WO2008072760A1 - オレフィン系共重合体の水性エマルジョン - Google Patents

オレフィン系共重合体の水性エマルジョン Download PDF

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WO2008072760A1
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aqueous emulsion
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Shigeto Makino
Masashi Nagano
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Sumika Chemtex Company, Limited
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Definitions

  • the present invention relates to an aqueous emulsion containing an olefin copolymer.
  • an olefin-based copolymer As an olefin-based copolymer, an oooo-olefin-based copolymer comprising a structural unit derived from ⁇ -olefin and / or ethylene and a structural unit derived from a pinyl compound having a bulky substituent such as pinylcyclo-2222 hexane.
  • Polymers Patent Document 1
  • modified olefin 3365-based copolymers obtained by graft polymerization of alkenyl aromatic oooo hydrocarbons and cocoons or unsaturated carboxylic acids to the copolymers are known (patents).
  • Reference 2 discloses that the copolymer and a modified product thereof are excellent in adhesion to polypropylene which is hardly adhesive. 6222
  • the cured product is used as a primer for coating, a binder for coating, an ID No. 1 for printing, and an adhesive. It is disclosed in Patent Documents 3 and 4 that it can be used.
  • the cured product obtained by drying the aqueous emulsion is an opaque film, and there is a problem that the color is limited when obtaining a colored cured product by mixing with a pigment or the like.
  • An object of the present invention is to provide an aqueous emulsion that provides a transparent cured product.
  • an aqueous emulsion further containing a compound having 1 to 13 carbon atoms having a hydroxyl group and a ⁇ or amino group in the aqueous emulsion gives a transparent cured product. That is, the present invention provides the following [1]-! : 1 1].
  • Olefin-based copolymer comprising a structural unit derived from ⁇ -old lefin and / or ethylene and a structural unit derived from a pinyl compound (I) having a substituent R, an emulsifier, and a carbon atom.
  • a pinyl compound (I) having a substituent R, an emulsifier, and a carbon atom.
  • R is a secondary alkyl group, a tertiary alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group. Represents. )
  • Q represents an oxygen atom or a sulfur atom
  • X 1 , X 2 , X 3 and X 4 are each independently a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, A branched alkyl group of 3 to 6 or an X 1 or X 2 and X 3 or X 4 carbon atom bonded to an alkylene group of!
  • To 6 represents an alkyl group and a hydrogen atom of the alkylene group is water. It may be substituted with an acid group.
  • volume-based dispersoid comprising olefin-based copolymer comprising a structural unit derived from lefin and Z or ethylene and a structural unit derived from a pinyl compound (I) having a substituent R and an emulsifier Median diameter is 0.0 1 ⁇ 1 // m
  • the olefin-based copolymer used in the present invention includes a structural unit derived from olefin and / or ethylene and a structural unit derived from a vinyl compound (I) having a substituent R.
  • R represents a secondary alkyl group, a tertiary alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group.
  • the secondary alkyl group is preferably a secondary alkyl group having 3 to 20 carbon atoms
  • the tertiary alkyl group is preferably a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and an alicyclic hydrocarbon group.
  • an alicyclic hydrocarbon group having a 3- to 16-membered ring is preferable.
  • a C3-C20 alicyclic hydrocarbon group having a 3- to 10-membered ring and a C3-C20 tertiary alkyl group are more preferable.
  • pinyl compound (I) in which the substituent R is a secondary alkyl group examples include 3-methyl-1-butene, 3-methyl-1, 1-pentene, 3-methyl-1, 1-hexene, 3-methyl-1, 1-heptene, 3 —Methyl-1 1-octene, 3, 4—dimethyl— 1 Penten, 3, 4—Dimethyl—1 Hexene, 3, 4—Dimethyl 1 1 Heptene, 3, 4—Dimethyl 1—Octene, 3, 5 —Dimethyl-1-hexene, 3,5-Dimethyl-1-heptene, 3,5-Dimethyl-1-octene, 3,6-Dimethyl1-1-heptene, 3,6-Dimethyl-1-octene, 3,7—Dimethyl-1- —Octene, 3, 4, 4-trimethyl— 1-pentene, 3, 4, 4 monotrimethyl 1-hexene, 3, 4, 4 monotrimethyl 1-heptene, 3, 4, 4-trimethyl 1-octene, etc.
  • pinyl compound (I) in which the substituent R is a tertiary alkyl group examples include 3,3-dimethyl-1-butene, 3,3-dimethyl-1-pentene, 3,3-dimethyl-1-hexene, 3 , 3-Dimethyl 1-heptene, 3, 3-Dimethyl 1-octene, 3, 3, 4 Monotrimethyl 1_Pentene, 3, 3, 4-Trimethyl-1 Monohexene, 3, 3, 4 Trimethyl Examples include 1-heptene and 3,3,4-trimethyl-1-octene.
  • pinyl compound (I) in which the substituent R is an alicyclic hydrocarbon group examples include vinylcyclopropane, pinylcyclobutane, vinylcyclopentane, vinyl cyclohexane, pinylcycloheptane, and vinylcyclooctane.
  • Vinyl compounds in which the substituent R is a cycloalkyl group 5-pinyl-2 mononorponene, 1-vinyladamantane, 4-pinyl-1-cyclohexene, etc.
  • Vinyl compounds (I) include 3-methyl-1-butene, 3-methyl-1-one pentene, 3-methyl-1-one hexene, 3,4-one dimethyl-1-pentene, 3,5-dimethyl-1-one hexene, 3,4,4-trimethyl 1-1-pentene, 3, 3 —Dimethyl 1-butene, 3, 3—Dimethyl 1-pentene, 3, 3, 4 1-Trimethyl 1-1 1-pentene, Vinylcyclopentane, Vinylcyclo Hexane, vinylcycloheptane, pinylcyclooctane, 51-pinyl-2-norbornene are preferable, more preferably 3-methyl-1-butene, 3-methyl-1-monopentene, 3,4-dimethyl-1-pentene, 3, 3-dimethyl-1-butene, 3,3,4 primary dimethyl-1-pentene, pinylcyclohexane, pinyl norbornene, and more preferably 3,3-dimethyl-1-butene, vinylcyclohexan
  • the most preferred vinyl compound (I) is vinylcyclohexane.
  • the content of the structural unit of the vinyl compound (I) in the olefin copolymer used in the present invention is usually 5 mol per 100 mol% of all the structural units constituting the olefin copolymer. -40 mol%, preferably 10-30 mol%, more preferably 10-20 mol%.
  • the content of the structural unit of the pinyl compound (I) is 5 to 40 mol%, it is preferable because the adhesiveness of the resulting cured product tends to be improved.
  • the content of the structural unit of the vinyl compound (I) can be determined by using a 1 H-NMR spectrum or a 13 C-NMR spectrum.
  • the linear ⁇ -olefin used in the present invention is usually a linear ⁇ -olefin having 3 to 20 carbon atoms and containing propylene, specifically, propylene, 1-pentene, 1-pentene, 1-hexene, 1_heptene, 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-undecene, 1-dedecene, 1-tridecene, 1-tetradecene, 1-pentadecene, 1-hexadecene, 1-heptadecene, 1 Linear olefins such as 1-octadecene, 1-nanodecene, and 1-eicosene.
  • propylene, 1-butene, 1_pentene, 1-hexene and 1-octene are preferable, and propylene is more preferably used.
  • the total content of the structural unit derived from ethylene and the structural unit derived from linear ⁇ -olefin is defined as all structures constituting the olefin-based copolymer. Usually, it is 95 to 60 mol%, preferably 90 to 70 mol%, more preferably 90 to 80 mol%, relative to 100 mol% of the unit.
  • Ethylene is preferably used as the ethylene and cocoon or linear ⁇ -age olefin.
  • the olefin-based copolymer used in the present invention is obtained by copolymerizing ethylene and / or linear ⁇ -aged refin and a vinyl compound (I). The monomer may be copolymerized.
  • addition-polymerizable monomers are other than ethylene, linear ⁇ -aged olefin and vinyl compound (I), and can be addition-polymerized with ethylene, linear ⁇ -olefin and vinyl compound (I).
  • the number of carbon atoms of the monomer is usually about 3 to 20%.
  • monomer capable of addition polymerization include, for example, cycloolefin, the following general formula (II)
  • R ′ and R ′′ are each independently a linear alkyl group having about 1 to 18 carbon atoms, a branched alkyl group having about 3 to 18 carbon atoms, or 3 to 3 carbon atoms. Represents about 18 cyclic alkyl groups, halogen atoms, etc.
  • cycloolefin examples include cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, cyclooctene, 3-methylcyclopentene, 4-methylcyclopentene, 3-methylcyclohexene, 2_norbornene, 5-methyl-2- Norbornene, 5—Ethyl _ 2 _Norbornene, 5—Putyl 1—2—Norportene, 5—Phenyrou 2—Norpornene, 5—Benzylue 2—Norpornene, 2—Tetracyclododecene, 2-Tricyclodecene, 2 —Tricycloundecene, 2 —Pen Evening Cyclopen Evening Decene, 2 —Pen Evening Cyclohexadecene,
  • 2-tetracyclododecene 2-tricyclodecene, 2-tricycloundecene, 2-pentacyclopentacene, 2 monopentacyclohexadecene, 5 monoacetyl-2-norpolene, 5 —acetyloxy, 2 —norponene, 5 —Methoxycarbonyl—2 mononorponene, 5-methyl-5 —methoxycarbonyl 2 mononorbornene, 5-cyanol 2-norbornene, and more preferably 2-norbornene, 2-tetracyclododecene.
  • examples of the linear alkyl group having about 1 to 18 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, and an n-hexyl group.
  • examples of the branched alkyl group having about 1 to 18 carbon atoms include i-propyl group, i-amyl group, t-butyl group, 2-ethylhexyl group and the like.
  • examples of the cyclic alkyl group having about 1 to 18 carbon atoms include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a dicyclopentahexyl group, and the like.
  • pinylidene compound (II) examples include isobutene, 2-methyl-1-butene, 2-methyl-1-pentene, 2-methyl-1-hexene, 2-methyl-1-; 1-heptene, 2-methyl-1-octene, 2,3-dimethyl-1-1-butene, 2'3 1-dimethyl-1, 1-pentene, 2,3-dimethyl-1, 1-hexene, 2, 3--dimethyl-1, 1-heptene, 2, Examples include 3-dimethyl-1-octene, 2,4-dimethyl-1-monopentene, 2,4,4trimethyl1-11-1pentene, and pinylidene chloride, preferably isoptene, 2,3-dimethyl-1-butene.
  • Gen compounds include, for example, 1,3-butadiene, 1,4 monopentene, 1,5-hexagen, 1,6-hexabutadiene, 1,7-octane, 1,5-cyclohexane Even-gen, 2,5-norporagene, dicyclopentene, 5-vinyl-2-norporene, 5-aryl-2-norporene, 4-vinyl-1-cyclohexene, 5-ethylidene-2-norporene, etc. are preferable.
  • 1,4-monopentagen 1,5-hexagen, 2,5-norportagen, dicyclopentagen, 5-vinyl-1-norbornene, 4-vinyl-1-cyclohexene, 5-ethylidene-2-norbornene is there.
  • halogenated pinyl include pinyl chloride.
  • vinyl alkylates include pinyl acetate, pinyl propionate, vinyl butyrate and the like.
  • pinyl ethers examples include methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, and the like.
  • acrylonitriles include acrylonitrile and methacrylonitrile.
  • the content of the structural unit capable of addition polymerization in the olefin copolymer is usually in a range where the adhesion of the resulting modified olefin copolymer is not impaired. About 5 mol% or less is preferable with respect to 100 mol% of all structural units constituting the olefin-based copolymer, more preferably 1 mol% or less, and substantially no addition-polymerizable structural unit is contained. It is more preferable that the content is of the order.
  • Examples of the method for producing an olefin-based copolymer used in the present invention include a catalyst containing a transition metal compound having a group having an indenyl-type anion skeleton or a bridged cyclopentagen-type anion skeleton.
  • a method of manufacturing in the presence as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 00 3-8 2 0 2 8, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 0 0 3-1 6 0 6 2 1 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 0 0 0 1 A production method according to the method is preferred.
  • ethylene such as polyethylene or a homopolymer of polyolefin (polyolefin) or vinyl compound (polyolefin)
  • the homopolymer of I) may be produced as a by-product.
  • the copolymer of the present invention can be easily fractionated by performing solvent extraction using a Soxhlet extractor or the like.
  • a homopolymer of vinylcyclohexane can be removed as an insoluble component of extraction using toluene, and a polyolefin such as polyethylene is an insoluble component of extraction using black mouth form.
  • the olefin copolymer can be fractionated as a soluble component of both solvents.
  • the olefin copolymer may be used in the presence of such a by-product if there is no problem depending on the application.
  • the molecular weight distribution of the olefin-based copolymer is 1.5 or more and 10.0 or less, it is preferable because the mechanical strength and transparency of the obtained cured product tend to be improved.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the olefin copolymer is usually about 5,000 to 1,000,000, preferably about 10,000 to 500,000. More preferably, it is about 15,000 to 400,000.
  • Mw weight average molecular weight
  • the weight-average molecular weight of the olefin-based copolymer is 5,000 or more, it is preferable because the mechanical strength of the resulting cured product tends to be improved, and when it is 1,000,000 or less, This is preferable because the fluidity of the copolymer tends to be improved.
  • the olefin-based copolymer used in the present invention usually has an intrinsic viscosity [7?] Value of about 0.25 to about L0d1, preferably 0.3.
  • the olefin-based copolymer used in the present invention preferably further contains a structural unit derived from unsaturated carboxylic acids.
  • Structural units derived from unsaturated carboxylic acids can be obtained by graft polymerization of unsaturated carboxylic acids to the olefin-based copolymer.
  • a copolymer containing a structural unit derived from unsaturated carboxylic acids may be referred to as the present modified product.
  • the amount of graft polymerization of unsaturated carboxylic acids in the present modified product is usually about 0.1 to 20% by weight, preferably 0.05 to 10% by weight with respect to 100% by weight of the present modified product. %, More preferably about 0.1 to 5% by weight.
  • the graft polymerization amount of the unsaturated carboxylic acids is preferably not less than 0.1% by weight because the adhesive strength of the resulting cured product tends to be improved, and if it is not more than 20% by weight, it can be obtained. This is preferable because the thermal stability of the cured product tends to be improved.
  • the unsaturated carboxylic acid used in the present invention include acrylic acid, metacrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, nadic acid, methyl nadic acid, highmic acid, Angeli Unsaturated carboxylic acids such as strong acid, tetrahydrophthalic acid, sorbic acid, mesaconic acid;
  • Unsaturated carboxylic acid anhydrides such as maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, nadic anhydride, methyl nadic anhydride, hymic anhydride; methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, 1-butyl acrylate, 1-butyl methacrylate, 1-butyl acrylate, 1-butyl methacrylate, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, monoethyl maleate, jetyl maleate, fumarate Unsaturated carboxylic acid esters such as acid monomethyl ester, fumaric acid dimethyl ester, itaconic acid monomethyl ester, itaconic acid dimethyl ester acrylamide, methacrylamide, maleic acid monoamide, maleic acid diamide, maleic acid Noethylamide, 'maleic acid mono-N, N-jety
  • Unsaturated carboxylic acid halides such as maleoyl chloride; unsaturated carboxylic acid metal salts such as sodium acrylate, sodium methacrylate, potassium acrylate, and potassium methacrylate.
  • unsaturated carboxylic acids unsaturated carboxylic acid anhydrides are preferable, and maleic anhydride is more preferable.
  • a method for producing this modified product for example, a method in which an olefin copolymer is melted and then an unsaturated carboxylic acid is added to perform graft polymerization, or the olefin copolymer is dissolved in a solvent such as toluene or xylene. Subsequently, a method of graft polymerization by adding unsaturated carboxylic acids can be mentioned.
  • the unsaturated carboxylic acids are added and graft polymerized by melt-kneading using an extruder.
  • melt-kneading means conventionally known kneading means such as a bread parly mixer 1, a plast mill, a Brabender plastograph, a uniaxial or biaxial extruder can be widely used.
  • a olefin-based copolymer, unsaturated carboxylic acid, radical which has been sufficiently premixed using a single or twin screw extruder in advance.
  • a method in which the initiator is supplied from the supply port of the extruder and kneading is recommended.
  • the temperature of the melt kneading part of the extruder (for example, the cylinder temperature in the case of an extruder) is usually 50 to 300 ° C., preferably 80 to 27 ° C. When the temperature is 50 ° C. or higher, the amount of graft polymerization tends to be improved, and when the temperature is 300 ° C.
  • the temperature of the melt kneading part of the extruder is preferably set so that the melt kneading is divided into two stages, the first half and the second half, and the temperature in the second half is higher than the first half.
  • the melt kneading time is usually 0.1 to 30 minutes, more preferably 0.1 to 5 minutes. If the melt-kneading time is 0.1 minutes or more, the amount of graft polymerization tends to be improved, and if the melt-kneading time is 30 minutes or less, decomposition of the olefin-based copolymer tends to be suppressed. Therefore, it is preferable.
  • graft polymerization is usually carried out in the presence of a radical initiator.
  • the addition amount of the radical initiator is usually from 0.01 to 10 parts by weight, preferably from 0.01 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the olefin polymer.
  • the amount added is preferably 0.01 parts by weight or more because the amount of graft polymerization to the olefin polymer tends to increase and the adhesive strength tends to improve, and the amount added is preferably 10 parts by weight or less. This is preferable because the unreacted radical initiator in the modified product is reduced and the adhesive strength tends to be improved.
  • an organic peroxide is usually used, and an organic peroxide having a decomposition temperature of 50 to 210 ° C. with a half-life of 1 minute is preferably used. If the decomposition temperature is 50 ° C. or higher, the amount of graft polymerization tends to be improved, and if the decomposition temperature is 210 ° C. or lower, the decomposition of the olefin polymer tends to be reduced. To preferred. Further, it is preferable that these organic peroxides have an action of extracting protons from the olefin polymer after generating radicals by decomposition.
  • organic peroxides having a decomposition temperature of 50 to 21 Ot: with a half-life of 1 minute include diacyl peroxide compounds, dialkyl peroxide compounds, peroxyketal compounds, alkyl perester compounds, Parkaponate Compounds and the like.
  • the graft polymerization amount tends not to improve, and even when the decomposition temperature is higher than 210, the graft polymerization amount tends not to improve. is there.
  • dialkyl peroxide compounds dialkyl peroxide compounds, diacyl peroxide compounds, percaponate compounds, and alkyl perester compounds are preferably used.
  • Component (C) is added usually in an amount of 0.01 to 20 parts by weight, preferably 0.05 to 1 based on 100 parts by weight of ethylenepinylcyclohexane copolymer resin (A). 0 parts by weight.
  • the modified product generally has a molecular weight distribution (MwZMn) of 1.5 to 10 ', preferably 1.5 to 7, and more preferably 1.5 to 5. A molecular weight distribution of 10 or less is preferred because the adhesion of the resulting cured product tends to improve.
  • the molecular weight distribution of the modified product can be measured in the same manner as the molecular weight distribution of the olefin copolymer. From the viewpoint of mechanical strength, this modified product usually has an intrinsic viscosity [??] value of about 0.25 to 10 d 1 / g, preferably about 0.3 to 3 d 1 / g. is there.
  • the emulsifier used in the present invention is, for example, an ⁇ -year-old sulfonate sulfonate, alkyl sulfate, alkyl phenyl sulfate, polyoxyethylene alkyl phenyl tersulfate, polyoxyethylene alkyl phenyl sulfosuccinic acid half ester Salts, metal salts of polyoxyethylene alkylsulfosuccinic acid, water-soluble acrylic resins, anionic emulsifiers such as rosin sarcophagus; polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer, polyoxyethylene Alkyl ether etc.
  • the emulsifier used include water-soluble acrylic resins, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers, and polyoxyethylene alkyl ethers, and water-soluble acrylic resins are preferably used.
  • the water-soluble acrylic resin is a water-soluble resin containing a structural unit derived from ⁇ , / 3-unsaturated carboxylic acid, and the resin is uniformly dissolved in water.
  • i3-unsaturated carboxylic acid includes, for example, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, succinic acid, itaconic acid and the like.
  • examples of other monomers constituting the water-soluble acrylic resin include, for example, a 3 to 8 carbon, a, 3 —unsaturated carboxylic acid; (meth) methyl acrylate, (meth) acrylic acid butyl, (meth) Acrylic acid 2 —Ethylhexyl and other carbon atoms of 4 to 18 carbon atoms (meth) Acrylic acid ester; Acrylic acid vinyl ester such as ethylene acrylate and ethylene methacrylate; Vinyl chloride, vinyl bromide and other vinyl halides Vinylidene halides such as vinylidene chloride; vinyl compounds such as vinylphosphonic acid, vinylsulfonic acid and their salts; aromatic vinyls such as styrene, ⁇ -methylstyrene and chlorostyrene; nitrile
  • the water-soluble acrylic resin preferably contains structural units derived from ⁇ ,
  • the total structural unit derived from the body is 100 mol%
  • the structural unit derived from a, i3-unsaturated carboxylic acid is 10 to 90 mol%
  • the structural unit derived from acrylic acid pinyl ester is 5 to 60 mol%
  • the emulsifier plural types of water-soluble acrylic resins may be used, or a combination of water-soluble acrylic resin, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer, and polyoxyethylene polyalkyl ether may be used. .
  • the above olefin-based copolymer or the present modified product (hereinafter sometimes collectively referred to as the present copolymer) is emulsified together with an emulsifier to obtain a dispersoid comprising the copolymer and the emulsifier.
  • the volume-based median diameter of the dispersoid is usually from 0.01 to 5 ⁇ m.
  • the volume-based median diameter of the dispersoid is preferably from 0.01 to: 1 jtim, and the volume-based median from 0.05 to 0.5 m.
  • An aqueous emulsion having a diameter is more preferable.
  • the method for dispersing the copolymer include (a) the copolymer and an emulsifier. (B) This copolymer is dissolved in an organic solvent such as toluene, mixed with an emulsifier while applying shear stress, and then dispersed in water.
  • the copolymer is dissolved in an organic solvent such as toluene, hexane, 'heptane, xylene, etc., and then mixed with an emulsifier, and then mixed under high pressure, normal pressure, or ultrasonic waves. And emulsifying while applying, and then distilling off the solvent.
  • an organic solvent such as toluene, hexane, 'heptane, xylene, etc.
  • the methods (a) and (b) in which shearing stress is applied to water reduce the volume-based median diameter of the dispersoid to 1 m or less.
  • the method (a) is preferable because it tends to improve the adhesiveness of the resulting cured product, and the method (a) is unnecessary because it does not require removal of the organic solvent.
  • the shear rate at the time of applying the shear stress is usually about 2 00 to 1 00 0 00 seconds— 1 and preferably about 1 0 00 to 2500 seconds— 1 .
  • the shear rate is 200 seconds— 1 or more, since the adhesion of the resulting emulsion tends to be improved, and if it is 10 00 seconds— 1 or less, it is industrially produced. It is preferable because it tends to be easy.
  • the shear rate is a value obtained by dividing the peripheral speed [ ⁇ / s ec] at the outermost periphery of the screw element by the clearance [mm] between the screw and the barrel.
  • devices that apply shear stress include multi-screw extruders such as twin-screw extruders, Laboplast Mill (Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.), Laboplast Mill Micro (Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.), homogenizers, and T.K Fill.
  • Examples include equipment that places a water-based emulsion between a barrel (one cylinder) and a stirring blade, such as Mix (Blymix Co., Ltd.), and applies shear stress by rotating the stirring blade.
  • An olefin copolymer modified product is supplied from a hopper of a multi-screw extruder having two or more screws in a casing. Examples thereof include a method of heating, melt-kneading, kneading with an emulsifier supplied from at least one liquid supply port provided in a compression zone or a measuring zone of the extruder, and dispersing in water.
  • Examples of equipment that applies shear stress other than the above equipment include, for example, a stirring vessel, chemical stirrer, portex mixer, flow jet mixer, colloid mill, static mixer, micromixer ), Ultrasonic generator, high-pressure homogenizer, dispersion (Fujikin Co., Ltd.) and so on.
  • a method for producing the emulsion of the present invention a method in which a dispersoid and an emulsifier are kneaded while applying a shearing stress and then dispersed in water is preferable because it easily gives a desired median diameter, which will be described later.
  • the machine and the multi-screw extruder are preferable because they can process a highly viscous modified product.
  • the volume-based median diameter of the dispersoid in the emulsion of the present invention is usually 0 1 to 5 / m. From the viewpoint of improving the adhesiveness of the resulting cured product, 0 1 to L m is preferable. 0.5 to 0.5 im is particularly preferable. If the volume-based median diameter is not less than 0.01 / im, it is preferable because of easy production, and if it is not more than 5 zm, it is preferable because the adhesiveness tends to improve. Is the particle size corresponding to 50% of the cumulative particle size distribution on a volume basis.
  • the aqueous emulsion of the present invention contains a compound having 1 to 13 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms.
  • the compound has a hydroxyl group, an amino group, or both a hydroxyl group and an amino group in the molecule, and has at least two hydrogen atoms derived from the hydroxyl group or amino group in the molecule.
  • the compound is preferably a compound having at least 2 hydroxyl groups and 1 to 4 carbon atoms in the molecule, or a compound having at least 2 amino groups and 1 to 4 carbon atoms in the molecule,
  • ureas, glycerin, 1-methyl-2-pipridone or diethylenetriamine is preferable.
  • examples of ureas include ureas represented by the formula (III).
  • Q represents an oxygen atom or a sulfur atom
  • XX 2 , X 3 and X 4 are independently of each other a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a branch having 3 to 6 carbon atoms.
  • Examples of the linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a methyl group and an ethyl group.
  • Examples of the branched alkyl group having 3 to 6 carbon atoms include an i-isopropyl group.
  • Examples of the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms include an ethylene group and a propylene group.
  • Specific examples of ureas include urea, methylurea, dimethylurea, thiourea, 4,5-dihydroxy-1-2-imidazolidinone, 1- (2-aminoethyl) -2 monoimidazolidinone, diethylenetriamine and urea. 1) (2-aminoethyl) 1 2-imidazolidinone mixture obtained by the deammonia reaction of the above.
  • ureas may be used in combination as ureas.
  • urea is preferable because it is easily available.
  • the content of the compound having 1 to 13 carbon atoms is usually 0.1 to 30 parts by weight, preferably 0.3 to 10 parts per 100 parts by weight of the total copolymer. It is a heavy part.
  • the amount of the compound is 0.1 parts by weight or more, the transparency of the resulting cured product tends to be improved, and when it is 30 parts by weight or less, the resulting cured product tends to have excellent adhesion. This is preferable.
  • an aqueous emulsion containing a compound having 1 to 13 carbon atoms for example, the compound is mixed with the copolymer, and then the emulsifier is kneaded while applying a shear stress, followed by water.
  • a method for producing the aqueous emulsion of the present invention by dispersing the compound in water, mixing the compound with water with an emulsifier, kneading the copolymer with a cutting stress, and then dispersing the compound in water.
  • Examples include a method for producing an aqueous emulsion; a method in which an emulsifier and the present copolymer are kneaded while applying a shear stress and then dispersed in water to obtain an aqueous emulsion, and then the compound is mixed.
  • the emulsion of the present invention include aqueous emulsions such as polyurethane aqueous emulsion, ethylene monoacetate pinyl copolymer aqueous emulsion, thermosetting resins such as urea resin, melamine resin, and phenolic resin, clay, kaolin.
  • Talc calcium carbonate fillers, preservatives, antifungal agents, antifoaming agents, foaming agents, polyacrylic acid, polyether, methylcellulose, strong loxylmethylcellulose, polyvinyl alcohol, starch, etc.
  • the emulsion of the present invention when the emulsion of the present invention is applied to an adherend having a low interface tension such as polypropylene or polyester, silicon such as polyether-modified polydimethylsiloxane is used as necessary from the viewpoint of increasing wettability. It is preferable to add a system additive or an acetylene glycol surfactant.
  • the amount used is usually 1 to 100 parts by weight of the solid content of the emulsion. About 500 parts by weight, preferably about 5 to 200 parts by weight.
  • Examples of the adherend to be bonded to the adhesive layer derived from the aqueous emulsion of the present invention include wood-based materials such as wood, plywood, MDF (medium specific gravity fiber board), particle board, fiber board; wallpaper, Paper-based materials such as wrapping paper: Cellulose-based materials such as cotton cloth, linen, and rayon; polyethylene (polyolefins mainly composed of structural units derived from ethylene; the same shall apply hereinafter), polypropylene (structural units derived from propylene as the main component) Polyolefins, the same applies below) Polyolefins such as polystyrene, polycarbonate, acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer (ABS resin), (meth) acrylic resin polyester, polyester, polypinyl chloride, polyurethane, etc .; glass Ceramic materials such as ceramics Iron, stainless steel, copper, and metal materials such as aluminum.
  • wood-based materials such as wood, plywood, MDF (medi
  • Such an adherend may be a composite material composed of a plurality of materials. Further, it may be an inorganic filler such as talc, silica, activated carbon, or a kneaded molded product of carbon fiber and a plastic material.
  • an adherend having a water absorption property such as a wood-based material, a paper-based material, or a cellulosic material
  • the aqueous emulsion of the present invention is used as an adhesive as it is, and is adhered to the other adherend. Can be combined.
  • both adherends are non-water-absorbing
  • the other The adherends may be bonded together and heated for adhesion.
  • the adhesive layer derived from the aqueous emulsion of the present invention has excellent adhesiveness with an adherend of polyolefin such as polypropylene, which has been considered to be hardly adhesive, and at the same time, the adhesive layer is also an adherend of polyurethane.
  • a chlorine-based polyolefin is used as an adhesive layer.
  • the adhesive layer derived from the aqueous emulsion does not contain chlorine, and only the adhesive layer is excellent in adhesion to both the polyolefin adherend and the polyurethane adherend.
  • a laminate in which the polyurethane adherend is foamed polyurethane is suitable for automobile interior and exterior.
  • polyurethane is a polymer crosslinked by a urethane bond and is usually obtained by the reaction of alcohol (—OH) and isocyanate (_NCO).
  • the foamed polyurethane as shown in the examples is a polyurethane foamed by a volatile solvent such as carbon dioxide or freon produced by the reaction of isocyanate and water used as a crosslinking agent.
  • Semi-rigid polyurethane is used for automobile interiors, and hard polyurethane is used for paints.
  • Adherents are polypropylene, polystyrene, polypoundone, acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer.
  • coalesced ABS resin
  • polyethylene terephthalate poly (vinyl chloride), (meth) acrylic resin
  • glass, aluminum, polyurethane, etc. and polypropylene
  • polyvinyl chloride, glass, aluminum, and polyurethane are more preferred.
  • the aqueous emulsion of the present invention gives a cured product with improved transparency.
  • the cured product is excellent in adhesiveness, moldability, heat resistance, solvent resistance and mechanical properties.
  • the aqueous emulsion of the present invention can be used for paints or primers.
  • a paint or primer excellent in transparency, adhesiveness, moldability, heat resistance, solvent resistance and mechanical properties is provided.
  • Solid content was measured by the measuring method according to HS K-6828.
  • Viscosity at 25 ° C by Brookfield viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) It is a measured value.
  • the median diameter is a value on a volume basis measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (Horiba, Ltd.).
  • Intrinsic viscosity [77] was measured at 1 35 ⁇ using an Ubbelohde viscometer with tetralin as the solvent.
  • the molecular weight of the olefin copolymer and the modified olefin copolymer is calibrated with polystyrene (molecular weight 688-400,000) standard material using gel permeation chromatography (GPC). And obtained under the following conditions.
  • the molecular weight distribution was evaluated by the ratio (MwZMn) between the weight average molecular weight (hereinafter referred to as Mw) and the number average molecular weight (hereinafter referred to as Mn).
  • the concentration of vinylcyclohexane units in the measured concentration of 1 mg / m 1 olefin copolymer was determined by the following 13 C-NMR apparatus.
  • the graft polymerization amount of maleic anhydride is 1.0 g of sample dissolved in 20 ml of xylene, and the sample solution is added dropwise to 300 ml of methanol with stirring to reprecipitate the sample.
  • the collected sample was vacuum-dried (80 ° C, 8 hours), then a hot-pressed film with a thickness of 100 m was prepared, and the infrared absorption spectrum of the obtained film was measured.
  • the amount of maleic acid graft polymerization was quantified from the absorption near 1780 cm- 1 .
  • VCH pinylcyclohexane
  • Toluene solution of triisobutylaluminum (hereinafter sometimes referred to as TIBA) [TIBA concentration 20%, manufactured by Tosohichi Akzo Co., Ltd.] 10 parts, followed by jetylsilyl (tetramethylcyclopenta (Yugenil) (3-tert 1-Pittoyl 5-Methyl-2-phenoxy) Titanium dichloride 0.001 part dissolved in 87 parts dehydrated toluene and dimethylanilinium tetrakis (Pen Yuu fluorophenyl) 0.03 part dissolved in dehydrated toluene 12 2 part was added and stirred for 2 hours.
  • TIBA triisobutylaluminum
  • oxyethyleneoxypropylene block copolymer weight average molecular weight 1 5500: Pull neck Nick F 1 08: manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.
  • emulsifier 0.46 g of oxyethyleneoxypropylene block copolymer (weight average molecular weight 1 5500: Pull neck Nick F 1 08: manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.) as an emulsifier was added together with 0.21 g of water, and the temperature in the cell While maintaining at 95 ° C., the mixture was further kneaded at 300 rpm for 3 minutes (shear rate 1 1 73 seconds— 1 ). After kneading, the contents were taken out and stirred and dispersed in a container containing hot water of about 70 ° C to obtain an emulsion having a volume-based median diameter of dispersoid of 0.43 m.
  • Opacity is a value measured according to JISP 8 1 23 using ⁇ data and whiteness. If the measured value is a large value, it represents cloudiness and is opaque. 1 was 0.6% and was not cloudy and was transparent.
  • aqueous emulsions were prepared by mixing the compounds shown in Table 1 in place of the urea of Example 1, and evaluated in the same manner as Example 1. The results are shown in Table 1 together with Example 1.
  • the aqueous emulsion of the present invention can provide a transparent cured product.

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Abstract

α−オレフィン及び/又はエチレンに由来する構造単位と置換基を有するビニル化合物に由来する構造単位とを含むオレフィン系共重合体、乳化剤並びに炭素原子を1~13個有する化合物を含む水性エマルジョンであって、炭素原子を1~13個有する化合物が水酸基、アミノ基、又は水酸基とアミノ基の両者を有し、かつ炭素原子を1~13個有する化合物の分子中に水酸基又はアミノ基由来の水素原子を少なくとも2個有する、水性エマルジョン。

Description

明 細 書 ォレフィン系共重合体の水性ェマルジョン 技術分野
本発明は、 ォレフィン系共重合体を含有する水性ェマルジヨン等に関する。 背景技術
特特特待
ォレフィン系共重合体として、 α —ォレフィン及ぴ Ζ又はエチレンに由来す る構造単位と、 ピニルシクロ 2222へキサンなどの嵩高い置換基を有するピニル化合 物に由来する構造単位とを含む o o o oォレフィン系共重合体 (特許文献 1 ) 、 並びに 、 該共重合体にアルケニル芳香族 o o o o炭化水素及び Ζ又は不飽和カルボン酸類をグ ラフト重合せしめてなるォレフィン 3365系共重合体変性物が知られており (特許文 献 2 ) 、 該共重合体及びその変性物は、83 11難接着性であるポリプロピレンへの接 着性に優れることが開示されている。 6222
また、 該共重合体及び Ζ又はその変性物を 4 o o o分散質とし、 該分散質が乳化剤に よって水に分散されてなる水性ェマルジヨンは、 水を除去して乾燥すると、 成 形性、 耐熱性、 耐溶剤性、 機械的特性、 接着性に優号 o 15れた硬化物を与え、 該硬化 物は塗装用プライマー、 塗料用バインダ一、 印刷用号号バ号公イダ一、 接着剤として使 用され得ることが特許文献 3及び 4に開示されている么幸么么。
¾幸幸
[特許文献 1 ]
[特許文献 2 ]
[特許文献 3 ]
[特許文献 4 ]
Figure imgf000002_0001
発明の開示
かかる水性ェマルジヨンを乾燥して得られる硬化物は、 不透明な膜であり、 顔料等と混合して着色した硬化物を得る際には、 色が制限されるという問題が あった。
本発明の目的は、 透明な硬化物を与える水性ェマルジヨンを提供することに める。
本発明者らは、 上記水性ェマルジヨンに水酸基及び Ζ又はアミノ基を有する 炭素原子を 1 1 3個有する化合物をさらに含有する水性ェマルジヨンが、 透 明な硬化物を与えることを見出した。 即ち、 本発明は、 以下の [ 1 ] 〜 !: 1 1 ] を提供するものである。
[ 1 ] . α—才レフイン及び/又はエチレンに由来する構造単位と置換基 Rを 有するピニル化合物 ( I ) に由来する構造単位とを含むォレフィン系共重合体 、 乳化剤並びに炭素原子を 1 1 3個有する化合物を含む水性ェマルジヨンで あって、 炭素原子を 1 1 3個有する化合物が水酸基、 アミノ基、 又は水酸基 とァミノ基の両者を有し、 かつ炭素原子を 1 1 3個有する化合物の分子中に 水酸基又はアミノ基由来の水素原子を少なくとも 2個有する、 水性ェマルジョ ン。
C H 2 = C H - R ( I )
(式 ( I ) 中、 Rは、 2級アルキル基、 3級アルキル基又は脂環式炭化水素基 を表す。 )
[2] . ォレフィン系共 a合体が、 さらに不飽和カルボン酸類に由来する構造 単位を含むォレフィン系共重合体である [1] 記載の水性ェマルジヨン。
C 3 ] . 炭素原子を 1~1 3個有する化合物が、 尿素類、 グリセリン、 1ーメ チル 2—ピロリドン又はジエチレントリァミンである [1] 記載の水性エマル ジョン。
[4] . 尿素類が、 下記式 (III) で表される化合物である [3] 記載の水性 ェマルジョン。
Figure imgf000003_0001
(式中、 Qは、 酸素原子又は硫黄原子を表し、 X1、 X2、 X3及び X4 は、 互 いに独立に、 水素原子、 炭素数 1〜6の直鎖アルキル基、 炭素数 3〜 6の分枝 アルキル基、 又は、 X1あるいは X2と、 X3あるいは X4 とが結合した炭素数 :!〜 6のアルキレン基を表すが、 アルキル基及びアルキレン基の水素原子は水 酸基で置換されていてもよい。 )
[5] . 乳化剤が、 α, iS _不飽和カルボン酸に由来する構造単位とアクリル 酸ピニルエステルに由来する構造単位と (メタ) アクリル酸エステルに由来す る構造単位とを含有する水溶性アクリル樹脂、 ポリオキシエチレンポリオキシ プロピレンプロックコポリマ一、 及びポリォキシエチレンアルキルエーテルか らなる群から選ばれる少なくとも 1種の乳化剤である [1] 記載の水性エマル ジョン。
[6] . ひ一才レフイン及び Z又はエチレンに由来する構造単位と置換基 Rを 有するピニル化合物 ( I) に由来する構造単位とを含むォレフィン系共重合体 並びに乳化剤からなる分散質の体積基準メジアン径が 0. 0 1〜 1 //mである
[I] 記載の水性ェマルジヨン。
[7] . ビニル化合物 ( I ) がビニルシクロへキサンである [1] 〜 [6] の いずれか記載の水性ェマルジヨン。
[8] . [1] 記載の水性ェマルジヨンを乾燥してなる硬化物。
[9] . 木質系材料、 セルロース系材料、 プラスチック材料、 セラミック材料 及び金属材料からなる群から選ばれる少なくとも 1種の材料からなる被着体及 び [8] 記載の硬化物を貼合してなる積層体。
[1 0] . プラスチック材料がポリオレフインである [9] 記載の積層体。
[I I] . プラスチック材料がポリプロピレンである [9] 記載の積層体。 発明を実施するための形態
以下、 本発明について詳細を説明する。
本発明に用いられるォレフィン系共重合体は、 —ォレフィン及び 又はェ チレンに由来する構造単位と置換基 Rを有するビニル化合物 ( I ) に由来する 構造単位とを含む。
CH2 =CH— R ( I )
(式 ( I ) 中、 Rは、 2級アルキル基、 3級アルキル基又は脂環式炭化水素基 を表す。 ) ここで、 2級アルキル基としては炭素数 3〜2 0の 2級アルキル基が好まし く、 3級アルキル基としては炭素数 4〜20の 3級アルキル基が好ましく、 脂 環式炭化水素基としては、 3~1 6員環を有する脂環式炭化水素基が好ましい 。 置換基 Rとしては、 3〜 1 0員環を有する炭素数 3〜20の脂環式炭化水素 基、 炭素数 4〜20の 3級アルキル基がより好ましい。 置換基 Rが 2級アルキル基であるピニル化合物 ( I) の具体例としては、 3 ーメチルー 1ーブテン、 3—メチルー 1一ペンテン、 3—メチルー 1一へキセ ン、 3—メチルー 1一ヘプテン、 3—メチル一 1—ォクテン、 3, 4—ジメチ ル— 1一ペンテン、 3, 4—ジメチル— 1一へキセン、 3, 4—ジメチルー 1 一ヘプテン、 3, 4—ジメチルー 1—ォクテン、 3, 5—ジメチルー 1—へキ セン、 3, 5—ジメチル一 1—ヘプテン、 3, 5—ジメチルー 1ーォクテン、 3, 6一ジメチルー 1一ヘプテン、 3, 6一ジメチルー 1ーォクテン、 3, 7 —ジメチル一 1—ォクテン、 3, 4, 4—トリメチル— 1—ペンテン、 3, 4 , 4一トリメチルー 1—へキセン、 3 , 4, 4一卜リメチルー 1一ヘプテン、 3, 4, 4—トリメチルー 1—ォクテンなどが挙げられる。
置換基 Rが 3級アルキル基であるピニル化合物 ( I ) の具体例としては、 3 , 3—ジメチルー 1ーブテン、 3, 3ージメチル一 1—ペンテン、 3, 3—ジ メチルー 1一へキセン、 3, 3—ジメチルー 1一ヘプテン、 3, 3—ジメチル — 1—ォクテン、 3, 3, 4一トリメチル一 1 _ペンテン、 3, 3, 4—トリ メチルー 1一へキセン、 3, 3, 4一トリメチルー 1一ヘプテン、 3, 3, 4 -トリメチル一 1—ォクテンなどが挙げられる。
置換基 Rが脂環式炭化水素基であるピニル化合物 (I) の具体例としては、 ビニルシクロプロパン、 ピニルシクロブタン、 ビニルシクロペンタン、 ビニル シクロへキサン、 ピニルシクロヘプタン、 ビニルシクロオクタンなどの置換基 Rがシクロアルキル基であるビニル化合物; 5—ピニルー 2一ノルポルネン、 1ービニルァダマンタン、 4ーピニルー 1—シクロへキセンなどが挙げられる ビニル化合物 ( I ) としては、 3ーメチルー 1ーブテン、 3—メチル— 1一 ペンテン.、 3—メチルー 1一へキセン、 3, 4一ジメチルー 1—ペンテン、 3 , 5—ジメチルー 1一へキセン、 3, 4, 4一トリメチルー 1一ペンテン、 3 , 3—ジメチル一 1ーブテン、 3, 3—ジメチルー 1一ペンテン、 3, 3, 4 一トリメチル一 1一ペンテン、 ビニルシクロペンタン、 ビニルシクロへキサン 、 ビニルシクロヘプタン、 ピニルシクロオクタン、 5一ピニルー 2—ノルポル ネンが好ましく、 より好ましくは、 3—メチルー 1ーブテン、 3—メチルー 1 一ペンテン、 3, 4一ジメチルー 1一ペンテン、 3, 3—ジメチル— 1—ブテ ン、 3, 3, 4一卜リメチルー 1—ペンテン、 ピニルシクロへキサン、 ピニル ノルボルネンであり、 更に好ましくは、 3, 3—ジメチル— 1—ブテン、 ビニ ルシクロへキサンである。 最も好ましいビニル化合物 ( I ) は、 ビニルシクロ へキサンである。 本発明に用いられるォレフィン系共重合体におけるビニル化合物 ( I) の構 造単位の含有量としては、 該ォレフイン系共重合体を構成する全ての構造単位 1 00モル%に対して、 通常、 5〜40モル%であり、 好ましくは 10〜30 モル%、 より好ましくは 1 0〜20モル%である。 ピニル化合物 ( I ) の構造単位の含有量が 5〜4 0モル%ぁると、 得られる 硬化物の接着性が向上する傾向にあるので好ましい。
ビニル化合物 ( I ) の構造単位の含有量は、 1 H— N M Rスペクトルや1 3 C — N M Rスぺクトルを用いて求めることができる。 本発明で用いられる直鎖状 α—ォレフインは、 通常、 プロピレンを含む、 炭 素数 3〜2 0の直鎖状 α—ォレフィンであり、 具体的には、 プロピレン、 1一 プテン、 1—ペンテン、 1一へキセン、 1 _ヘプテン、 1ーォクテン、 1ーノ ネン、 1ーデセン、 1 一ゥンデセン、 1ードデセン、 1—トリデセン、 1ーテ トラデセン、 1一ペンタデセン、 1—へキサデセン、 1一へプタデセン、 1一 ォクタデセン、 1—ナノデセン、 1—エイコセン等の直鎖状ォレフィン類等が 挙げられる。 これらの中で、 プロピレン、 1ーブテン、 1 _ペンテン、 1一へ キセン、 1ーォクテンが好ましく、 プロピレンがより好ましく用いられる。 本発明で用いられるォレフィン系共重合体において、 エチレンに由来する構 造単位及び直鎖状 α—ォレフィンに由来する構造単位の合計含有量としては、 該ォレフイン系共重合体を構成する全ての構造単位 1 0 0モル%に対して、 通 常、 9 5〜6 0モル%であり、 好ましくは 9 0〜 7 0モル%、 より好ましくは 9 0〜 8 0モル%である。 エチレン及び Ζ又は直鎖状 α—才レフィンとしては、 エチレンが好適に用い られる。 本発明で用いられるォレフィン系共重合体は、 エチレン及び/又は直鎖状 α —才レフインと、 ビニル化合物 ( I ) とを共重合して得られるものであり、 さ らに付加重合可能な単量体を共重合せしめてもよい。
ここで、 付加重合可能な単量体とは、 エチレン、 直鎖状 α—才レフイン及び ビニル化合物 ( I ) 以外で、 エチレン、 直鎖状 α—ォレフィン及びビニル化合 物 ( I ) と付加重合可能な単量体であり、 該単量体の炭素数は、 通常、 3〜2 0程度である。
付加重合可能な単量体の具体例としては、 例えば、 シクロォレフイン、 下記 一般式 ( I I)
Figure imgf000005_0001
(式 (I I) 中、 R ' 、 R " は、 それぞれ独立に、 炭素数 1 ~ 1 8程度の直鎖状 アルキル基、 炭素数 3 ~ 1 8程度の分枝状アルキル基、 炭素数 3 ~ 1 8程度の 環状アルキル基、 又はハロゲン原子等を表す。 )
で表されるビニリデン化合物、 ジェン化合物、 ハロゲン化ビニル、 アルキル酸 ピニル、 ビニルェ一テル類、 アクリロニトリル類などが挙げられる。 シクロォレフインとしては、 例えば、 シクロブテン、 シクロペンテン、 シク 口へキセン、 シクロォクテン、 3—メチルシクロペンテン、 4ーメチルシクロ ペンテン、 3—メチルシクロへキセン、 2 _ノルポルネン、 5—メチルー 2— ノルポルネン、 5 —ェチル _ 2 _ノルポルネン、 5 —プチル一 2 —ノルポルネ ン、 5 —フエ二ルー 2 —ノルポルネン、 5—べンジルー 2 —ノルポルネン、 2 —テトラシクロドデセン、 2—トリシクロデセン、 2—トリシクロウンデセン 、 2 —ペン夕シクロペン夕デセン、 2 —ペン夕シクロへキサデセン、 8—メチ ルー 2—テトラシクロドデセン、 8—ェチルー 2—テトラシクロドデセン、 5 —ァセチルー 2—ノルポルネン、 5—ァセチルォキシー 2 —ノルポルネン、 5 ーメトキシカルボ二ルー 2 —ノルポルネン、 5 —エトキシカルボ二ルー 2—ノ ルポルネン、 5—メチルー 5 —メトキシカルボ二ルー 2 —ノルポルネン、 5— シァノ一 2—ノルポルネン、 8—メトキシカルポ二ルー 2—テトラシクロドデ セン、 8 —メチルー 8—メ卜キシカルポニル _ 2 —テ卜ラシクロドデセン、 8 —シァノー 2—テトラシクロドデセン等が挙げられ、 より好ましくは、 シクロ ペンテン、 シクロへキセン、 シクロォクテン、 2—ノルポルネン、 5—メチル — 2—ノルポルネン、 5 —フエニル一 2 _ノルポルネン、 2—テトラシクロド デセン、 2—トリシクロデセン、 2—トリシクロウンデセン、 2—ペンタシク 口ペン夕デセン、 2 一ペンタシクロへキサデセン、 5 一ァセチルー 2—ノルポ ルネン、 5 —ァセチルォキシ— 2 —ノルポルネン、 5—メトキシカルポニル— 2 一ノルポルネン、 5ーメチルー 5 —メトキシカルポ二ルー 2 一ノルポルネン 、 5—シァノー 2—ノルポルネンであり、 さらに好ましくは 2—ノルポルネン 、 2—テトラシクロドデセンである。 式 (I I) 中、 炭素数 1〜 1 8程度の直鎖状アルキル基としては、 例えば、 メ チル基、 ェチル基、 n—プロピル、 n—ブチル基、 n—へキシル基などが挙げ られる。 炭素数 1〜1 8程度の分枝状アルキル基としては、 例えば、 i—プロ ピル基、 iーァミル基、 t 一ブチル基、 2—ェチルへキシル基などが挙げられ る。 炭素数 1〜 1 8程度の環状アルキル基としては、 例えば、 シクロペンチル 基、 シクロへキシル基、 ジシクロペン夕へキシル基などが挙げられる。 ピニリデン化合物 (I I) としては、 例えば、 イソブテン、 2—メチルー 1— ブテン、 2ーメチルー 1—ペンテン、 2—メチルー 1一へキセン、 2—メチル 一;!一ヘプテン、 2 —メチル— 1ーォクテン、 2, 3—ジメチル一 1—ブテン 、 2 ' 3 一ジメチルー 1 一ペンテン、 2 , 3ージメチル一 1一へキセン、 2 , 3 —ジメチルー 1 一ヘプテン、 2 , 3 —ジメチルー 1 —ォクテン、 2, 4—ジ メチルー 1 一ペンテン、 2 , 4 , 4一トリメチル一 1 一ペンテン、 塩化ピニリ デン等が挙げられ、 好ましくは、 イソプテン、 2, 3 —ジメチルー 1—ブテン 、 2 , 4 , 4—トリメチル一 1 一ペンテンである。 ジェン化合物としては、 例えば、 1 , 3—ブタジエン、 1 , 4一ペン夕ジェ ン、 1, 5—へキサジェン、 1, 6—へブタジエン、 1, 7—ォク夕ジェン、 1, 5—シクロォク夕ジェン、 2 , 5 —ノルポルナジェン、 ジシクロペン夕ジ ェン、 5 —ビニルー 2 —ノルポルネン、 5—ァリル一 2 —ノルポルネン、 4一 ビニルー 1ーシクロへキセン、 5ーェチリデンー 2—ノルポルネン等が挙げら れ、 好ましくは、 1, 4 一ペンタジェン、 1, 5—へキサジェン、 2 , 5—ノ ルポルナジェン、 ジシクロペンタジェン、 5 —ビニル一 2 —ノルポルネン、 4 —ビニルー 1ーシクロへキセン、 5—ェチリデンー 2—ノルポルネンである。 ハロゲン化ピニルとしては、 例えば、 塩化ピニルなどが挙げられる。 アルキル酸ビニルとしては、 例えば、 酢酸ピニル、 プロピオン酸ピニル、 酪 酸ビニルなどが挙げられる。
ピニルエーテル類としては、 例えば、 メチルビニルエーテル、 ェチルビニル エーテル、 n—プチルビ二ルェ一テルなどが挙げられる。
アクリロニトリル類としては、 例えば、 アクリロニトリル、 メタクリロニト リルなどが挙げられる。 ォレフィン系共重合体における付加重合可能な構造単位の含有量としては、 通常、 得られるォレフィン系共重合体変性物の接着性が損なわれない範囲であ り、 具体的な含有量としては、 該ォレフイン系共重合体を構成するすべての構 造単位 1 0 0モル%に対して約 5モル%程度以下が好ましく、 より好ましくは 1モル%以下、 実質的に付加重合可能な構造単位を含有しない程度の含有量で あることがさらに好ましい。 本発明で用いられるォレフィン系共重合体の製造方法としては、 例えば、 ィ ンデニル形ァ二オン骨格、 あるいは架橋されたシクロペンタジェン形ァ二オン 骨格を有する基を有する遷移金属化合物を含む触媒の存在下に製造する方法な どが挙げられる。 中でも特開 2 0 0 3— 8 2 0 2 8号公報、 特開 2 0 0 3— 1 6 0 6 2 1号公報及び特開 2 0 0 0— 1 2 8 9 3 2号公報に記載の方法に準じ て製造する方法が好適である。 ォレフィン系共重合体の製造においては、 用いる触媒の種類や重合条件によ つては、 本発明の共重合体以外にポリエチレンなどエチレン又はひ一才レフィ ンの単独重合体 (ポリオレフイン) やビニル化合物 ( I ) の単独重合体が副生 することがある。 そのような場合は、 ソックスレ一抽出器等を用いた溶媒抽出 を行うことにより、 容易に本発明の共重合体を分取することができる。 かかる 抽出に用いる溶媒としては、 例えば、 ビニルシクロへキサンの単独重合体はト ルェンを用いた抽出の不溶成分として除去することができ、 またポリエチレン などのポリオレフィンはクロ口ホルムを用いた抽出の不溶成分として除去する ことができ、 ォレフィン系共重合体は両溶媒の可溶成分として分取することが できる。 ォレフィン系共重合体は、 用途により問題なければ、 そのような副生 物の存在したまま使用してもよい。 本発明に用いられるォレフィン系共重合体の分子量分布 (MwZMn= [重 量平均分子量] / [数平均分子量] ) は、 通常、 1. 5~ 1 0. 0程度であり 、 好ましくは 1. 5~ 7. 0程度、 より好ましくは 1. 5〜5. 0程度である 。 該ォレフイン系共重合体の分子量分布が 1. 5以上、 1 0. 0以下であると 、 得られる硬化物の機械的強度及び透明性が向上する傾向にあることから好ま しい。
また、 機械的強度の観点から、 該ォレフイン系共重合体の重量平均分子量 ( Mw) は、 通常、 5, 000〜1,000,000程度でぁり、 好ましくは 10, 000〜500, 000 程度であり、 より好ましくは 15, 000~400,000程度である。 該ォレフィン系共 重合体の重量平均分子量が 5, 000以上であると得られる硬化物の機械的強度が 向上する傾向にあることから好ましく、 1, 000, 000以下であると、 該ォレフィ ン系共重合体の流動性が向上する傾向にあることから好ましい。 本発明で用いられるォレフィン系共重合体は、 機械的強度の観点から極限粘 度 [ 7? ] の値は、 通常、 0 . 2 5〜: L 0 d 1 程度であり、 好ましくは 0 . 3〜 3 d 1 g程度である。 本発明に用いられるォレフィン系共重合体は、 さらに、 不飽和カルボン酸類 に由来する構造単位を含有することが好ましい。 不飽和カルボン酸類に由来す る構造単位は、 前記ォレフィン系共重合体に不飽和カルボン酸類をグラフト重 合することにより得ることができる。
以下、 前記ォレフィン系共重合体に、 さらに、 不飽和カルボン酸類に由来す る構造単位を含有する共重合体を本変性物という場合がある。
本変性物における不飽和カルボン酸類のグラフト重合量としては、 本変性物 1 0 0重量%に対して、 通常、 0 . 0 1〜2 0重量%程度、 好ましくは 0 . 0 5〜 1 0重量%程度、 より好ましくは 0 . 1〜5重量%程度である。
不飽和カルボン酸類のグラフト重合量が 0 . 0 1重量%以上であると、 得ら れる硬化物の接着力が向上する傾向にあるため好ましく、 また、 2 0重量%以 下であると、 得られる硬化物の熱安定性が向上する傾向にあるため好ましい。 本発明で使用される不飽和カルボン酸類としては、 例えば、 アクリル酸、 メ タクリル酸、 クロトン酸、 イソクロトン酸、 マレイン酸、 フマル酸、 ィタコン 酸、 シトラコン酸、 ナジック酸、 メチルナジック酸、 ハイミック酸、 アンゲリ 力酸、 テトラヒドロフタル酸、 ソルピン酸、 メサコン酸などの不飽和カルボン 酸;
無水マレイン酸、 無水ィタコン酸、 無水シトラコン酸、 無水ナジック酸、 無水 メチルナジック酸、 無水ハイミック酸などの不飽和カルボン酸無水物; アクリル酸メチル、 メタクリル酸メチル、 アクリル酸ェチル、 メタクリル酸ェ チル、 アクリル酸一 n—ブチル、 メタクリル酸— n—プチル、 アクリル酸一 i 一プチル、 メタクリル酸一 i 一プチル、 アクリル酸グリシジル、 メタクリル酸 グリシジル、 マレイン酸モノェチルエステル、 マレイン酸ジェチルエステル、 フマル酸モノメチルエステル、 フマル酸ジメチルエステル、 ィタコン酸モノメ チルエステル、 ィタコン酸ジメチルエステルなどの不飽和カルボン酸エステル アクリルアミド、 メタクリルアミド、 マレイン酸モノアミド、 マレイン酸ジァ ミド、 マレイン酸一 N—モノェチルアミド、 'マレイン酸一 N , N—ジェチルァ ミド、 マレイン酸—N—モノブチルアミド、 マレイン酸一 N , N—ジブチルァ ミド、 フマル酸モノアミド、 フマル酸ジアミド、 フマル酸—N—モノエチルァ ミド、 フマル酸— N, N—ジェチルアミド、 フマル酸一 N—モノプチルアミド 、 フマル酸一 N , N—ジブチルアミドなどの不飽和カルボン酸アミド; マレイミド、 N—ブチルマレイミド、 N—フエニルマレイミドなどの不飽和力 ルポン酸ィミド ;
塩化マレオイルなどの不飽和カルボン酸ハライド ;アクリル酸ナトリウム、 メ タクリル酸ナトリウム、 アクリル酸カリウム、 メタクリル酸カリウムなどの不 飽和カルボン酸金属塩などが挙げられる。
また、 上記の不飽和カルボン酸類を組み合わせて使用してもよい。
不飽和カルボン酸類としては、 不飽和カルボン酸無水物が好ましく、 無水マ レイン酸がより好ましい。 本変性物の製造方法としては、 例えば、 ォレフィン系共重合体を溶融させた のち、 不飽和カルボン酸類を添加してグラフト重合せしめる方法、 ォレフィン 系共重合体をトルエン、 キシレンなどの溶媒に溶解したのち、 不飽和カルボン 酸類を添加してグラフト重合せしめる方法などが挙げられる。
ォレフィン系共重合体を溶融させたのち、 不飽和カルボン酸類を添加してグ ラフト重合せしめる方法は、 押出機を用いて溶融混練することで、 樹脂同士あ るいは樹脂と固体もしくは液体の添加物を混合するための公知の各種方法が採 用可能であることから好ましい。 より好ましい例としては、 各成分の全部もし くはいくつかを組み合わせて別々にヘンシェルミキサー、 リポンプレンダー、 プレンダ一等により混合して均一な混合物とした後、 該混合物を溶融混練する 等の方法を挙げることができる。 溶融混練の手段としては、 パンパリーミキサ 一、 プラストミル、 ブラベンダープラストグラフ、 一軸又は二軸の押出機等の 従来公知の混練手段が広く採用可能である。 特に好ましいのは、 連続生産が可 能であり、 生産性が向上するという観点から、 一軸又は二軸押出機を用い、 予 め十分に予備混合したォレフィン系共重合体、 不飽和カルボン酸類、 ラジカル 開始剤を押出機の供給口より供給して混練を行う方法が推奨される。 押出機の 溶融混練を行う部分の温度は (例えば、 押出機ならシリンダー温度) 、 通常、 5 0〜3 0 0 °C、 好ましくは 8 0〜2 7 0 °Cである。 温度が 5 0 °C以上である とグラフト重合量が向上する傾向があり、 また、 温度が 3 0 0で以下であると ォレフィン系共重合体の分解が抑制される傾向があることから好ましい。 押出 機の溶融混練を行う部分の温度は、 溶融混練を前半と後半の二段階に分け、 前 半より後半の温度を高めた設定にすることが好ましい。 溶融混練時間は、 通常 、 0 . 1〜3 0分間、 より好ましくは 0 . 1〜 5分間である。 溶融混練時間が 0 . 1分以上であるとグラフト重合量が向上する傾向があり、 また、 溶融混練 時間が 3 0分以下であるとォレフィン系共重合体の分解が抑制される傾向があ ることから好ましい。 不飽和カルボン酸類をォレフィン系重合体にグラフト重合せしめるためには 、 通常、 ラジカル開始剤の存在下にグラフト重合を実施する。
ラジカル開始剤の添加量は、 ォレフィン系重合体 1 0 0重量部に対して、 通 常、 0 . 0 1〜 1 0重量部、 好ましくは 0 . 0 1 ~ 1重量部である。 添加量が 0 . 0 1重量部以上であるとォレフィン系重合体へのグラフト重合量が増加し て接着強度が向上する傾向があることから好ましく、 添加量が 1 0重量部以下 であると得られる変性物中における未反応のラジカル開始剤が低減され、 接着 強度が向上する傾向があることから好ましい。
ラジカル開始剤としては、 通常、 有機過酸化物が'用いられ、 好ましくは半減 期が 1分となる分解温度が 5 0〜2 1 0 °Cである有機過酸化物が用いられる。 分解温度が 5 0 °C以上であるとグラフト重合量が向上する傾向があることから 好ましく、 分解温度が 2 1 0 °C以下であるとォレフィン系重合体の分解が低減 される傾向があることから好ましい。 また、 これらの有機過酸化物は分解して ラジカルを発生した後、 ォレフィン系重合体からプロトンを引き抜く作用があ ることが好ましい。 半減期が 1分となる分解温度が 5 0〜2 1 O t:である有機過酸化物としては 、 例えば、 ジァシルパーオキサイド化合物、 ジアルキルパーオキサイド化合物 、 パーォキシケタ一ル化合物、 アルキルパーエステル化合物、 パーカポネート 化合物等が挙げられる。 具体的には、 ジセチル パ一ォキシジカルポネート、 ジー 3—メトキシブチル パーォキシジカルボネート, ジー 2—ェチルへキシ ル パーォキシジカルボネート、 ビス (4_ t一ブチル シクロへキシル) パ ーォキシジカルポネート、 ジイソプロピル パーォキシジカルポネート、 t一 ブチル パーォキシイソプロピルカーボネート、 ジミリスチル パーォキシ力 ルポネート、 1, 1, 3, 3—テトラメチル ブチル ネオデカノエー卜, α ークミル パーォキシ ネオデカノエ一ト, t—ブチル パ一ォキシ ネオデ 力ノエ一ト、 1, 1ビス ( t一ブチルパーォキシ) シクロへキサン、 2, 2ビ ス (4, 4—ジー tーブチルバ一ォキシシクロへキシル) プロパン、 1, 1— ビス ( t一ブチルパーォキシ) シクロドデカン, t—へキシルパ一ォキシイソ プロピルモノ力一ポネート, t—ブチルバ一ォキシ一 3, 5, 5 _トリメチル へキサノエート, t—ブチルパ一ォキシラウレート, 2, 5ジメチルー 2, 5 ージ (ベンゾィルパ一ォキシ) へキサン, t一プチルパ一ォキシアセテート、 2, 2—ビス ( t一ブチルパーォキシ) ブテン, t一ブチルパーォキシベンゾ ェ一ト、 n—ブチルー 4, 4一ビス ( t一べルォキシ) バレラート、 ジ一!;一 ブチルベルォキシイソフタレート、 ジクミルパーオキサイド、 α— α '—ビス ( tーブチルパ一ォキシ—m—イソプロピル) ベンゼン、 2, 5一ジメチルー 2 , 5—ジ ( t一ブチルパ一ォキシ) へキサン、 1, 3—ビス ( t _プチルパ 一才キシィソプロピル) ベンゼン、 t一プチルクミルパーオキサイド、 ジー t 一ブチルパーオキサイド、 ρ—メンタンハイドロパ一オキサイド、 2, 5—ジ メチルー 2, 5—ジ ( t一ブチルパーォキシ) へキシン一 3等が挙げられる。 半減期が 1分となる分解温度が、 50°Cより低いと、 グラフト重合量が向上し ない傾向があり、 分解温度が 2 1 0でより高くてもグラフト重合量が向上しな い傾向がある。
これらの有機過酸化物の中で、 ジアルキルパーオキサイド化合物、 ジァシル パ一オキサイド化合物、 パーカポネート化合物、 アルキルパ一エステル化合物 が好ましく用いられる。 成分 (C) の添加量は、 エチレンピニルシクロへキサ ン共重合体樹脂 (A) 1 00重量部に対して、 通常、 0. 0 1〜20重量部、 好ましくは 0. 0 5〜 1 0重量部である。 本変性物は、 分子量分布 (MwZMn) が、 通常、 1. 5~1 0であり'、 好 ましくは 1. 5〜7、 より好ましくは 1. 5 ~ 5である。 分子量分布が 1 0以 下であると、 得られる硬化物の接着性が向上する傾向にあるため好ましい。 本変性物の分子量分布は、 前記のォレフィン系共重合体の分子量分布と同様 に測定することができる。 本変性物は、 機械的強度の観点から極限粘度 [??] の値は、 通常、 0. 2 5 〜10 d 1 /g程度であり、 好ましくは 0. 3〜3 d 1 /g程度である。 本発明に用いられる乳化剤は、 例えば、 α—才レフインスルホン化物、 アル キルサルフェート、 アルキルフエ二ルサルフェート、 ポリオキシエチレンアル キルフエ二ルェ一テルサルフェート、 ポリォキシエチレンアルキルフエニルス ルホコハク酸のハーフエステル塩、 ポリォキシエチレンアルキルスルホコハク 酸の金属塩、 水溶性アクリル樹脂、 ロジン石鹼等のァニオン系乳化剤; ポリオキシエチレンアルキルフエニルエーテル、 ポリオキシエチレンポリオキ シプロピレンプロックコポリマ一、 ポリォキシエチレンアルキルエーテルなど のノニオン系乳化剤;
カチオン系乳化剤などが挙げられる。
後述するように、 分散質の体積基準メジアン径が 1 以下であると、 得ら れる硬化物の接着性が向上する傾向があり、 好ましいことから、 このような微 小径の分散質を含有するェマルジヨンに用いられる乳化剤としては、 例えば、 水溶性アクリル樹脂、 ポリォキシエチレンポリォキシプロピレンプロックコポ リマー、 ポリオキシエチレンアルキルエーテルが挙げられ、 水溶性アクリル樹 脂が好ましく用いられる。 ここで、 水溶性アクリル樹脂とは、 α , /3 —不飽和カルボン酸に由来する構 造単位を含有する水溶性の樹脂であり、 該樹脂は均一に水に溶解する。
, i3—不飽和カルボン酸としては、 例えば、 アクリル酸、 メタクリル酸、 マレイン酸、 無水マレイン酸、 コハク酸、 ィタコン酸などが挙げられる。 水溶性アクリル樹脂を構成する他の単量体としては、 例えば、 炭素数 3〜 8 の a , /3 —不飽和カルボン酸; (メタ) アクリル酸メチル、 (メタ) アクリル 酸プチル、 (メタ) アクリル酸 2 —ェチルへキシル等の炭素数 4 ~ 1 8の (メ 夕) アクリル酸エステル;エチレンァクリレート、 エチレンメタクリレートな どのアクリル酸ビニルエステル;塩化ビニル、 臭化ビニルなどのハロゲン化ビ ニル;塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニリデン類; ビニルホスホン酸、 ビニ ルスルホン酸及びそれらの塩などのビニル化合物;スチレン、 α—メチルスチ レン、 クロロスチレン等の芳香族ビニル; (メタ) アクリロニトリル等のニト リル類; Ν-メチロールアクリルアミド、 Ν -ブトキシメチルァクリルアミド等の アクリルアミド類;ブタジエン、 イソプレン等の共役ジェン類;スルホン酸ァ リル、 ジァリルフタレート、 トリァリルシアヌレート、 トリアリルイソシァヌ レートなどのァリル化合物などが挙げられる。
水溶性アクリル樹脂としては、 α , |3—不飽和カルボン酸、 アクリル酸ピニ ルエステル、 及び (メタ) アクリル酸エステルのそれぞれに由来する構造単位 を含有することが好ましく、 該樹脂を構成する単量体に由来する構造単位の合 計 1 0 0モル%に対し、 a , i3—不飽和カルボン酸に由来する構造単位を 1 0 〜9 0モル%、 アクリル酸ピニルエステルに由来する構造単位を 5〜6 0モル %、 (メタ) アクリル酸エステルに由来する構造単位を 5〜8 5モル%を含有 することが好ましい。 なお、 乳化剤として、 複数種の水溶性アクリル樹脂を使用してもよく、 水溶 ttアクリル樹脂、 ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマ —及びポリォキシエチレンポリアルキルエーテルを組み合わせて使用してもよ い。 上記ォレフィン系共重合体又は本変性物 (以下、 総称して本共重合物という 場合がある) は、 乳化剤とともに乳化されて、 本共重合物及び乳化剤からなる 分散質が得られる。 該分散質の体積基準メジアン径は、 通常、 0 . 0 1〜 5 ^ mである。 得られる硬化物の接着性の観点からは、 該分散質の体積基準メジァ ン径が 0 . 0 1〜: 1 jti mであることが好ましく、 0 . 0 5〜0 . 5 mの体積 基準メジアン径を有する水性ェマルジヨンがより好ましい。 本共重合物を分散する方法としては、 例えば、 (a ) 本共重合物及び乳化剤 を剪断応力を作用させながら混練したのち、 水に分散させる方法; (b ) 本共 重合物をトルエンなどの有機溶媒に溶解させ、 乳化剤とともに剪断応力を作用 させながら混合したのち、 水に分散させ、 次いで有機溶媒を除去する方法; ( c ) 本共重合物をトルエン、 へキサン、'ヘプタン、 キシレン等の有機溶媒で溶 解したのち、 乳化剤と混合させ、 高圧下、 常圧下、 あるいは超音波をかけなが ら乳化させ、 次いで溶剤を留去する方法などが挙げられる。
本共重合物を分散する方法としては、 剪断応力を作用させながら水に分散さ せる (a ) 及び (b ) の方法が、 分散質の体積基準メジアン径を 1 m以下に し、 結果として、 得られる硬化物の接着性が向上する傾向があることから好ま しく、 有機溶媒の除去が不要な (a ) の方法がより好ましい。 ここで、 剪断応力を作用させる際の剪断速度としては、 通常、 2 0 0 〜 1 0 0 0 0 0秒— 1 程度、 好ましくは 1 0 0 0 〜 2 5 0 0秒— 1 程度である。 剪断 速度が 2 0 0秒— 1 以上であると、 得られるェマルジヨンの接着性が向上する 傾向があることから好ましく、 1 0 0 0 0 0秒— 1 以下であると、 工業的に製 造が容易になる傾向があることから好ましい。
なお、 剪断速度とはスクリユーエレメント最外周部の周速度 [匪/ s ec]をスク リュ一とバレルとのクリアランス [mm]で除した数値である。 剪断応力を作用させる装置としては、 例えば、 2軸押出機、 ラボプラストミ ル (株式会社 東洋精機製作所) 、 ラボプラストミルマイクロ (株式会社 東洋 精機製作所) などの多軸押出機、 ホモジナイザー、 T . Kフィルミクス (ブラ イミクス株式会社) などバレル (シリンダ一) 及び攪拌翼の間に水性ェマルジ ョンを置き、 攪拌翼を回転させて剪断応力を与える機器が挙げられる。 多軸押出機を例として、 具体的なェマルジヨンの製造方法を説明すると、 ス クリユーを 2本以上ケ一シング内に有する多軸押出機のホッパーからォレフィ ン系共重合体変性物を供給し、 加熱、 溶融混練させ、 更に該押出機の圧縮ゾー ン又はノ及び計量ゾーンに設けた少なくとも 1個の液体供給口より供給された 乳化剤と混練したのち、 水に分散させる方法などが例示される。 上記機器以外の剪断応力を作用させる機器としては、 例えば、 攪拌槽、 ケミ カルスターラー、 ポルテックスミキサー、 フロージェットミキサー、 コロイド ミル、 スタティックミキサー、 マイクロミキサー (以上は攪拌翼の回転のみに よって剪断応力が作用する) 、 超音波発生機、 高圧ホモジナイザー、 分散君 ( 株式会社フジキン) などが挙げられる。 本発明のェマルジョンの製造方法としては、 分散質と乳化剤とを剪断応力を 作用させながら混練したのち、 水に分散させる方法が、 容易に後述する所望の メジアン径を与えることから好ましく、 2軸押出機及び多軸押出機は高粘度の 変性物も処理することができることから好ましく、 中でも、 2軸押出機が好適 に用いられる。 本発明のェマルジヨンにおける分散質の体積基準メジアン径は、 通常、 0 1 ~ 5 / mであり、 得られる硬化物の接着性を向上させる観点から、 0 1〜: L mが好ましく、 中でも、 0 . 0 5 〜 0 . 5 i mが特に好ましい。 体積基準メジアン径が 0 . 0 1 /i m以上であると、 製造が容易なことから好 ましく、 5 z m以下であると、 接着性が向上する傾向があることから好ましい ここで体積基準メジアン径とは、 体積基準で積算粒子径分布の値が 50%に相 当する粒子径である。 本発明の水性ェマルジヨンは、 炭素原子を 1 ~ 1 3個、 好ましくは 1〜4個 有する化合物を含有する。 該化合物は、 水酸基、 アミノ基、 又は水酸基とアミ ノ基の両者を分子内に有し、 かつ水酸基又はアミノ基由来の少なくとも 2個の 水素原子をその分子内に有する。
該化合物としては、 分子内に水酸基を少なくとも 2個と炭素原子を 1〜4個 とを有する化合物、 分子内にアミノ基を少なくとも 2個と炭素原子を 1〜4個 とを有する化合物が好ましく、 特に、 尿素類、 グリセリン、 1一メチル 2—ピ 口リ ドン又はジエチレントリアミンが好ましい。 ここで、 尿素類としては、 例えば、 式 (I I I) で表される尿素類が挙げられ る。
Figure imgf000013_0001
式中、 Qは、 酸素原子又は硫黄原子を表し、 X X 2、 X 3及び X 4 は互い に独立に、 水素原子、 炭素数 1〜6の直鎖アルキル基、 炭素数 3 ~ 6の分枝ァ ルキル基、 又は、 X 1あるいは X 2と、 X 3あるいは X 4 とが結合した炭素数 1 〜 6のアルキレン基を表すが、 アルキル基及びアルキレン基の水素原子は水酸 基で置換されていてもよい。
炭素数 1〜 6の直鎖アルキル基としては、 例えば、 メチル基、 ェチル基など が挙げられ、 炭素数 3〜6の分枝アルキル基としては、 例えば、 i 一イソプロ ピル基などが挙げられ、 炭素数 1〜6のアルキレン基としては、 例えば、 ェチ レン基、 プロピレン基などが挙げられる。 尿素類の具体例としては、 尿素、 メチル尿素、 ジメチル尿素、 チォ尿素、 4 , 5—ジヒドロキシ一 2—イミダゾリジノン、 1一 (2—アミノエチル) — 2 一イミダゾリジノン、 ジエチレントリアミンと尿素との脱アンモニア反応によ つて得られる 1一 (2—アミノエチル) 一 2—イミダゾリジノンを主成分とす る混合物などが挙げられる。
尿素類として異なる尿素類を併用してもよい。
尿素類の中で、 尿素が入手容易であることから好ましい。 炭素原子を 1〜 1 3個有する化合物の含有量としては、 本共重合物の合計 1 0 0重量部に対し、 通常、 0 . 1〜3 0重量部、 好ましくは、 0 . 3〜 1 0重 量部である。 該化合物が 0 . 1重量部以上であると、 得られる硬化物の透明性 が向上する傾向があることから好ましく、 3 0重量部以下であると得られる硬 化物の接着性が優れる傾向があることから好ましい。 炭素原子を 1 ~ 1 3個有する化合物を含む水性ェマルジョンの製造方法とし ては、 例えば、 該化合物を本共重合物と混合し、 続いて、 乳化剤を剪断応力を 作用させながら混練したのち、 水に分散させて本発明の水性ェマルジョンを製 造する方法; 該化合物を乳化剤とともに水に混合させたのち本共重合物と剪 断応力を作用させながら混練したのち、 水に分散させて本発明の水性ェマルジ ョンを製造する方法; 乳化剤及び本共重合物を剪断応力を作用させながら混 練したのち水に分散させて水性ェマルジョンを得た後、 該化合物を混合する方 法などが挙げられる。 本発明のェマルジヨンには、 例えば、 ポリウレタン水性ェマルジヨン、 ェチ レン一酢酸ピニル共重合体水性ェマルジヨンなどの水性ェマルジョン、 尿素樹 脂、 メラミン樹脂、 フエノ一ル樹脂などの熱硬化性樹脂、 クレー、 カオリン、 タルク、 炭酸カルシウムなどの充填剤、 防腐剤、 防鲭剤、 消泡剤、 発泡剤、 ポ リアクリル酸、 ポリエーテル、 メチルセルロース、 力ルポキシルメチルセル口 ース、 ポリビニルアルコール、 澱粉などの増粘剤、 粘度調整剤、 難燃剤、 酸化 チタンなどの顔料、 二塩基酸のコハク酸ジメチル、 アジピン酸ジメチル等の高 沸点溶剤、 可塑剤などを配合してもよい。
中でも、 本発明のェマルジョンをポリプロピレンやポリエステルのように界 面張力が低い被着体へ塗工する場合、 濡れ性を高くするという観点から、 必要 に応じて、 ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン等のシリコン系添加剤や 、 アセチレングリコール系界面活性剤を添加することが好ましい。
充填剤は、 難燃性、 接着時の塗工性を改良するために使用することが推奨さ れ、 その使用量としては、 ェマルジヨンの固形分 1 0 0重量部に対して、 通常 、 1〜 5 0 0重量部程度、 好ましくは、 5〜2 0 0重量部程度である。 本発明の水性ェマルジョンに由来する接着層に貼合される被着材としては、 例えば、 木材、 合板、 M D F (中比重繊維板) 、 パーティクルボード、 フアイ バ一ボードなどの木質系材料;壁紙、 包装紙などの紙質系材料:綿布、 麻布、 レーヨン等のセルロース系材料;ポリエチレン (エチレンに由来する構造単位 を主成分とするポリオレフイン、 以下同じ) 、 ポリプロピレン (プロピレンに 由来する構造単位を主成分とするポリオレフイン、 以下同じ) 、 ポリスチレン などのポリオレフイン、 ポリカーボネート、 アクリロニトリル/ブタジエン/ スチレン共重合体 (A B S樹脂) 、 (メタ) アクリル樹脂ポリエステル、 ポリ ェ一テル、 ポリ塩化ピニル、 ポリウレタンなどのプラスチック材料;ガラス、 陶磁器などのセラミック材料;鉄、 ステンレス、 銅、 アルミニウム等の金属材 料などが挙げられる。 かかる被着体は、 複数の材料からなる複合材料であってもよい。 また、 タル ク、 シリカ、 活性炭などの無機充填剤、 炭素繊維などとプラスチック材料との 混練成形品であってもよい。 被着体の一方が木質系材料、 紙質系材料、 セルロース系材料などの吸水性を 有する被着体の場合には、 本発明の水性ェマルジヨンはそのまま接着剤として 用い、 他の被着体と貼合することができる。 すなわち、 吸水性の被着体に水性 ェマルジヨンを塗工したのち、 水性ェマルジヨンに由来する層に他の被着体 ( 吸水性でも非吸水性でもよい) を積層すれば、 水性ェマルジヨンに含まれる水 分は吸水性の被着体に吸収され、 水性エマルジョンに由来する層が接着層とな り、 吸水性の被着体 Z接着層/被着体を有する積層体を得ることができる。 被着体がいずれも非吸水性の場合には、 一方の被着体に片面に本発明の水性 ェマルジヨンを塗工したのち、 乾燥させ、 水性ェマルジヨンに由来する接着層 を'形成したのち、 他方の被着体を張り合わせ、 加熱して接着させればよい。 本発明の水性ェマルジョンに由来する接着層は、 従来から難接着性とされて いたポリプロピレンなどのポリオレフインの被着体とも優れた接着性を有する また、 同時に、 該接着層はポリウレタンの被着体とも優れた接着性を有する このように、 ポリオレフィンの被着体とポリウレタンの被着体とを接着する ためには、 従来、 塩素系ポリオレフインを接着層とすることが知られていたが 、 本発明の水性ェマルジヨンに由来する接着層は、 塩素を含有することがなく 、 しかも該接着層のみでも、 ポリオレフインの被着体及びポリウレタンの被着 体のいずれにも接着性に優れる。 中でも、 ポリウレタンの被着体が発泡ポリゥ レタンである積層体は、 自動車内外装用に好適である。 ここで、 ポリウレタンとは、 ウレタン結合によって架橋された高分子であり 、 通常、 アルコール (― O H) とイソシァネート (_ N C O ) の反応によって 得られる。 実施例に示したような発泡ポリウレタンは、 イソシァネートと、 架 橋剤として用いられる水との反応によって生じる二酸化炭素かフレオンのよう に揮発性溶剤によって発泡されるポリウレタンである。 自動車の内装用には、 半硬質のポリウレタンが用いられ、 塗料には硬質のポリウレタンが用いられる 被着体としては、 ポリプロピレン、 ポリスチレン、 ポリ力一ポネート、 ァク リロ二トリル/ブタジエン/スチレン共重合体 (A B S樹脂) 、 ポリエチレン テレフタレ一ト、 ポリ塩化ピニル、 (メタ) アクリル樹脂、 ガラス、 アルミ二 ゥム、 ポリウレタンなどが好ましく、 ポリプロピレン、 ポリ塩化ビニル、 ガラ ス、 アルミニウム、 ポリウレタンがより好ましい。 本発明の水性エマルジョンは、 透明性が向上した硬化物を与える。
該硬化物は、 接着性、 成形性、 耐熱性、 耐溶剤性及び機械的特性に優れる。 また、 本発明の水性ェマルジヨンは、 塗料又はプライマ一などに用いること ができる。 特に、 従来、 難接着性材料と言われたポリプロピレン上に塗工する と、 透明性、 接着性、 成形性、 耐熱性、 耐溶剤性及び機械的特性に優れた塗料 又はプライマーを与える。 実施例
以下に、 本発明を実施例に基いてさらに詳細に説明するが、 本発明がこれら 実施例によって限定されるものではないことは言うまでもない。
例中の部及び%は、 特に断らないかぎり重量基準を意味する。
固形分は、 HS K- 6828に準じた測定方法で行った。
粘度は、 2 5 °Cでブルックフィールド粘度計 (東機産業株式会社製) により 測定した値である。
メジアン径は、 レーザー回折ノ散乱式粒度分布測定装置 (株式会社 堀場製 作所) により測定した体積基準での値である。
極限粘度 [77] は、 ウベローデ型粘度計を用い、 テトラリンを溶媒として 1 35 ^で測定した。 ォレフィン系共重合体及びォレフィン系共重合体の変性物に係る分子量は、 ゲル ·パ一ミエ一シヨン · クロマトグラフ (GPC) を用い、 ポリスチレン ( 分子量 688〜 400, 000) 標準物質で校正した上で、 下記条件にて求め た。 なお、 分子量分布は重量平均分子量 (以下、 Mwという) と数平均分子量 (以下、 Mnという) との比 (MwZMn) で評価した。
Wa t e r s製 1 50 - C
カラム s h o d e x a c k e d 'c o l umn A— 80 M 測定温度 140°C
測定溶媒 オルトジクロロベンゼン
測定濃度 1 m g / m 1 ォレフィン系共重合体中のビニルシクロへキサン単位の含有量は、 下記13 C — NMR装置により求めた。
13 C— NMR装置: BRUKER社製 DRX600
測定溶媒:オルトジクロロベンゼン:オルトジクロロベンゼン一 d 4
4 : 1 (容積比) 混合液
測定温度: 1 3 5で 無水マレイン酸のグラフト重合量は、 サンプル 1. 0 gをキシレン 20m l に溶解し、 サンプルの溶液をメタノール 30 0m lに攪拌しながら滴下してサ ンプルを再沈殿させて回収したのち、 回収したサンプルを真空乾燥した後 (8 0°C、 8時間) 、 熱プレスにより厚さ 1 00 mのフィルムを作製し、 得られ たフィルムの赤外吸収スペクトルを測定し、 1 78 0 cm— 1 付近の吸収より マレイン酸グラフト重合量を定量した。
<ォレフィン系共重合体の製造例 >
アルゴンで置換した S U S製リアクタ一中にピニルシクロへキサン (以下、 VCHと記載する場合がある) 386部とトルエン 3640部を投入した。 5 0°Cに昇温後、 エチレンを大気圧から 0. 6MP aまで加圧して仕込んだ。 ト リイソブチルアルミニウム (以下、 T I B Aと記載する場合がある) のトルェ ン溶液 [東ソ一 · ァクゾ (株) 製 T I BA濃度 20 %] 1 0部を仕込み、 つ づいてジェチルシリル (テトラメチルシクロペン夕ジェニル) (3— t e r t 一プチルー 5—メチル一 2—フエノキシ) チタニウムジクロライド 0. 00 1部を脱水トルエン 87部に溶解したものと、 ジメチルァニリニゥムテトラ キス (ペン夕フルオロフェニル) ポレート 0. 03部を脱水トルエン 12 2部に溶解したものを投入し 2時間攪拌した。 得られた反応液をアセトン 約 1 0000部中に投じ、 沈殿した白色固体を濾取した。 該固体をアセトンで洗 浄後、 減圧乾燥した結果、 エチレン · ピニルシクロへキサン共重合体 300 部を得た。 該共重合体の [ ] は 0. 48 d l Zgで、 Mnは 27, 000、 分子量分布 (MwZMn) は 2. 0、 融点 (Tm) は 62で、 ガラス転移点 ( Tg) は一 28t、 共重合体における VCHに由来する構造単位の含有率は 1 2. 2モル%であった。 <ォレフィン系共重合体の不飽和カルボン酸類による変性の製造例 >
得られたエチレン · ビニルシクロへキサン共重合体 1 00部に、 無水マレイ ン酸 0. 4部、 1, 3—ビス ( tーブチルパ一ォキシイソプロピル) ベンゼン 0. 04部を添加して十分に予備混合後に二軸押出機の供給口より供給して溶 融混練を行い、 エチレン ' ビニルシクロへキサン共重合体の無水マレイン酸変 性物 (本変性物) を得た。 なお、 押出機の溶融混練を行う部分の温度は、 溶融 混練を前半と後半の二段階に分け、 前半は 1 80で、 後半は 260でと温度を 高めた設定にして溶融混練を行い、 本変性物を得た。 得られたォレフィン系共 重合体変性物のマレイン酸グラフト重合量は 0. 2 %であった。 <分散質、 乳化剤及び水の混合 >
東洋精機製ラボプラス卜ミルマイクロのセルを 9 5°Cに設定したのち、 該セ ル内に <ォレフィン系共重合体変性物の製造例 >で得られた変性物 3.12gを封 入し、 毎分 300回転で 3分間攪拌した。 この時の最高剪断速度は 1 1 73秒 一 1 であった。 その後、 乳化剤としてォキシエチレンォキシプロピレンブロッ ク共重合体 (重量平均分子量 1 5500 : プル口ニック F 1 08 :旭電化 (株 ) 製) 0.46gを水 0.21gとともに添加し、 セル内の温度を 95°Cに保ちながら 、 さらに、 毎分 300回転で 3分間混練した (剪断速度 1 1 73秒— 1 ) 。 混 練した後、 内容物を取り出し、 約 70°Cの温水を入れた容器内で攪拌、 分散さ せ、 分散質の体積基準メジアン径が 0. 43 mのェマルジヨンを得た。
(実施例 1 )
次に、 <分散質、 乳化剤及び水の混合 >の項で得られたのェマルジヨン 1 0 0部 (固形分 42 %) 及び尿素 1. 6部を 500 r pmの回転数で 30分攪拌 し、 完全に尿素を溶解させ、 本発明の水性ェマルジヨンを得た。
<透明性評価 >
水性ェマルジョンを 7 5 im厚のポリエチレンテレフタレ一トフイルムに、 乾燥後の膜厚が 1 0 mとなるようバーコ一夕一にて塗布し、 熱風乾燥機で 8 0°CX 5分乾燥して硬化物を得た。 該硬化物は、 全面透明で、 異物のない平滑 な皮膜であった。
尚、 透明性について不透明度で評価した。 不透明度とは Λンタ一白色度を用 いて、 J I S P 8 1 23に準じて測定された値であり、 測定された値が大き い値であると白濁して不透明であることを表し、 実施例 1は、 0. 6%とほと んど白濁しておらず、 透明であった。
(実施例 2〜4、 比較例:!〜 3)
実施例 2 ~ 4及ぴ比較例 2〜 3については、 実施例 1の尿素に代えて、 表 1 に記載の化合物を混合させて水性ェマルジヨンを調製し、 実施例 1と同様に評 価した。 結果を実施例 1とともに表 1に示す。
比較例 1については、 ぐ分散質、 乳化剤および水の混合 >の項で得られたェ マルジヨンに尿素等の化合物を混合しない以外は、 実施例 1と同様にして硬化 物を得た。 結果を表 1に示す。 表 1
Figure imgf000018_0001
産業上の利用可能性
本発明の水性ェマルジヨンは、 透明な硬化物を与えることが可能となる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. a—才レフィン及び 又はエチレンに由来する構造単位と置換基 Rを有す るピニル化合物 ( I ) に由来する構造単位とを含むォレフィン系共重合体、 乳 化剤並びに炭素原子を 1〜 1 3個有する化合物を含む水性ェマルジヨンであつ て、 炭素原子を 1〜1 3個有する化合物が水酸基、 アミノ基、 又は水酸基とァ ミノ基の両者を有し、 かつ炭素原子を 1~1 3個有する化合物の分子中に水酸 基又はアミノ基由来の水素原子を少なくとも 2個有する、 水性エマルジョン。
CH2 =CH-R ( I )
(式 (I) 中、 Rは、 2級アルキル基、 3級アルキル基又は脂環式炭化水素基 を表す。 )
2. ォレフィン系共重合体が、 さらに不飽和カルボン酸類に由来する構造単位 を含むォレフィン系共重合体であるクレーム 1記載の水性エマルジョン。
3. 炭素原子を 1〜 1 3個有する化合物が、 尿素類、 グリセリン、 1—メチル 2—ピロリドン又はジエチレントリアミンであるクレーム 1記載の水性エマル ジョン。
4. 尿素類が、 下記式 (III) で表される化合物であるクレーム 3記載の水性 ェマルジョン。
Figure imgf000019_0001
(式中、 Qは、 酸素原子又は硫黄原子を表し、 X X2、 X3及び X4 は、 互 いに独立に、 水素原子、 炭素数 1〜6の直鎖アルキル基、 炭素数 3〜 6の分枝 アルキル基、 又は、 X1あるいは X2と、 X3あるいは X4 とが結合した炭素数 1 ~ 6のアルキレン基を表すが、 アルキル基及びアルキレン基の水素原子は水 酸基で置換されていてもよい。 )
5. 乳化剤が、 a, |8—不飽和カルボン酸に由来する構造単位とアクリル酸ビ ニルエステルに由来する構造単位と (メタ) アクリル酸エステルに由来する構 造単位とを含有する水溶性アクリル樹脂、 ポリオキシエチレンポリオキシプロ ピレンブロックコポリマー、 及びポリォキシエチレンァルキルエーテルからな る群から選ばれる少なくとも 1種の乳化剤であるクレーム 1記載の水性エマル ジョン。
6. a—才レフイン及び Z又はエチレンに由来する構造単位と置換基 Rを有す るビニル化合物 ( I ) に由来する構造単位とを含むォレフィン系共重合体並び に乳化剤からなる分散質の体積基準メジアン径が 0. 0 l〜l /xmであるクレ ーム 1記載の水性ェマルジョン。
7. ビニル化合物 ( I ) がピニルシクロへキサンである請求項 1〜 6のいずれ か記載の水性エマルジョン。
8 . クレーム 1記載の水性ェマルジョンを乾燥してなる硬化物。
9 . 木質系材料、 セルロース系材料、 プラスチック材料、 セラミック材料及び 金属材料からなる群から選ばれる少なくとも 1種の材料からなる被着体及びク レーム 8記載の硬化物を貼合してなる積層体。
1 0 . プラスチック材料がポリオレフィンであるクレーム 9記載の積層体。
1 1 . プラスチック材料がポリプロピレンであるクレーム 9記載の積層体。
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