JPS6258373B2 - - Google Patents

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JPS6258373B2
JPS6258373B2 JP2899681A JP2899681A JPS6258373B2 JP S6258373 B2 JPS6258373 B2 JP S6258373B2 JP 2899681 A JP2899681 A JP 2899681A JP 2899681 A JP2899681 A JP 2899681A JP S6258373 B2 JPS6258373 B2 JP S6258373B2
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JP
Japan
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water
weight
formula
decene
ester
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Application number
JP2899681A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS57143312A (en
Inventor
Kunio Yanagisawa
Takashi Nakagawa
Yasuhiro Kawasaki
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP2899681A priority Critical patent/JPS57143312A/en
Publication of JPS57143312A publication Critical patent/JPS57143312A/en
Publication of JPS6258373B2 publication Critical patent/JPS6258373B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は常温空気硬化性を有する水分散樹脂の
製造方法に関する。 水分散樹脂は、環境保全や作業環境、省資源等
の点で溶剤型樹脂に比べて好ましいために、近
年、塗料、コーテイング等に広く用いられるに至
つているが、性能の点についてはなお種々の点で
溶剤型樹脂に比肩し得るとはいい難いのが現状で
ある。特に、乳化剤の存在下に単量体を重合させ
て得られる水分散樹脂においては、一般に重合体
の分子量が著しく大きいために、ピンホール等の
被膜欠陥を生じたりすることが多く、従つて、耐
触性が十分でないほか、低分子量の乳化剤を用い
た場合には、水分散樹脂が形成する被膜中にその
乳化剤がそのまま残存するため、耐水性、耐候性
等に問題がある。 又、親水性化合物としてカルボン酸等を構成単
位として含有する重合体の存在下に、ラジカル重
合性単量体を有機溶剤中で重合し、得られた重合
体を塩基により中和し水を加える水分散樹脂の製
造方法が知られているが、この方法においては、
最終の水を加える工程で大量の水を加えるとそれ
迄有機溶剤中に重合体が安定に分散されていた分
散系が、一般に粘度の上昇が著しく餅状の粘稠状
体になり、この様な反応系を均一に水に分散させ
る為には更にデゾルバー等により高剪断力を与え
る必要があつた。 重合体の前記粘度の上昇を防止する為に、加え
る水の量を少量にしたり或いは重合体の分子量を
下げることも知られているが、前者の場合は本来
の水分散樹脂としての利点を生かすことが出来
ず、後者の場合も得られる樹脂により形成された
皮膜の耐水性や耐候性等の性能を損うという欠点
があつた。 本発明は上記水分散樹脂の現状に鑑みてなされ
たものであり、貯蔵安定性、顔料混和性に優れ、
乾燥速度が大きく、乾燥皮膜が耐水性、耐候性等
に優れる水分散樹脂を工業的に有利な条件で提供
することを目的とする。 即ち本発明の要旨は、 一般式 (式中、R1はH又はCH3、R2
The present invention relates to a method for producing a water-dispersed resin that is air-curable at room temperature. In recent years, water-dispersed resins have come to be widely used in paints, coatings, etc. because they are preferable to solvent-based resins in terms of environmental protection, work environment, resource saving, etc. However, there are still various performance issues. At present, it is difficult to say that they are comparable to solvent-based resins in this respect. In particular, in water-dispersed resins obtained by polymerizing monomers in the presence of emulsifiers, the molecular weight of the polymer is generally extremely large, which often causes coating defects such as pinholes. In addition to insufficient contact resistance, when a low molecular weight emulsifier is used, the emulsifier remains as it is in the film formed by the water-dispersed resin, causing problems in water resistance, weather resistance, etc. Alternatively, a radically polymerizable monomer is polymerized in an organic solvent in the presence of a polymer containing a hydrophilic compound such as carboxylic acid as a constituent unit, the resulting polymer is neutralized with a base, and water is added. A method for producing water-dispersed resin is known, but in this method,
When a large amount of water is added in the final step of adding water, the dispersion system, in which the polymer was stably dispersed in the organic solvent, generally increases in viscosity and becomes a glutinous viscous substance. In order to uniformly disperse the reaction system in water, it was necessary to apply high shearing force using a dissolver or the like. In order to prevent the above-mentioned increase in the viscosity of the polymer, it is known to reduce the amount of water added or to lower the molecular weight of the polymer, but in the former case, the original advantage as a water-dispersed resin is utilized. In the latter case as well, there was a drawback that the properties such as water resistance and weather resistance of the film formed from the resulting resin were impaired. The present invention was made in view of the current state of the water-dispersed resin described above, and has excellent storage stability and pigment miscibility.
The purpose of the present invention is to provide a water-dispersed resin having a high drying rate and a dry film having excellent water resistance, weather resistance, etc. under industrially advantageous conditions. That is, the gist of the present invention is the general formula (In the formula, R 1 is H or CH 3 , R 2 is

【式】【formula】 【式】【formula】

【式】又 は【Formula】Also teeth

【式】R3はH又はCH3であり、mとn は次の関係を満足する整数である。 m=1のときはn=2〜5、m=2〜6のとき
はn=2。)で示される環状不飽和基を有するア
クリル酸又はメタクリル酸のエステル0.5〜50重
量%と、α・β−不飽和カルボン酸1〜30重量%
と、重合性不飽和基及び水酸基を含有する化合物
0〜30重量%とを構成単位として有するビニル共
重合体を塩基で中和して得られた中和物の存在下
に、ラジカル重合性単量体を有機溶剤中で重合
し、得られた重合体に水を添加することを特徴と
する水分散樹脂の製造方法、 及び 一般式 (式中、R1はH又はCH3、R2
[Formula] R 3 is H or CH 3 , and m and n are integers that satisfy the following relationship. When m=1, n=2 to 5; when m=2 to 6, n=2. ) 0.5 to 50% by weight of an ester of acrylic acid or methacrylic acid having a cyclic unsaturated group, and 1 to 30% by weight of an α/β-unsaturated carboxylic acid.
and 0 to 30% by weight of a compound containing a polymerizable unsaturated group and a hydroxyl group as a constituent unit. A method for producing a water-dispersed resin, characterized by polymerizing a polymer in an organic solvent and adding water to the obtained polymer, and the general formula (In the formula, R 1 is H or CH 3 , R 2 is

【式】【formula】 【式】【formula】

【式】又 は【Formula】Also teeth

【式】R3はH又はCH3であり、mとn は次の関係を満足する整数である。 m=1のときはn=2〜5、m=2〜6のとき
はn=2。)で示される環状不飽和基を有するア
クリル酸又はメタクリル酸のエステル0.5〜50重
量%と、α・β−不飽和カルボン酸1〜30重量%
と、重合性不飽和基及び水酸基を含有する化合物
0〜30重量%とを構成単位として有するビニル共
重合体を塩基で中和して得られた中和物の存在下
に、ラジカル重合性単量体を45重量%以下の水を
含む親水性有機溶剤中で重合し、得られた重合体
に水を添加することを特徴とする水分散樹脂の製
造方法、 に存する。 本発明において用いる環状不飽和基を有するア
クリル酸又はメタクリル酸のエステルの内、環状
不飽和基がジシクロペンテニル基
[Formula] R 3 is H or CH 3 , and m and n are integers that satisfy the following relationship. When m=1, n=2 to 5; when m=2 to 6, n=2. ) 0.5 to 50% by weight of an ester of acrylic acid or methacrylic acid having a cyclic unsaturated group, and 1 to 30% by weight of an α/β-unsaturated carboxylic acid.
and 0 to 30% by weight of a compound containing a polymerizable unsaturated group and a hydroxyl group as a constituent unit. A method for producing a water-dispersed resin, which comprises polymerizing a polymer in a hydrophilic organic solvent containing 45% by weight or less of water, and adding water to the obtained polymer. Among the esters of acrylic acid or methacrylic acid having a cyclic unsaturated group used in the present invention, the cyclic unsaturated group is a dicyclopentenyl group.

【式】であるエステルの具体例と して、前記一般式におけるmが1の場合は、2−
ジシクロペンテノキシエチルアクリレート 2−ジシクロペンテノキシエチルメタクリレー
ト、2−ジシクロペンテノキシプロピル(メタ)
アクリレート(これは2−ジシクロペンテノキシ
プロピルアクリレートと2−ジシクロペンテノキ
シプロピルメタクリレートを意味する。以下同
じ。)、3−ジシクロペンテノキシイソブチル(メ
タ)アクリレート、3−ジシクロペンテノキシネ
オペンチル(メタ)アクリレート等が挙げられ、
mが2〜6の場合は、ジエチレングリコール=モ
ノ=ジシクロペンテニルエーテルアクリレート ジエチレングリコール=モノ=ジシクロペンテニ
ルエーテルメタクリレート、トリエチレングリコ
ール=モノ=ジシクロペンテニルエーテル(メ
タ)アクリレート、テトラエチレングリコール=
モノ=ジシクロペンテニルエーテル(メタ)アク
リレート、ペンタエチレングリコール=モノ=ジ
シクロペンテニル(メタ)アクリレート、ヘキサ
エチレングリコール=モノ=ジシクロペンテニル
エーテル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 更に前記一般式で表わされるエステルが有する
環状不飽和基としては、ジシクロペンテニル基の
他に例えば
As a specific example of the ester represented by the formula, when m in the above general formula is 1, 2-
Dicyclopentenoxyethyl acrylate 2-dicyclopentenoxyethyl methacrylate, 2-dicyclopentenoxypropyl (meth)
Acrylate (this means 2-dicyclopentenoxypropyl acrylate and 2-dicyclopentenoxypropyl methacrylate. The same applies hereinafter), 3-dicyclopentenoxyisobutyl (meth)acrylate, 3-dicyclopene Examples include tenoxyneopentyl (meth)acrylate, etc.
When m is 2 to 6, diethylene glycol mono-dicyclopentenyl ether acrylate Diethylene glycol = mono-dicyclopentenyl ether methacrylate, triethylene glycol = mono-dicyclopentenyl ether (meth)acrylate, tetraethylene glycol =
Examples include mono-dicyclopentenyl ether (meth)acrylate, pentaethylene glycol mono-dicyclopentenyl (meth)acrylate, and hexaethylene glycol mono-dicyclopentenyl ether (meth)acrylate. Further, as the cyclic unsaturated group possessed by the ester represented by the above general formula, in addition to the dicyclopentenyl group, for example,

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】等が挙げられる。しかしてこれらエ ステルのうち、耐水性が優れた水分散樹脂が得ら
れる点で2−ジシクロペンテノキシエチル(メ
タ)アクリレートが好適に用いられ、又、前記一
般式におけるmが大きい程エステルの水溶性が増
し最終的に得られる樹脂の水分散性が増すことと
なる。 前記エステルは一般に、トリシクロ〔5・2・
1・02,6〕−3−デセンオール(慣用名、ジシ
クロペンテニルアルコール、
Examples include [Formula]. Among these esters, 2-dicyclopentenoxyethyl (meth)acrylate is preferably used in that a water-dispersed resin with excellent water resistance can be obtained. The water solubility increases and the water dispersibility of the resin finally obtained increases. The ester is generally tricyclo[5.2.
1.0 2,6 ]-3-decenol (common name, dicyclopentenyl alcohol,

【式】)、トリシクロ〔5・2・ 1・02,6〕メチル−3−デセン−オール
[Formula]), tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]methyl-3-decen-ol

【式】シクロペンテン−1− オール、2−メチル−シクロペンテン−1−オー
ル、シクロヘキセン−1−オール、2−メチルシ
クロヘキセン−1−オール、ビシクロ〔2・2・
1〕−2−ヘプテンオール、ビシクロ〔2・2・
1〕−3−メチル−2−ヘプテンオール等のアル
コールに、エチレンオキシドやプロピレンオキシ
ド等を反応させて得られた生成物に、更に(メ
タ)アクリル酸を反応させてエステル化する方法
により製造される。 本発明において用いるビニル共重合体は前記エ
ステルを0.5〜50重量%(以下、%は重量%を示
すものとする。)の範囲で含有する。0.5%より少
いと、得られる水分散樹脂が空気硬化性に乏し
く、従つて、耐水性に乏しい被膜しか形成し得
ず、又水分散樹脂の貯蔵安定性が発現しない。一
方、50%より多いと、水分散樹脂が形成する皮膜
が着色しやすく、耐候性に劣ることとなる。 更に、ビニル共重合体は親水性を有するよう
に、構成単位としてα・β−不飽和カルボン酸を
1〜30重量%の範囲で含有し、一般に10〜200の
酸化を有する。不飽和カルボン酸の量は、後述す
る不飽和基及び水酸基を含有する化合物の量にも
よるが、1重量%より少いときは、このようなビ
ニル共重合体の存在下にラジカル重合性単量体を
重合した後に得られる水分散樹脂の安定性が悪く
なり、30重量%より多いときは、水分散樹脂が形
成する皮膜が耐水性に劣ることとなる。このよう
なα・β−不飽和カルボン酸としては、アクリル
酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、柱
皮酸、マレイン酸、フマル酸等が好ましく用いら
れる。 さらに、ビニル共重合体は、親水性を有し且つ
ノニオン部分を有するように重合性不飽和基及び
水酸基を含有する化合物を構成単位として含有し
てもよい。 この不飽和化合物の具体例としては、2−ヒド
ロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロ
キシプロピル(メタ)アクリレート、アリルアル
コール等が挙げられる。ビニル共重合体中におけ
る前記不飽和化合物の使用量は、上記カルボン酸
の量にもよるが、一般に30重量%より多いときは
水分散樹脂が形成する皮膜の耐水性が劣るので30
重量%以下とされる。 ビニル共重合体は、重量平均分子量が500〜
150000、好ましくは1000〜100000の範囲にあるの
がよい。重量平均分子量が500より小さいと、水
分散樹脂が形成する皮膜の耐水性が十分でなく、
150000より大きいと、この共重合体に塩基を加え
て得られた中和物の存在下にラジカル重合性単量
体を重合させた後に水を加えて、これ迄有機溶剤
中に重合体が安定に分散されていた分散系を、水
中に溶剤と共に重合体が安定に分散された分散系
に反転(以下分散系の状態がこの様に変化するこ
とを相反転という。)させようとしても粘度が著
しく高くなり、更に機械的に高剪断力を与えて強
制分散させる為の余分な工程が必要となる。本発
明においては、ビニル共重合体は上記エステルと
α・β−不飽和カルボン酸と、不飽和基及び水酸
基を含有する化合物以外に、構成単位として更に
その他の適宜のビニル単量体を98.5重量%以下の
範囲で含有していてもよい。 このようなビニル単量体の具体例として、ブチ
ル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル
(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸ア
ルキルエステルや、グリシジル(メタ)アクリレ
ートのほかスチレン、α−メチルスチレン、ビニ
ルトルエン等のアルケニルベンゼン、更には酢酸
ビニル、アクリロニトリル等を挙げることができ
る。 上記のような環状不飽和基を有するアクリル酸
又はメタクリル酸のエステルとα・β−不飽和カ
ルボン酸と、水酸基を含有する不飽和化合物及び
必要に応じて他の単量体を構成単位とするビニル
共重合体は、従来より一般に知られている方法に
従つて、各単量体を共重合させることによつて得
ることができる。 本発明方法は、このようなビニル共重合体を塩
基で中和して得られた中和物の存在下にラジカル
重合性単量体を有機溶剤中で常法により重合させ
(即ち溶液重合法によつてラジカル重合性単量体
を重合させ)、こうして得られた重合体に、一般
に有機溶剤の1〜20倍の重量の水を添加するもの
である。 ビニル共重合体の中和物の存在下に後述するラ
ジカル重合性単量体を重合させる際に用いられる
有機溶剤の具体例としてはプロパノール、メチル
セロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルセロソル
ブアセテート、エチルカルビトール、アセトン、
メチルエチルケトン、酢酸エチル等が挙げられ、
これらは単独で又は適宜混合して、最終的に得ら
れる重合体100重量部に対し、ビニル共重合体の
製造に要した溶剤との合計で通常は20重量部以上
で用いられる。 ビニル共重合体を塩基で中和するには、通常上
記の溶剤に共重合体を溶解させた後例えばアンモ
ニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジ
メチルエタノールアミン、ジエチルエタノールア
ミン、トリエタノールアミン等のアンモニア類、
アルキルアミン、アルコールアミン、モルフオリ
ン等の塩基を加えて行なわれる。しかして塩基の
添加量は通常ビニル共重合体中のカルボキシル基
の半分以上が中和される程度とされる。 本発明方法における第2の発明においては、こ
のようなビニル共重合体を塩基で中和して得られ
た中和物の存在下に45重量%以下の水を含む親水
性有機溶剤中でラジカル重合性単量体を常法によ
り重合させ(即ち所謂溶液重合法によつてラジカ
ル重合性単量体を重合させ)、こうして得られた
重合体に、一般に、最終的に得られる水分散樹脂
中の水の重量が有機溶剤の1〜20倍になる様に水
を添加するものである。上記親水性有機溶剤とし
ては前記で列挙された溶剤が採用可能である。 上記において水を含むこれら親水性溶剤中の水
の量が45重量%以下とされるのは45重量%を越え
る場合には重合体の分子量を制御することが困難
となるからであり、更に好ましくは3〜30重量%
の範囲で用いられる。 水はラジカル重合性単量体を重合させる前と重
合中とに分割添加してもよい。 又、第2の発明においてビニル共重合体を塩基
で中和するには、通常上記の溶剤又は水を含む溶
剤に共重合体を溶解させた後例えばアンモニア、
トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチル
エタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、
トリエタノールアミン等のアンモニア類、アルキ
ルアミン、アルコールアミン、モルフオリン等の
塩基を加えて行なわれる。しかして塩基の添加量
は通常ビニル共重合体中のカルボキシル基の半分
以上が中和される程度とされる。 本発明においてビニル共重合体の中和物の存在
下で重合されるラジカル重合性単量体は特に制限
されないが、具体例を挙げれば、メチル(メタ)
アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブ
チル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル
(メタ)アクリレート、8(9)−アクリロキシトリ
シクロ〔5・2・1・02,6〕−4−デセン、8
(9)−メタクリロキシトリシクロ〔5・2・1・0
2,6〕−4−デセン等の(メタ)アクリル酸アル
キルエステルやグリシジル(メタ)アクリレート
のほか、スチレン、α−メチルスチレン、ビニル
トルエン等のアルケニルベンゼン、さらには酢酸
ビニル、ビニルピリジン、ブタジエン、イソプレ
ン、クロロプレン、アクリロニトリル、メタクリ
ロニトリル等が挙げられ、特に好適な例としては
8(9)−(メタ)アクリロキシトリシクロ〔5・
2・1・02,6〕−4−デセン等が挙げられる。
これらは単独で又は二種以上の混合物として用い
られる。 必要ならば、これらの単量体に少量のアクリル
酸、メタクリル酸、イタコン酸、無水マレイン
酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、メタク
リル酸ジメチルアミノエチル、N−メチロールア
クリルアミド、N−ブトキシメチルアクリルアミ
ド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレー
ト、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンス
ルホン酸、スチレンスルホン酸等の親水性単量体
を併用してもよく、また、少量のエチレングリコ
ールジメタクリレート、テトラエチレングリコー
ルジアクリレート、ブチレングリコールジメタク
リレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレ
ート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アク
リレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)ア
クリレート等のポリアクリレートやジアリルフタ
レート等の多官能性架橋剤を併用してもよい。 ラジカル重合性単量体としては更に又本発明の
ビニル共重合体の構成成分として用いられる環状
不飽和基を有する(メタ)アクリル酸エステルが
用いられても良く、この場合の使用量は特に限定
されないが一般に全ラジカル単量体中の50重量%
以下が好適である。単量体の種類としては、最終
的に形成される皮膜の耐水性等が優れている点で
2−ジシクロペンテノキシエチル(メタ)アクリ
レート等が特に好適である。これらの単量体の重
合に用いられるラジカル重合開始剤は、ベンゾイ
ルパーオキサイド、t−ブチルパーベンゾエー
ト、ジ−t−ブチルパーオキサイド、クメンハイ
ドロパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリ
ル等、特に制限されることなく、従来より知られ
ているものが任意に使用される。 ビニル共重合体の中和物の使用量は、この中和
物とラジカル重合性単量体との合計量の約5〜95
重量%、好ましくは約5〜80重量%である。中和
物の使用量が少なすぎると、その存在下に単量体
を重合して得られる水分散樹脂が安定性に欠け、
また、十分な空気硬化性を有さず、また、多すぎ
ると、水分散樹脂が形成する皮膜耐水性に欠ける
こととなるからである。 このようにして得られた前記ビニル共重合体の
中和物とからなる重合体は、前記中和物に前記ラ
ジカル重合性単量体の一部分がグラフト重合した
グラフト共重合体を含んでいるものと考えられる
が、かかるグラフト共重合体の重量平均分子量は
5000〜300000の範囲にあるのがよい。重量平均分
子量が5000より小さいと、得られる水分散樹脂の
硬化速度が小さいと共に、最終的に得られる塗膜
が十分な耐水性を有せず、一方、300000より大き
いと、粘度が高すぎて塗装作業性が悪く、樹脂濃
度を不必要に小さくしなければならない等の不都
合があるからである。 このようなビニル共重合体の中和物とからなる
重合体に加えられる水の量は適宜であるが、環境
保全や省資源等の水分散樹脂本来の利点を生かす
為には水の量を多くして有機溶剤量を低減するの
が好ましい。本発明方法では揮発成分中の水/有
機溶剤の比率を1以上としても分散安定性の良い
水分散樹脂を得ることができ、通常は水の重量が
溶剤の1〜20倍になるように水を加えて用いる。
この良好な分散安定性の発現は、特異な環状不飽
和基を有する(メタ)アクリル酸エステルを構成
成分とするビニル共重合体の中和物にラジカル重
合性単量体がグラフト重合されたグラフト共重合
体に起因するものと考えられる。即ち、本発明方
法による水分散樹脂の分散安定性は上記ビニル共
重合体に単量体が或る程度グラフト重合されて発
現するものと思われるが、上記ビニル共重合体中
に存在する特異な環状不飽基により単量体が容易
に、円滑にグラフトされて分散安定性がよくなる
ものと推定される。 しかして本発明により得られる水分散樹脂の固
形分は通常30〜70重量%として用いられる。本発
明方法は上述の通りの構成になされており、第1
の発明では上記ビニル共重合体の中和物の存在下
に単量体を有機溶剤中で重合するので、塩基で中
和されていないビニル共重合体を用いた場合に比
較して樹脂の分散系に水を次第に加えて相反転さ
せる際の増粘の程度が著しく軽減される。 従つて本発明によればビニル共重合体の中和物
の分子量が大きい場合でも相反転が容易で、場合
によつてはデゾルバー等による強制分散工程を省
くことが可能となる。 又第2の発明では、上記ビニル共重合体の中和
物の存在下に単量体を1〜45重量%の水を含む親
水性有機溶剤中で重合するので、塩基で中和され
ていないビニル共重合体を用いた場合に比較して
樹脂の分散系に水を次第に加えて相反転させる際
の増粘の程度が著しく軽減され、又水を全く含ま
ない有機溶剤中で単量体を重合する場合に比較し
て、相反転させる際の増粘の程度がより軽減され
る。 従つて本発明によればビニル共重合体の中和物
の分子量が大きい場合でも相反転が容易で、場合
によつてはデゾルバー等による強制分散工程を省
くことが可能となる。 本発明方法における第1及び第2の発明により
得られる水分散樹脂は、優れた分散安定性の為に
良好な貯蔵安定性、機械安定性、顔料混和性を有
し、更に上記環状飽和基の空気硬化性の為に高い
空気硬化性を有し最終的に形成される被膜は優れ
た耐水性、耐候性を有するのである。なお、本発
明の方法による水分散樹脂を常温又は強制乾燥用
の塗料等として用いる場合はナフテン酸コバル
ト、ナフテン酸鉛やオクチル酸ジルコニウム等の
金属乾燥剤を用いてもよく、また硬化剤としてア
ミノ樹脂、エポキシ樹脂等を混和して、改質して
もよいのは勿論である。 この際、顔料は特に添加されずにクリアーの塗
料組成物として用いられる場合もあるが、多くの
場合は、一般に塗料用に使用されているものであ
つて水中に分散しうる顔料が添加されて水性塗料
組成物として用いられる。具体的な顔料としては
たとえば酸化チタン、酸化亜鉛、メタホウ酸バリ
ウム、炭酸カルシウム、クレー、ベンカラ、ホワ
イトカーボン、カーボンブラツク等の無機顔料、
アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料等の有機顔料
などがあげられる。 以下に実施例を挙げて本発明を説明する。な
お、以下の実施例において、重合体の酸価や分子
量、塗料の貯蔵安定性、これより得られる塗膜の
各種物性の評価は次のようにして行なつた。 (1) 酸価:フエノールフタレインを指示薬として
0.1N水酸化カリウム性エタノール溶液にて中
和滴定して求めた。 (2) 重量平均分子量:ゲル・パーミエーシヨン・
クロマトグラフ法により求めた。 (3) 水酸基価:試料固型分1g中の水酸基をエス
テル化させるのに必要な酢酸量を求め、これを
中和させるのに必要な水酸化カリウムのmg数で
表示した。 (4) 塗料の貯蔵安定性:固型分40%の水分散性樹
脂100gに酸化チタン40g及び12%オクチル酸
ジルコニウム1.2gを添加し、高速撹拌して塗
料Aを調整した。 この塗料を密閉した容器に入れ、50℃で7日
間放置した後凝固やブツの有無及び粘稠性を観
察し異常のない場合を良好とした。この結果が
良い場合は水分散樹脂そのものの貯蔵安定性も
良いと考えられる。 (5) 塗料の塗膜物性:前記塗料Aを亜鉛処理鋼板
に膜厚40μになるようにエアスプレーにて塗布
し、室温で20分間放置後80℃で20分間、さらに
室温で5日間乾燥して塗膜を得、該塗膜の物性
をJISK5400に準拠して測定した。 (a) 耐水性 被覆鋼板を20℃で10日間浸漬して塗膜面に
ふくれ、はがれ、さびの発生しないものを良
好とした。 (b) 耐衝撃性:デユポン式衝撃試験機にて500
gの錘を用いた。 (c) 光沢 60゜/60゜鏡面光沢度を測定した。 (d) 密着性 カミソリで1m/mます目を10×10ケ作成
しセロテープによる剥離テスト結果を残存割
合で表示した。 (6) 塗装作業性(A)前記塗料Aを亜鉛処理鋼板にエ
アレススプレーにて塗布し室温で20分間放置後
80℃で20分間乾燥した塗膜のワキ、ビンホール
の状態を観察した。これらの塗膜欠陥の生じな
い限界膜厚(μ)をもつて表示した。 (7) 固型分:水分散樹脂1gを加熱乾燥した時の
残存重量の乾燥前の重量に対する比を百分率で
表示した。 (8) 相反転性:相反転工程を高速撹拌機を用いて
行う際の増粘程度をもつて評価した。著しい増
粘がなく、容易に水分散体を得る場合を良好と
した。 (9) 顔料混和性:固型分40%の水分散樹脂50gに
酸化チタン40gを添加し高速撹拌の後顔料ペー
ストを作成し、顔料の分散混和性をグラインド
ゲージにより評価した。分散性5μ以下を良好
とした。 (10) 塗装作業性(B):前記塗料Aを亜鉛処理鋼板に
エアレスプレーにて塗布し、室温で20分間放置
後80℃で20分間乾燥した塗膜を室温で1時間放
置後、塗膜に水滴を乗せ24時間後の塗膜のフク
レ、ハガレ、密着性を評価した。これは、塗膜
の初期耐水性の評価であり、塗料の乾燥性の良
否の評定に用いられる。 参考例 1 撹拌機、温度計、滴下ろうと、冷却管及び窒素
導入管を備えた1セバラブルフラスコにブチル
セロソルブ100gを仕込み、窒素気流中135℃で、
アゾイソブチロニトリル8gを溶解した2−ジシ
クロペンテノキシエチルアクリレート72g、メタ
アクリル酸31g、ブチルメタアクリレート50g、
2−エチルヘキシルアクリレート47g及びラウリ
ルメルカプタン4gを3時間かけて滴下し、更に
2時間撹拌して共重合反応を行なわしめ、酸価
100、重量平均分子量9350のビニル共重合体のブ
チルセロソルブ溶液を得た。該ビニル共重合体の
組成比は各種合性単量体の仕込量比とほぼ同一で
あつた。 参考例 2〜5 参考例1における各単量体の種類と量、塩基、
重合開始剤、溶剤等の量や反応温度を表1に示す
如く替える以外は、参考例1と同様にして表1に
示す酸価、水酸基価、重量平均分子量を有するビ
ニル共重合体のブチルセロソルブ溶液を得た。該
ビニル共重合体の組成比は各重合性単量体の仕込
量比とほぼ同一であつた。
[Formula] cyclopenten-1-ol, 2-methyl-cyclopenten-1-ol, cyclohexen-1-ol, 2-methylcyclohexen-1-ol, bicyclo[2.2.
1]-2-heptenol, bicyclo[2.2.
1] It is produced by a method in which a product obtained by reacting an alcohol such as -3-methyl-2-heptenol with ethylene oxide, propylene oxide, etc. is further reacted with (meth)acrylic acid to esterify it. The vinyl copolymer used in the present invention contains the above-mentioned ester in an amount of 0.5 to 50% by weight (hereinafter, % refers to % by weight). If it is less than 0.5%, the water-dispersed resin obtained will have poor air curing properties, and therefore only a film with poor water resistance can be formed, and the storage stability of the water-dispersed resin will not be exhibited. On the other hand, if it is more than 50%, the film formed by the water-dispersed resin is likely to be colored, resulting in poor weather resistance. Further, the vinyl copolymer contains α/β-unsaturated carboxylic acid as a structural unit in an amount of 1 to 30% by weight so as to have hydrophilicity, and generally has an oxidation degree of 10 to 200. The amount of unsaturated carboxylic acid depends on the amount of the compound containing an unsaturated group and a hydroxyl group, which will be described later, but if it is less than 1% by weight, the radically polymerizable monomer is added in the presence of such a vinyl copolymer. The stability of the water-dispersed resin obtained after polymerizing the polymer becomes poor, and if the amount exceeds 30% by weight, the film formed by the water-dispersed resin will have poor water resistance. As such α/β-unsaturated carboxylic acids, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, cylindrical acid, maleic acid, fumaric acid, etc. are preferably used. Furthermore, the vinyl copolymer may contain a compound containing a polymerizable unsaturated group and a hydroxyl group as a structural unit so as to have hydrophilicity and a nonionic moiety. Specific examples of this unsaturated compound include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, allyl alcohol, and the like. The amount of the unsaturated compound used in the vinyl copolymer depends on the amount of the carboxylic acid, but in general, if it is more than 30% by weight, the water resistance of the film formed by the water-dispersed resin will be poor.
% by weight or less. Vinyl copolymers have a weight average molecular weight of 500~
150,000, preferably in the range of 1,000 to 100,000. If the weight average molecular weight is less than 500, the film formed by the water-dispersed resin will not have sufficient water resistance.
If it is larger than 150,000, the radically polymerizable monomer is polymerized in the presence of a neutralized product obtained by adding a base to this copolymer, and then water is added to stabilize the polymer in an organic solvent. Even if an attempt is made to reverse the dispersion system, which was previously dispersed in water, into a dispersion system in which the polymer is stably dispersed together with the solvent in water (hereinafter, this change in the state of the dispersion system is referred to as phase inversion), the viscosity will change. This becomes extremely expensive, and requires an extra step to mechanically apply a high shearing force for forced dispersion. In the present invention, the vinyl copolymer contains, in addition to the above-mentioned ester, α/β-unsaturated carboxylic acid, and a compound containing an unsaturated group and a hydroxyl group, 98.5% by weight of other appropriate vinyl monomers as structural units. % or less. Specific examples of such vinyl monomers include (meth)acrylic acid alkyl esters such as butyl (meth)acrylate and 2-ethylhexyl (meth)acrylate, as well as glycidyl (meth)acrylate, styrene, α-methylstyrene, Alkenylbenzenes such as vinyltoluene, vinyl acetate, acrylonitrile, etc. can be mentioned. The constituent units are an ester of acrylic acid or methacrylic acid having a cyclic unsaturated group as described above, an α/β-unsaturated carboxylic acid, an unsaturated compound containing a hydroxyl group, and other monomers as necessary. The vinyl copolymer can be obtained by copolymerizing each monomer according to a conventionally known method. In the method of the present invention, a radically polymerizable monomer is polymerized by a conventional method in an organic solvent in the presence of a neutralized product obtained by neutralizing such a vinyl copolymer with a base (i.e., by a solution polymerization method). A radically polymerizable monomer is polymerized by a method of polymerizing a radically polymerizable monomer), and water is generally added in an amount of 1 to 20 times the weight of the organic solvent to the thus obtained polymer. Specific examples of organic solvents used when polymerizing the radically polymerizable monomer described below in the presence of a neutralized vinyl copolymer include propanol, methyl cellosolve, butyl cellosolve, butyl cellosolve acetate, ethyl carbitol, acetone,
Examples include methyl ethyl ketone, ethyl acetate, etc.
These may be used alone or in a suitable mixture, and the total amount, including the solvent required for producing the vinyl copolymer, is usually 20 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the final polymer. To neutralize a vinyl copolymer with a base, the copolymer is usually dissolved in the above-mentioned solvent and then ammonia such as ammonia, trimethylamine, triethylamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, triethanolamine, etc.
This is carried out by adding a base such as an alkylamine, alcoholamine, or morpholin. The amount of base added is usually such that more than half of the carboxyl groups in the vinyl copolymer are neutralized. In the second invention of the method of the present invention, radicals are generated in a hydrophilic organic solvent containing 45% by weight or less of water in the presence of a neutralized product obtained by neutralizing such a vinyl copolymer with a base. A polymerizable monomer is polymerized by a conventional method (that is, a radically polymerizable monomer is polymerized by a so-called solution polymerization method), and the resulting polymer is generally added to the final water-dispersed resin. Water is added so that the weight of water is 1 to 20 times that of the organic solvent. As the hydrophilic organic solvent, the solvents listed above can be employed. In the above, the amount of water in these hydrophilic solvents containing water is set to 45% by weight or less because if it exceeds 45% by weight, it becomes difficult to control the molecular weight of the polymer, so it is more preferable. is 3-30% by weight
Used within the range of Water may be added in portions before and during polymerization of the radically polymerizable monomer. In addition, in order to neutralize the vinyl copolymer with a base in the second invention, the copolymer is usually dissolved in the above-mentioned solvent or a solvent containing water, and then, for example, ammonia,
trimethylamine, triethylamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine,
This is carried out by adding ammonia such as triethanolamine, a base such as an alkylamine, an alcoholamine, or a morpholine. The amount of base added is usually such that more than half of the carboxyl groups in the vinyl copolymer are neutralized. In the present invention, the radically polymerizable monomer polymerized in the presence of a neutralized vinyl copolymer is not particularly limited, but specific examples include methyl (meth)
Acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, 8(9)-acryloxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]-4-decene, 8
(9)-Methacryloxytricyclo[5.2.1.0
In addition to (meth)acrylic acid alkyl esters and glycidyl (meth)acrylates such as 2,6 ]-4-decene, alkenylbenzenes such as styrene, α-methylstyrene, and vinyltoluene, as well as vinyl acetate, vinylpyridine, butadiene, Examples include isoprene, chloroprene, acrylonitrile, methacrylonitrile, etc., and a particularly preferred example is 8(9)-(meth)acryloxytricyclo[5.
2.1.0 2,6 ]-4-decene and the like.
These may be used alone or as a mixture of two or more. If necessary, these monomers may be supplemented with small amounts of acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic anhydride, acrylamide, methacrylamide, dimethylaminoethyl methacrylate, N-methylolacrylamide, N-butoxymethylacrylamide, 2-hydroxy Hydrophilic monomers such as ethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and styrenesulfonic acid may be used in combination, and a small amount of ethylene glycol di Polyfunctional crosslinking agents such as polyacrylates such as methacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, butylene glycol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, and diallyl phthalate. May be used together. As the radically polymerizable monomer, a (meth)acrylic acid ester having a cyclic unsaturated group, which is used as a constituent component of the vinyl copolymer of the present invention, may also be used, and in this case, the amount used is particularly limited. Generally 50% by weight of total radical monomers
The following are preferred. As the type of monomer, 2-dicyclopentenoxyethyl (meth)acrylate and the like are particularly preferred since the film finally formed has excellent water resistance. The radical polymerization initiator used in the polymerization of these monomers is particularly limited, such as benzoyl peroxide, t-butyl perbenzoate, di-t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide, and azobisisobutyronitrile. Any conventionally known material may be used without any limitation. The amount of the neutralized vinyl copolymer used is approximately 5 to 95% of the total amount of the neutralized product and the radically polymerizable monomer.
% by weight, preferably about 5-80% by weight. If the amount of neutralized product used is too small, the water-dispersed resin obtained by polymerizing monomers in the presence of the neutralized product will lack stability.
Moreover, it does not have sufficient air curability, and if the amount is too high, the film formed by the water-dispersed resin will lack water resistance. The thus obtained neutralized vinyl copolymer contains a graft copolymer obtained by graft-polymerizing a portion of the radically polymerizable monomer to the neutralized product. However, the weight average molecular weight of such a graft copolymer is
It should be in the range of 5000 to 300000. If the weight average molecular weight is less than 5,000, the curing speed of the water-dispersed resin obtained will be slow and the final coating film will not have sufficient water resistance, while if it is greater than 300,000, the viscosity will be too high. This is because there are disadvantages such as poor painting workability and the need to reduce the resin concentration unnecessarily. The amount of water added to the polymer made of such a neutralized vinyl copolymer is appropriate, but in order to take advantage of the inherent advantages of water-dispersed resins such as environmental protection and resource saving, the amount of water should be increased. It is preferable to increase the amount of organic solvent and reduce the amount of organic solvent. In the method of the present invention, a water-dispersed resin with good dispersion stability can be obtained even if the ratio of water/organic solvent in the volatile component is 1 or more. Add and use.
The expression of this good dispersion stability is due to the graft polymerization in which a radically polymerizable monomer is graft-polymerized to a neutralized vinyl copolymer whose constituent component is a (meth)acrylic acid ester having a unique cyclic unsaturated group. This is thought to be caused by the copolymer. That is, it is thought that the dispersion stability of the water-dispersed resin obtained by the method of the present invention is developed by graft polymerization of the monomer to the above-mentioned vinyl copolymer to some extent. It is presumed that the cyclic unsaturated group allows monomers to be grafted easily and smoothly, resulting in improved dispersion stability. The solid content of the water-dispersed resin obtained by the present invention is usually 30 to 70% by weight. The method of the present invention is configured as described above, and the first
In the invention, the monomer is polymerized in an organic solvent in the presence of a neutralized product of the vinyl copolymer, so the dispersion of the resin is lower than when using a vinyl copolymer that has not been neutralized with a base. The degree of thickening during phase inversion by gradually adding water to the system is significantly reduced. Therefore, according to the present invention, phase inversion is easy even when the molecular weight of the neutralized product of the vinyl copolymer is large, and in some cases, it is possible to omit a forced dispersion step using a resolver or the like. In the second invention, the monomer is polymerized in a hydrophilic organic solvent containing 1 to 45% by weight of water in the presence of the neutralized product of the vinyl copolymer, so that the monomer is not neutralized with a base. Compared to when a vinyl copolymer is used, the degree of viscosity increase during phase inversion by gradually adding water to the resin dispersion system is significantly reduced, and when the monomer is mixed in an organic solvent that does not contain any water, Compared to the case of polymerization, the degree of viscosity increase during phase inversion is further reduced. Therefore, according to the present invention, phase inversion is easy even when the molecular weight of the neutralized product of the vinyl copolymer is large, and in some cases, it is possible to omit a forced dispersion step using a resolver or the like. The water-dispersed resin obtained by the first and second inventions of the method of the present invention has good storage stability, mechanical stability, and pigment miscibility due to excellent dispersion stability, and further has the above-mentioned cyclic saturated groups. Because it is air curable, it has high air curability, and the film that is finally formed has excellent water resistance and weather resistance. In addition, when the water-dispersed resin produced by the method of the present invention is used as a paint for room temperature or forced drying, a metal desiccant such as cobalt naphthenate, lead naphthenate or zirconium octylate may be used, and an amino acid curing agent may be used. Of course, it may be modified by mixing resins, epoxy resins, etc. In this case, there are cases in which the clear paint composition is used without adding any pigments, but in many cases, pigments that are generally used for paints and can be dispersed in water are added. Used as a water-based paint composition. Specific pigments include inorganic pigments such as titanium oxide, zinc oxide, barium metaborate, calcium carbonate, clay, Venkara, white carbon, and carbon black;
Examples include organic pigments such as azo pigments and phthalocyanine pigments. The present invention will be explained below with reference to Examples. In the Examples below, the acid value and molecular weight of the polymer, the storage stability of the coating material, and the various physical properties of the coating film obtained therefrom were evaluated as follows. (1) Acid value: phenolphthalein as an indicator
It was determined by neutralization titration with a 0.1N potassium hydroxide ethanol solution. (2) Weight average molecular weight: gel permeation
Determined by chromatographic method. (3) Hydroxyl value: The amount of acetic acid required to esterify the hydroxyl groups in 1 g of solid sample was determined, and expressed as the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize this. (4) Storage stability of paint: Paint A was prepared by adding 40 g of titanium oxide and 1.2 g of 12% zirconium octylate to 100 g of a water-dispersible resin with a solid content of 40% and stirring at high speed. This paint was placed in a sealed container and allowed to stand at 50°C for 7 days, and then the presence or absence of coagulation, lumps, and viscosity were observed. If there were no abnormalities, it was evaluated as good. If this result is good, it is considered that the storage stability of the water-dispersed resin itself is also good. (5) Physical properties of the paint film: Paint A was applied to a zinc-treated steel plate by air spray to a film thickness of 40 μm, left at room temperature for 20 minutes, then dried at 80°C for 20 minutes and then at room temperature for 5 days. A coating film was obtained, and the physical properties of the coating film were measured in accordance with JISK5400. (a) Water resistance A coated steel plate was immersed at 20°C for 10 days, and the coated steel plate was rated as good if it showed no blistering, peeling, or rust. (b) Impact resistance: 500 on Dupont impact tester
A weight of g was used. (c) Gloss 60°/60° specular gloss was measured. (d) Adhesion 10 x 10 squares of 1 m/m were made with a razor, and the results of a peel test using Sellotape were expressed as the remaining percentage. (6) Paint workability (A) After applying the above paint A to a zinc-treated steel plate using an airless sprayer and leaving it at room temperature for 20 minutes.
After drying at 80°C for 20 minutes, the condition of the underarms and holes in the paint film was observed. The critical film thickness (μ) at which these coating film defects do not occur is indicated. (7) Solid content: The ratio of the residual weight to the weight before drying when 1 g of water-dispersed resin was heated and dried was expressed as a percentage. (8) Phase inversion property: Evaluation was made based on the degree of viscosity increase when the phase inversion step was performed using a high-speed stirrer. A case where an aqueous dispersion was easily obtained without significant thickening was evaluated as good. (9) Pigment miscibility: 40 g of titanium oxide was added to 50 g of a water-dispersed resin with a solid content of 40%, and after stirring at high speed, a pigment paste was prepared, and the dispersion miscibility of the pigment was evaluated using a grind gauge. A dispersibility of 5μ or less was considered good. (10) Painting workability (B): Paint A was applied to a zinc-treated steel plate using airless spray, left at room temperature for 20 minutes, dried at 80°C for 20 minutes, left at room temperature for 1 hour, and the paint film After 24 hours, water droplets were placed on the paint, and the paint film was evaluated for blistering, peeling, and adhesion. This is an evaluation of the initial water resistance of the paint film, and is used to evaluate the drying properties of the paint. Reference Example 1 100g of butyl cellosolve was placed in a separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, a cooling tube, and a nitrogen introduction tube, and the mixture was heated at 135°C in a nitrogen stream.
72 g of 2-dicyclopentenoxyethyl acrylate in which 8 g of azoisobutyronitrile was dissolved, 31 g of methacrylic acid, 50 g of butyl methacrylate,
47 g of 2-ethylhexyl acrylate and 4 g of lauryl mercaptan were added dropwise over 3 hours, and the mixture was further stirred for 2 hours to carry out a copolymerization reaction.
100, and a butyl cellosolve solution of a vinyl copolymer having a weight average molecular weight of 9,350 was obtained. The composition ratio of the vinyl copolymer was almost the same as the charge ratio of various polymerizable monomers. Reference Examples 2 to 5 Type and amount of each monomer, base,
A butyl cellosolve solution of a vinyl copolymer having the acid value, hydroxyl value, and weight average molecular weight shown in Table 1 was prepared in the same manner as in Reference Example 1, except that the amounts of the polymerization initiator, solvent, etc. and the reaction temperature were changed as shown in Table 1. I got it. The composition ratio of the vinyl copolymer was almost the same as the charge ratio of each polymerizable monomer.

【表】 実施例 1 参考例1と同様の1セバラプルフラスコに参
考例1で得た共重合体溶液60gにブチルセロソル
ブ80g、ジメチルエタノールアミン4.4gを仕込
み窒素置換して100℃に昇温させた後、アゾイソ
ブチロニトリル1gを溶解させたブチルメタクリ
レート120g、ブチルアクリレート20g、8(又
は9)−アクリロキシ−トリシクロ〔5・2・
1・02,6〕−4−デセン20gの混合溶液を3時
間要して前記フラスコ内に滴下し、その後5時間
撹拌して均一系重合を行ない、重合体溶液を得
た。次いでこの重合体に純水200gを加えて撹拌
することにより乳白色の水分散樹脂を得た。この
水分散樹脂のジメチルエタノールアミンによる中
和度は70%であり、重合体の重量平均分子量は
72000、重合体の酸価は20、固型分は39.8%で揮
発成分中の水/有機溶剤の比率は2.0であつた。
また、純水を加えて相反転させる工程は著しい粘
度の上昇がなく容易に行なわれた。この水分散樹
脂から得られた塗膜等の物性を表3に示す。 実施例 2〜4 実施例1における各単量体の種類と量、ビニル
共重合体溶液、触媒、ブチルセロソルブ、水等の
量や反応温度を表2の如く替える以外は、実施例
1と同様にして表2に示す諸物性を有する水分散
樹脂を得た。但し実施3及び4では、ビニル共重
合体の存在下に水を含む有機溶剤中で単量体を重
合した。この水分散樹脂から得られた塗膜等の諸
物性を表3に示す。
[Table] Example 1 60 g of the copolymer solution obtained in Reference Example 1 was charged with 80 g of butyl cellosolve and 4.4 g of dimethylethanolamine into a Sebarapuru flask similar to Reference Example 1, and the temperature was raised to 100°C after purging with nitrogen. After that, 120 g of butyl methacrylate in which 1 g of azoisobutyronitrile was dissolved, 20 g of butyl acrylate, 8 (or 9)-acryloxy-tricyclo [5.2.
A mixed solution of 20 g of 1.0 2,6 ]-4-decene was added dropwise into the flask over a period of 3 hours, followed by stirring for 5 hours to carry out homogeneous polymerization to obtain a polymer solution. Next, 200 g of pure water was added to this polymer and stirred to obtain a milky white water-dispersed resin. The degree of neutralization of this water-dispersed resin with dimethylethanolamine is 70%, and the weight average molecular weight of the polymer is
72,000, the acid value of the polymer was 20, the solid content was 39.8%, and the water/organic solvent ratio in the volatile components was 2.0.
Further, the step of adding pure water and inverting the phase was easily carried out without any significant increase in viscosity. Table 3 shows the physical properties of the coating film etc. obtained from this water-dispersed resin. Examples 2 to 4 The procedure was the same as in Example 1, except that the types and amounts of each monomer, vinyl copolymer solution, catalyst, butyl cellosolve, water, etc., and the reaction temperature were changed as shown in Table 2. A water-dispersed resin having the physical properties shown in Table 2 was obtained. However, in Examples 3 and 4, the monomers were polymerized in an organic solvent containing water in the presence of the vinyl copolymer. Table 3 shows the physical properties of the coating film etc. obtained from this water-dispersed resin.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 比較例 1 表2に示す如く、参考例5で得たビニル共重合
体60gにブチルセロソルブ80gを加え窒素置換し
て120℃に昇温させた後アゾイソブチロニトリル
1.0gを溶解させたブチルメタクリレート120g、
ブチルアクリレート20g、スチレン20gの混合溶
液を3時間要して滴下し、その後5時間撹拌して
均一重合を行ない重合体溶液を得た。次にこの重
合体にジメチルエタノールアミン4.4gと純水200
gとを加えたところ、分散系の粘度が著しく上昇
し全体が餅状の粘稠状体になつたので、分散系を
取り出して他の容器に入れてデゾルバーにより極
めて強い剪断力を長時間かけて強制分散させた。 この水分散樹脂の中和度は70%、重合体の重量
平均分子量は72000、酸価は20、固型分は39.80%
で揮発成分中の水/有機溶剤比は2.0であつた。
これに所定の顔料を加えて得られた塗料等の物性
を表3に示す。顔料混和性は不充分で、塗料の貯
蔵安定性が悪く塗料の耐水性の悪いものであつ
た。 比較例 2 参考例6のビニル共重合体溶液を用いて表2に
示すモノマー組成により比較例1と同様の方法で
水分散樹脂を得た。この性状及び塗料等の物性を
表2、表3に示す。
[Table] Comparative Example 1 As shown in Table 2, 80 g of butyl cellosolve was added to 60 g of the vinyl copolymer obtained in Reference Example 5, the atmosphere was replaced with nitrogen, the temperature was raised to 120°C, and then azoisobutyronitrile was added.
120g of butyl methacrylate dissolved in 1.0g,
A mixed solution of 20 g of butyl acrylate and 20 g of styrene was added dropwise over a period of 3 hours, followed by stirring for 5 hours to carry out homogeneous polymerization to obtain a polymer solution. Next, add 4.4 g of dimethylethanolamine and 200 g of pure water to this polymer.
When adding g, the viscosity of the dispersion system increased significantly and the whole became a sticky substance, so the dispersion system was taken out and placed in another container, and an extremely strong shearing force was applied for a long time using a resolver. forced to disperse. The degree of neutralization of this water-dispersed resin is 70%, the weight average molecular weight of the polymer is 72000, the acid value is 20, and the solid content is 39.80%.
The water/organic solvent ratio in the volatile components was 2.0.
Table 3 shows the physical properties of the paint etc. obtained by adding a predetermined pigment to this. The pigment miscibility was insufficient, the storage stability of the paint was poor, and the water resistance of the paint was poor. Comparative Example 2 Using the vinyl copolymer solution of Reference Example 6 and the monomer composition shown in Table 2, a water-dispersed resin was obtained in the same manner as in Comparative Example 1. The properties and physical properties of the paint etc. are shown in Tables 2 and 3.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式 (式中、R1はH又はCH3、R2
【式】【式】【式】又 は【式】R3はH又はCH3であり、mとn は次の関係を満足する整数である。 m=1のときはn=2〜5、m=2〜6のとき
はn=2。)で示される環状不飽和基を有するア
クリル酸又はメタクリル酸のエステル0.5〜50重
量%と、α・β−不飽和カルボン酸1〜30重量%
と、重合性不飽和基及び水酸基を含有する化合物
0〜30重量%とを構成単位として有するビニル共
重合体を塩基で中和して得られた中和物の存在下
に、ラジカル重合性単量体を有機溶剤中で重合
し、得られた重合体に水を添加することを特徴と
する水分散樹脂の製造方法。 2 アクリル酸のエステルが2−ジシクロペンテ
ノキシエチルアクリレート又は2−ジシクロペン
テノキシエチルメタクリレートである特許請求の
範囲第1項記載の製造方法。 3 ビニル共重合体が更にα・β−不飽和カルボ
ン酸アルキルエステル又はアルケニルベンゼンを
構成単位として有する特許請求の範囲第1項又は
第2項に記載の製造方法。 4 ラジカル重合性単量体が、2−ジシクロペン
テノキシエチルアクリレート、2−ジシクロペン
テノキシエチルメタクリレート、8−アクリロキ
シトリシクロ〔5・2・1・02,6〕−4−デセ
ン、9−アクリロキシトリシクロ〔5・2・1・
2,6〕−4−デセン、8−メタクリロキシトリ
シクロ〔5・2・1・02,6〕−4−デセン及び
9−メタクリロキシトリシクロ〔5・2・1・0
2,6〕−4−デセンからなる群から選ばれる1種
以上のエステル系ラジカル重合性単量体を50重量
%以下の範囲で含有するものである特許請求の範
囲第1項乃至第3項何れかに記載の製造方法。 5 一般式 (式中、R1はH又はCH3、R2
【式】【式】【式】又 は【式】R3はH又はCH3であり、mとnは 次の関係を満足する整数である。 m=1のときはn=2〜5、m=2〜6のとき
はn=2。)で示される環状不飽和基を有するア
クリル酸又はメタクリル酸のエステル0.5〜50重
量%と、α・β−不飽和カルボン酸1〜30重量%
と、重合性不飽和基及び水酸基を含有する化合物
0〜30重量%とを構成単位として有するビニル共
重合体を塩基で中和して得られた中和物の存在下
に、ラジカル重合性単量体を45重量%以下の水を
含む親水性有機溶剤中で重合し、得られた重合体
に水を添加することを特徴とする水分散樹脂の製
造方法。 6 アクリル酸のエステルが2−ジシクロペンテ
ノキシエチルアクリレート又は2−ジシクロペン
テノキシエチルメタクリレートである特許請求の
範囲第5項記載の製造方法。 7 ビニル共重合体が更にα・β−不飽和カルボ
ン酸アルキルエステル又はアルケニルベンゼンを
構成単位として有する特許請求の範囲第5項又は
第6項に記載の製造方法。 8 ラジカル重合性単量体が、2−ジシクロペン
テノキシエチルアクリレート、2−ジシクロペン
テノキシエチルメタクリレート、8−アクリロキ
シトリシクロ〔5・2・1・02,6〕−4−デセ
ン、9−アクリロキシトリシクロ〔5・2・1・
2,6〕−4−デセン、8−メタクリロキシトリ
シクロ〔5・2・1・02,6〕−4−デセン及び
9−メタクリロキシトリシクロ〔5・2・1・0
2,6〕−4−デセンからなる群から選ばれる1種
以上のエステル系ラジカル重合性単量体を50重量
%以下の範囲で含有するものである特許請求の範
囲第5項乃至第7項何れかに記載の製造方法。
[Claims] 1. General formula (In the formula, R 1 is H or CH 3 , R 2 is [Formula] [Formula] [Formula] or [Formula] R 3 is H or CH 3 , and m and n are integers that satisfy the following relationship. When m = 1, n = 2 to 5; when m = 2 to 6, n = 2.) 0.5 to 50% by weight of an acrylic acid or methacrylic acid ester having a cyclic unsaturated group; α/β-unsaturated carboxylic acid 1-30% by weight
and 0 to 30% by weight of a compound containing a polymerizable unsaturated group and a hydroxyl group as a constituent unit. 1. A method for producing a water-dispersed resin, which comprises polymerizing a polymer in an organic solvent and adding water to the obtained polymer. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the ester of acrylic acid is 2-dicyclopentenoxyethyl acrylate or 2-dicyclopentenoxyethyl methacrylate. 3. The manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the vinyl copolymer further contains an α/β-unsaturated carboxylic acid alkyl ester or alkenylbenzene as a constituent unit. 4 The radically polymerizable monomer is 2-dicyclopentenoxyethyl acrylate, 2-dicyclopentenoxyethyl methacrylate, 8-acryloxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]-4- Decene, 9-acryloxytricyclo[5.2.1.
0 2,6 ]-4-decene, 8-methacryloxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]-4-decene and 9-methacryloxytricyclo[5.2.1.0
Claims 1 to 3 contain at most 50% by weight of one or more ester-based radically polymerizable monomers selected from the group consisting of 2,6 ]-4-decene. The manufacturing method described in any of the above. 5 General formula (In the formula, R 1 is H or CH 3 , R 2 is [Formula] [Formula] [Formula] or [Formula] R 3 is H or CH 3 , and m and n are integers that satisfy the following relationship. When m = 1, n = 2 to 5; when m = 2 to 6, n = 2.) 0.5 to 50% by weight of an acrylic acid or methacrylic acid ester having a cyclic unsaturated group; α/β-unsaturated carboxylic acid 1-30% by weight
and 0 to 30% by weight of a compound containing a polymerizable unsaturated group and a hydroxyl group as a constituent unit. 1. A method for producing a water-dispersed resin, which comprises polymerizing a polymer in a hydrophilic organic solvent containing 45% by weight or less of water, and adding water to the obtained polymer. 6. The manufacturing method according to claim 5, wherein the ester of acrylic acid is 2-dicyclopentenoxyethyl acrylate or 2-dicyclopentenoxyethyl methacrylate. 7. The manufacturing method according to claim 5 or 6, wherein the vinyl copolymer further contains an α/β-unsaturated carboxylic acid alkyl ester or alkenylbenzene as a constituent unit. 8 The radically polymerizable monomer is 2-dicyclopentenoxyethyl acrylate, 2-dicyclopentenoxyethyl methacrylate, 8-acryloxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]-4- Decene, 9-acryloxytricyclo[5.2.1.
0 2,6 ]-4-decene, 8-methacryloxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]-4-decene and 9-methacryloxytricyclo[5.2.1.0
Claims 5 to 7 contain 50% by weight or less of one or more ester-based radically polymerizable monomers selected from the group consisting of 2,6 ]-4-decene. The manufacturing method described in any of the above.
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