JPS6058415A - グラフト共重合体樹脂の製造法 - Google Patents

グラフト共重合体樹脂の製造法

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JPS6058415A
JPS6058415A JP16701883A JP16701883A JPS6058415A JP S6058415 A JPS6058415 A JP S6058415A JP 16701883 A JP16701883 A JP 16701883A JP 16701883 A JP16701883 A JP 16701883A JP S6058415 A JPS6058415 A JP S6058415A
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acetate butyrate
acid
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Tadafumi Miyazono
宮園 忠文
Yoshitaka Okude
奥出 芳隆
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はグラフ1へ共重合体樹脂の製造法に係り、さら
に訂しくはレルロースアセテートブチレートと臣合性単
慎体のグラフト共重合体樹脂の改良された製)開法に関
するものである。
セルロースアセテートブチレート(以下CABと称す)
にビニル系単量体を共重合させたグラフト共重合体樹脂
は乾燥性、硬Fα鋳に優れているl〔め、近11?r塗
オ′81業界で注目されている。
かかる共重合体樹脂の製造法としては、従来(1)有機
過酸化物を損金間始剤に用い、CADにビニル系単量体
を直接共重合さUる5臥、1シ1えば、特開昭4971
15126 ;同55−133472;同55−543
01 ;持分■H;う0−37683;同51−565
9;同51−5660 :同58−2978号等、 (2)CABのヒドロキシ基に対し酸、酸無水物、酸ク
ロライドあるいはイワシアナ−1〜等を反応凸せること
により、メルカプト基あるいは水素を引き抜かれ易い基
あるいは不飽和結合を導入し、次いでビニル系単量体を
グラフト重合させる方法、例えば特開11B 48−8
0192 :同50−48030;同50−480.3
1;特公昭55−8105等、 (3)CO66アルイはCe+++塩を用イクラ/l−
重合させる方法 等各種の方法が提案されている。
しかしながらこれらいづれの方ン去もグラフ1へ碑・が
極めて低く、例えば反応生成物の樹脂溶液をそのまま俗
イi乾燥させた場合いづれもグラフト化が不完全のため
フィルムの白濁をきたし、また他種樹脂例えばアクリル
樹脂、ポリエステル樹脂、高スヂレン含イJアクリル樹
脂等との相溶性が悪く、トルエン、−1ニシレン等の溶
剤に対づる溶解性も不良であることが認められている。
特にCABに対し無水マレイン酸あるいはマレイン酸等
を反応させる場合、CA Bのヒドロキシル基との反応
率が悪く従つCグラフ1〜率も不充分で単独でも充分塗
わ[目的での使用にたえるCABグラノド共重合体IJ
得られていない。
本発明?iらはCABにヒドロキシル基以外にアセデー
1〜あるいはブチレートのエステル結合が含まれる点に
后目し、これら官能基を有効に利用して重合性不t;2
和阜を導入りる方法につき種々研究の結果、CABとマ
レイン酸あるいはフマル酸のジあるいはLノエスデルと
のエステル交換反応による不飽和1非の導入が特に有効
であることを見出し本発明を完成Jるに至った。即ち本
発明に従えばセルロースアセテートブチレートと、マレ
イン酸あるいはフマル酸のモノあるいはジエステルを反
応させて(qられる共重合可能な二重結合を有するセル
ロースアセテートブチレートと、車台性単量体を共重合
させることを特徴とするグラフト共重合体樹脂の製造法
が提供せられる。
マレイン酸、フマル酸誘導体は単独重合性に乏しく、ゲ
ル化の心配なしに高温下、長i間の反応に供することが
できる。そこでこれら誘導体とCABとを直接あるいは
不活性溶剤中で、所望によりジブチル錫オキサイドの如
き触媒の存在下、加熱反応せしめるとCABのエステル
部位とマレイン酸、フマル酸のエステル部位のエステル
交換反応を主体とし、ざらにCABのヒドロキシル基と
マレイン酸、フマル酸のエステル部位の反応、あるいは
ヒドロキシル基とカルボキシル基の反応等を悟った各種
反応が進行し、CABに共重合可能な二重結合が容易且
つ有効に導入せられる。
反応の進行度は、例えば紫外吸光光度泪を備えた液体ク
ロマトグラフィーあるいはゲルパージ1−シヨンクロマ
トグラフイ−(GPC)F紫外吸光度を測定し導入され
た二重結合を追跡することにより容易に知ることができ
る。CABとマレイン酸あるいは無水マレイン酸を直接
反応させる場合と、これら酸と等モルのフマル酸あるい
はマレイン酸のジあるいはモノエステルを反応させる(
同温度、同時間)場合について前記方法で反応の進行度
をしらべてみると、前者は後者よりも紫外吸光度の増加
が遅く、後者よりも反応の進行度が著しく遅いことを示
している。このことはグラフト共重合で得られる樹脂ワ
ニスを夫々塗膜化した場合、前者では白濁した塗膜を与
えるのに対し、後者では透明均一な塗膜を与える事実に
よっても裏付番プられる。ザなわち後者では反応率が高
く、結果として高いグラフト率を有するため均一で透明
な塗膜力貢5ノられたものと推定されるからである。
他方マレイン酸、無水マレイン酸等により、フマル酸等
のモノあるいはジエステルを用いた場合と同程度の反応
率を得るため、これらの酸を多量に使用することも4處
される。しかしながらその場合には未反応のマレイン酸
、無水マレイン酸が系内に多ψに残りまたこれらの酸と
反応したCABにも片末端に酸を有するため、グラフト
化した際に非常に酸価の高い樹脂が得られ、ワニスまた
はクリヤー塗膜の白濁をきたし、塗料塗膜の黄変、白化
、クラック等の原因となり耐候性の而からb好ましくな
い。
このように本発明ではCABに対し先ず、マレイン酸あ
るいはフマル酸のモノあるいはジエステルが作用せしめ
られることを特徴の一つとしており、ンレイン醗あるい
はフマル酸のモノあるいはジエステルとしては、マレイ
ン酸モノメヂル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モ
ノブチル、マレイン酸−2−エチルヘキシル、7レイン
酸ジメブ−ル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブデ
ル、マレイン酸ジー2−エチルヘキシル、フマル酸ジメ
ヂル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチル、フマル酸
ジー2−エチルヘキシル等が’EMUに用いられるが、
本発明はこれらのみに限定されるしのではなく、上記酸
の任意のモノあるいはジェス゛jルの使用が可能である
。次に本発明においては上記の如くにして1!、Jられ
る共重合可能な二重結合を有するCAB変性体と重合性
単量体とが共重合反応により所望のグラフト共重合体に
導かれる。
徂合性単(fi体としてはラジカル重合性のα、β−エ
チ1ノン竹不飽和ヰを有づ゛る任意のビニル系単岱体が
好適に使用せられ、その代表的なものとしては下記のも
のがあげられる。
(1)スチレン、ビニルトルエン、α−メヂルスヂレン
、ff1Mビニル、アクリロニトリル、メタクリレート
リルの如ぎビニル単量体、 (2)アクリル酸あるいはメタクリル酸のアルキルまた
(Jシフ1]アルキルエステル、例えばメヂルアクリレ
ート、メチルメククリレート、エチルアクリレート、エ
チルメタクリレート、叶ブチルアクリレート、11−ブ
チルメタクリレート、1−ブチルアクリレ−1−1i−
ブチルメタクリレート、し−ブチルアクリレ−1〜、t
−ブチルメタクリレート、シクロへキシル)アクリレー
ト、シクロへキシルメタクリレート、2−エチルへキシ
ルアクリレート、2−1デルヘキシルメタクリレート、
ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、ステ
アリルアクリレート、ステアリルメタクリレート等(3
)アクリル酸あるいはメタクリル酸のしド日キシアルキ
ルエステル、例えば2−ヒドロキシエチルアクリレート
あるいはメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレ
ートあるいはメタクリレート等 (4)アクリル酸、メタクリル酸、イタjン酸、クロト
ン酸の如ぎα、β−エチレン性不性用飽和カルボン 酸5)アクリルアミドあるいはメタクリルアミド類、例
えばアクリルアミド、メタクリルj′ミド、N−メチル
アクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、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、N、N−ジメチルアクリルアミド、N、N−ジメ
チルメタクリルアミド等、 (6)グリシジル基含有ビニル単量体、例えばクリシジ
ルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグ
リシジルエーテル等。
これら単量体は塗膜特性、塗料用途に応じ各種のものが
種々の割合で適宜選択される。またCAB変性体と前記
単量体の使用割合は大1】に変更可能であるが通常前者
1〜95重饅%に対し後者5〜99吊吊%の範囲内で用
いられる。
共重合は)uI富溶媒中、ラジカル重合開始剤の存在下
に実/II!!され、溶媒としては例えばベンゼン、ト
ルエン、キシレンの如きアルキルベンゼン:n−ブタノ
ール、イソブタノールの如きアルコール;酢酸エステル
;ケ1〜ンなどが単独もしくは任意の組合せて゛使用せ
られる。またラジカル重合開始剤としては例えば過酸化
ベンゾイル、″A酸化ラウロイル、ジクミルベルオキシ
ドの如き過酸化物;[−ブチルヒト1」ペルオキシド、
クメンヒドロペルオキシドの如さヒドロペルオキシド系
開始剤;ケトンベルAギシド、ベルニスデル系開始剤;
アゾビスイソブブロニトリルの如きアゾ系m合開始剤等
が好適に使用せられる。反応にはまた通冨の連鎖移動剤
ぢ゛をrf在せしめることもでき、共重合反応は当業者
衆知の技法により実施せられる。
本発明方法においては前述の如くCΔBに対しマレイン
酸もしくはフマル酸のジあるい(,1七]1ステルに由
来づ−る共重合可能な不飽和結合が高い反応率で導入さ
れラジカル車台によりビール系単量体がグラフトされる
ため、グラフ1〜#Aも高く、従って生成物樹脂はアク
リル、ポリエステル、筒スチレン含有アクリル樹脂等他
樹脂との相溶す1が良好で、溶剤に対する溶解性にすぐ
れ、単独ぐクリヤー塗料どして適用しても透明な塗膜を
与えつる点で従来のCABグラフト共重合体樹111?
ど明確に区別せられるものである。
次に実施例ならびに比較例を挙げて本発明を具体的に説
明する。なお、実施例中「部」とある(3L「重量部」
を意味りる。
実施例1 攪拌(戊、温度計、還流冷却器に J:び窒素ガス導入
装置付の反応器にセルロースアセツー1−ブチレー1−
rcAB−551−0,2J (ゴーストンンケミカル
プロダクト社製)400部、キジロール500部を仕込
み、徐々に昇温しセルロースアセテートブチレートが溶
解したのを確認したのちマレイン酸モノブチル80部、
ジブチル錫オキサイド0.8部、キジロール20部を仕
込み、窒素ガスを尋人しながら145〜150″cc1
′)温度条件下約7時間加熱攪拌して反応を行った。反
応終了後、ドルオール720部、キジロール200部お
よび酢酸ブチル720部を加えて他の重合性単量体と共
単合可能イp二重結合を有するセルロースアセテートブ
ナレート樹脂溶液を得た。
この二重結合を有するセルロースアセテートブチレート
樹脂は254 nun紫外吸光光度計及び示差屈折沼を
備えたゲルパーミェーションクロマトグラフィー(以下
GPCと称?1’ )測定にa3いて示差屈折計による
最大ピークを示す溶出量での254部m紫外吸光光度計
によるピークの高さく以下h1と略す)と示差屈折計に
よるピークの高さく以下h2と略号)との比りなわち 
h五/ hzは2.05であった。なお反応前のセルロ
ースアセテートブチレート樹脂のhx / +12は0
.14であつIC9このように紫外吸収の増加は明らか
にセルロースアセテートブチレートに二重結合が尋人d
れIこことを示している。
以下、実施例及び比較例においても同CI: f、(方
法にてセルロースアセテートブチレートに尋人された二
重結合による紫外吸収の増加を測定した。11iられた
樹脂溶液は不揮発分17.0%、粘度A−81色数1の
透明な溶液であった。
得られた4N脂溶液137.5部、酢酸ブチル7゜5部
を温度計、攪拌機、運流冷ム1」懇、窒屯ガス導入装置
および滴下ロートをυ品えた反応器に汁込み、窒素ガス
を導入しながら加熱攪拌し、120 ’Cになったとこ
ろで下記ビニル糸車は体成分と6合し;d始剤の混合液
を1’20℃−足下で滴下口−1・から3峙間か゛かっ
て滴下した。
滴下終了30分後、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘ
キサノエート0.5部、酢酸ブチル5部の混合溶液を3
0分かかって滴下した。滴下終了後1時間30分′12
0℃に保った。得られたグラフト共重合体溶液は不揮発
分50.2%、粘度Z2、色数1玖T・の均一で透明な
溶液であった。この樹脂溶液をガラス板に塗布し溶剤を
揮発させた後の乾燥塗膜(よ均一で透明な塗膜であった
実施例2 セルロースアセテートブチレートrCAB−551−0
,2J400部、キジロール5 ’O0部を実施例1と
同わ2の反応器に仕込み、徐々に昇温しセルロースアセ
テートブチレートが溶解したのをllTc iL?した
のl〕フマル酸ジブデル80部、ジブデル錫Aキザイド
0.8部、キジロール20部を仕込み窒素ガスを導入し
ながら145〜150’Cの温度条件下約7時間加熱攪
拌して反応を行った。反応終了後ドルオール720部、
キジロール200部および酢酸ブヂル720部を加えて
他の手合性単量体と共Φ合可能な二重結合を有するセル
ロースアセテートブチレート樹脂溶液を1qた。このニ
ニφ結合を右するセルロースアセテ−1〜ブヂレー1へ
樹脂のGPC測定によるlli / 112は1.95
であった。なお、反応前のセルロースアセテ−1−ブチ
レート樹脂のh1/ 112は0.13であった。
得られた樹脂溶液は、不揮発分17.5%、粘1αC=
D、色数1の透明な溶液であった。
得られた樹脂溶液137.5部、酢酸ブチル7゜5部を
実施例1と同様の反応器に仕込み窒素ガスを導入しイf
がら加熱攪拌し、120℃になったところで下記ビニル
系単量体成分と重合開始剤の111合液を120℃−足
手で滴下ロートか63時間がかって滴下した。
i−ブチルメタクリレート 13.1部滴下終了330
分後、L−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノニー1
〜0.5部、酢酸ブチル5部の混合溶液を30分かかつ
て滴下した。滴下終了後1時間30分120 °Cに保
った。
得られたグラフト共重合体溶液は不揮発分50゜196
、粘度/4、色数1以下の均一で透明な溶液であった。
この樹脂溶液をガラス板に塗布し溶剤をF↓1発さけた
1vの乾燥塗膜は均一ひ透明な塗膜であった。
実施例3 セルロースアセテートブチレートr CA B −38
10、bJ400部、キジロール500部を実施例1と
同様の反応器に仕込み、徐々に昇温しセル目−スノlセ
テートブチレートが溶解したのをM+”認したのl〕■
レイン酸七ノブチル80部、ジブチル錫オキリーイド0
.8都、キジロール20部をイI込み窒素カスを尋人し
ながら145〜150℃の温I丘条(1下約7時間加熱
攪拌し−C反応を行った。
反応終了後1〜ルA−ルア20部、キジロール200部
J3よび酢酸ブチル720部を加えて他の重合性単量体
と共重合可能な二m結合を右づるけル1−J−スアセテ
ートブチレート樹脂溶液を冑l°こ。この二i[結合を
有1゛るレルロースアセテー1−ノブレート樹脂のGP
C測定によるh+ / I+□は2.04であった。な
お反応前のセルロースアl? J−1〜fチレート樹脂
の11. / hlは0.12であった。
11Jられた樹脂溶液は不揮発分17゜′:5%、i’
l’l !″、ト11−■1色数1の透明な溶液であっ
た。
得られIc樹脂溶液137.5部、酢酸ブチル7゜5部
を実施例1と同様の反応器に仕込み、窒息カスを導入し
ながら加熱攪拌し、120℃になったところで下記ビニ
ル系単量体成分と千金17il始剤の混合液を120’
C−足下で滴下1」−1−から311.’1間かかつて
滴下した。
t−ブチルパーオキシ 滴下終了30分後、1−ブチルパーオキシ2−エチルヘ
キリ−)I−1−0,5部、酢酸フチル5部の混合液を
30分かかつて滴下した。滴下終了後1時間30分12
0℃に保った。
得られたグラフ1〜共重合体溶液は、不揮発分50.0
%、なi19.Z:+、色数1以下の均一で透明な溶液
であっlζ。この樹脂溶液をガラス板に塗布し溶剤を揮
発させた後の乾燥塗膜は均一で透明な塗膜であった1゜ 実施例4 セルし+−スアセデートブヂレートrcAB−381−
0,5j400部、キジロール500部を実施例1ど同
様の反応器に仕込み、徐々に昇温し、セルロースアセテ
ートブチレートが溶解したのを111r認したのち、フ
マル酸ジブチル80部、ジブデル錫Aキサイド0.8部
、キジロール20部を仕込み窒崇ガスを導入しながら1
45〜150℃の温瓜条件下約7時間加熱攪拌して反応
を行った。
反応終了後1〜ルΔ−ルア20部、キジロール200部
および閉酸ブチル720部を加え1他の重合性単重体と
共重合可能な二重結合を右?i◇Lル1」−スアセテー
トブチレート樹脂溶液を(qだ。この二重結合を右する
セルロースアセデー1〜ブヂレート樹脂のGPC測定に
よるhl / 112は1.90であった。なお反応前
のセルロースアセテ−1〜ブヂレート樹脂のh1/ h
zは0113であった。
得られた樹脂溶液は不揮発分17.1%、帖庶J、色数
1の透明な溶液であった。
得られた樹脂溶液137.5部、蒼1酸ブ′yルア5部
を実施例1と同様の反応器に仕込み、窒素カスを導入し
ながら加熱攪拌し120℃になったどころで下記ビニル
糸車坦体成分と重合開始剤の)昆合液を120℃−足下
で滴下ロートカロ533助間かかつて滴下した。
スヂレン 20 2−ヒドロキシエチルメタクリレート 16.2メタク
リル酸 1.1 メチルメタクリレート 9.5 1−ブチルアクリレート 50.4 n−ブチルアクリレート 2.8 t−ブヂルバーAキシ 滴下終了30分後ドブチルパーオキシ2−エチルヘキサ
ノ1−1−0.5部、酢酸ブチル5部の混合液を30分
かかつて滴下した。滴下終了後1時間30分′120℃
に保った。
jqられたグラフト共重合体溶液y、不揮発分50゜2
%、粘度76、色数1以下の均一で透明な溶液であった
。この樹脂溶液をガラス板に塗布し溶剤を揮発させた1
股の乾燥塗膜は均一で透明な塗膜であ つ ノこ 。
比較例1 セルロースアセテートブチレ−1−rcAB−551−
0,2部50部、キジロール62.!MJ。
トルオール62.5部、酢酸ブチル115部を実施例1
と同様の反応器に仕込み窒素ガスを尋人しながら、徐々
に加熱攪拌しセルロースアセデートブチレートが溶解し
120℃になったところで下記ビニル糸車吊体成分と重
合間!l(1剤の混合液を120’C−室上で滴下ロー
トから3時間かかつて滴下した。
スチレン 80 部 2−ヒドロキシエチルメタクリレ−1−32,4部メタ
クリル酸 2.2部 メチルメタクリレート 39.2部 0−ブチルアクリレート 24.0部 i−ブヂルメタクリレート 22.2部ドブチルパーオ
キシ 滴下終了後、t−ブチルパーオキシ2−土ヂルヘキ4ツ
ノニーl〜′1.0部、酢酸ブチル10部の混合;jシ
を30分かかって滴下した。滴下終了後1時間30分1
20℃に保つIC、得られた樹脂溶液は、不1’li 
5R:分50.O%、粘度Z4の白濁した溶液であった
。この樹脂溶液をガラス板に塗布し溶剤を1々i発させ
た後の乾燥塗膜は白濁した塗膜(−あった。
比較例2 セルロースアセデートブチレートrcAB b51’−
0,2J 400部、キシo−ル500部を仕込み徐々
に昇温しセルロースアセデートブチレートが溶解したの
を確認したのら、無水、?レイン酸80部、ジブデル錫
オキ゛サイド0.8部、キジロール20 +;++を仕
込み窒木ガスを尋人しながら145〜150℃の温度条
件下約10時間加熱攪拌して反応を行なった。約10時
間後、l・ルオール72 os++、 ;+ニジロール
200部および酢酸ブチル720部を加えてセルロース
アセテートブチレート樹脂溶液を得た。このセルロース
アセテートブチレート樹11:1のGPC測定によるJ
 / hzは0゜76であった。なお反応前のセルロー
スアセデートブチレート樹脂のり、 / hzは0.1
3であったa ’ISjられだ樹脂溶液は不揮発分15
.2%、粘I徒A1色数1の透明な溶液であった。
得られ〕、: (Ml脂溶1i(j137.5部、酢酸
ブチル7゜5部/!−実施−1と何様の反応器に仕込み
窒素ガスを導入しtfから加熱攪拌し、120℃になっ
たところで正妃ビニル系単量体成分と重合開始剤の混合
;1夕’a ”I 20 ℃一定足下滴下a−1−から
3時間かかつて滴下した。
スチレン 40 部 メタクリルi! 1.1部 メチルメタクリレート 19.6部 n−ブチルアクリレート 12.0alli−ブチルメ
タクリレート 11.1部滴下終了30分後、t−ブチ
ルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.5部、酢酸
ブチル5部の混合溶液を30分かかつて滴下した。滴下
終了後1時間30分120℃に保った。得られた樹脂溶
液は不揮発分50.0%、粘度Z4の白濁した溶液であ
った。この樹脂溶液をガラス板に塗布し溶剤を揮発させ
た後の乾燥塗膜は白濁した塗膜Cあった。
次に各実施例ならびに比較例で得l〔各樹脂の特性なら
びに塗膜性能を第1表に示す。
(以下余白) 第1表 同表中 (注) 乾燥塗膜:樹脂溶液を透明ガラス板に塗布して、110
℃×1時間乾燥した被膜について評価したもの ◎透明 ○ わずかにクモリがある程度 口 ややクモリがある Δ 白 濁 × 白濁し相分離しているもの 溶解性:樹脂溶液1gを試験管にとり、1ヘルA−ルま
たはキシロールを10(+加え振とう混合し20℃×2
4時間静置しIC溶液状態について評価したもの ◎ 透明 Oわずかにカスミがある程度 口 ややカスミがある △ カスミがあり沈澱がある × 仝く不溶で完全に相分離している もの 相溶性:m脂固形分比1:1で混合し、透明カラス仮に
塗布して110℃×1時間乾燥した被膜について評価し
たもの 点数は乾燥塗膜の評価に従う。
大日本インキ(株)製 アクリディックA −801:高スチレン含有アクリル
樹脂 大日本インキ(株)製 アクリディック44−127 :スチレン未含有アクリ
ル樹脂 特許出願代理人 弁理士 伊 藤 武 雄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. セルf二1−スアセテートブヂレー1−とマレイン酸あ
    るいはフンル酸のモノまたはジエステルとを反応さ「て
    得られる共重合可能な二重結合を右するセルロースアセ
    テートブチレートと、重合性単N体を共重合させること
    を特徴とりるグラフ1〜共重合体イHj指の製)前払。
JP16701883A 1983-09-10 1983-09-10 グラフト共重合体樹脂の製造法 Granted JPS6058415A (ja)

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