of n is not particularly limited here, but is usually used in the range of n=l to 10), -(P)n and its hydrochloride, etc. However, the number of n is not particularly limited here, but is usually used in the range of n=1 to 10).

本発明でいう末端とは重合体分子鎖の一つ以上の末端を
意味しており、重合体分子に存在させることのできる末
端の数は使用する重合開始剤の種類により変化する。
The term "terminal" as used in the present invention means one or more terminals of a polymer molecular chain, and the number of terminals that can be present in a polymer molecule varies depending on the type of polymerization initiator used.

たとえば重合開始剤として有′機モノリチウム化合物を
使用した場合には鎖状重合体が得られ、この重合体の片
末端のみに極性基を存在させることが可能であり、これ
に対して有機ジリチウム系重合開始剤を使用した場合に
も鎖状重合体が得られるが、この重合体の両末端に極性
基を存在させることが可能である。
For example, when an organic monolithium compound is used as a polymerization initiator, a chain polymer is obtained, and it is possible to have a polar group only at one end of this polymer. A chain polymer can also be obtained when a system polymerization initiator is used, but it is possible to have polar groups present at both ends of this polymer.

また、末端にアルカリ金属を含有する鎖状重合体をジビ
ニルベンゼンなどの架橋剤を用いて架橋して得られる星
形重合体においては、この昇形重合体を構成する鎖状重
合体の中央及び末端に極性基を存在させることも可能で
ある。このようにして極性基を存在せしめた星形重合体
も本発明でいう重合体末端に極性基を含有する重合体に
含まれる。また、本発明では重合体を有機アルカリ金属
化合物などを用いてメタレーシヨンし、重合体の主鎖に
アルカリ金属を付加させた場合、メタレーシヨンにより
導入されたアルカリ金属と結合する炭素は、この重合体
の一つの分子末端とみなされる。
In addition, in a star-shaped polymer obtained by crosslinking a chain polymer containing an alkali metal at the end using a crosslinking agent such as divinylbenzene, the central and It is also possible to have a polar group present at the end. A star-shaped polymer in which a polar group is present in this manner is also included in the term "polymer containing a polar group at the polymer end" as used in the present invention. In addition, in the present invention, when a polymer is metallated using an organic alkali metal compound or the like to add an alkali metal to the main chain of the polymer, the carbon bonded to the alkali metal introduced by metalation is It is considered to be the end of one molecule.

したがつてこのような重合体と結合するアルカリ金属を
極性反応剤と反応させて極性基を導入した重合体も本発
明でいう重合体末端に極性基を含有する重合体に含まれ
る。これらの末端極性基を含有する重合体は種々の方法
により製造することが可能である。
Therefore, a polymer in which a polar group is introduced by reacting the alkali metal bonded to such a polymer with a polar reactant is also included in the polymer containing a polar group at the polymer terminal in the present invention. Polymers containing these terminal polar groups can be produced by various methods.

たとえばスチレンとブタジエンをキシレン溶剤中、アル
キルジリチウム重合開始剤を用いて窒素雰囲気中で重合
し、得られた重合体を炭酸ガスで処理することにより両
末端にカルボン酸リチウム塩を含有する重合体を製造す
ることができる。このようにして製造された重合体両末
端にカルボン酸リチウム塩を含有する重合体は溶液重合
法で用いられた重合溶剤を含有させたままの重合液の状
態で顔料等との配合を行ない塗料用組成物を製造するこ
とが可能である。
For example, by polymerizing styrene and butadiene in a xylene solvent in a nitrogen atmosphere using an alkyldilithium polymerization initiator and treating the resulting polymer with carbon dioxide gas, a polymer containing carboxylic acid lithium salt at both ends can be produced. can be manufactured. The polymer containing carboxylic acid lithium salt at both ends of the polymer produced in this way is blended with pigments, etc. in the state of a polymer solution containing the polymerization solvent used in the solution polymerization method, and then used as a coating material. It is possible to produce compositions for use.

しかし、配合を行なう以前に重合液中に重合開始剤とし
て用いたアルカリ金属または有機アルカリ金属化合物中
の重合開始能力のあるアルカリ金属原子と等モルまたは
等モルよりやや過剤の水、アルコールまたは他のルイス
酸等を加えて重合体末端に存在するアルカリ金属を重合
体から脱離させて重合液の粘度を低下させることが好ま
しい。また、このように製造された重合体はメタノール
析出法、スチームストリツピング法などにより析出ある
いはグラム化し、乾燥した粉末状にしてから配合し、塗
料用組成物を製造することも可能である。
However, before blending, water, alcohol, or other additives that are equimolar or slightly more than equimolar to the alkali metal atom capable of initiating polymerization in the alkali metal or organic alkali metal compound used as a polymerization initiator are added to the polymerization solution. It is preferable to add a Lewis acid or the like to remove the alkali metal present at the terminal end of the polymer from the polymer, thereby reducing the viscosity of the polymer solution. Further, the polymer thus produced can be precipitated or gram-ized by a methanol precipitation method, a steam stripping method, etc., and then made into a dry powder and then blended to produce a coating composition.

さらにまた、このように得られた重合液から重合溶剤を
一部蒸発させて濃縮した後に配合を行なつて塗料用組成
物を製造することも可能である。本発明の塗料用組成物
においてアニオンリピング重合法により製造した重合体
中における無機質顔料の分散性が改良された原因は、重
合体末端の極性基が無機質顔料粒子表面に配向、吸着し
、顔料粒子表面が該重合体により被覆された状態となる
ため、顔料粒子どうしの凝集が妨げられ、かつ該重合体
を含有するビヒクル中における顔料粒子の分散性が良好
となるためであると考えられる。
Furthermore, it is also possible to manufacture a coating composition by evaporating a portion of the polymerization solvent from the polymerization solution obtained in this way and concentrating it, followed by blending. The reason for the improved dispersibility of the inorganic pigment in the polymer produced by the anionic lipping polymerization method in the coating composition of the present invention is that the polar group at the end of the polymer is oriented and adsorbed on the surface of the inorganic pigment particle, and the pigment particle This is thought to be because the surface is coated with the polymer, which prevents aggregation of pigment particles and improves the dispersibility of the pigment particles in the vehicle containing the polymer.

また実用濃度の無機質顔料を配合して製造した塗料用組
成物から得られた塗膜の光沢および耐水性が著しく改良
された効果の原因は、該重合体中における顔料粒子の分
散性の改良の効果、および顔料粒子表面に重合体末端極
性基が配向、吸着するため顔料と該重合体を成分とする
ビヒクルとの接着性がきわめて良好となり、したがつて
塗膜中における顔料とビヒクル果面などに存在する微小
気孔が末端極性基を持たない重合体を用いた場合より著
しく減少するためであると考えられる。次に実施例によ
り本発明を更に具体的に説明する。実施例 1 アニオンリピング重合法により製造した末端極性基を含
有していない数平均分子量5万のスチレン重合体と、同
一分子量の重合体末端にカルボキシル基を含有するスチ
レン重合体を無機質顔料(酸化チタンリルチル型)およ
び希釈剤(キシレン)とともにボールミルにより約10
時間混合して得られた配合物を、十分に洗浄した軟鋼板
にフイルムアプリケータを用いて塗付し、室温で乾燥し
た塗膜の600鏡面反射率(光沢)を測定した結果は第
1図に示すとうりとなつた。
Furthermore, the reason for the remarkable improvement in the gloss and water resistance of coating films obtained from coating compositions prepared by blending inorganic pigments at practical concentrations is due to the improvement in the dispersibility of pigment particles in the polymer. Because the terminal polar groups of the polymer are oriented and adsorbed on the surface of the pigment particles, the adhesion between the pigment and the vehicle containing the polymer as a component is extremely good. This is thought to be due to the fact that the number of micropores present in the polymer is significantly reduced compared to when a polymer without terminal polar groups is used. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 A styrene polymer with a number average molecular weight of 50,000, which does not contain terminal polar groups and which is manufactured by an anionic lipping polymerization method, and a styrene polymer containing a carboxyl group at the terminal end of a polymer with the same molecular weight are mixed with an inorganic pigment (titanium ryltyl oxide). mold) and a diluent (xylene) by ball milling.
The mixture obtained by time mixing was applied to a thoroughly cleaned mild steel plate using a film applicator, and the 600 specular reflectance (gloss) of the coating was dried at room temperature. The results are shown in Figure 1. It turned out to be a good idea.

第1図から末端カルボキシル基を含有する重合体は末端
極性基を含有しない重合体と比べて同一顔料濃度におけ
る塗膜光沢は低顔料濃度ではほぼ同一であるが、高顔料
濃度ではいちじるしくすぐれていることが明らかである
。実施例 2 アニオンリピング重合法で製造した末端極性基を含有し
ない分子量5万で、スチレン85重量%、ブタジエン1
5重量%組成のスチレン・ブタジエン系テーパードプロ
ツク共重合体(スチレンプロツク率700f))、およ
び同一分子量で同組成の重合体片末端及び両末端にカル
ボキシル基を含有するテーパードプロツク共重合体(ス
チレンプロツク率70%)に、それぞれ顔料酸化チタン
(ルチル型)、希釈剤(キシレン)を加えてボールミル
により実施例1と同様の方法により顔料濃度の異なる配
合を行ない、顔料濃度と塗膜光沢の関係を調べた結果を
第2図に示した。
Figure 1 shows that the coating film gloss of polymers containing terminal carboxyl groups is almost the same at low pigment concentrations, but significantly superior at high pigment concentrations, compared to polymers containing no terminal polar groups. That is clear. Example 2 A polymer with a molecular weight of 50,000, containing no terminal polar groups, produced by an anionic lipping polymerization method, and containing 85% by weight of styrene and 1% by weight of butadiene.
A styrene-butadiene tapered block copolymer with a composition of 5% by weight (styrene block ratio 700f), and a tapered block copolymer containing a carboxyl group at one end and both ends of a polymer having the same molecular weight and composition. (styrene block rate 70%), pigment titanium oxide (rutile type) and diluent (xylene) were added, and blends with different pigment concentrations were made using a ball mill in the same manner as in Example 1. The results of examining the relationship between gloss are shown in Figure 2.

図から重合体末端に極性基を含有しない重合体と、重合
体片末端にカルボキシル基を含有する重合体と、重合体
両末端にカルボキシル基を含有する重合体の塗膜光沢を
比べると、低顔料濃度における光沢は同一であるが高顔
料濃度においては末端極性基を含有しない重合体より片
末端カルボキシル基を含有する重合体の方が光沢が高く
、両末端カルボキシル基を含有する重合体はさらに光沢
が高いことが明らかである。実施例 3 アニオンリピング重合法で製造した末端に極性基を含有
しないスチレン85重量%、ブタジエン15重量%組成
のスチレン・ブタジエン系ランダム共重合体および同組
成で重合体片末端にカルボキシル基を含有するランダム
共重合体に、それぞれ顔料酸化チタン(ルチル型)、希
釈剤(キシレン)を加えてボールミルにより実施例1と
同様の方法により顔料濃度の異なる配合を行ない顔料濃
度と塗膜光沢の関係を調べた結果を第3図に示した。
The figure shows that when comparing the coating film gloss of a polymer that does not contain a polar group at the polymer end, a polymer that contains a carboxyl group at one end of the polymer, and a polymer that contains carboxyl groups at both ends of the polymer, it is found that the film gloss is low. Although the gloss at different pigment concentrations is the same, at high pigment concentrations, a polymer containing one terminal carboxyl group has higher gloss than a polymer containing no terminal polar group, and a polymer containing both terminal carboxyl groups has even higher gloss. It is clear that the gloss is high. Example 3 A styrene-butadiene random copolymer with a composition of 85% by weight of styrene and 15% by weight of butadiene, which does not contain a polar group at the terminal and is produced by an anionic lipping polymerization method, and a polymer with the same composition containing a carboxyl group at one end. Pigment titanium oxide (rutile type) and diluent (xylene) were added to the random copolymer, and blends with different pigment concentrations were performed using a ball mill in the same manner as in Example 1, and the relationship between pigment concentration and coating gloss was investigated. The results are shown in Figure 3.

図から重合体末端に極性基を含有しないランダム共重合
体と、重合体片末端にカルボキシル基を含有するランダ
ム共重合体の塗膜光沢を比べると、低顔料濃度における
光沢は同一であるが高顔料濃度においては末端極性基を
含有しない重合体より片末端カルボキシル基を含有する
重合体の方が光沢が高いことが明らかである。実施例
4 アニオンリピング重合法で製造した末端極性基を含有し
ないスチレン85重量%、ブタジエン15重量%組成の
数平均分子量3万、5万、10万のテーパードプロツク
共重合体、および同組成の重合体片末端にカルボキシル
基を含有する分子量3万、5万、10万のテーパードプ
ロツク共重合体に、それぞれ顔料酸化チタン(ルチル型
)、希釈剤(キシレン)を加えてボールミルにより実施
例1と同様の方法により顔料濃度の異なる配合を行ない
、顔料濃度と塗膜光沢の関係を調べた結果を第4図に示
した。
The figure shows that when comparing the coating gloss of a random copolymer that does not contain a polar group at the polymer end and a random copolymer that contains a carboxyl group at one end of the polymer, the gloss is the same at a low pigment concentration, but the gloss is high. It is clear that in terms of pigment concentration, a polymer containing one terminal carboxyl group has higher gloss than a polymer containing no terminal polar group. Example
4 Tapered block copolymers with number average molecular weights of 30,000, 50,000, and 100,000 that do not contain terminal polar groups and have a composition of 85% by weight styrene and 15% by weight butadiene, produced by anionic lipping polymerization method, and polymers with the same composition. Pigment titanium oxide (rutile type) and diluent (xylene) were added to tapered block copolymers with molecular weights of 30,000, 50,000, and 100,000 containing a carboxyl group at one end, respectively, and the same was used in Example 1 using a ball mill. Figure 4 shows the results of examining the relationship between pigment concentration and coating gloss by mixing different pigment concentrations using the method described above.

図から分子量の異なるいずれの共重合体も重合体片末端
にカルボキシル基を含有するものの方が、極性基を含有
しないものよりも同一顔料濃度における塗膜光沢がすぐ
れていることがわかる。
The figure shows that for all copolymers with different molecular weights, those containing carboxyl groups at one end of the polymer have better coating gloss at the same pigment concentration than those containing no polar groups.

実施例 5アニオンリピング重合法により製造した末端
極性基を含有しないスチレン85重量%、ブタジエン1
5重量%組成、数平均分子量5万のスチレン・ブタジエ
ン系共重合体および同組成の重合体両末端にカルボキシ
ル基を含有する重合体を用いて、それぞれ表1に示す配
合をボーノンミルにより実施例1と同じ条件下で行なつ
た。
Example 5 Styrene containing no terminal polar group 85% by weight produced by anionic lipping polymerization method, butadiene 1
Example 1 Using a styrene-butadiene copolymer with a composition of 5% by weight and a number average molecular weight of 50,000 and a polymer containing carboxyl groups at both ends of the polymer having the same composition, the formulations shown in Table 1 were prepared using a Bournon mill. was carried out under the same conditions.

上記表−1に示した配合により得られた配合物を十分洗
浄した軟鋼板にフイルムアプリケータを用いて塗布し、
室温で乾燥後の塗膜、および顔料酸化チタン(ルチル型
)の顕微鏡写真を第6図〜第8図に示した。
The mixture obtained from the formulation shown in Table 1 above was applied to a thoroughly cleaned mild steel plate using a film applicator,
Microscopic photographs of the coating film after drying at room temperature and the pigment titanium oxide (rutile type) are shown in FIGS. 6 to 8.

又夫々の光沢度は表−2の通りであつた。尚第7図は末
端極性基を有しない重合体を用いた場合、第8図は末端
カルボキシル基を有する重合体を用いた場合を示す。表
−2及び第7図〜第8図から極性基を含有しない重合体
より得られた塗膜の光沢は低く、この塗膜中では顔料粒
子は凝集していること、一方末端カルボキシル基を含有
する重合体から得られた塗膜の光沢は高く、またこの塗
膜中では顔料粒子が均一に分散していることが明らかで
ある。
In addition, the respective gloss levels were as shown in Table 2. In addition, FIG. 7 shows the case where a polymer having no terminal polar group is used, and FIG. 8 shows the case where a polymer having a terminal carboxyl group is used. Table 2 and Figures 7 to 8 show that the gloss of the coating film obtained from the polymer that does not contain polar groups is low, and that the pigment particles are aggregated in this coating film, while the pigment particles contain terminal carboxyl groups. The gloss of the coating obtained from the polymer is high, and it is clear that the pigment particles are uniformly dispersed in the coating.

この結果から低光沢塗膜中では顔料粒子は凝集し、高光
沢塗膜中では均一に分散していることがわかる。実施例
6アニオンリピング重合法により製造した末端極性基
を含有しないスチレン85重量%、ブタジエン15重量
%組成、分子量5万の重合体および同組成、同一分子量
の重合体両末端にカルボキシル基を含有する重合体、お
よび同組成、同一分子量の重合体両末端に水酸基を含有
する重合体、および同組成、同一分子量の重合体両末端
に硫黄を含有する重合体、および同組成、同一分子量の
重合体両末端に平均5分子づつのビニルピリジン塩酸塩
を含有する重合体に、それぞれ顔料酸化チタン(ルチル
型)、希釈剤(キシレン)を加え、実施例1と同様に配
合し、顔料濃度と塗膜光沢の関係を調べた結果を第5図
に示した。
This result shows that the pigment particles aggregate in the low-gloss coating, but are uniformly dispersed in the high-gloss coating. Example 6 A polymer with a composition of 85% by weight of styrene and 15% by weight of butadiene and a molecular weight of 50,000, produced by an anionic lipping polymerization method and containing no terminal polar groups, and a polymer with the same composition and the same molecular weight containing carboxyl groups at both ends. Polymers, and polymers with the same composition and the same molecular weight.Polymers containing hydroxyl groups at both ends, and polymers with the same composition and the same molecular weight.Polymers containing sulfur at both ends, and polymers with the same composition and the same molecular weight. Pigment titanium oxide (rutile type) and diluent (xylene) were added to a polymer containing an average of 5 molecules of vinylpyridine hydrochloride at both ends, and the pigment concentration and coating film were mixed in the same manner as in Example 1. The results of examining the relationship between glossiness are shown in FIG.

図から同一顔料濃度における塗膜光沢は低顔料濃度では
重合体両末端にカルボキシル基、水酸基、硫黄、ビニル
ピリジン塩酸塩などの極性基を含有する重合体は末端極
性基を含有しない重合体とほぼ同一であるが、高顔料濃
度では重合体両末端に極性基を含有する重合体配合物の
方が末端極性基を含有しない重合体配合物の塗膜光沢よ
り著しくすぐれていることが明らかである。すなわち、
重合体末端に極性基を含有する重合体中における顔料分
散性は、末端に極性基を含有しない重合体中における顔
料分散性より明らかにすぐれているといえる。実施例
7 アニオンリピング重合法により製造した重合体末端にカ
ルボキシル基を含有する数平均分子量6万、スチレン8
5重量%、ブタジエン15重量%組成の重合体、および
同組成かつ、重合体の30%キシレン溶液粘度(25℃
)の等しいところの同じくアニオンリピング重合法によ
り製造した末端極性基を含有しない重合体、および同組
成かつ、重合体の30%キミレン溶液粘度(25℃)の
等しいラジカル重合法により製造した重合体を用いて、
それぞれ表−3に示す配合を行なつた。
The figure shows that at low pigment concentrations, the coating film gloss at the same pigment concentration is approximately the same for polymers containing polar groups such as carboxyl groups, hydroxyl groups, sulfur, and vinylpyridine hydrochloride at both ends of the polymer, compared to polymers that do not contain terminal polar groups. Although identical, it is clear that at high pigment concentrations, the film gloss of a polymer formulation containing polar groups at both ends of the polymer is significantly superior to that of a polymer formulation containing no terminal polar groups. . That is,
It can be said that the pigment dispersibility in a polymer containing a polar group at the polymer end is clearly superior to the pigment dispersibility in a polymer not containing a polar group at the end. Example
7 Polymer manufactured by anionic lipping polymerization method Contains a carboxyl group at the end, number average molecular weight 60,000, styrene 8
5% by weight of a polymer with a composition of 15% by weight of butadiene, and a 30% xylene solution viscosity of a polymer with the same composition (25°C
) and a polymer containing no terminal polar group produced by the same anionic lipping polymerization method, and a polymer produced by the radical polymerization method having the same composition and the same 30% chymilene solution viscosity (25°C) of the polymer. make use of,
The formulations shown in Table 3 were prepared.

上記表−3の配合はボールミルを用いて約10時間混合
して行なつた。得られた各重合体を一成分とする配合物
(白エナメル)を、十分洗浄した軟鋼板にフイルムアプ
リケータを用いて塗付し室温で乾燥した後、各種塗膜性
能試験を行なつた。結果を表−4に示した。上記表中配
合Aは末端極性基を含有する重合体を成分とする塗膜、
Bは末端極性基を含有しない重合体を成分とする塗膜、
Cはラジカル乳化重合により製造した重合体を成分とす
る塗膜である。
The formulations shown in Table 3 above were mixed using a ball mill for about 10 hours. A formulation (white enamel) containing each of the obtained polymers as one component was applied to a thoroughly cleaned mild steel plate using a film applicator and dried at room temperature, after which various coating film performance tests were conducted. The results are shown in Table-4. Formulation A in the above table is a coating film containing a polymer containing terminal polar groups,
B is a coating film composed of a polymer that does not contain terminal polar groups;
C is a coating film containing a polymer produced by radical emulsion polymerization.

素地との付着性はゴバン目試験のクロス法によつた。耐
衝撃性は6.35H11φの鋼球を50c7rLの高さ
から試験塗膜上に落下させ塗膜の変化を肉眼で判定した
結果を示した。耐塩水性、耐塩水噴霧性、促進耐候性は
いずれも塗膜の表面を肉眼で判定したものである。なお
判定は次の基準によつた。上記表−4から明らかなよう
に、本発明のものはアニオンリピング重合法で製造した
末端極性基を含有しないスチレン・ブタジエン系共重合
体を成分とする塗膜と比べて光沢、素地との付着性、耐
塩水性、耐塩水噴霧性においてきわめてすぐれた性能を
示し、またラジカル乳化重合法により製造したスチレン
・ブタジエン系共重合体を成分とする塗膜と比べて耐衝
撃性、促進耐候性においてきわめてすぐれた性能を示し
、耐塩水性、耐塩水噴霧性においてもすぐれた性能を示
すことが明らかである。
Adhesion to the substrate was determined by the cross method of the cross-cut test. The impact resistance was determined by dropping a steel ball of 6.35H11φ onto the test coating from a height of 50c7rL and visualizing changes in the coating. Salt water resistance, salt water spray resistance, and accelerated weather resistance are all determined by visually inspecting the surface of the coating film. The judgment was based on the following criteria. As is clear from Table 4 above, the coating film of the present invention has better gloss and adhesion to the substrate than the coating film produced by anionic lipping polymerization method and composed of a styrene-butadiene copolymer that does not contain terminal polar groups. It also shows excellent performance in terms of hardness, salt water resistance, and salt spray resistance, and also has excellent impact resistance and accelerated weather resistance compared to coatings made from styrene-butadiene copolymers produced by radical emulsion polymerization. It is clear that it shows excellent performance and also shows excellent performance in salt water resistance and salt water spray resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第5図は各種重合体についての顔料濃度と塗膜
光沢の関係を示し、第6図は顔料酸化チタンの顕微鏡写
真、第7〜第8図は顔料配合塗膜の顕微鏡写真を示す。
Figures 1 to 5 show the relationship between pigment concentration and coating gloss for various polymers, Figure 6 shows microscopic photographs of pigmented titanium oxide, and Figures 7 to 8 show microscopic photographs of pigmented coatings. show.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ビニル置換芳香族炭化水素及び共役ジエン類の群か
ら選ばれた少くとも1種の単量体を重合条件下でアルカ
リ金属又は有機アルカリ金属系重合開始剤を用いて重合
した少くとも1つの末端にアルカリ金属を含有する重合
体を、重合体末端のアルカリ金属と反応する酸素、窒素
、硫黄又は塩素を含む極性反応剤で処理して得られた末
端に酸素、窒素、硫黄又は塩素を含む極性基を含有する
重合体を一成分とし、これに少くとも1種類の無機質顔
料を配合した塗料用組成物。
1 At least one terminal obtained by polymerizing at least one monomer selected from the group of vinyl-substituted aromatic hydrocarbons and conjugated dienes using an alkali metal or organic alkali metal polymerization initiator under polymerization conditions. Polar polymers containing oxygen, nitrogen, sulfur, or chlorine at the terminals obtained by treating a polymer containing an alkali metal with a polar reactant containing oxygen, nitrogen, sulfur, or chlorine that reacts with the alkali metal at the polymer terminals. A coating composition comprising a group-containing polymer as one component and at least one type of inorganic pigment mixed therein.
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