JPS6314735B2 - - Google Patents

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JPS6314735B2
JPS6314735B2 JP55176995A JP17699580A JPS6314735B2 JP S6314735 B2 JPS6314735 B2 JP S6314735B2 JP 55176995 A JP55176995 A JP 55176995A JP 17699580 A JP17699580 A JP 17699580A JP S6314735 B2 JPS6314735 B2 JP S6314735B2
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JP
Japan
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nitrocellulose
vinyl polymer
resin emulsion
urethane
water
Prior art date
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Application number
JP55176995A
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Japanese (ja)
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JPS57100144A (en
Inventor
Shigehiko Yoshioka
Iwao Sugyama
Yoshinobu Nagai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd filed Critical Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP55176995A priority Critical patent/JPS57100144A/en
Publication of JPS57100144A publication Critical patent/JPS57100144A/en
Publication of JPS6314735B2 publication Critical patent/JPS6314735B2/ja
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【発明の詳細な説明】 本発明は新規な水分散性ウレタン変性ビニル系
重合体を分散剤として利用したニトロセルロース
を含有する樹脂エマルジヨン及びその製造方法に
関するもので、優れた安定性を有し、且つ耐水性
に優れた皮膜を形成することの出来る水性エマル
ジヨン溶液を提供するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a resin emulsion containing nitrocellulose using a novel water-dispersible urethane-modified vinyl polymer as a dispersant and a method for producing the same, which has excellent stability and The present invention also provides an aqueous emulsion solution that can form a film with excellent water resistance.

ニトロセルロースは、硬度、透明性、光沢等に
優れたフイルムを形成する性質を有しているため
に、塗料やコーテイング剤、印刷インキ等に多量
に使用されており、その殆んどは、有機溶剤に溶
解させた所謂溶剤型溶液の形で使用されている
が、これら溶剤型溶液による塗料や印刷インキ
は、その使用時において大気汚染、作業環境の悪
化、火災の危険等の原因となる有機溶剤の放出が
あること、及び有機溶剤の使用が省資源に逆行す
るものであること等の弊害を有することから、有
機溶剤を利用しない1つの方法としてニトロセル
ロースを分散質とする水性エマルジヨンを利用す
る方法が提案されている。
Because nitrocellulose has the property of forming films with excellent hardness, transparency, and gloss, it is used in large quantities in paints, coating agents, printing inks, etc., and most of them are organic. It is used in the form of a so-called solvent-based solution, which is dissolved in a solvent, but paints and printing inks made from these solvent-based solutions contain organic substances that can cause air pollution, deterioration of the working environment, and fire hazards when they are used. Since the use of organic solvents has disadvantages such as the release of solvent and the fact that it goes against resource conservation, one method that does not use organic solvents is to use an aqueous emulsion with nitrocellulose as a dispersoid. A method has been proposed.

ところで、ニトロセルロースは、これを単独で
水中に乳化させることが困難であり、かつ硬質で
比較的脆い性質である等のために、他の樹脂や可
塑剤と混合し、乳化剤を用いて機械的に水中に乳
化せしめるか、あるいはニトロセルロースをビニ
ル系モノマーに溶解し、これを乳化重合すること
によつてニトロセルロースとビニル系重合体とか
らなるブレンド物を分散質とするエマルジヨンを
得る等の方法が利用されているが、前者の方法で
得られるエマルジヨンは安定性が充分ではなく、
しかも得られる塗膜は乳化剤の存在によつて耐水
性に乏しいものであるという欠点を有するし、後
者の方法では、ニトロセルロースを溶解するビニ
ル系モノマーを選択する必要があるために、利用
し得るビニル系モノマーの制限を受けること、及
び乳化剤の使用による悪影響は依然として存する
等の欠点を有している。
By the way, nitrocellulose is difficult to emulsify in water alone and is hard and relatively brittle, so it is mixed with other resins and plasticizers and mechanically processed using an emulsifier. A method such as obtaining an emulsion containing a blend of nitrocellulose and a vinyl polymer as a dispersoid by emulsifying it in water or dissolving nitrocellulose in a vinyl monomer and emulsion polymerizing it. has been used, but the emulsion obtained by the former method is not sufficiently stable;
Moreover, the coating film obtained has the disadvantage of poor water resistance due to the presence of the emulsifier, and the latter method requires selection of a vinyl monomer that dissolves nitrocellulose, making it difficult to use. It has drawbacks such as being limited by vinyl monomers and still having negative effects due to the use of emulsifiers.

これに対して、本第1の発明は、前記したよう
な欠点を有することのないニトロセルロースを含
有する樹脂エマルジヨンを、また、本第2の発明
は、前記本第1の発明のニトロセルロースを含有
する樹脂エマルジヨンを、効率よく、確実に、か
つ容易に得る方法を提供するものである。
In contrast, the first invention provides a resin emulsion containing nitrocellulose that does not have the above-mentioned drawbacks, and the second invention provides a resin emulsion containing nitrocellulose according to the first invention. The object of the present invention is to provide a method for efficiently, reliably, and easily obtaining a resin emulsion containing the present invention.

以下、本発明の構成を説明する。 The configuration of the present invention will be explained below.

本発明のニトロセルロースを含有する樹脂エマ
ルジヨンは、イオン性基とポリウレタンセグメン
トとを側鎖として具備する水分散性ウレタン変性
ビニル系重合体とニトロセルロースとが、水性媒
体中に分散せしめられているものである。
The nitrocellulose-containing resin emulsion of the present invention is one in which a water-dispersible urethane-modified vinyl polymer having an ionic group and a polyurethane segment as side chains and nitrocellulose are dispersed in an aqueous medium. It is.

即ち、本発明のニトロセルロースを含有する樹
脂エマルジヨンは、ニトロセルロースを分散質と
して含有する樹脂エマルジヨンであり、ニトロセ
ルロースと、ニトロセルロースの分散剤たるイオ
ン性基とポリウレタンセグメントとを側鎖として
具備する水分散性ウレタン変性ビニル系重合体と
が、水あるいは水と水溶性有機溶剤とからなる水
性媒体中に分散せしめられてなる水性エマルジヨ
ンである。
That is, the resin emulsion containing nitrocellulose of the present invention is a resin emulsion containing nitrocellulose as a dispersoid, and comprises nitrocellulose, an ionic group as a dispersant for nitrocellulose, and a polyurethane segment as side chains. This is an aqueous emulsion in which a water-dispersible urethane-modified vinyl polymer is dispersed in an aqueous medium consisting of water or water and a water-soluble organic solvent.

本発明において分散剤として使用される水分散
性ウレタン変性ビル系重合体は、前述の通り、イ
オン性基とポリウレタンセグメントとを側鎖とし
て具備し、且つそれ自体が水に分散する性質を有
するものであることが必要である。
As mentioned above, the water-dispersible urethane-modified building polymer used as a dispersant in the present invention has an ionic group and a polyurethane segment as side chains, and has the property of dispersing itself in water. It is necessary that

このウレタン変性ビニル系重合体におけるイオ
ン性基は、カルボキシル基及びその塩、スルホン
酸基及びその塩、硫酸基、リン酸基及びそれらの
塩等のアニオン性基、あるいは1級、2級及び/
又は3級の塩基性窒素原子含有基或はそれらの酸
塩、第4級アンモニウム塩基等のカチオン性基を
使用することが出来るが、工業的には経済性や反
応の容易性等の点から、アニオン性基としてはカ
ルボン酸のアルカリ塩が、また、カチオン性基と
しては塩基性第3級窒素原子含有基の酸塩或いは
その第4級化物が好都合である。
The ionic groups in this urethane-modified vinyl polymer include anionic groups such as carboxyl groups and their salts, sulfonic acid groups and their salts, sulfuric acid groups, phosphoric acid groups and their salts, or primary, secondary, and/or anionic groups.
Alternatively, cationic groups such as tertiary basic nitrogen atom-containing groups, acid salts thereof, and quaternary ammonium bases can be used, but from the viewpoint of economic efficiency and ease of reaction, etc. The anionic group is preferably an alkali salt of a carboxylic acid, and the cationic group is preferably an acid salt of a basic tertiary nitrogen atom-containing group or a quaternized product thereof.

また、このウレタン変性ビニル系重合体におけ
るポリウレタンセグメントとしては、一般的なポ
リウレタンセグメントを、例えばポリエーテルポ
リウレタン、ポリエステルポリウレタン、ポリエ
ーテルエステルポリウレタン等を使用することが
できるが、分子量は約300以上、特に500〜2000の
ものが好ましい。分子量が300未満の場合は、得
られるウレタン変性ビニル系重合体のニトロセル
ロースに対する水分散能が低下するし、また2000
以上の高分子量のものの場合は、ウレタン変性ビ
ニル系重合体自体の製造が困難となるばかりか、
得られるウレタン変性ビニル系重合体の水分散性
が低下する場合が生ずるためである。
Further, as the polyurethane segment in this urethane-modified vinyl polymer, general polyurethane segments such as polyether polyurethane, polyester polyurethane, polyether ester polyurethane, etc. can be used, but the molecular weight is about 300 or more, especially 500 to 2000 is preferred. If the molecular weight is less than 300, the water dispersibility of the resulting urethane-modified vinyl polymer for nitrocellulose will decrease;
In the case of polymers with higher molecular weights, it is not only difficult to manufacture the urethane-modified vinyl polymer itself, but also
This is because the water dispersibility of the resulting urethane-modified vinyl polymer may be reduced.

このイオン性基とポリウレタンセグメントとを
側鎖として具備する水分散性ウレタン変性ビニル
系重合体は、一般的には、イオン性基とヒドロキ
シル基とを具備するビニル系重合体に末端イソシ
アネート基を有するウレタンプレポリマーを反応
せしめ、ポリウレタンセグメントをビニル系重合
体に導入することによつて得られる、この場合
に、ビニル系重合体中のイオン性基は、イソシア
ネート基との間で反応するような活性水素原子を
含まないものとするか、あるいはビニル系重合体
中に具備されているヒドロキシル基よりもイソシ
アネート基との反応速度が遅い性質のものを選択
することにより、ウレタンプレポリマーをビニル
系重合体中のヒドロキシル基に優先的に反応せし
めるようにすれば良い。
This water-dispersible urethane-modified vinyl polymer having ionic groups and polyurethane segments as side chains generally has terminal isocyanate groups in the vinyl polymer having ionic groups and hydroxyl groups. It is obtained by reacting a urethane prepolymer and introducing a polyurethane segment into a vinyl polymer. The urethane prepolymer can be made into a vinyl polymer by selecting one that does not contain hydrogen atoms or has a slower reaction rate with isocyanate groups than the hydroxyl groups contained in the vinyl polymer. What is necessary is to react preferentially to the hydroxyl groups inside.

本発明において使用される好ましいウレタン変
性ビニル系重合体としては、具体的には水酸基と
カルボキシル基とを具備するビニル系重合体と末
端イソシアネート基を有するウレタンプレポリマ
ーとを反応せしめて得られる酸価20以上のウレタ
ン変性ビニル系重合体や、水酸基と塩基性第3級
窒素原子とを具備するビニル系重合体と末端イソ
シアネート基を有するウレタンプレポリマーとを
反応せしめて得られる塩基性第3級窒素原子含有
量が0.4mg当量/g以上のウレタン変性ビニル系
重合体が、特に優れた水分散性を有するので好ま
しい。これらのウレタン変性ビニル系重合体は、
水酸基とカルボキシル基とを具備するビニル系重
合体と末端イソシアネート基を有するウレタンプ
レポリマーとを、前記ビニル系重合体とウレタン
プレポリマーとの両者に対して溶解作用を有する
が、各重合体の有する官能基に対しては反応性を
示さない有機溶媒中にて加熱反応させ、酸価20以
上のウレタン変性ビニル系重合体を生成せしめる
か、あるいは水酸基と塩基性第3級窒素原子とを
具備するビニル系重合体と末端イソシアネート基
を有するウレタンプレポリマーとを、前記ビニル
系重合体とウレタンプレポリマーとの両者に対し
て溶解作用を有するが、各種合体の有する官能基
に対しては反応性を示さない有機溶媒中にて加熱
反応させ、塩基性第3級窒素原子含有量が0.4mg
当量/g以上のウレタン変性ビニル系重合体を生
成せしめる等の手段によつて容易に得られるもの
である。このようにして得られるウレタン変性ビ
ニル系重合体は、それ自体が優れた皮膜形成能を
有する点で他の分散剤とは性質が相違しており、
ニトロセルロースを含有する樹脂エマルジヨンの
形成に際して、この樹脂エマルジヨン中に前記ウ
レタン変性ビニル系重合体を分散剤として多量に
含有せしめても、該樹脂エマルジヨンの皮膜形成
能が低下することはないという特質をも有する。
The preferred urethane-modified vinyl polymer used in the present invention is, specifically, the acid value obtained by reacting a vinyl polymer having a hydroxyl group and a carboxyl group with a urethane prepolymer having a terminal isocyanate group. Basic tertiary nitrogen obtained by reacting a urethane-modified vinyl polymer of 20 or more or a vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom with a urethane prepolymer having a terminal isocyanate group. A urethane-modified vinyl polymer having an atomic content of 0.4 mg equivalent/g or more is preferred because it has particularly excellent water dispersibility. These urethane-modified vinyl polymers are
A vinyl polymer having a hydroxyl group and a carboxyl group and a urethane prepolymer having a terminal isocyanate group have a dissolving effect on both the vinyl polymer and the urethane prepolymer. A urethane-modified vinyl polymer having an acid value of 20 or more is produced by heating the reaction in an organic solvent that does not show reactivity toward functional groups, or a urethane-modified vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom is produced. It has a dissolving effect on both the vinyl polymer and the urethane prepolymer having terminal isocyanate groups, but has no reactivity toward the functional groups of various polymers. The basic tertiary nitrogen atom content was 0.4mg by heating reaction in an organic solvent not shown.
It can be easily obtained by means such as producing a urethane-modified vinyl polymer having an equivalent weight/g or more. The urethane-modified vinyl polymer obtained in this way has different properties from other dispersants in that it itself has excellent film-forming ability.
When forming a resin emulsion containing nitrocellulose, even if a large amount of the urethane-modified vinyl polymer is contained as a dispersant in the resin emulsion, the film-forming ability of the resin emulsion is not reduced. It also has

本発明のニトロセルロースを含有する樹脂エマ
ルジヨンにおいて、分散剤たる水分散性ウレタン
変性ビニル系重合体とニトロセルロースとの重量
比は特に制限されるものではないが、エマルジヨ
ンの安定性、得られる皮膜の性能等の点から、ウ
レタン変性ビニル系重合体100重量部当り、ニト
ロセルロース5〜100重量部、就中10〜50重量部
程度の重量比を使用するのが好ましい。
In the nitrocellulose-containing resin emulsion of the present invention, the weight ratio of the water-dispersible urethane-modified vinyl polymer as a dispersant and nitrocellulose is not particularly limited; From the viewpoint of performance and the like, it is preferable to use a weight ratio of about 5 to 100 parts by weight, particularly about 10 to 50 parts by weight, of nitrocellulose per 100 parts by weight of the urethane-modified vinyl polymer.

本発明のニトロセルロースを含有する樹脂エマ
ルジヨンは、前述の水分散性ウレタン変性ビニル
系重合体とニトロセルロースとを、両者に対して
溶解作用を呈する有機溶剤中に均一に溶解させ、
これに水性溶媒を添加して水分散性ウレタン変性
ビニル系重合体のイオン性基を解離させ、該重合
体をこの水性溶媒中に分散し、必要に応じて有機
溶剤を除去する工程により得ることが出来る。こ
の工程において、水性溶媒中に水分散性ウレタン
変性ビニル系重合体とニトロセルロースとの両者
を均一に分散せしめるためには、ウレタン変性ビ
ニル系重合体中のイオン性基を十分に解離させて
親水性基として有効に作用させることが必要であ
る。このため、例えばウレタン変性ビニル系重合
体中のイオン性基がカルボキシル基の場合には、
これと略中和当量のアルカリ性物質の存在下で、
またイオン性基がアミノ基の場合には、酸性物質
の存在下で該重合体を分散せしめるのが好まし
い。また、この工程においては、他の一般の乳化
剤等を併用することも出来る。
The nitrocellulose-containing resin emulsion of the present invention is produced by uniformly dissolving the water-dispersible urethane-modified vinyl polymer and nitrocellulose in an organic solvent that has a dissolving effect on both.
Obtaining by adding an aqueous solvent to this to dissociate the ionic groups of the water-dispersible urethane-modified vinyl polymer, dispersing the polymer in this aqueous solvent, and removing the organic solvent as necessary. I can do it. In this step, in order to uniformly disperse both the water-dispersible urethane-modified vinyl polymer and nitrocellulose in the aqueous solvent, it is necessary to sufficiently dissociate the ionic groups in the urethane-modified vinyl polymer to make it hydrophilic. It is necessary to make it act effectively as a functional group. For this reason, for example, if the ionic group in the urethane-modified vinyl polymer is a carboxyl group,
In the presence of an alkaline substance approximately equivalent to neutralizing this,
Further, when the ionic group is an amino group, it is preferable to disperse the polymer in the presence of an acidic substance. Moreover, in this step, other general emulsifiers etc. can also be used together.

また、本発明の前述のニトロセルロースを含有
する樹脂エマルジヨンの製造工程中に、有機溶剤
を除去する工程を設ける場合には、水性溶媒中に
ウレタン変性ビニル系重合体を分散せしめた後に
有機溶剤の除去工程を設けることができるのは勿
論であるが、ニトロセルロースとウレタン変性ビ
ニル系重合体とを水性溶媒中に分散せしめる前に
有機溶剤の除去工程を設けることも出来る。
In addition, when a step of removing the organic solvent is provided during the manufacturing process of the resin emulsion containing nitrocellulose of the present invention, the organic solvent is removed after dispersing the urethane-modified vinyl polymer in the aqueous solvent. Of course, a removal step can be provided, but an organic solvent removal step can also be provided before dispersing the nitrocellulose and the urethane-modified vinyl polymer in the aqueous solvent.

本発明のニトロセルロースを含有する樹脂エマ
ルジヨン及びその製造方法は叙上の通りの構成か
らなるもので、水性溶媒中に分散剤として分散せ
しめられているウレタン変性ビニル系重合体が優
れた自己分散性を有していること、及び該重合体
のポリウレタンセグメントが安全なビニル系重合
体によつて保護されていること等により、樹脂エ
マルジヨンは、極めて優れた安定性を具備し、し
かもこの樹脂エマルジヨンからは耐水性、硬度、
接着強度等の諸特性に優れた皮膜を形成すること
が出来る性質を有しているので、紙の表面加工
剤、水性塗料や水性インキのバインダー、クリヤ
ーコート剤、繊維処理剤等に優れた用途を有する
し、また、その製造方法は、特別の可塑剤や乳化
剤を使用することなしに樹脂エマルジヨンを得る
ことが出来るので、本発明の目的物たる樹脂エマ
ルジヨンを容易、且つ確実に製造することが出来
るという作用を有するものである。
The resin emulsion containing nitrocellulose and the method for producing the same of the present invention are constructed as described above, and the urethane-modified vinyl polymer dispersed as a dispersant in an aqueous solvent has excellent self-dispersibility. The resin emulsion has extremely excellent stability, and the polyurethane segment of the polymer is protected by a safe vinyl polymer. is water resistance, hardness,
Because it has the property of forming a film with excellent adhesive strength and other properties, it is excellent for use as a surface treatment agent for paper, a binder for water-based paints and inks, a clear coat agent, a fiber treatment agent, etc. In addition, the manufacturing method allows a resin emulsion to be obtained without using a special plasticizer or emulsifier, so that the resin emulsion, which is the object of the present invention, can be easily and reliably manufactured. It has the effect of being able to do something.

以下、本発明のニトロセルロースを含有する樹
脂エマルジヨン、該樹脂エマルジヨンの有する作
用、効果、ならびに該溶液の製造方法例を実施例
及び比較例に基いて説明する。
Hereinafter, the resin emulsion containing nitrocellulose of the present invention, the functions and effects of the resin emulsion, and examples of the method for producing the solution will be explained based on Examples and Comparative Examples.

実施例 1 (i) 水酸基とカルボキシル基とを具備するビニル
系重合体の製造 500ml容の四ツ口フラスコに酢酸エチル200gを
仕込み、昇温して還流温度に保持する。窒素ガス
を通しながら、アクリル酸20g、2―ヒドロキシ
ルエチルアクリレート40g、2―エチルヘキシル
アクリレート20g、メチルメタクリレート80g、
スチレン40g、チオグリコール酸2g、アゾビス
イソブチロニトリル4gより成る混合モノマー溶
液206gを3時間にわたつて滴下する。滴下終了
後さらに4時間同温度に保持し、ビニル系重合体
(A)の酢酸エチル溶液391gを得た。
Example 1 (i) Production of vinyl polymer having hydroxyl group and carboxyl group 200 g of ethyl acetate was charged into a 500 ml four-necked flask, heated and maintained at reflux temperature. While passing nitrogen gas, add 20 g of acrylic acid, 40 g of 2-hydroxylethyl acrylate, 20 g of 2-ethylhexyl acrylate, 80 g of methyl methacrylate,
206 g of a mixed monomer solution consisting of 40 g of styrene, 2 g of thioglycolic acid, and 4 g of azobisisobutyronitrile is added dropwise over 3 hours. After the dropwise addition was completed, the temperature was maintained for another 4 hours, and the vinyl polymer
391 g of an ethyl acetate solution of (A) was obtained.

ビニル系重合体(A)は、酸価81、水酸基価94を有
するものである。
The vinyl polymer (A) has an acid value of 81 and a hydroxyl value of 94.

(ii) 末端イソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーの製造 500ml容の四ツ口フラスコに酢酸エチル100g、
ポリエチレングリコール(分子量200)46.6gを
仕込み、常温でトリレンジイソシアネート
(TDI)50.7gを滴下した。発熱が止つてから40
〜50℃で1時間反応させ、次いでエタノール2.7
gを添加して同温度で更に1時間反応させた。続
いてジブチルチンジラウレート0.06gを添加し、
発熱が止つてのち、50〜60℃で約1時間反応さ
せ、末端イソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマー(B)の酢酸エチル溶液200gを得た。この
ウレタンプレポリマー(B)の反応成分比は、ポリエ
チレングリコール:TDI:エタノール=4:5:
1(モル比)であり、平均1個の末端イソシアネ
ート基を有するものである。
(ii) Production of urethane prepolymer having terminal isocyanate groups In a 500 ml four-necked flask, add 100 g of ethyl acetate,
46.6 g of polyethylene glycol (molecular weight 200) was charged, and 50.7 g of tolylene diisocyanate (TDI) was added dropwise at room temperature. 40 years since the fever stopped
React for 1 hour at ~50°C, then add 2.7 mL of ethanol
g was added thereto, and the reaction was continued for an additional hour at the same temperature. Next, 0.06g of dibutyltin dilaurate was added,
After the heat generation had stopped, the reaction was carried out at 50 to 60°C for about 1 hour to obtain 200 g of an ethyl acetate solution of the urethane prepolymer (B) having terminal isocyanate groups. The reaction component ratio of this urethane prepolymer (B) is polyethylene glycol: TDI: ethanol = 4:5:
1 (molar ratio), and has an average of one terminal isocyanate group.

(iii) ウレタン変性ビニル系重合体の製造 500ml容四ツ口フラスコに前記(i)項で得られた
ビニル系重合体(A)の酢酸エチル溶液47.5gと、同
じく前記(ii)項で得られた末端イソシアネート基を
有するウレタンプレポリマー(B)の酢酸エチル溶液
100gとを仕込み、昇温して70〜80℃で2時間反
応せしめたのち、エタノール5gを添加し、更に
30分間反応させ、ウレタン変性ビニル系重合体(C)
の酢酸エチル溶液を得た。
(iii) Production of urethane-modified vinyl polymer In a 500 ml four-necked flask, add 47.5 g of the ethyl acetate solution of the vinyl polymer (A) obtained in section (i) above and the same solution obtained in section (ii) above. Ethyl acetate solution of urethane prepolymer (B) with terminal isocyanate groups
After raising the temperature and reacting at 70-80℃ for 2 hours, 5g of ethanol was added, and then
After reacting for 30 minutes, the urethane-modified vinyl polymer (C)
An ethyl acetate solution of was obtained.

この反応におけるウレタンプレポリマー/ビニ
ル系重合体の反応比は、重量比で約2/1、
NCO/OHの当量比で約1/1.44であり、得られ
たウレタン変性ビニル系重合体(C)の酸価は約27で
あつた。
The reaction ratio of urethane prepolymer/vinyl polymer in this reaction is approximately 2/1 by weight,
The equivalent ratio of NCO/OH was about 1/1.44, and the acid value of the obtained urethane-modified vinyl polymer (C) was about 27.

(iv) ニトロセルロースを含有する樹脂エマルジヨ
ンの調製 前記(iii)項で得られたウレタン変性ビニル系重合
体の酢酸エチル溶液に、予め酢酸エチルで30%濃
度に調整したニトロセルロースの酢酸エチル溶液
75gを添加し、十分に撹拌、混合した後、ジメチ
ルエタノールアミン4.5gと水223gとを加えて、
充分に撹拌、分散させたのち、約60℃で2時間減
圧蒸留し、酢酸エチルを留去し、更に水で稀釈し
てポリマー濃度30%のニトロセルロースを含有し
ているウレタン変性ビニル系重合体の水性分散溶
液(PH7.3)による樹脂エマルジヨンを得た。
(iv) Preparation of resin emulsion containing nitrocellulose Add a solution of nitrocellulose in ethyl acetate, which had been adjusted to a concentration of 30% with ethyl acetate, to the ethyl acetate solution of the urethane-modified vinyl polymer obtained in section (iii) above.
After adding 75g and stirring and mixing thoroughly, 4.5g of dimethylethanolamine and 223g of water were added.
After thorough stirring and dispersion, vacuum distillation was performed at approximately 60°C for 2 hours to remove ethyl acetate, and the product was further diluted with water to obtain a urethane-modified vinyl polymer containing nitrocellulose with a polymer concentration of 30%. A resin emulsion was obtained using an aqueous dispersion solution (PH7.3) of

得られたニトロセルロースを含有する樹脂エマ
ルジヨンの安定性は非常に良好であり、この樹脂
エマルジヨンをガラス板上に塗布、乾燥して得ら
れたフイルムは、無色透明、且つ強靭で、耐水
性、耐候性共に優れたものであつた。
The stability of the obtained resin emulsion containing nitrocellulose is very good, and the film obtained by coating this resin emulsion on a glass plate and drying it is colorless, transparent, tough, water resistant, and weather resistant. It was excellent in both sex.

実施例 2 (i) 水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備する
ビニル系重合体の製造 実施例1の(i)項における操作のうち、混合モノ
マーとして、ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト40g、2―ヒドロキシエチルアクリレート40
g、2―エチルヘキシルアクリレート20g、メチ
ルメタクリレート60g、スチレン40g、ラウリル
メルカプタン2g、アゾビスイソブチロニトリル
4gからなる混合モノマーを使用する以外は、全
て、実施例1の(i)項と同様の手順を施し、ビニル
系重合体(D)の酢酸エチル溶液393gを得た。
Example 2 (i) Production of a vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom In the operation in item (i) of Example 1, 40 g of dimethylaminoethyl methacrylate, 2- Hydroxyethyl acrylate 40
20 g of 2-ethylhexyl acrylate, 60 g of methyl methacrylate, 40 g of styrene, 2 g of lauryl mercaptan, and 4 g of azobisisobutyronitrile. 393 g of an ethyl acetate solution of vinyl polymer (D) was obtained.

ビニル系重合体(D)は塩基性第3級窒素原子含有
量1.24mg当量/g水酸基価94を有するものであ
る。
The vinyl polymer (D) has a basic tertiary nitrogen atom content of 1.24 mg equivalent/g and a hydroxyl value of 94.

(ii) 末端イソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーの製造 実施例1の(ii)項におけるウレタンプレポリマー
Bの酢酸エチル溶液を用いる。
(ii) Production of urethane prepolymer having terminal isocyanate groups The ethyl acetate solution of urethane prepolymer B in section (ii) of Example 1 was used.

(iii) ウレタン変性ビニル系重合体の製造 前記(i)項で得られたビニル系重合体(D)の酢酸エ
チル溶液71.5gと、同じく前記(ii)項の末端イソシ
アネート基を有するウレタンプレポリマー(B)の酢
酸エチル溶液75g、及びエタノール4gを使用し
て、実施例1における(iii)項と同様の操作を施し、
ウレタン変性ビニル系重合体(E)の酢酸エチル溶液
を得た。
(iii) Production of urethane-modified vinyl polymer 71.5 g of an ethyl acetate solution of the vinyl polymer (D) obtained in item (i) above and the urethane prepolymer having a terminal isocyanate group as described in item (ii) above. Using 75 g of ethyl acetate solution of (B) and 4 g of ethanol, the same operation as in section (iii) in Example 1 was performed,
An ethyl acetate solution of urethane-modified vinyl polymer (E) was obtained.

この反応におけるウレタンプレポリマー/ビニ
ル系重合体の反応比は、重量比で約1/1、
NCO/OHの当量比で約1/2.87であり、得られ
たウレタン変性ビニル系重合体(E)の塩基性第3級
窒素原子含有量は、0.62mg当量/gであつた。
The reaction ratio of urethane prepolymer/vinyl polymer in this reaction is approximately 1/1 by weight,
The NCO/OH equivalent ratio was approximately 1/2.87, and the basic tertiary nitrogen atom content of the obtained urethane-modified vinyl polymer (E) was 0.62 mg equivalent/g.

(iv) ニトロセルロースを含有する樹脂エマルジヨ
ンの調製 前記(iii)項で得られたウレタン変性ビニル系重合
体(E)の酢酸エチル溶液と、予め酢酸エチルで30%
濃度に調整したニトロセルロースの酢酸エチル溶
液75g、及び90%酢酸3.7g、水224gを用い、実
施例1の(iv)項に説明したのと同様に操作し、ポリ
マー濃度30%のニトロセルロースを含有している
ウレタン変性ビニル系重合体の水性分散溶液(PH
3.3)による樹脂エマルジヨンを得た。
(iv) Preparation of resin emulsion containing nitrocellulose An ethyl acetate solution of the urethane-modified vinyl polymer (E) obtained in the above (iii) and 30% ethyl acetate in advance.
Using 75 g of an ethyl acetate solution of nitrocellulose adjusted to a certain concentration, 3.7 g of 90% acetic acid, and 224 g of water, the same procedure as described in section (iv) of Example 1 was carried out to prepare nitrocellulose with a polymer concentration of 30%. An aqueous dispersion solution (PH
A resin emulsion according to 3.3) was obtained.

得られたニトロセルロースを含有する樹脂エマ
ルジヨンの安定性は非常に良好であり、この樹脂
エマルジヨンをガラス板上に塗布、乾燥して得ら
れたフイルムは、無色透明、且つ強靭で、耐水
性、耐候性共に優れたものであつた。
The stability of the obtained resin emulsion containing nitrocellulose is very good, and the film obtained by coating this resin emulsion on a glass plate and drying it is colorless, transparent, tough, water resistant, and weather resistant. It was excellent in both sex.

実施例 3 実施例2の(iv)項で得られた樹脂エマルジヨン
100gに、エピクロルヒドリン1.3gを加えて60℃
で3時間反応し、塩基性第3級窒素原子を4級化
した。得られたニトロセルロースを含有する樹脂
エマルジヨンは、不揮発分30.9%、PH4.0であり、
安定性及び造膜性共に優れたものであつた。
Example 3 Resin emulsion obtained in section (iv) of Example 2
Add 1.3g of epichlorohydrin to 100g and heat at 60℃
The mixture was reacted for 3 hours to quaternize the basic tertiary nitrogen atom. The resulting resin emulsion containing nitrocellulose had a nonvolatile content of 30.9% and a pH of 4.0.
Both stability and film-forming properties were excellent.

比較例 1 (i) 水酸基とカルボキシル基とを具備するビニル
系重合体の製造 実施例1の(i)項におけるビニル系重合体(A)の酢
酸エチル溶液を用いる。
Comparative Example 1 (i) Production of a vinyl polymer having a hydroxyl group and a carboxyl group The ethyl acetate solution of the vinyl polymer (A) in section (i) of Example 1 was used.

(ii) ニトロセルロースを含有する樹脂エマルジヨ
ンの調製 前記(i)項のビニル系重合体(A)の酢酸エチル溶液
142.4g、30%濃度のニトロセルロース酢酸エチ
ル溶液75g、ジメチルエタノールアミン10.8g水
217gを用い、実施例1の(iv)項に説明したのと同
様に操作し、ポリマー濃度30%のニトロセルロー
スを含有しているビニル系重合体の水性分散溶液
(PH7.8)による樹脂エマルジヨンを得た。
(ii) Preparation of resin emulsion containing nitrocellulose Ethyl acetate solution of vinyl polymer (A) of item (i) above
142.4 g, 75 g of 30% nitrocellulose ethyl acetate solution, 10.8 g of dimethylethanolamine, water
A resin emulsion with an aqueous dispersion solution (PH 7.8) of a vinyl polymer containing nitrocellulose with a polymer concentration of 30% was prepared by using 217 g and operating in the same manner as described in section (iv) of Example 1. I got it.

得られたニトロセルロースを含有する樹脂エマ
ルジヨンによる水性分散溶液を24時間放置したあ
とで、その安定性を観察した結果、分散溶液中に
は多量の沈降物質が発生しており、そのの安定性
が悪いことが判明した。また、この分散溶液をガ
ラス板上に塗布、乾燥して得られた皮膜は白濁し
たものであつた。
After leaving the obtained aqueous dispersion of resin emulsion containing nitrocellulose for 24 hours, we observed its stability. As a result, a large amount of precipitated substances were generated in the dispersion, and the stability of the dispersion was determined. It turned out to be bad. Further, the film obtained by applying this dispersion solution onto a glass plate and drying it was cloudy.

比較例 2 (i) 水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備する
ビニル系重合体の製造 実施例2の(i)項におけるビニル系重合体(D)の酢
酸エチル溶液を用いる。
Comparative Example 2 (i) Production of a vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom The ethyl acetate solution of the vinyl polymer (D) in section (i) of Example 2 is used.

(ii) ニトロセルロースを含有する樹脂エマルジヨ
ンの調製 前記(i)項のビニル系重合体(D)の酢酸エチル溶液
143g、30%濃度のニトロセルロース酢酸エチル
溶液75g、90%酢酸7.4g、水220gを用い実施例
1の(iv)項に説明したのと同様に操作し、ニトロセ
ルロースを含有しているビニル系重合体の水性分
散溶液(PH3.1)による樹脂エマルジヨンを得た。
(ii) Preparation of resin emulsion containing nitrocellulose Ethyl acetate solution of the vinyl polymer (D) of item (i) above
143 g of nitrocellulose, 75 g of 30% concentration ethyl acetate solution, 7.4 g of 90% acetic acid, and 220 g of water were operated in the same manner as described in section (iv) of Example 1 to obtain a vinyl-based material containing nitrocellulose. A resin emulsion was obtained using an aqueous dispersion solution (PH3.1) of a polymer.

得られたニトロセルロースを含有する樹脂エマ
ルジヨンによる水性分散溶液を24時間放置したあ
とで、その安定性を観察した結果、分散溶液中に
は多量の沈降物質が発生しており、その安定性は
悪いことが判明した。また、この分散溶液をガラ
ス板上に塗布、乾燥して得られた皮膜は白濁した
ものであつた。
The stability of the obtained aqueous dispersion of resin emulsion containing nitrocellulose was observed after it was left for 24 hours. As a result, a large amount of precipitated substances were generated in the dispersion, and its stability was poor. It has been found. Further, the film obtained by applying this dispersion solution onto a glass plate and drying it was cloudy.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 イオン性基とポリウレタンセグメントとを側
鎖として具備する水分散性ウレタン変性ビニル系
重合体とニトロセルロースとが、水性媒体中に分
散せしめられていることを特徴とするニトロセル
ロースを含有する樹脂エマルジヨン。 2 イオン性基がカルボキシル基またはその塩で
ある特許請求の範囲第1項記載のニトロセルロー
スを含有する樹脂エマルジヨン。 3 水分散性ウレタン変性ビニル系重合体が、酸
価20以上である特許請求の範囲第2項記載のニト
ロセルロースを含有する樹脂エマルジヨン。 4 イオン性基が塩基性第3級窒素原子含有基ま
たは第4級アンモニウム塩基である特許請求の範
囲第1項記載のニトロセルロースを含有する樹脂
エマルジヨン。 5 水分散性ウレタン変性ビニル系重合体が0.4
mg当量/g以上の塩基性第3級窒素原子を具備す
るものである特許請求の範囲第1項記載のニトロ
セルロースを含有する樹脂エマルジヨン。 6 イオン性基とポリウレタンセグメントとを側
鎖として具備する水分散性ウレタン変性ビニル系
重合体とニトロセルロースとを、両者を溶解する
性質のある有機溶剤中に均一に溶解させ、これに
水性溶媒を添加し、更に前記水分散性ウレタン変
性ビニル系重合体のイオン性基を解離させ、該重
合体をこの水性溶媒中に分散せしめ、必要により
有機溶剤を除去することを特徴とするニトロセル
ロースを含有する樹脂エマルジヨンの製造方法。
[Scope of Claims] 1. A nitrocellulose, characterized in that a water-dispersible urethane-modified vinyl polymer having an ionic group and a polyurethane segment as side chains and nitrocellulose are dispersed in an aqueous medium. Resin emulsion containing cellulose. 2. The resin emulsion containing nitrocellulose according to claim 1, wherein the ionic group is a carboxyl group or a salt thereof. 3. The nitrocellulose-containing resin emulsion according to claim 2, wherein the water-dispersible urethane-modified vinyl polymer has an acid value of 20 or more. 4. The nitrocellulose-containing resin emulsion according to claim 1, wherein the ionic group is a basic tertiary nitrogen atom-containing group or a quaternary ammonium base. 5 Water dispersible urethane modified vinyl polymer is 0.4
The resin emulsion containing nitrocellulose according to claim 1, which has basic tertiary nitrogen atoms of mg equivalent/g or more. 6 A water-dispersible urethane-modified vinyl polymer having an ionic group and a polyurethane segment as side chains and nitrocellulose are uniformly dissolved in an organic solvent that has the property of dissolving both, and an aqueous solvent is added to this. A nitrocellulose containing nitrocellulose is added, and further the ionic groups of the water-dispersible urethane-modified vinyl polymer are dissociated, the polymer is dispersed in this aqueous solvent, and the organic solvent is removed if necessary. A method for producing a resin emulsion.
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