JPS6010532B2 - 水性樹脂分散体組成物 - Google Patents

水性樹脂分散体組成物

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JPS6010532B2
JPS6010532B2 JP8187478A JP8187478A JPS6010532B2 JP S6010532 B2 JPS6010532 B2 JP S6010532B2 JP 8187478 A JP8187478 A JP 8187478A JP 8187478 A JP8187478 A JP 8187478A JP S6010532 B2 JPS6010532 B2 JP S6010532B2
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epoxy resin
resin dispersion
monomer mixture
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勲 高田
弘男 鈴木
誠一郎 田原
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Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
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Toyo Ink Mfg Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 本発明は、塗料として有用な水性樹脂分散体組成物に関
するものである。
水系塗料は従来の溶剤型塗料の問題点である火災の危険
および有機溶剤による大気汚染を減らすことができるこ
とから注目されている。
しかしながら、水系塗料には塗膜の耐水性あるし、は耐
食性が劣るなど問題も多い。これらの水系塗料の問題点
を解決するため、ェポキシ樹脂を含む塗料から形成され
る塗膜が有している優れた耐水性、耐食性に着目して水
性ェポキシ樹脂の併用する試みがなされている。その方
法としては液状ェポキシ樹脂を界面活性剤を用いて水中
に乳化分散させてェポキシ樹脂分散体をつくり、界面活
性剤を用いてビニル系モノマーを乳化重合して得た樹脂
または、界面活性剤を用いて水中に乳化分散させて得た
他の樹脂と併用する方法がある。
しかしながらこれらの方法では、分散体の安定性を保つ
には界面活性剤を多量に使用しなければならず、このよ
うにして得られた分散体より得られる塗膜は光沢がなく
、耐水性、耐食性にも劣るという欠点を有している。
本発明者らはこれら従来のェポキシ樹脂併用の水性樹脂
分散体の欠点を改良すべく検討した結果、ェポキシ樹脂
を特定の重合性モノマ−混合物に溶解させて、少量の界
面活性剤とコロィダルシリカの存在中で懸濁重合して得
られる水性樹脂分散体は安定性が良好で、相容性が良く
かつ得られた塗膜は光沢が良く耐水性、耐食性にすぐれ
ていることを見出した。
すなわち本発明は、ェポキシ樹脂を、0〜2重量%の重
合性カルボン酸モノマー並びに0.5〜5重量%の少な
くとも1個のN−置換メチロール基を有するアクリルア
ミドもしくはメタクリルアミド謎導体を含む重合性モノ
マー混合物に溶解し、該重合性モノマー混合物を該モノ
マー混合物100重量部に対して0.1〜3重量部のア
ルコール硫酸ェステル塩類もしくはアルキルアリールス
ルホン酸塩類および0.2〜3重量部のコロイダルシリ
カの存在下において水系中にて懸濁重合して得られる水
性樹脂分散体並びに必要に応じて該水性樹脂分散体の固
形分10の重量部に対して、10重量部以下のアルデヒ
ドとの縮合重合樹脂よりなる水性樹脂分散体組成物を提
供するものである。
本発明におけるヱポキシ樹脂としては、エチレングコー
ル、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエ
チレングリコール、ジプロピレングリコール等のアルキ
レングリコールのジグリシジールェーテル、分子量80
0以下のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール等ポリアルキレングリコールのジグリシジルェー
テル、水素添加4,4′ーィソプロピリデンジフェニー
ルのジグリシジルエーテル、4,4′ーイソプロピリデ
ンジフェノール(以下ビスフェノールAという)、4,
4′−sec・プチリデンジフェノール等芳香族アルコ
ールのジグリシジルェーテル等のジグリシジールェーテ
ル系樹脂他、ブチルグリシジルェーテル、フェノールグ
リシジルェーテル等も用途に応じて使用される。
これらの分子量1,000以下のェポキシ樹脂の他、ビ
スフェノールA,4,4′−sec・プチリデンジフェ
ノール等とェピクロルヒドリンとの反応より得られる分
子量1,000以下のェポキシ樹脂も使用できる。本発
明に係わる水性樹脂分散体組成物の塗膜物性の点からは
ビスフエノールA,4,4′一sec・ブチリデンジフ
ェノール等の主鏡にビスフェノール核を有する芳香族ア
ルコールとェピクロルヒドリンとの反応物のェポキシ樹
脂を使用することが好ましく、また、重合体モノマー混
合物と懸濁重合する際の当該モノマーに対する溶解性、
および懸濁重合後の安定性の点から分子量が1,000
以下のェポキシ樹脂を使用することが好ましい。重合性
カルボン酸モノマーは、2塩基酸としてはィタコン酸、
フマル酸、マレィン酸等が、また、1塩基酸としてはア
クリル酸、メタクリル酸等を使用することができる。
これらの重合性カルボン酸モノマ−は重合性モノマー混
合物に対して2重量%を越えると得られる塗膜の耐水性
に悪影響を与えるが、分散体組成物の安定性を考慮して
0.5〜1.5重量%を使用することが好ましい。アク
リル酸アミド誘導体もしくはメタクリル酸ァミド譲導体
としては、N−モノ置換もしくはN−N−ジー置換メチ
ロール化物が用いられる。とくにN−メチロールアクリ
ルアミド,N−メチロールメタクリルアミドの使用は懸
濁液の安定化、耐水性にすぐれた効果をもたらす。しか
しながら、重合性モノマー混合物に対して0.5重量%
未満および5重量%を越えるアクリル酸アミド誘導体も
しくはメタクリル酸アミド誘導体の使用は何れも懸濁液
を破壊する傾向にあり、2〜3重量%の使用が懸濁液の
安定化に有用である。本発明においてァルコ−ル硫酸ェ
ステル塩類としてはラウリルスルホン酸ナトリウムのよ
うなアルコールの炭素数が12〜14のもの、またアル
キルアリールスルホン酸塩としてはドデシルベンゼンス
ルホン酸ナトリウムのようなアルキル基の炭素12〜1
3のものが使用される。
これらは重合性モノマー混合物10の重量部に対して0
.1重量部未満の使用では懸濁液が不安定となり、3重
量部を越えると得られる塗膜の物性、特に耐水性に悪影
響を及ぼす。また、本発明においては重合性モノマー混
合物10血重量部に対して0.2〜3重量部のコロィダ
ルシリカが使用される。0.2重量部未満の使用では懸
濁液が不安定となり、3重量部を越えると得られる塗腰
の物性が悪化する。
このように本発明においては特定の界面活性剤とコロィ
ダルシリカの特定割合での併用によって懸濁液の安定性
と得られる塗膜の物性を良好なものとしているのである
。本発明において重合性カルボン酸モノマー、少なくと
も1個のメチロール基を有するアクリルアミドもしくは
メタクリルアミド誘導体以外のモノマーとしてはこれら
と共重合性を有するものから適宜選択することができ、
例えば、スチレンおよびスチレン誘導体、素数1〜8の
直鏡もしくは側鎖を有するアルコールのアクリル酸また
はメタクリル酸ェステル等があり、それぞれ単独もしく
は混合して併用される。
本発明においてはェポキシ樹脂対重合性モノマー混合物
の重量比が2対班〜3の封70の範囲で使用される。
ェポキシ樹脂の割合が2重量%以下の場合は得られた塗
膜は耐水性、耐食性などの物性が劣る傾向にあり、ェポ
キシ樹脂の割合が3の重量%以上では懸濁液が不安定に
なり同時にヱポキシ樹脂が析出して良好な水性樹脂が得
られないという傾向にある。本発明の懸濁重合は通常の
方法でおこなわれている。
懸濁重合の開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫
酸カリウム、重亜硫酸ナトリウムのような無機系開始剤
およびte九ープチルパオキシ−2一エチルヘキサノレ
ート、メチルエチルケトンパーオキサイド、にrtーブ
チルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキ
サイド、2.5−ジメチルヘキサンー2.5ージハイド
ロパーオキサイドのような有機過酸化物で比較的親水性
のものが好ましい。通常、アルコール硫酸ェステル塩も
しくはアルキルアリールスルホン酸塩およびコロィダル
シリカを加えた水の中へ重合開始剤を加えて加熱し、窒
素気流下でェポキシ樹脂を溶解した重合性モノマー混合
物を徐々に添加して重合させる。本発明の分散体より得
られる塗膜は、十分な耐水性、耐食性を有しているが、
さらに高度の耐水性や耐沸水性が必要な場合アルデヒド
との縮合重合物を併用することによって解決することが
できる。
これらの縮合重合物は分散液に溶解もしくは分散するも
のはすべて使用可能であり、例えばフェノールホルムア
ルデヒド樹脂、レゾルシンーホルムアルデヒド樹脂、ア
ルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂、油変性フェノ
ールホルムアルデヒド樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹
脂、チオ尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミンーホル
ムアルデヒド樹脂、ジシアンジアミドーホルムアルデヒ
ド樹脂、芳香族炭化水素−ホルムアルデヒド樹脂、アニ
リンーホルムアルデヒド樹脂、アセトンーホルムアルデ
ヒド樹脂等がありこれらのメチロ−ル基の一部もしくは
全部をアルキル基に変性したものも使用できる。本発明
により得られる水性樹脂分散体組成物の用述としては顔
料分散用ワニス、金属用クリヤー塗料、顔料を併用した
着色塗料、水性ェマルジョン塗料等の被覆組成物あるい
は印刷インキ組成物をはじめ重合性モノマーの種類、量
も選択することにより接着剤、繊維加工用、あるいは、
飲料缶内面塗料用樹脂として有効である。
以下実施例によって本発明を具体的に説明する。
例中部および%はそれぞれ重量部および重量%を示す。
実施例 1 {1) ェポキシ樹脂 ェピコート コート828 57.5部(シェル
化学(株)製ビスフヱノールA型ェポキシ樹脂、分子量
約355) ■ 重合性モノマー スチレン 114.0アクリル
酸ブチル 195.5フマール酸
6.5 Nーメチロールアクリルアミド 9.9‘3i 界面
活性剤 ラウリルスルホン酸ナトリウム 6.5 ‘41 コロイダルシリ力 ルドツクスAM 32.5(デュ
ポン社製、固形分30%)‘5} イオン交換水
576.9脚 重合開始剤過硫酸アンモ
ニウム 0.5 重亜硫酸ナトリウム 0.24ッロフラス
コに、界面活性剤、コロィダルシリカ、イオン交換水を
仕込み、窒素ガス気流下に60qoまで加熱し、重合開
始剤を添加し、更にェポキシ樹脂を重合性モノマー混合
物に溶解した液を150分間にわたって滴下する。
このときの反応温度は60〜7ぴ○の範囲に調整する。
添加終了後その温度で4時間かきまぜを行なった後冷却
し、約25%のアンモニア水でPH6〜7、固形分40
%の範囲に調節して安定な懸濁液を得た。実施例 2 ‘1’ ェポキシ樹脂 ェピコート1001 19.4部(ェピコ
ート828と同様、分子量約900) {2’重合性モノマー メタクリル酸メチル 174.7アクリル酸エ
チル 190.0Nーメチロールメタクリル
アミド 3.7‘3’界面活性剤 ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ ム 0.4‘4’
コロイダルシリカルドツクスAM
36.8‘5} イオン交換水
574.3【61重合開始剤過硫酸アンモニウム
0.5重亜硫酸ナトリウム 0
.2実施例 3 ‘11 ェポキシ樹脂 エピコート815 117.碇都(ェピコ
ート828と同様、分子量約350) 【2)重合性モノマ− メタクリル酸イソブチル 78.2メタクリル酸
メチル 78.2アクリル酸エチル
101.0メタクリル酸 2
.7N−メチロールアクリルアミド 136 脚 界面活性剤 ラウリルスルホン酸ナトリウム 8.2{4)コロイ
ダルシリカ ルドツクスAM I.8‘5}
イオン交換水 5936‘6’
重合開始剤過硫酸アンモニウム 0.5
重亜硫酸ナトリウム 0.2実施例 4 ‘1} ェポキシ樹脂 水添ビスフェノールAジグリシジンェ ーテル 77.2部‘21 重
合性モノマ一スチレン 3
8.6メタクリル酸メチル 38.6アクリ
ル酸ブチル 219.3イタコン酸
6.1Nーメチロールメタクリルアミ
ド 6.1‘3} 界面活性剤 ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ ム 4.6(41
コロイダルシリ力ルドツクスAM
30.8‘5ー ィオン交換水
578.0‘61 重合開始剤過硫酸アンモニウム
0.5 重亜硫酸ナトリウム 0.2 実施例 5 ‘1} ェポキシ樹脂 ジエチレングリコールジグリシジルエ ーテル 77.8部■ 重合性
モノマーメタクリル酸メチル 151.0 アクリル酸エチル 155.6アクリル酸
3.1 Nーメチロールアクリルアミド 1.6 脚 界面活性剤 ラウリルスルホン酸ナトリウム 6.2{4) コロ
イダルシリカ ルドツクスAM 15.6‘5)
イオン交換水 斑8.4【6)重合
開始剤過硫酸アンモニウム 0.5重亜硫
酸ナトリウム 0.2実施例2から実施例
5については実施例1と同様の操作によって安定な懸濁
液を得た。
比較例 1 実施例1においてェピコート828を使用しないで、同
機に操作して樹脂液を得た。
比較例 2 実施例2においてェピコート1001にかえてェピコー
ト1007(ェピコート828と同じ、分子量約2,9
00)を使用し同様に操作して重合したがェポキシ樹脂
がモノマー中に溶解し‘こく〈重合途中で析出し安定な
樹脂液を得ることができなかった。
比較例 3 実施例3においてェピコート815対全共重合性モノマ
ーの割合を5の特50にして同様に操作して重合したが
ェポキシ樹脂が重合途中で析出し良好な樹脂液を得るこ
とができなかった。
実施例6および7 下記表1の組成で混合し、懸濁液を得た。
表1 表1中‘1)サィメル303はアメリカンシアナミド社
製のメトキシメチロールメラミン樹脂の商品名、‘2}
ビートル65は三井東圧化学(株)製メチル化尿素樹脂
の商品名である。
実施例1〜7および比較例1で得られた水性樹脂分散体
組成物をそれぞれ、ポンデ鋼波に樹脂乾燥時の膜厚とし
て20ム机になるように塗装した後、200℃10分間
乾燥して、試験パネルを作成し、その諸耐性試験の結果
を表ローこ示す。
表 11表0中の各種試験の方法は下記のとおりである
密着性: ゴバン目1こクロスカット後のセロハン粘着
テープ密着試験耐食性: 塩化頃霧試験 2独時間後の
塗面の変化耐水性: 室温水への浸せき 2独特間後の
塗面の変化耐鍵水性: 100qoの淡水中への鰻せき
3ぴ分後の塗面の変化。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 エポキシ樹脂を、0〜2重量%の重合性カルボン酸
    モノマー並びに0.5〜5重量%の少なくとも1個のN
    −置換メチロール基を有するアクリルアミドもしくはメ
    タクリルアミド誘導体を含む重合性モノマー混合物に溶
    解し、該重合性モノマー混合物を該モノマー混合物10
    0重量部に対して0.1〜3重量部のアルコール硫酸エ
    ステル塩類もしくはアルキルアリールスルホン酸塩類お
    よび0.2〜3重量部のコロイダルシリカの存在下にお
    いて水系中にて懸濁重合して得られる水性樹脂分散体並
    びに必要に応じて、該水性樹脂分散体の固形分100重
    量部に対して10重量部以下のアルデヒドとの縮合重合
    樹脂よりなる水性樹脂分散体組成物。 2 エポキシ樹脂対重合性モノマー混合物の重量比が2
    対98〜30対70であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の水性樹脂分散体組成物。 3 エポキシ樹脂は分子量が1,000以下のグリシジ
    ル系エポキシ樹脂であることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項ないし第2項記載の水性樹脂分散体組成物。
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JPS62306A (ja) * 1985-04-20 1987-01-06 ゲルフリ−ト・バウエル 歯ブラシ
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