JPS62267374A - ビニル樹脂エマルション及び水性塗料組成物 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明はオルガノアルコキシシランを含有するビニル樹
脂の水性エマルション、その製法ならびに該水性エマル
ションを含む水性塗料組成物に関するものである。

従　　来　　の　　技　　術 コンクリート、モルタル等建築土木用構築物の塗装に際
してはブライマー、シーラー、アク止め塗装なる下地処
理が先づ行われ、その上に美装、保護を目的とした溶剤
型塗料による塗装が１回もしくは数回実施されてきてい
る。というのはコンクリート等の塗装においては耐水性
塗膜が要求され、水性塗料よりも溶剤型塗料の方が耐水
性、塗膜外観の点で優れていること、たとえ塗料塗膜に
より雨水等の滲入を防止し得なとしても、セメントから
発生するアクにより塗膜劣化が生じるため撥水性の下地
塗装が不可避とされているからである　塗装工程数が多
いことは単に施工コストが大となるだけでなく、施工ミ
スによる欠陥の発生とか、下地と上塗塗膜の接着不良と
かの問題を生じ易く、従って下地処理を必要とせずしか
も一回の塗装でセメントアクに良好な抵抗性を示し、外
観の邊れた塗膜を与えうる塗料が要求されていた、かか
る要求に応えるものとして最近、加水分解性オルガノシ
ランを溶剤型塗料に添加した建築用塗料が提案されてい
る（特開昭５９　１０９５６６・号）、さらに溶剤型樹
脂にオルガノアルコキシシランを配合した防水用組成物
も特開昭５４−１６０５７５号、５５−１０２６７３号
等種々提案されてきた。しかしながら水性塗料において
は、かかる提案は全くなされていない。というめは水性
媒体中に於てはオルガノアルコキシシランが加水分解さ
れ易く、塗料の安定性が悪いためで、Ｐ）る発明が解決
しようとする問題点 そこで水性媒体中でも加水分解されることなく安定にオ
ルガノアルコキシシラン１１水削を樹脂とともに保持せ
しめることができるなら、コンクリート等の下地塗装の
シーラーとしてもあるいは塗料としても水性塗料系での
対応が可能となり、省資源的にもまた、環境汚染防止の
点からも陛めて望ましいものであることは明らかで、か
かる要求に応えることが本発明の目的である 問題点を解決するための手段 本発明に従えば上記目的が撥水剤として式。

（Ｒ１）ｎ−３ｉ→○Ｒ２）４−− （式中Ｒ１は炭素数１〜１６のアルキル基、アリール基
またはシクロアルキル基：Ｒ２は炭素数１〜１０のアル
キル基、アリール基またはシクロアルキル基；ｎは１〜
３の正の整数） で表されるオルガノアルコキシシランを選択し、樹脂中
に上記撥水剤を含有せしめたビニル樹脂の水性エマルシ
ョンを提供することにより達成せられる。

即ち本発明においてはビニル樹脂の水性エマルションに
上記撥水剤を添加するのではなく、水性エマルションの
エマルション樹脂粒子中に該撥水剤を含有せしめ、かか
る撥水剤と水との接触を妨げることにより水性媒体中に
樹脂と撥水剤とを安定に保持しようとするものである。

本発明に係るこの新規なるビニル樹脂の水性エマルショ
ンは式。

（Ｒ１）ｎ−３ｉ→○Ｒ２）４−。

（式中Ｒ１、Ｒ２およびｎは前述せる通り）で表される
オルガノアルコキシシランの存在下に少なくとも１種の
α、β−エチレン性不飽和単量体を水性媒体中で乳化重
合せしめる方法により好都合に製造せられる。

上記一般式で表されるオルガノアルコキシシランは撥水
剤として衆知のもので、例えばＣＨ３−（ＣＬ）９−３
ｉ−（ＯＣＨ３ｈ　、ＣＬ−３ｉ−（ＯＣＨｓｈ、ＣＩ
（３−３ｉ−（ＯＣ２Ｈ５）３　、（Ｃ）１３ｈ−３ｉ
−（ＯＣ２）１５）＊等各種のものが市販され、これら
はいづれも本発明目的に好適に使用せられる。尚、上記
一般式で表されるオルガノアルコキシシランは各々単独
でも、あるいは２種以上の組合せでも使用できる、α、
β−エチレン性不飽和単量体としては通常アクリル樹脂
、ビニル樹脂に使用せられる任意の化合物が１種あるい
は２種以上の組合せで「受用せられるが、それらは下記
の如く大別せられる。

■）カルボキシル基含有単量体；例えばアクリル酸、メ
タクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フ
マル酸なと。

■）ヒドロキシル基含有単量体：例えば２−ヒドロキシ
エチルアクリレート、ヒドロキシプ口ビルアクリレート
、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプ
ロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート
、ヒドロキシブチルメタクリレート、アリルアルコール
、メタアリルアルコールなどう ■）含窒素アルキルアクリレートらしくはメタクリレー
ト：例えばジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチ
ルアミノエチルメタクリレート等。

■）重合性アミド；例えばアクリル酸アミド、メタクリ
ル酸アミドなど。

Ｖ　＞−重合性二トリル；例えばアクリロニトリル、メ
タクリレートリルなど。

■）アルキルアクリレートもしくはメタクリレート；例
えばメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチ
ルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチル
メタクリレート、２−エチルへキシルアクリレートなど
。

〜１）重合性芳香族化合物；例えばスチレン、α−メチ
ルスチレン、ビニルトルエン、し−ブチルスチレンなど
、 ■）α−オレフィン；例えばエチレン、プロピレンなど
。

■）ビニル化合物；例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビ
ニルなど。

Ｘ）ジエン化合物；例えばブタジェン、イソプレンなど
。

これらα、β−エチレン性不飽和羊景体の乳化重合は常
法に従い適当な乳化剤および重合開始剤を用いて水性媒
体中で実施され、その際に前記オルガノアルコキシシラ
ンを存在させ、エマルション樹脂中に該オルガノアルコ
キシシランが内包せられた水性樹脂エマルションが作ら
れる、本発明方法は何ら特定の乳化重合手法に゛限定せ
られろものではないが、好ましいその実施態様によれば
、乳化剤を含む水性媒体中にα、β−エチレン性不飽和
単量体とオルガノアルコキシシランを混合した溶液と、
開始剤を含む水溶液とを同時滴下する方法により安定な
水性エマルションが作ちれる。

また別の好ましい実施態様に従えば、乳化剤を含む水性
媒体中にα、β−エチレン性不飽和単量木とオルガノア
ルコキシシランを攪拌下に加えてプレ乳化物を作り、こ
のプレ乳化物と開始剤含有水溶液を水性媒体中に同時滴
下する方法により好都合に製造せられる、 重合開始剤としては有機過ｉ！！２（ヒ物、有機アゾ化
合物、無機水溶性ラジカル開始剤、レド・ソクス系開始
剤など通常のものが用いられるが、無機水溶性ラジカル
開始剤、就中過硫酸アンモニウムの使用が特に好ましい
２ 本発明のビニル甜脂水性エマルションはオルガノアルコ
キシシランとα、β−工千レン性し飽和単量体の広範囲
の重量比で安定なエマルションとして提案せられ、通常
それらの重量比は１．／９〜９／１の範囲内に選定せら
れる。というのはオルガノアルコキシシラン量がこれよ
り少ないと本発明目的が充分に達成されず、また過剰に
すぎると貯蔵安定性が悪くなるからである。コンクリー
ト等への浸透性およびエマルションの安定性双方の観点
より１・７４〜４／１の範囲内であることが特に好ま１
−い 本発明で使用せられるオルガノアルコキシシランはそれ
単独では造膜性をもたぬが、樹脂に組み入れられ、塗膜
中に存在せしめられて長期間（Ｒ水性を発揮する。また
、かかる化合物は水安定性が不良のため、水性塗料への
混入はできないが樹脂エマルション化により水との接触
が遮断され、加水分解されず安定に樹脂中に保持される
。従って本発明にかかるオルガノアルコキシシラン含有
ビニル樹脂水性エマルションは水性塗料のビヒクルとし
てクリヤー塗料、着色塗料双方に適し、コンクリートな
どに塗装された際、樹脂成分が被塗物内部に浸透し、撥
水層を形成して水の内部への侵入を有効に防止する。ま
た、撥水層が内部に形成されるため水遮断効果が長時間
持続する特徴がある。さらにオルガノアルコキシシラン
を含有せしめることにより、樹脂に対しての可塑剤効果
も期待せられる。また本発明の水性塗料塗膜の上にはビ
ニル樹脂と相溶性のある樹脂をベースとした任意の塗料
を所望により適用することも可能で、建築土木用の水系
塗料として極めて有用である、以下実施例により本発明
を説明する。とくにことわりなき限り部および０６は重
量による、実施例１ ５つ口のフラスコに温度計、Ｐ＃、拌器、窒素導入管、
滴下ロートを２つ備え、ドデシルベンゼンスルホン酸ナ
トリウム６部、イオン交換水１４３部を仕込み、内温を
８０℃に保つ。

スチレンモノマー２９部、メタクリル酸ｎブ千ル３部、
アクリル酸２−エチルヘキシル１８部、デシルトリメト
キシシラン５０部を混合させたものと、過硫酸アンモニ
ウム水溶液（濃度１０％）２５部を別々に滴下ロートで
同時に２時間かけて仕込む、滴下中は窒素を導入しなが
ら８０°Ｃで反応を行った３滴下終了後、さらに８０°
Ｃで２時間攪拌して反応を終了した。

実施例２ ５つ口のフラスコに温度計、攪拌器、窒素導入管、滴下
ロートを２つ備え、イオン交換水７５部を仕込み、内１
昌を８０°Ｃに保つ スチレンモノマー２９部、メタクリル酸ｎブ千ル３部、
アクリル酸２−エチルヘキシル１８部、デシルトリメト
キシシラン５０部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム６部、イオン交換水６８部をステンレスビーカーに
仕込み、高速攪拌して乳化物を生成する。この乳化物と
過硫酸アンモニウム水溶液（濃度１０％）２５部を別々
に滴下ロートで同時に２時間かけて仕込む。滴下中は窒
素を導入しながら８０℃で反応を行った、滴下終了後、
さらに８０℃で２時間攪拌して反応を終了した。

実施例３〜９ 実施例２と同様の方法で行いモノマー、オルガノアルコ
キシシランの組成およびモノマー／シランの比を第１表
の如く変更してエマルションを得た。

実施例１〜っで得られた水性エマルションをそのままク
リヤー塗料としてケイ酸カルシウム板にシラン量がほぼ
同一となる様に９１毛塗りし、常温乾燥により夫々テス
ト板を作った。これらのテスト板を用い、水に断面浸漬
して水の浸透度を試験した。また、ＪＩＳ　　に５４　
ＩＩ　Ｏの９．２に準じ塗料の貯蔵安定性を調べ、それ
らの結果を第２表に示した５試験の評価基準は下記の通
りとした８浸透度 ◎・・・撥水層が、容易かつ明瞭に識別される一Ｏ・・
・撥水層がかすかに識別される、×・・・撥水層が認め
られず、表面より浸透。

貯蔵安定性 ◎・・・製造時にブツが無く、経時の分離、ゲル化を認
めない。

○・・・製造時にブツは有るが、経時の分離、ゲル化を
認めない。

×・・・経時の分離、ゲル化有り。

比較例１ スチレン２９部、アクリル酸２−エチルヘキシル１８部
、メタクリル＃ｌ１ｎ−ブチル３部を用い、実施例２と
同様方法でエマルションを得、そのエマルションにボタ
シウムメチルシリコネート５０部を混入した。この場合
ゲル化を生じ、塗料を得る所期の目的が達成されなかっ
た。

特許出願代理人

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）式 （Ｒ＿１）＿０−Ｓｉ−（ＯＲ＿２）＿４＿−＿ｎ（式
   中Ｒ＿１は炭素数１〜１６のアルキル基、アリール基ま
   たはシクロアルキル基；Ｒ＿２は炭素数１〜１０のアル
   キル基、アリール基またはシクロアルキル基；ｎは１〜
   ３の正の整数） で表されるオルガノアルコキシシランを含有するビニル
   樹脂の水性エマルション。
2. （２）式 （Ｒ＿１）＿０−Ｓｉ−（ＯＲ＿２）＿４＿−＿ｎ（式
   中Ｒ＿１は炭素数１〜１６のアルキル基、アリール基ま
   たはシクロアルキル基；Ｒ＿２は炭素数１〜１０のアル
   キル基、アリール基またはシクロアルキル基；ｎは１〜
   ３の正の整数） で表されるオルガノアルコキシシランの存在下に少なく
   とも１種のα，β−エチレン性不飽和単量体を水性媒体
   中で乳化重合せしめることを特徴とする、オルガノアル
   コキシシランを含有するビニル樹脂の水性エマルション
   の製造方法。
3. （３）オルガノアルコキシシランとα，β−エチレン性
   不飽和単量体の重量比が１／９〜９／１である特許請求
   の範囲第２項記載の方法。
4. （４）式 （Ｒ＿１）＿０−Ｓｉ−（ＯＲ＿２）＿４＿−＿ｎ（式
   中Ｒ＿１は炭素数１〜１６のアルキル基、アリール基ま
   たはシクロアルキル基；Ｒ＿２は炭素数１〜１０のアル
   キル基、アリール基またはシクロアルキル基；ｎは１〜
   ３の正の整数） で表されるオルガノアルコキシシランを含有するビニル
   樹脂の水性エマルションをビヒクルとして含むことを特
   徴とする水性塗料組成物。