JP2000290330A - 水性エマルジョン樹脂組成物及びその製造方法 - Google Patents
水性エマルジョン樹脂組成物及びその製造方法Info
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Landscapes
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Graft Or Block Polymers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被膜の耐水白化性に優れ、かつ固形分濃度の
高い水性エマルジョン樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 (a)分子内に少なくとも2個のカルボ
キシル基をもつラジカル重合性不飽和単量体と、(b)
その他のラジカル重合性不飽和単量体と、(c)ラジカ
ル重合性乳化剤との乳化重合からなる水性エマルジョン
樹脂組成物、特に好ましくは、(a)成分と(b)成分
と(c)成分との乳化重合により形成された重合体粒子
からなるコア成分と、(b)成分と(c)成分との乳化
重合により形成された重合体からなるシェル成分とから
構成されたコア/シェル重合体粒子を含有する水性エマ
ルジョン樹脂組成物である。
高い水性エマルジョン樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 (a)分子内に少なくとも2個のカルボ
キシル基をもつラジカル重合性不飽和単量体と、(b)
その他のラジカル重合性不飽和単量体と、(c)ラジカ
ル重合性乳化剤との乳化重合からなる水性エマルジョン
樹脂組成物、特に好ましくは、(a)成分と(b)成分
と(c)成分との乳化重合により形成された重合体粒子
からなるコア成分と、(b)成分と(c)成分との乳化
重合により形成された重合体からなるシェル成分とから
構成されたコア/シェル重合体粒子を含有する水性エマ
ルジョン樹脂組成物である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水性エマルジョン
樹脂組成物及びその製造方法に関する。さらに詳しく
は、本発明は、被膜の耐水白化性に優れ、クリアトップ
コート,塗料用バインダー,接着剤,粘着剤などの用途
に好適な水性エマルジョン樹脂組成物、及びこのものを
効率よく製造する方法に関するものである。
樹脂組成物及びその製造方法に関する。さらに詳しく
は、本発明は、被膜の耐水白化性に優れ、クリアトップ
コート,塗料用バインダー,接着剤,粘着剤などの用途
に好適な水性エマルジョン樹脂組成物、及びこのものを
効率よく製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、コーティング剤としては、主とし
て溶剤系樹脂が用いられてきたが、近年、環境問題や火
災の危険性などの点から、水性エマルジョン樹脂が求め
られている。しかしながら、この水性エマルジョン樹脂
からなる被膜は、一般に吸水性を有し、水と接触すると
白化するのを免れないという欠点を有しており、耐水白
化性の良好な水性エマルジョン樹脂組成物の開発が望ま
れていた。この耐水白化性を向上させる一般的な手段と
して、これまで、エマルジョン粒子を粒子径0.1μm以
下の超微粒子とし、均質な成膜を促すことで、耐水白化
性の向上が図られてきた。しかし、この方法において
は、重合反応中及び重合反応終了後のエマルジョン樹脂
の粘度が極めて高くなりやすいため、固形分濃度の高い
もの、例えば固形分40重量%以上のものを工業的に生
産することが不可能であった。また、微粒子化だけで
は、吸水による白化を抑えるほどの充分に均質な成膜が
得られにくく、耐水白化性の向上については、必ずしも
満足しるるものではなかった。
て溶剤系樹脂が用いられてきたが、近年、環境問題や火
災の危険性などの点から、水性エマルジョン樹脂が求め
られている。しかしながら、この水性エマルジョン樹脂
からなる被膜は、一般に吸水性を有し、水と接触すると
白化するのを免れないという欠点を有しており、耐水白
化性の良好な水性エマルジョン樹脂組成物の開発が望ま
れていた。この耐水白化性を向上させる一般的な手段と
して、これまで、エマルジョン粒子を粒子径0.1μm以
下の超微粒子とし、均質な成膜を促すことで、耐水白化
性の向上が図られてきた。しかし、この方法において
は、重合反応中及び重合反応終了後のエマルジョン樹脂
の粘度が極めて高くなりやすいため、固形分濃度の高い
もの、例えば固形分40重量%以上のものを工業的に生
産することが不可能であった。また、微粒子化だけで
は、吸水による白化を抑えるほどの充分に均質な成膜が
得られにくく、耐水白化性の向上については、必ずしも
満足しるるものではなかった。
【0003】また、ガラス転移点(Tg)の低いポリマ
ー粒子を形成後、重合体のTgが該ポリマー粒子のTg
より高いラジカル重合性不飽和単量体をシード重合させ
てなる耐水白化性を有する多段重合ラテックスが提案さ
れている(特開平7−70215号公報)。しかしなが
ら、このものについても、耐水白化性の向上は充分なも
のではなかった。ところで、乳化重合による水性エマル
ジョン樹脂の製造においては、一般に乳化剤が用いられ
ている。この用途に供される乳化剤は、通常非反応性で
あるため、この乳化剤を用いて乳化重合により水性エマ
ルジョン樹脂を製造すると、エマルジョン樹脂中に該乳
化剤が混入し、被膜形成後に、この乳化剤が被膜表面に
移行(ブリード)して、被膜の耐水白化性の低下をもた
らす。したがって、近年、乳化剤としてラジカル重合性
の反応性乳化剤を用い、乳化重合時に樹脂の主鎖中に該
乳化剤を化学結合させることにより、被膜表面への乳化
剤の移行を防ぎ、耐水白化性を向上させることが試みら
れている。しかしながら、このような方法によっても、
耐水白化性の向上効果は充分なものではなかった。
ー粒子を形成後、重合体のTgが該ポリマー粒子のTg
より高いラジカル重合性不飽和単量体をシード重合させ
てなる耐水白化性を有する多段重合ラテックスが提案さ
れている(特開平7−70215号公報)。しかしなが
ら、このものについても、耐水白化性の向上は充分なも
のではなかった。ところで、乳化重合による水性エマル
ジョン樹脂の製造においては、一般に乳化剤が用いられ
ている。この用途に供される乳化剤は、通常非反応性で
あるため、この乳化剤を用いて乳化重合により水性エマ
ルジョン樹脂を製造すると、エマルジョン樹脂中に該乳
化剤が混入し、被膜形成後に、この乳化剤が被膜表面に
移行(ブリード)して、被膜の耐水白化性の低下をもた
らす。したがって、近年、乳化剤としてラジカル重合性
の反応性乳化剤を用い、乳化重合時に樹脂の主鎖中に該
乳化剤を化学結合させることにより、被膜表面への乳化
剤の移行を防ぎ、耐水白化性を向上させることが試みら
れている。しかしながら、このような方法によっても、
耐水白化性の向上効果は充分なものではなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、被膜の耐水白化性に優れ、かつ固形分濃度の
高い水性エマルジョン樹脂組成物を提供することを目的
とするものである。
状況下で、被膜の耐水白化性に優れ、かつ固形分濃度の
高い水性エマルジョン樹脂組成物を提供することを目的
とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、(a)分子内
に二つ以上のカルボキシル基をもつラジカル重合性不飽
和単量体と(b)他のラジカル重合性不飽和単量体と
(c)反応性乳化剤との乳化重合物からなる水性エマル
ジョン組成物、特に特定の組成からなるコア成分とシェ
ル成分とから構成されたコア/シェル重合体粒子を含有
す水性エマルジョン樹脂組成物が、その目的に適合しう
ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成
したものである。すなわち、本発明は、(1)(a)分
子内に少なくとも2個のカルボキシル基をもつラジカル
重合性不飽和単量体と、(b)その他のラジカル重合性
不飽和単量体と、(c)ラジカル重合性乳化剤との乳化
重合物からなる水性エマルジョン樹脂組成物、(2)
(a)成分と(b)成分と(c)成分との乳化重合によ
り形成された重合体粒子からなるコア成分と、(b)成
分と(c)成分との乳化重合により形成された重合体か
らなるシェル成分とから構成されたコア/シェル重合体
粒子を含有する上記(1)の水性エマルジョン樹脂組成
物、及び(3)(A)水性媒体中において、(a)分子
内に少なくとも2個のカルボキシル基をもつラジカル重
合性不飽和単量体と、(b)その他のラジカル重合性不
飽和単量体と、(c)ラジカル重合性乳化剤とを、重合
開始剤の存在下に乳化重合させて、シード粒子の水性エ
マルジョンを形成させる工程、及び(B)上記(A)工
程で得られたシード粒子の水性エマルジョン中におい
て、(b)その他のラジカル重合性不飽和単量体と、
(c)ラジカル重合性乳化剤とを、重合開始剤の存在下
にシード乳化重合させる工程を順次行うことを特徴とす
る水性エマルジョン樹脂組成物の製造方法、を提供する
ものである。
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、(a)分子内
に二つ以上のカルボキシル基をもつラジカル重合性不飽
和単量体と(b)他のラジカル重合性不飽和単量体と
(c)反応性乳化剤との乳化重合物からなる水性エマル
ジョン組成物、特に特定の組成からなるコア成分とシェ
ル成分とから構成されたコア/シェル重合体粒子を含有
す水性エマルジョン樹脂組成物が、その目的に適合しう
ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成
したものである。すなわち、本発明は、(1)(a)分
子内に少なくとも2個のカルボキシル基をもつラジカル
重合性不飽和単量体と、(b)その他のラジカル重合性
不飽和単量体と、(c)ラジカル重合性乳化剤との乳化
重合物からなる水性エマルジョン樹脂組成物、(2)
(a)成分と(b)成分と(c)成分との乳化重合によ
り形成された重合体粒子からなるコア成分と、(b)成
分と(c)成分との乳化重合により形成された重合体か
らなるシェル成分とから構成されたコア/シェル重合体
粒子を含有する上記(1)の水性エマルジョン樹脂組成
物、及び(3)(A)水性媒体中において、(a)分子
内に少なくとも2個のカルボキシル基をもつラジカル重
合性不飽和単量体と、(b)その他のラジカル重合性不
飽和単量体と、(c)ラジカル重合性乳化剤とを、重合
開始剤の存在下に乳化重合させて、シード粒子の水性エ
マルジョンを形成させる工程、及び(B)上記(A)工
程で得られたシード粒子の水性エマルジョン中におい
て、(b)その他のラジカル重合性不飽和単量体と、
(c)ラジカル重合性乳化剤とを、重合開始剤の存在下
にシード乳化重合させる工程を順次行うことを特徴とす
る水性エマルジョン樹脂組成物の製造方法、を提供する
ものである。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明において、(a)成分とし
て用いられる分子内に少なくとも2個のカルボキシル基
をもつラジカル重合性不飽和単量体としては、分子内に
ラジカル重合性不飽和結合と二つ以上のカルボキシル基
を有するものであればよく、特に制限されず、従来公知
の化合物の中から、状況に応じて適宜選択して用いるこ
とができる。この分子内に二つ以上のカルボキシル基を
もつラジカル重合性不飽和単量体の例としては、マレイ
ン酸,シトラコン酸,フマル酸,メチルフマル酸,イタ
コン酸などが挙げられる。これらは単独で用いてもよ
く、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
て用いられる分子内に少なくとも2個のカルボキシル基
をもつラジカル重合性不飽和単量体としては、分子内に
ラジカル重合性不飽和結合と二つ以上のカルボキシル基
を有するものであればよく、特に制限されず、従来公知
の化合物の中から、状況に応じて適宜選択して用いるこ
とができる。この分子内に二つ以上のカルボキシル基を
もつラジカル重合性不飽和単量体の例としては、マレイ
ン酸,シトラコン酸,フマル酸,メチルフマル酸,イタ
コン酸などが挙げられる。これらは単独で用いてもよ
く、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0007】また、(b)成分として用いられるその他
のラジカル重合性不飽和単量体としては、従来公知の化
合物の中から、状況に応じて適宜選択して用いることが
できる。このラジカル重合性不飽和単量体の例として
は、メチルアクリレート,メチルメタクリレート,エチ
ルアクリレート,エチルメタクリレート,n−ブチルア
クリレート,n−ブチルメタクリレート,イソブチルア
クリレート,イソブチルメタクリレート,tert−ブ
チルアクリレート,tert−ブチルメタクリレート,
シクロヘキシルアクリレート,シクロヘキシルメタクリ
レート,2−エチルヘキシルアクリレート,2−エチル
ヘキシルメタクリレート,イソボロニルメタクリレー
ト,グリシジルアクリレート,グリシジルメタクリレー
ト,メチルグリシジルアクリレート,ヒドロキシエチル
アクリレート,ヒドロキシエチルメタクリレート,ヒド
ロキシプロピルメタクリレート,アクリル酸,メタクリ
ル酸,β−カルボキシエチルアクリレート,ジアセトン
アクリルアミド,スチレン,ビニルトルエン,アクリロ
ニトリル,塩化ビニル,酢酸ビニル,塩化ビニリデン,
ビニルピロリドンなどが挙げられる。これらは単独で用
いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。さ
らに、架橋成分として、アルコキシシリル基を有するラ
ジカル重合性不飽和単量体や分子内にラジカル重合性不
飽和結合を二つ以上有するラジカル重合性不飽和単量体
を併用することができる。
のラジカル重合性不飽和単量体としては、従来公知の化
合物の中から、状況に応じて適宜選択して用いることが
できる。このラジカル重合性不飽和単量体の例として
は、メチルアクリレート,メチルメタクリレート,エチ
ルアクリレート,エチルメタクリレート,n−ブチルア
クリレート,n−ブチルメタクリレート,イソブチルア
クリレート,イソブチルメタクリレート,tert−ブ
チルアクリレート,tert−ブチルメタクリレート,
シクロヘキシルアクリレート,シクロヘキシルメタクリ
レート,2−エチルヘキシルアクリレート,2−エチル
ヘキシルメタクリレート,イソボロニルメタクリレー
ト,グリシジルアクリレート,グリシジルメタクリレー
ト,メチルグリシジルアクリレート,ヒドロキシエチル
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ロキシプロピルメタクリレート,アクリル酸,メタクリ
ル酸,β−カルボキシエチルアクリレート,ジアセトン
アクリルアミド,スチレン,ビニルトルエン,アクリロ
ニトリル,塩化ビニル,酢酸ビニル,塩化ビニリデン,
ビニルピロリドンなどが挙げられる。これらは単独で用
いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。さ
らに、架橋成分として、アルコキシシリル基を有するラ
ジカル重合性不飽和単量体や分子内にラジカル重合性不
飽和結合を二つ以上有するラジカル重合性不飽和単量体
を併用することができる。
【0008】上記アルコキシシリル基を有するラジカル
重合性不飽和単量体の例としては、ビニルトリメトキシ
シラン,ビニルトリエトキシシラン,ビニルトリプロポ
キシラン,ビニルメチルジプロポキシシラン,γ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン,γ−メタクリ
ロキシプロピルトリエトキシシラン,γ−メタクリロキ
シプロピルトリプロポキシシラン,γ−メタクリロキシ
プロピルメチルジメトキシシラン,γ−メタクリロキシ
プロピルメチルジエトキシシラン,γ−メタクリロキシ
プロピルメチルジプロポキシシランなどが挙げられる。
一方、分子内にラジカル重合性不飽和結合を二つ以上有
するラジカル重合性不飽和単量体の例としては、ジビニ
ルベンゼン;ジアリルベンゼン;1,4−ブタンジオー
ルジアクリレート;1,6−ヘキサンジオールジアクリ
レート;テトラエチレングリコールジアクリレート;ト
リプロピレングリコールジアクリレート;トリメチロー
ルプロパントリアクリレートなどが挙げられる。これら
の架橋成分は単独で用いてもよく、二種以上を組み合わ
せて用いてもよいが、その使用量は、ラジカル重合性不
飽和単量体の全量に基づき、5重量%以下であるのが好
ましい。
重合性不飽和単量体の例としては、ビニルトリメトキシ
シラン,ビニルトリエトキシシラン,ビニルトリプロポ
キシラン,ビニルメチルジプロポキシシラン,γ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン,γ−メタクリ
ロキシプロピルトリエトキシシラン,γ−メタクリロキ
シプロピルトリプロポキシシラン,γ−メタクリロキシ
プロピルメチルジメトキシシラン,γ−メタクリロキシ
プロピルメチルジエトキシシラン,γ−メタクリロキシ
プロピルメチルジプロポキシシランなどが挙げられる。
一方、分子内にラジカル重合性不飽和結合を二つ以上有
するラジカル重合性不飽和単量体の例としては、ジビニ
ルベンゼン;ジアリルベンゼン;1,4−ブタンジオー
ルジアクリレート;1,6−ヘキサンジオールジアクリ
レート;テトラエチレングリコールジアクリレート;ト
リプロピレングリコールジアクリレート;トリメチロー
ルプロパントリアクリレートなどが挙げられる。これら
の架橋成分は単独で用いてもよく、二種以上を組み合わ
せて用いてもよいが、その使用量は、ラジカル重合性不
飽和単量体の全量に基づき、5重量%以下であるのが好
ましい。
【0009】さらに、本発明において、(c)成分とし
て用いられるラジカル重合性乳化剤(反応性乳化剤)と
しては、分子内にラジカル重合性不飽和結合をもつ乳化
剤であればよく、特に制限されず、従来公知のラジカル
重合性乳化剤の中から、状況に応じて適宜選択して用い
ることができる。このラジカル重合性乳化剤としては、
例えば(メタ)アクリル酸のスルホアルキルエステルの
塩,p−スチレンスルホン酸塩,アリル基を有するスル
ホサクシネート化合物,スルホアルキルフマル酸の塩,
(メタ)アクリル酸のアルキレンオキシド付加物のアル
キルエーテル化合物,アリルアルコールのアルキレンオ
キシド付加物の硫酸エステル塩,α−オレフィンオキシ
ドとアリルアルコールとの反応物の硫酸エステル塩,マ
レイン酸モノアルキルエステルのアリルグリシジルエー
テル付加物のスルホン化物,スルホコハク酸モノエステ
ルとグリシジル(メタ)アクリレートとの反応物などが
挙げられる。また、市販品としては「エレミノールJS
−2,JS−5」〔三洋化成(株)製,商品名〕、「ラ
ムテルS−120,S−180A,S−180」〔花王
(株)、商品名〕、「アクアロンHS−10」〔第一工
業製薬(株)製,商品名〕、「アデカリアソープSE−
1025N,SE−10N」〔旭電化工業(株)製,商
品名〕なが入手可能である。
て用いられるラジカル重合性乳化剤(反応性乳化剤)と
しては、分子内にラジカル重合性不飽和結合をもつ乳化
剤であればよく、特に制限されず、従来公知のラジカル
重合性乳化剤の中から、状況に応じて適宜選択して用い
ることができる。このラジカル重合性乳化剤としては、
例えば(メタ)アクリル酸のスルホアルキルエステルの
塩,p−スチレンスルホン酸塩,アリル基を有するスル
ホサクシネート化合物,スルホアルキルフマル酸の塩,
(メタ)アクリル酸のアルキレンオキシド付加物のアル
キルエーテル化合物,アリルアルコールのアルキレンオ
キシド付加物の硫酸エステル塩,α−オレフィンオキシ
ドとアリルアルコールとの反応物の硫酸エステル塩,マ
レイン酸モノアルキルエステルのアリルグリシジルエー
テル付加物のスルホン化物,スルホコハク酸モノエステ
ルとグリシジル(メタ)アクリレートとの反応物などが
挙げられる。また、市販品としては「エレミノールJS
−2,JS−5」〔三洋化成(株)製,商品名〕、「ラ
ムテルS−120,S−180A,S−180」〔花王
(株)、商品名〕、「アクアロンHS−10」〔第一工
業製薬(株)製,商品名〕、「アデカリアソープSE−
1025N,SE−10N」〔旭電化工業(株)製,商
品名〕なが入手可能である。
【0010】これらのラジカル重合性乳化剤は単独で用
いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。ま
た、乳化重合時におけるその使用量は、乳化重合に用い
られる全ラジカル重合性不飽和単量体100重量部に対
し、0.05〜15重量部の範囲が好ましく、特に1〜1
0重量部の範囲が好ましい。さらに、本発明のエマルジ
ョン樹脂組成物を耐候性などの物性が必要な用途に用い
る場合には、前記ラジカル重合性不飽和単量体と共に、
所望により、分子内にラジカル重合性不飽和結合をもつ
ベンゾトリアゾール系,ベンゾフェノン系などの反応性
紫外線吸収剤や反応性ヒンダードアミン系光安定剤を併
用することができる。
いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。ま
た、乳化重合時におけるその使用量は、乳化重合に用い
られる全ラジカル重合性不飽和単量体100重量部に対
し、0.05〜15重量部の範囲が好ましく、特に1〜1
0重量部の範囲が好ましい。さらに、本発明のエマルジ
ョン樹脂組成物を耐候性などの物性が必要な用途に用い
る場合には、前記ラジカル重合性不飽和単量体と共に、
所望により、分子内にラジカル重合性不飽和結合をもつ
ベンゾトリアゾール系,ベンゾフェノン系などの反応性
紫外線吸収剤や反応性ヒンダードアミン系光安定剤を併
用することができる。
【0011】本発明においては、乳化重合時にラジカル
重合開始剤が用いられるが、このラジカル重合開始剤と
しては、熱又は還元性物質などによってラジカル分解し
てラジカル重合性不飽和単量体の付加重合を起こさせる
もので、水溶性又は油溶性の過硫酸塩,過酸化物,アゾ
ビス化合物などが使用できる。その例としては、過硫酸
カリウム,過硫酸ナトリウム,過硫酸アンモニウム,過
酸化水素,t−ブチルハイドロパーオキサイド,t−ブ
チルパーオキシベンゾエート,2,2’−アゾビスイソ
ブチロニトリル,2,2’−アゾビス(2−ジアミノプ
ロパン)ハイドロクロライド,2,2’−アゾビス
(2,4−ジメチルバレロニトリル)などがある。な
お、重合速度の促進や低温での重合を望む場合には、亜
硫酸水素ナトリウム,塩化第一鉄,アスコルビン酸塩な
どの還元剤をラジカル重合開始剤と組み合わせて用いて
もよい。
重合開始剤が用いられるが、このラジカル重合開始剤と
しては、熱又は還元性物質などによってラジカル分解し
てラジカル重合性不飽和単量体の付加重合を起こさせる
もので、水溶性又は油溶性の過硫酸塩,過酸化物,アゾ
ビス化合物などが使用できる。その例としては、過硫酸
カリウム,過硫酸ナトリウム,過硫酸アンモニウム,過
酸化水素,t−ブチルハイドロパーオキサイド,t−ブ
チルパーオキシベンゾエート,2,2’−アゾビスイソ
ブチロニトリル,2,2’−アゾビス(2−ジアミノプ
ロパン)ハイドロクロライド,2,2’−アゾビス
(2,4−ジメチルバレロニトリル)などがある。な
お、重合速度の促進や低温での重合を望む場合には、亜
硫酸水素ナトリウム,塩化第一鉄,アスコルビン酸塩な
どの還元剤をラジカル重合開始剤と組み合わせて用いて
もよい。
【0012】本発明の水性エマルジョン樹脂組成物は、
前記の(a)成分,(b)成分及び(c)成分の乳化重
合物からなるものであるが、特に、(a)成分と(b)
成分と(c)成分との乳化重合により形成された重合体
粒子からなるコア成分と、(b)成分と(c)成分との
乳化重合により形成された重合体からなるシェル成分と
から構成されたコア/シェル重合体粒子を含有する水性
エマルジョン樹脂組成物が好適である。この水性エマル
ジョン樹脂組成物においては、コア成分において、
(b)成分/(a)成分重量比は、水性エマルジョン樹
脂組成物の性能などの点から、1〜30の範囲が好まし
く、特に5〜20の範囲が好適である。また、コア/シ
ェル重合体粒子において、(a)成分の量は、該水性エ
マルジョン樹脂組成物の性能などの点から、(a)成分
と(b)成分との合計量100重量部に対し、0.5〜1
0重量部の範囲が好ましく、特に0.5〜5重量部の範囲
が好ましい。一方、コア成分及びシェル成分のそれぞれ
における(c)成分の使用量は、重合時の乳化性及び水
性エマルジョン樹脂組成物の性能などの点から、それぞ
れにおいて用いられる全ラジカル重合性不飽和単量体1
00重量部に対し、0.1〜15重量部の範囲が好まし
く、特に1〜10重量部の範囲が好ましい。
前記の(a)成分,(b)成分及び(c)成分の乳化重
合物からなるものであるが、特に、(a)成分と(b)
成分と(c)成分との乳化重合により形成された重合体
粒子からなるコア成分と、(b)成分と(c)成分との
乳化重合により形成された重合体からなるシェル成分と
から構成されたコア/シェル重合体粒子を含有する水性
エマルジョン樹脂組成物が好適である。この水性エマル
ジョン樹脂組成物においては、コア成分において、
(b)成分/(a)成分重量比は、水性エマルジョン樹
脂組成物の性能などの点から、1〜30の範囲が好まし
く、特に5〜20の範囲が好適である。また、コア/シ
ェル重合体粒子において、(a)成分の量は、該水性エ
マルジョン樹脂組成物の性能などの点から、(a)成分
と(b)成分との合計量100重量部に対し、0.5〜1
0重量部の範囲が好ましく、特に0.5〜5重量部の範囲
が好ましい。一方、コア成分及びシェル成分のそれぞれ
における(c)成分の使用量は、重合時の乳化性及び水
性エマルジョン樹脂組成物の性能などの点から、それぞ
れにおいて用いられる全ラジカル重合性不飽和単量体1
00重量部に対し、0.1〜15重量部の範囲が好まし
く、特に1〜10重量部の範囲が好ましい。
【0013】さらに、コア成分の重合体粒子の平均粒子
径は、通常0.005〜0.3μm、好ましくは0.01〜0.
2μmの範囲であり、一方、コア/シェル重合体粒子の
平均粒子径は、通常0.01〜0.5μm、好ましくは0.0
5〜0.3μmの範囲である。また、コア成分とシェル成
分との重量比は、水性エマルジョン樹脂組成物の性能な
どの点から、重量比で1:30〜1:0.5の範囲が好ま
しく、特に1:20〜1:1の範囲が好適である。この
ような性状を有する本発明の水性エマルジョン樹脂組成
物は、固形分濃度を40重量%以上にすることが可能で
ある。そして、このものは、本発明の方法に従えば、下
記の(A)工程及び(B)工程を順次行うことにより、
容易に製造することができる。
径は、通常0.005〜0.3μm、好ましくは0.01〜0.
2μmの範囲であり、一方、コア/シェル重合体粒子の
平均粒子径は、通常0.01〜0.5μm、好ましくは0.0
5〜0.3μmの範囲である。また、コア成分とシェル成
分との重量比は、水性エマルジョン樹脂組成物の性能な
どの点から、重量比で1:30〜1:0.5の範囲が好ま
しく、特に1:20〜1:1の範囲が好適である。この
ような性状を有する本発明の水性エマルジョン樹脂組成
物は、固形分濃度を40重量%以上にすることが可能で
ある。そして、このものは、本発明の方法に従えば、下
記の(A)工程及び(B)工程を順次行うことにより、
容易に製造することができる。
【0014】(A)工程:この(A)工程は、水性媒体
中において、(a)成分である分子内に少なくとも2個
のカルボキシル基をもつラジカル重合性不飽和単量体
と、(b)成分であるその他のラジカル重合性不飽和単
量体と、(c)成分であるラジカル重合性乳化剤とを、
重合開始剤の存在下に乳化重合させて、シード粒子の水
性エマルジョンを形成させる工程である。この(A)工
程における乳化重合方法としては特に制限はなく、従
来、ラジカル乳化重合において慣用されている一般的な
方法を用いることができる。例えば、まず、水などの水
性媒体中に、前記(a)成分と(b)成分と(c)成分
を加え、ホモジナイザーなどで充分に乳化分散させ、乳
化液を調製する。この際、(a)成分と(b)成分は、
(b)成分/(a)成分重量比が、好ましくは1〜3
0、より好ましくは5〜20の範囲になるように用い、
かつ(c)成分は、(a)成分と(b)成分との合計量
100重量部に対し、好ましくは0.1〜15重量部、よ
り好ましくは1〜10重量部の範囲になるように用い
る。次いで、この乳化液に、例えば水性ラジカル重合開
始剤を加え、50〜95℃程度の温度で乳化重合を行
い、平均粒子径が、通常0.005〜0.3μm、好ましく
は0.01〜0.2μmのシード粒子の水性エマルジョンを
形成させる。この乳化重合は、回分式、連続式のいずれ
の反応形式であってもよく、また必要に応じ、窒素,ア
ルゴン,ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気下で実施する
ことができる。
中において、(a)成分である分子内に少なくとも2個
のカルボキシル基をもつラジカル重合性不飽和単量体
と、(b)成分であるその他のラジカル重合性不飽和単
量体と、(c)成分であるラジカル重合性乳化剤とを、
重合開始剤の存在下に乳化重合させて、シード粒子の水
性エマルジョンを形成させる工程である。この(A)工
程における乳化重合方法としては特に制限はなく、従
来、ラジカル乳化重合において慣用されている一般的な
方法を用いることができる。例えば、まず、水などの水
性媒体中に、前記(a)成分と(b)成分と(c)成分
を加え、ホモジナイザーなどで充分に乳化分散させ、乳
化液を調製する。この際、(a)成分と(b)成分は、
(b)成分/(a)成分重量比が、好ましくは1〜3
0、より好ましくは5〜20の範囲になるように用い、
かつ(c)成分は、(a)成分と(b)成分との合計量
100重量部に対し、好ましくは0.1〜15重量部、よ
り好ましくは1〜10重量部の範囲になるように用い
る。次いで、この乳化液に、例えば水性ラジカル重合開
始剤を加え、50〜95℃程度の温度で乳化重合を行
い、平均粒子径が、通常0.005〜0.3μm、好ましく
は0.01〜0.2μmのシード粒子の水性エマルジョンを
形成させる。この乳化重合は、回分式、連続式のいずれ
の反応形式であってもよく、また必要に応じ、窒素,ア
ルゴン,ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気下で実施する
ことができる。
【0015】(B)工程:この(B)工程は、上記
(A)工程で得られたシード粒子の水性エマルジョン中
において、(b)成分であるその他のラジカル重合性不
飽和単量体と、(c)成分であるラジカル重合性乳化剤
とを、重合開始剤の存在下にシード乳化重合させて、所
望の水性エマルジョン樹脂組成物を作製する工程であ
る。この(B)工程におけるシード乳化重合方法として
は特に制限はなく、従来、ラジカルシード乳化重合にお
いて慣用されている一般的な方法を用いることができ
る。
(A)工程で得られたシード粒子の水性エマルジョン中
において、(b)成分であるその他のラジカル重合性不
飽和単量体と、(c)成分であるラジカル重合性乳化剤
とを、重合開始剤の存在下にシード乳化重合させて、所
望の水性エマルジョン樹脂組成物を作製する工程であ
る。この(B)工程におけるシード乳化重合方法として
は特に制限はなく、従来、ラジカルシード乳化重合にお
いて慣用されている一般的な方法を用いることができ
る。
【0016】例えば、まず、水などの水性媒体中に、前
記(b)成分と(c)成分を加え、ホモジナイザーなど
で充分に乳化分散させ、乳化液を調製する。この際、該
(b)成分と(c)成分の使用量については、(b)成
分100重量部に対し、(c)成分を、好ましくは0.1
〜15重量部、より好ましくは1〜10重量部の範囲で
用いる。また(A)工程における(a)成分と(b)成
分と(c)成分との合計量と(B)工程における(b)
成分と(c)成分との合計量の重量比が、好ましくは
1:30〜1:0.5、より好ましくは1:20〜1:1
の範囲にあり、かつ(A)工程と(B)工程の全工程に
おいて、(a)成分と(b)成分との合計量100重量
部に対し、(a)成分の量が、好ましくは0.5〜10重
量部、より好ましくは0.5〜5重量部の範囲になるよう
に、(b)成分及び(c)成分を用いる。
記(b)成分と(c)成分を加え、ホモジナイザーなど
で充分に乳化分散させ、乳化液を調製する。この際、該
(b)成分と(c)成分の使用量については、(b)成
分100重量部に対し、(c)成分を、好ましくは0.1
〜15重量部、より好ましくは1〜10重量部の範囲で
用いる。また(A)工程における(a)成分と(b)成
分と(c)成分との合計量と(B)工程における(b)
成分と(c)成分との合計量の重量比が、好ましくは
1:30〜1:0.5、より好ましくは1:20〜1:1
の範囲にあり、かつ(A)工程と(B)工程の全工程に
おいて、(a)成分と(b)成分との合計量100重量
部に対し、(a)成分の量が、好ましくは0.5〜10重
量部、より好ましくは0.5〜5重量部の範囲になるよう
に、(b)成分及び(c)成分を用いる。
【0017】次いで、この乳化液に、例えば水溶性ラジ
カル重合開始剤を加え、このものを、前記(A)工程で
得られたシード粒子の水性エマルジョンに連続的に投入
し、50〜95℃程度の温度でシード乳化重合を行う。
このシード乳化重合は回分式,連続式のいずれの反応形
式であってもよく、また必要に応じ、窒素,アルゴン,
ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気下で実施することがで
きる。重合終了液にはpH調整剤として、必要に応じ、
アンモニア,モノエチルアミン,トリエチルアミン,エ
タノールアミンなどの弱アルカリ性化合物を添加するこ
とができる。このようにして、固形分濃度が、通常40
重量%以上で、コア/シェル重合体粒子の平均粒子径
が、通常0.01〜0.5μm、好ましくは0.05〜0.3μ
mの水性エマルジョン樹脂組成物が得られる。
カル重合開始剤を加え、このものを、前記(A)工程で
得られたシード粒子の水性エマルジョンに連続的に投入
し、50〜95℃程度の温度でシード乳化重合を行う。
このシード乳化重合は回分式,連続式のいずれの反応形
式であってもよく、また必要に応じ、窒素,アルゴン,
ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気下で実施することがで
きる。重合終了液にはpH調整剤として、必要に応じ、
アンモニア,モノエチルアミン,トリエチルアミン,エ
タノールアミンなどの弱アルカリ性化合物を添加するこ
とができる。このようにして、固形分濃度が、通常40
重量%以上で、コア/シェル重合体粒子の平均粒子径
が、通常0.01〜0.5μm、好ましくは0.05〜0.3μ
mの水性エマルジョン樹脂組成物が得られる。
【0018】
【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳しく
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。なお、各例における平均粒子径及
び水性エマルジョン樹脂組成物の耐水白化性は、下記の
方法に従って測定した。 (1)平均粒子径 粒子径はマイクロトラックUPA150(日機装(株)
製)を用いて粒子径分布を測定し、平均粒子径を得た。 (2)耐水白化性 水性エマルジョン樹脂組成物を造膜助剤を用いて、MF
T(最低造膜温度)が0℃になるように調整したのち、
6ミル厚のアプリケーターでガラス板上に塗布した。こ
れを20℃,相対湿度65%の雰囲気下に1日間養生
し、同条件下で7日間水浸漬処理した。その後、分光光
度計((株)島津製作所製「1600−UV」)を用い
て、430nmの波長における透過度を測定し、何も塗
布していないガラス板の透過度を100%として、相対
透過度を求め、耐水白化性を評価した。
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。なお、各例における平均粒子径及
び水性エマルジョン樹脂組成物の耐水白化性は、下記の
方法に従って測定した。 (1)平均粒子径 粒子径はマイクロトラックUPA150(日機装(株)
製)を用いて粒子径分布を測定し、平均粒子径を得た。 (2)耐水白化性 水性エマルジョン樹脂組成物を造膜助剤を用いて、MF
T(最低造膜温度)が0℃になるように調整したのち、
6ミル厚のアプリケーターでガラス板上に塗布した。こ
れを20℃,相対湿度65%の雰囲気下に1日間養生
し、同条件下で7日間水浸漬処理した。その後、分光光
度計((株)島津製作所製「1600−UV」)を用い
て、430nmの波長における透過度を測定し、何も塗
布していないガラス板の透過度を100%として、相対
透過度を求め、耐水白化性を評価した。
【0019】実施例1 (A)工程 イオン交換水200重量部、マレイン酸5重量部,メチ
ルメタクリレート100重量部及び反応性乳化剤「エレ
ミノールJS−2」〔三洋化成(株)製、商品名〕10
重量部を混合し、ホモジナイザーで乳化分散させて乳化
液を調製した。攪拌器,冷却管,温度計及び滴下ロート
を取り付けた四つ口フラスコに、上記乳化液を仕込み、
80℃に昇温したのち、これに過硫酸カリウム1重量部
を加え、攪拌しながら80℃で1時間保持して乳化重合
を行い、シード粒子の水性エマルジョンを形成させた。
このシード粒子の平均粒子径は約0.05μmであった。 (B)工程 イオン交換水300重量部、メチルメタクリレート22
5重量部、2−エチルヘキシルアクリレート150重量
部及び「エレミノールJS−2」(前出)10重量部を
混合し、ホモジナイザーで乳化分散させて乳化液を調製
した。
ルメタクリレート100重量部及び反応性乳化剤「エレ
ミノールJS−2」〔三洋化成(株)製、商品名〕10
重量部を混合し、ホモジナイザーで乳化分散させて乳化
液を調製した。攪拌器,冷却管,温度計及び滴下ロート
を取り付けた四つ口フラスコに、上記乳化液を仕込み、
80℃に昇温したのち、これに過硫酸カリウム1重量部
を加え、攪拌しながら80℃で1時間保持して乳化重合
を行い、シード粒子の水性エマルジョンを形成させた。
このシード粒子の平均粒子径は約0.05μmであった。 (B)工程 イオン交換水300重量部、メチルメタクリレート22
5重量部、2−エチルヘキシルアクリレート150重量
部及び「エレミノールJS−2」(前出)10重量部を
混合し、ホモジナイザーで乳化分散させて乳化液を調製
した。
【0020】この乳化液に過硫酸カリウム1重量部を加
えたものを、上記(A)工程で得られたシード粒子の水
性エマルジョンに、攪拌下80℃の温度に保持しながら
3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃の温
度に2時間保持してシード乳化重合を行なったのち、室
温まで冷却し、アンモニア水を添加してpH9.0に調整
した。その結果、固形分濃度50重量%、pH9.0のエ
マルジョン樹脂組成物が得られた。この樹脂粒子の平均
粒子径は約0.1μmであった。このエマルジョン樹脂組
成物の耐水白化性は相対透過度100%であった。
えたものを、上記(A)工程で得られたシード粒子の水
性エマルジョンに、攪拌下80℃の温度に保持しながら
3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃の温
度に2時間保持してシード乳化重合を行なったのち、室
温まで冷却し、アンモニア水を添加してpH9.0に調整
した。その結果、固形分濃度50重量%、pH9.0のエ
マルジョン樹脂組成物が得られた。この樹脂粒子の平均
粒子径は約0.1μmであった。このエマルジョン樹脂組
成物の耐水白化性は相対透過度100%であった。
【0021】実施例2〜6 第1表の(A)工程及び(B)工程に示す種類と量の各
成分を用い、実施例1と同様にして(A)工程及び
(B)工程を行って、固形分濃度50重量%、pH9.0
の水性エマルジョン樹脂組成物を得た。(A)工程で得
られたシード粒子の平均粒子径、(B)工程で得られた
樹脂粒子の平均粒子径及び水性エマルジョン樹脂組成物
の耐水白化性を、実施例1のデータと共に第1表に示
す。
成分を用い、実施例1と同様にして(A)工程及び
(B)工程を行って、固形分濃度50重量%、pH9.0
の水性エマルジョン樹脂組成物を得た。(A)工程で得
られたシード粒子の平均粒子径、(B)工程で得られた
樹脂粒子の平均粒子径及び水性エマルジョン樹脂組成物
の耐水白化性を、実施例1のデータと共に第1表に示
す。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】比較例1及び2 第2表の(A)工程及び(B)工程に示す種類と量の各
成分を用い、実施例1ど同様にして(A)工程及び
(B)工程を行って、固形分濃度50重量%、pH9.0
の水性エマルジョン樹脂組成物を得た。(A)工程で得
られたシード粒子の平均粒子径、(B)工程で得られた
樹脂粒子の平均粒子径及び水性エマルジョン樹脂組成物
の耐水白化性を第2表に示す。
成分を用い、実施例1ど同様にして(A)工程及び
(B)工程を行って、固形分濃度50重量%、pH9.0
の水性エマルジョン樹脂組成物を得た。(A)工程で得
られたシード粒子の平均粒子径、(B)工程で得られた
樹脂粒子の平均粒子径及び水性エマルジョン樹脂組成物
の耐水白化性を第2表に示す。
【0025】比較例3 第2表の(A)工程に記載の各成分を混合し、ホモジナ
イザーで乳化分散させて乳化液を調製した。攪拌器,冷
却管,温度計及び滴下ロートを取り付けた四つ口フラス
コに、上記乳化液を仕込み、80℃に昇温したのち、こ
れに過硫酸カリウム2重量部を攪拌下に80℃の温度に
保持しながら3時間かけて滴下した。滴下終了後、さら
に80℃の温度に2時間保持して乳化重合を行ったの
ち、室温まで冷却し、アンモニア水を添加してpH9.0
に調整した。その結果、固形分濃度50重量%、pH9.
0の水性エマルジョン樹脂組成物が得られた。この水性
エマルジョン樹脂組成物の樹脂粒子の平均粒子径と耐水
白化性を第2表に示す。
イザーで乳化分散させて乳化液を調製した。攪拌器,冷
却管,温度計及び滴下ロートを取り付けた四つ口フラス
コに、上記乳化液を仕込み、80℃に昇温したのち、こ
れに過硫酸カリウム2重量部を攪拌下に80℃の温度に
保持しながら3時間かけて滴下した。滴下終了後、さら
に80℃の温度に2時間保持して乳化重合を行ったの
ち、室温まで冷却し、アンモニア水を添加してpH9.0
に調整した。その結果、固形分濃度50重量%、pH9.
0の水性エマルジョン樹脂組成物が得られた。この水性
エマルジョン樹脂組成物の樹脂粒子の平均粒子径と耐水
白化性を第2表に示す。
【0026】
【表3】
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、固形分濃度が高く、か
つ被膜の耐水白化性に優れ、クリアトップコート,塗料
用バインダー,接着剤,粘着剤などの用途に好適な水性
エマルジョン樹脂組成物が容易に得られる。
つ被膜の耐水白化性に優れ、クリアトップコート,塗料
用バインダー,接着剤,粘着剤などの用途に好適な水性
エマルジョン樹脂組成物が容易に得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J011 KA04 KA06 KA09 KA14 KB14 KB19 KB22 KB29 4J026 AA24 AA25 AA38 AA43 AA44 AA45 AA47 AA49 AA50 AA53 BA10 BA20 BA25 BA26 BA27 BA29 BA31 BA32 DA04 DB04
Claims (6)
- 【請求項1】 (a)分子内に少なくとも2個のカルボ
キシル基をもつラジカル重合性不飽和単量体と、(b)
その他のラジカル重合性不飽和単量体と、(c)ラジカ
ル重合性乳化剤との乳化重合物からなる水性エマルジョ
ン樹脂組成物。 - 【請求項2】 (a)成分と(b)成分と(c)成分と
の乳化重合により形成された重合体粒子からなるコア成
分と、(b)成分と(c)成分との乳化重合により形成
された重合体からなるシェル成分とから構成されたコア
/シェル重合体粒子を含有する請求項1記載の水性エマ
ルジョン樹脂組成物。 - 【請求項3】 コア成分及びシェル成分のそれぞれにお
いて、全ラジカル重合性不飽和単量体100重量部に対
し、(c)成分の使用量が0.05〜15重量部である請
求項2記載の水性エマルジョン樹脂組成物。 - 【請求項4】 コア成分において、(b)成分/(a)
成分重量比が1〜30である請求項2又は3記載の水性
エマルジョン樹脂組成物。 - 【請求項5】 (A)水性媒体中において、(a)分子
内に少なくとも2個のカルボキシル基をもつラジカル重
合性不飽和単量体と、(b)その他のラジカル重合性不
飽和単量体と、(c)ラジカル重合性乳化剤とを、重合
開始剤の存在下に乳化重合させて、シード粒子の水性エ
マルジョンを形成させる工程、及び(B)上記(A)工
程で得られたシード粒子の水性エマルジョン中におい
て、(b)その他のラジカル重合性不飽和単量体と、
(c)ラジカル重合性乳化剤とを、重合開始剤の存在下
にシード乳化重合させる工程を順次行うことを特徴とす
る水性エマルジョン樹脂組成物の製造方法。 - 【請求項6】 (A)工程及び(B)工程のそれぞれに
おいて、全ラジカル重合性不飽和単量体100重量部に
対し、(c)成分の使用量が0.1〜15重量部であり、
かつ(A)工程における(b)成分/(a)成分重量比
が1〜30である請求項5記載の水性エマルジョン樹脂
組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11102470A JP2000290330A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 水性エマルジョン樹脂組成物及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11102470A JP2000290330A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 水性エマルジョン樹脂組成物及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000290330A true JP2000290330A (ja) | 2000-10-17 |
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ID=14328348
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|---|---|---|---|
| JP11102470A Pending JP2000290330A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 水性エマルジョン樹脂組成物及びその製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2000290330A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR20220024724A (ko) * | 2019-08-28 | 2022-03-03 | 세키스이가세이힝코교가부시키가이샤 | 수지 미립자 및 그 제조 방법 |
-
1999
- 1999-04-09 JP JP11102470A patent/JP2000290330A/ja active Pending
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