JPH0229703B2 - - Google Patents

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JPH0229703B2
JPH0229703B2 JP61064792A JP6479286A JPH0229703B2 JP H0229703 B2 JPH0229703 B2 JP H0229703B2 JP 61064792 A JP61064792 A JP 61064792A JP 6479286 A JP6479286 A JP 6479286A JP H0229703 B2 JPH0229703 B2 JP H0229703B2
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JP
Japan
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group
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film
acid
compound
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Application number
JP61064792A
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Japanese (ja)
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JPS62223275A (en
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Yoshihiro Arita
Masatoshi Yoshida
Masuji Izumibayashi
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Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62223275A publication Critical patent/JPS62223275A/en
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Description

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

〔産業上の利用分野〕 本発明は、新規なカチオン性水性皮膜形成剤に
関するものである。さらに詳しくは、優れた乳化
力を有しかつ架橋反応性を有する変性ポリアミン
を乳化剤として得られる水性樹脂分散液と分子内
に変性ポリアミンと反応し得る特定の官能基を2
個以上有する化合物からなる、耐水性をはじめ諸
物性に優れた皮膜を形成し得るカチオン性水性皮
膜形成剤に関するものである。 本発明のカチオン性水性皮膜形成剤は、カチオ
ン性の粒子荷電を有するため様々な物質への吸着
性及び接着性に優れ、当業界において汎用されて
いる公知の乳化剤を用いたものにくらべて発泡が
少なく、耐水性の良好な強度の高い皮膜を形成し
得るので、繊維加工、ガラス繊維加工、皮革加工
及びガラス、金属、セメント、プラスチツクなど
のような種々の無機及び有機材料へのコーテイン
グ、接着などの広汎なる分野において有用なもの
である。 〔従来の技術〕 従来からドデシルトリメチルアンモニウムクロ
リド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロリ
ドなどのようなカチオン性乳化剤の存在下に重合
性単量体を乳化重合して得られるカチオン性エマ
ルシヨンは公知であり、カチオン性であることを
活かして各種の用途に用いられているが、皮膜の
耐水性や強度が劣るという欠点があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、従来のカチオン性エマルシヨンが有
していた前記問題点を解消するものであり、従つ
てその目的は、皮膜の耐水性や強度に優れたカチ
オン性水性皮膜形成剤を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段及び作用〕 本発明者らは、親水性であるポリアミン及び/
又はその誘導体に、疎水性基もしくは疎水性基と
親水性基とをエポキシ基やイソシアネート基等の
反応性基を介して導入し、必要により四級化反応
によつてより親水化すると共に反応性基を導入す
るためのエピハロヒドリンを反応させてなるカチ
オン性の変性ポリアミンが優れた乳化力を示し、
更に変性ポリアミンが特定の官能基を有する化合
物との間での架橋性を有することを見出した。ま
た、前記変性ポリアミンを乳化剤として重合性単
量体の乳化重合に使用すると、重合中の安定性良
く水性樹脂分散液が製造でき、得られた水性樹脂
分散液と分子内に変性ポリアミンと反応し得る特
定の官能基を2個以上有する化合物とからなるカ
チオン性水性皮膜形成剤は、耐水性に優れた強度
の高い皮膜を形成し、更にはカチオン性であるた
めに各種の材質に対する密着性が良好な皮膜を形
成することを見出し、本発明に到達した。 即ち本発明は、ポリアミン及び/又はその誘導
体に、一般式 R−(OA−)oX (式中Rは炭素数4〜28の炭化水素基を示し、A
は炭素数2〜4のアルキレン基を示し、Xはエポ
キシ基、カルボキシル基、ビニル基もしくはイソ
シアネート基を有する原子団又はハロゲン原子を
示し、nは1から30の整数を示す。)で表わされ
る化合物と必要によりエピハロヒドリンとを反応
させて得られる変性ポリアミンを乳化剤として、
重合性単量体を水性媒体中で乳化重合して得られ
る水性樹脂分散液(A)及び分子内にヒドロキシル
基、エポキシ基、アミノ基、アルコキシシリル
基、アジリジニル基およびオキサゾリン基からな
る群から選ばれる変性ポリアミンと反応し得る官
能基を2個以上有する化合物(B)を必須成分として
なり、かつ水性樹脂分散液(A)の不揮発分100重量
部に対して化合物(B)0.1〜1000重量部の割合であ
るカチオン性水性皮膜形成剤に関するものであ
る。 本発明に用いられるポリアミン及び/又はその
誘導体とは、分子中に少なくとも2個の窒素原子
を有し、しかも第1級及び/又は第2級のアミノ
基を少なくとも2個有するものである。ポリアミ
ンとしては、例えば、エチレンイミンの重合によ
つて得られるポリアルキレンイミンなどのアルキ
レンイミン類の重合又は共重合によつて得られる
ポリアルキレンイミン;エチレンジアミン、ジエ
チレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テ
トラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサ
ミンなどの(ポリ)アルキレンポリアミン;ポリ
アルキレンイミン及び/又は(ポリ)アルキレン
ポリアミンとアジピン酸などの多塩基酸との縮合
によつて得られるポリアミドポリアミン;ポリア
ルキレンイミン及び/又は(ポリ)アルキレンア
ミン及び/又はアルキレンイミンと尿素との反応
によつて得られるポリウレアポリアミン;アルキ
レンイミンとフタル酸などの酸無水物との共重合
によつて得られるポリアミドポリエステルポリア
ミンなどを挙げることができる。またポリアミン
誘導体としては、前記ポリアミンにエチレンオキ
シド、プロピレンオキシドなどのアルキレンオキ
シドやアクリルアミドなどのα,β−不飽和酸ア
ミド化合物等を付加反応させた物などを挙げるこ
とができる。 本発明に用いられる一般式 R−(OA−)oX (式中、R、A、X及びnは前記と同様である。)
で表わされる化合物(以下、化合物(1)という。)
において、式中のRに相当する炭素数4〜28の炭
化水素基としては、炭素数4〜28の直鎖状もしく
は、分枝状のアルキル基、(アルキル)アリール
基、(アルキル)水添アリール基、(アルキル)ア
ラルキル基などを挙げることができる。該化合物
(1)としては、例えばエチレンオキシド、プロピレ
ンオキシド、イソブチレンオキシドなどのアルキ
レンオキシドの付加モル数が1から30のn−オク
チルポリオキシアルキレングリシジルエーテル、
n−ノニルポリオキシアルキレングリシジルエー
テル、ラウリルポリオキシアルキレングリシジル
エーテル、ステアリルポリオキシアルキレングリ
シジルエーテル、2−エチルヘキシルポリオキシ
アルキレングリシジルエーテルなどの第1級アル
キルポリオキシアルキレングリシジルエーテル
類;炭素数12ないし14の第2級アルコールの混合
物にアルキレンオキシドを1から30モル付加し、
さらにグリシジルエーテル化したもの、炭素数10
ないし12の第2級アルコールの混合物にアルキレ
ンオキシドを1から30モル付加し、さらにグリシ
ジルエーテル化したものなどの第2級アルキルポ
リオキシアルキレングリシジルエーテル類;アル
キレンオキシドの付加モル数が1から30のオクチ
ルフエニルポリオキシアルキレングリシジルエー
テル、ノニルフエニルポリオキシアルキレングリ
シジルエーテル、ラウリルフエニルポリオキシア
ルキレングリシジルエーテル、ステアリルフエニ
ルポリオキシアルキレングリシジルエーテルなど
のアルキルフエニルポリオキシアルキレングリシ
ジルエーテル類;アルキレンオキシドの付加モル
数が1から30のオクチルシクロペンチルポリオキ
シアルキレングリシジルエーテル、オクチルシク
ロヘキシルポリオキシアルキレングリシジルエー
テル、ノニルシクロペンチルポリオキシアルキレ
ングリシジルエーテル、ノニルシクロヘキシルポ
リオキシアルキレングリシジルエーテル、ラウリ
ルシクロペンチルポリオキシアルキレングリシジ
ルエーテル、ラウリルシクロヘキシルポリオキシ
アルキレングリシジルエーテル、ステアリルシク
ロペンチルポリオキシアルキレングリシジルエー
テル、ステアリルシクロヘキシルポリオキシアル
キレングリシジルエーテルなどのアルキルシクロ
アルキルポリオキシアルキレングリシジルエーテ
ル類;アルキレンオキシドの付加モル数が1から
30のオクチルベンジルポリオキシアルキレングリ
シジルエーテル、ノニルベンジルポリオキシアル
キレングリシジルエーテル、ラウリルベンジルポ
リオキシアルキレングリシジルエーテル、ステア
リルベンジルポリオキシアルキレングリシジルエ
ーテルなどのアルキルベンジルポリオキシアルキ
レングリシジルエーテル類;オクチルグリシジル
エーテル、ラウリルグリシジルエーテル、ステア
リルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグ
リシジルエーテルなどの高級アルコールのグリシ
ジルエーテル類;オクチルフエニルグリシジルエ
ーテル、ノニルフエニルグリシジルエーテル、ラ
ウリルフエニルグリシジルエーテル、ステアリル
フエニルグリシジルエーテルなどのアルキルフエ
ノールのグリシジルエーテル類;オクチルシクロ
ペンチルグリシジルエーテル、オクチルシクロヘ
キシルグリシジルエーテル、ノニルシクロペンチ
ルグリシジルエーテル、ノニルシクロヘキシルグ
リシジルエーテル、ラウリルシクロペンチルグリ
シジルエーテル、ステアリルシクロペンチルグリ
シジルエーテル、ステアリルシクロヘキシルグリ
シジルエーテルなどのアルキルシクロアルカノー
ルのグリシジルエーテル類;オクチルベンジルグ
リシジルエーテル、ノニルベンジルグリシジルエ
ーテル、ラウリルベンジルグリシジルエーテル、
ステアリルベンジルグリシジルエーテルなどのア
ルキルベンジルアルコールのグリシジルエーテル
類;炭素数12又は14のα−オレフインエポキシ
ド、炭素数16又は18のα−オレフインエポキシド
などの1,2−エポキシアルカン類;オクチルイ
ソシアネート、オクタデシルイソシアネート、オ
クタデシルイソシアネートなどのアルキルイソシ
アネート類;オクタノール、ラウリルアルコー
ル、ステアリルアルコールなどのアルコール類又
はそれらのアルコール類のアルキレンオキシド付
加物とトリレンジイソシアネート類との反応によ
り得られるモノイソシアネート化合物類;オクタ
ノール、ラウリルアルコール、ステアリルアルコ
ールなどのアルコール類又はそれらのアルコール
類のアルキレンオキシド付加物の末端酸基を塩
素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子で置換した
ハロゲン化物類;ラウリン酸、ミリスチン酸、パ
ルミチン酸、ステアリン酸などの飽和脂肪酸類;
オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エレオス
テアリン酸などの不飽和脂肪酸類;アクリル酸2
−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリ
ル酸ステアリルなどのアクリル酸アルキルエステ
ル類などを挙げることができ、これらの群から選
ばれる1種又は2種以上を使用することができ
る。 本発明に用いられる変性ポリアミンを得るため
の上記化合物(1)の使用量は特に限定されないが、
充分な界面活性を発現させるためには、ポリアミ
ン及び/又はその誘導体中のアミン水素1個あた
り0.01から1分子の化合物(1)を使用するのが好ま
しい。 又、上記反応によつて得た変性ポリアミンは必
要により更にエピハロヒドリンを反応させること
ができる。使用できるエピハロヒドリンとして
は、エピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン、
エピヨードヒドリンなどを挙げることができる
が、好ましくは、エピクロルヒドリンである。 本発明に用いられる変性ポリアミンを得るに際
し、エピハロヒドリンを用いる場合の使用量は特
に限定されないが、充分な硬化性を発現させる為
には、ポリアミン及び/又はその誘導体中のアミ
ン水素1個あたり0.1から2分子のエピハロヒド
リンを使用するのが好ましい。 本発明に用いられる変性ポリアミンを得るため
の反応条件は特に制限がなく、ポリアミン及び/
又はその誘導体、化合物(1)及びエピハロヒドリン
の性状や反応性に応じて適宜選択すればよく、必
要であれば適当な触媒を使用してもよい。又得ら
れた変性ポリアミンに酸を添加して、PH調整をす
ることもできる。上記酸としては、塩酸、硫酸、
リン酸などの無機酸やギ酸、酢酸、アクリル酸、
メタクリル酸などの有機酸を使用できる。 このようにして得られた変性ポリアミンは、乳
化力が優れ、広汎な種類の重合性単量体の乳化重
合を安定に行うことができ、よつて本発明の優れ
た性能を有するカチオン性水性皮膜形成剤を構成
する第1の成分である水性樹脂分散液(A)を提供す
るものである。 本発明に用いられる重合性単量体とは、重合性
不飽和基を有するものであれば特に限定されない
が、例示すれば、(メタ)アクリル酸のメチル、
エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソ
ブチル、オクチル、2−エチルヘキシル、ラウリ
ル、ステアリル、あるいはシクロヘキシルエステ
ルなどの炭素数1から18個の直鎖状もしくは分枝
状脂肪族アルキルアルコール又は脂環式アルキル
アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化
合物である(メタ)アクリル酸エステル類;(メ
タ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル
酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノエチル
(メタ)アクリルアミド、ビニルピリジン、ビニ
ルイミダゾール、ビニルピロリドンなどの塩基性
不飽和単量体類;(メタ)アクリル酸とエチレン
グリコール、1,3−ブチレングリコール、1,
6−ヘキサングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール、トリメチロールプロパンなどの多価ア
ルコールとのポリエステルなどの分子内に重合性
不飽和基を2個以上含有する多官能性(メタ)ア
クリル酸エステル類;(メタ)アクリルアミド、
メチロール化(メタ)アクリルアミド、炭素数1
から4個のアルコキシメチロール(メタ)アクリ
ルアミドなどの(メタ)アクリルアミド類;(メ
タ)アクリル酸、クロトン酸などの不飽和モノカ
ルボン酸類およびその塩類;イタコン酸、マレイ
ン酸、フマル酸などの不飽和ポリカルボン酸類、
その塩類および該酸のモノエステル化合物類;ビ
ニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)
アクリル酸スルホエチルなどの重合性不飽和スル
ホン酸類およびその塩類;(メタ)アクリル酸ヒ
ドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシ
プロピル、アクリル酸もしくはメタクリル酸とポ
リプロピレングリコールもしくはポリエチレング
リコールとのモノエステルなどのヒドロキシル基
含有不飽和単量体類;(メタ)アクリル酸グリシ
ジルなどのエポキシ基含有不飽和単量体類;(メ
タ)アクリル酸2−ヒドロキシ−3−クロロプロ
ピルなどのハロヒドリン基含有不飽和単量体類;
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、ビニルトリメトキシエトキシシラン、γ
−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエ
トキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピ
ルメチルジメトキシシラン、アリルトリエトキシ
シラン、トリメトキシシリルプロピルアリルアミ
ンなどの有機珪素単量体類;(メタ)アクリル酸
イソシアネートエチルのフエノール付加物などの
ブロツク化イソシアネート基含有不飽和単量体
類;(メタ)アクリロイルアジリジン、(メタ)ア
クリロイルオキシエチルアジリジンなどのアジリ
ジニル基含有不飽和単量体類;2−イソプロペニ
ル−2−オキサゾリン、2−ビニル−2−オキサ
ゾリンなどのオキサゾリン基含有不飽和単量体
類;及びスチレン、ビニルトルエン、塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン、弗化ビニル、弗化ビニリデ
ン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢
酸ビニル、エチレン、プロピレン、ブタジエン、
イソプレン、ジシクロペンタジエン、ジビニルベ
ンゼン、ジアリルフタレートなどを挙げることが
でき、これらの群から選ばれる1種又は2種以上
の混合物を使用することができる。 本発明のカチオン性水性皮膜形成剤を構成する
第1の成分である水性樹脂分散液(A)は、前記変性
ポリアミンを乳化剤として該重合性単量体を水性
媒体中で乳化重合させて得られるものである。乳
化重合の際の変性ポリアミンの使用量には特に制
限はないが、重合性単量体100重量部に対し0.5〜
200重量部が好ましい。又、前記変性ポリアミン
よりなる乳化剤を単独で用いるのが好ましいが、
本発明の特長を損なわない程度であれば従来の公
知の乳化剤を併用することもできる。 乳化重合は、この他公知の重合開始剤、その他
必要があれば各種の添加剤を使用して、公知の方
法に従つて行うことができる。 この水性樹脂分散液(A)を得るに際し、重合性単
量体の少なくとも1種が本発明において乳化剤と
して用いる変性ポリアミンと反応し得る官能基を
有する化合物であれば、得られる水性樹脂分散液
(A)の性能をさらに向上できるので好ましい。 変性ポリアミンと反応し得る官能基としては、
例えばカルボキシル基、スルホン酸基、ヒドロキ
シル基、エポキシ基、ハロヒドリン基、アミノ
基、アルコキシシリル基、ブロツク化イソシアネ
ート基、アジリジニル基、オキサゾリン基などを
挙げることができる。これらの官能基を有する化
合物としては、前記重合性単量体のうち重合性不
飽和モノカルボン酸類、重合性不飽和ポリカルボ
ン酸類、重合性不飽和ポリカルボン酸のモノエス
テル化合物類、重合性不飽和スルホン酸類、ヒド
ロキシル基含有不飽和単量体類、エポキシ基含有
不飽和単量体類、ハロヒドリン基含有不飽和単量
体類、塩基性不飽和単量体類、有機珪素単量体
類、ブロツク化イソシアネート基含有不飽和単量
体類、アジリジニル基含有不飽和単量体類及びオ
キサゾリン基含有不飽和単量体類を挙げることが
できる。 本発明のカチオン性水性皮膜形成剤を構成する
第2の成分は分子内に変性ポリアミンと反応し得
る特定の官能基を2個以上有する化合物(B)であ
る。化合物(B)は、皮膜を形成する過程において該
樹脂組成物を構成する第1の成分である水性樹脂
分散液(A)に含まれる変性ポリアミンと架橋反応し
て硬化皮膜を形成することにより、耐水性をはじ
めとする諸物性の向上をもたらすものである。本
発明における変性ポリアミンと反応し得る官能基
としては、ヒドロキシル基、エポキシ基、アミノ
基、アルコキシシリル基、アジリジニル基、オキ
サゾリン基を挙げることができる。これらの官能
基を分子内に2個以上有する化合物としては、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、ジエ
チレングリコール、ジプロピレングリコール、ト
リエチレングリコール、トリプロピレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール、エチレンオキシド−プロピレンオキシ
ドブロツク共重合体、エチレンオキシド−プロピ
レンオキシド−エチレンオキシドブロツク共重合
体、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカ
ンジオールなどのジオール類;ポリ酢酸ビニルの
ケン化物などのポリオール類;エチレングリコー
ルジグリシジルエーテル、ジエチレングリコール
ジグリシジルエーテル、トリエチレングリコール
ジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール
ジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジ
グリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジ
グリシジルエーテル、ポリプロピレングリコール
ジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジ
ルエーテル、ビスフエノールAジグリシジルエー
テル、テトラプロモビスフエノールAジグリシジ
ルエーテルなどのジグリシジルエーテル類;コハ
ク酸ジグリシジルエステル、アジピン酸ジグリシ
ジルエステルなどのジグリシジルエステル類;グ
リセロールトリグリシジルエーテル、トリメチロ
ールプロパントリグリシジルエーテル、3−メチ
ルペンタントリオールトリグリシジルエーテル、
グリセリンエチレンオキシド付加物のトリグリシ
ジルエーテルなどのトリグリシジルエーテル類;
ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビ
トールポリグリシジルエーテル、ポリグリセリン
ポリグリシジルエーテル、フエノールノボラツク
型エポキシ樹脂、クレゾールノボラツク型エポキ
シ樹脂などのポリグリシジルエーテル類;テトラ
グリシジルジアミノジフエニルメタン、ジグリシ
ジルジメチルヒダントインなどのグリシジルアミ
ン類;エチレンジアミン、ジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペ
ンタミン、ポリエチレンイミン、アジピン酸とジ
エチレントリアミンの縮合物であるポリアミドポ
リアミンなどのポリアミン類;テトラメトキシシ
ラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキ
シシラン、メチルトリエトキシシラン、γ−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキ
シプロピルトリエトキシシランなどのアルコキシ
シラン化合物類又はその部分加水分解縮合物;ヘ
キサメチレンジイソシアネートのエチレンイミン
2モル付加物、ジフエニルメタンジイソシアネー
トのエチレンイミン2モル付加物、トリメチロー
ルプロパントリアクリレートのエチレンイミン3
モル付加物、トリス(1−アジリジニル)ホスフ
インオキシド、トリス(1−アジリジニル)トリ
アジンなどの多官能アジリジン化合物類;ビス
(2−オキサゾリニル)ジエチルエーテル、ビス
(2−オキサゾリニル)ジエチルチオエーテル、
m−フエニレンジ(2−オキサゾリン)などの多
官能オキサゾリン化合物類などを挙げることがで
き、これらの群から選ばれる1種又は2種以上を
使用することができる。化合物(B)の性状は特に制
限されることなく、例えば液体、固体あるいは水
分散液として使用することができる。化合物(B)
は、水性樹脂分散液(A)の不揮発分100重量部に対
して0.1〜1000重量部の範囲で使用する。化合物
(B)の使用量が0.1重量部以下の場合はカチオン性
水性皮膜形成剤の架橋反応が充分でないため耐水
性をはじめとする皮膜諸物性の向上が期待でき
ず、逆に1000重量部を越えて多量とした場合はカ
チオン性水性皮膜形成剤の保存安定性が低下する
等の欠点が生じるので好ましくない。 前記水性樹脂分散液(A)と分子内に変性ポリアミ
ンと反応し得る特定の官能基を2個以上有する化
合物(B)とからなるカチオン性水性皮膜形成剤は、
そのまま各種用途に使用してもよく、必要であれ
ばPH調節剤、硬化触媒、希釈剤などを加えてもよ
い。 〔発明の効果〕 本発明のカチオン性水性皮膜形成剤は、水性樹
脂分散液(A)および分子内に変性ポリアミンと反応
し得る特定の官能基を2個以上有する化合物(B)と
を必須成分としてなつており、該分散液(A)に含ま
れる変性ポリアミン成分と該化合物(B)とが架橋反
応性を有しているために、耐水性に優れ強度の大
きい皮膜を形成し、更にカチオン性であるため、
金属、ガラス、セメント、プラスチツク及び各種
繊維製品などのような種々の無機及び有機材料へ
の密着性に優れた皮膜を形成するものである。こ
のような特長を有しているため、本発明のカチオ
ン性水性皮膜形成剤は、紙加工、繊維、ガラス繊
維、皮革、土木建築、接着、塗料などのような広
汎なる分野において有用である。 〔実施例〕 以下実施例によつて本発明を詳細に説明する
が、本発明の範囲がこれら実施例のみに限定され
るものではない。なお例中特にことわりのない限
り%は重量%を、部は重量部をそれぞれ示すもの
とする。 参考例 1 滴下ロート、撹拌機、不活性ガス導入管、温度
計及び還流冷却器を備えたフラスコにポリエチレ
ンイミン(エポミンSP−006、日本触媒化学工業
(株)製、平均分子量約600)45部、炭素数12及び14
のα−オレフインエポキシドの混合物(AOE−
X24、ダイセル化学(株)製)14.7部を仕込み、ゆる
やかに窒素ガスを吹き込みながら80℃に加熱し、
2時間反応をさせて乳化剤(1)を得た。 参考例 2〜6 ポリアミン及び化合物(1)を第1表に示した通り
とする以外は参考例1と同様の操作を繰り返して
乳化剤(2)〜(6)を得た。 参考例 7 参考例1で使用したのと同じフラスコに、ポリ
エチレンイミン(エポミンSP−012、日本触媒化
学工業(株)製、平均分子量約1200)100部、ステア
リン酸50部及びキシレン70部を仕込み、ゆるやか
に窒素ガスを吹き込みながら140℃に加熱し、4
時間かけて脱水縮合を行つた。反応終了後、キシ
レンを留去して乳化剤(7)を得た。 参考例 8 参考例1で使用したのと同じフラスコに、アジ
ピン酸146.1部、ジエチレントリアミン112.5部及
び水50部を仕込み、ゆるやかに窒素ガスを吹き込
みながら200℃に加熱し、4時間かけて脱水縮合
を行つた。冷却後、滴下ロートよりα−オレフイ
ンエポキシド(AOE−X24)39.2部を滴下し、
120℃で3時間反応させて乳化剤(8)を得た。 参考例 9 参考例1で使用したのと同じフラスコに、ポリ
エチレンイミン(SP−006)45部、α−オレフイ
ンエポキシド(AOE−X24)14.7部を仕込み、参
考例1と同様に反応させた。冷却後、水238.8部
を加え、撹拌して均一な20%水溶液とし、次いで
そこへ滴下ロートよりエピクロルヒドリン97.2部
を滴下した。その後、温度を80℃に保持して3時
間反応させて、不揮発分38.5%の乳化剤(9)の水溶
液を得た。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a novel cationic aqueous film-forming agent. More specifically, we use an aqueous resin dispersion obtained using a modified polyamine having excellent emulsifying power and crosslinking reactivity as an emulsifier, and a specific functional group that can react with the modified polyamine in the molecule.
The present invention relates to a cationic aqueous film-forming agent that is capable of forming a film having excellent water resistance and other physical properties, and is made of a compound having at least 100% of the total number of compounds. The cationic aqueous film-forming agent of the present invention has a cationic particle charge, so it has excellent adsorption and adhesion to various substances, and it foams better than those using known emulsifiers commonly used in the industry. Since it can form a strong film with low water resistance and good water resistance, it is suitable for fiber processing, glass fiber processing, leather processing, and coating and adhesion to various inorganic and organic materials such as glass, metal, cement, plastic, etc. It is useful in a wide range of fields such as [Prior Art] Cationic emulsions obtained by emulsion polymerization of polymerizable monomers in the presence of cationic emulsifiers such as dodecyltrimethylammonium chloride and stearyltrimethylammonium chloride have been known. Although it has been used for various purposes by taking advantage of its characteristics, it has the disadvantage that the film has poor water resistance and strength. [Problems to be Solved by the Invention] The present invention solves the above-mentioned problems that conventional cationic emulsions have, and therefore, the purpose is to provide a cationic emulsion with excellent water resistance and strength. An object of the present invention is to provide an aqueous film-forming agent. [Means and effects for solving the problem] The present inventors have developed a hydrophilic polyamine and/or
Or, a hydrophobic group or a hydrophobic group and a hydrophilic group are introduced into a derivative thereof via a reactive group such as an epoxy group or an isocyanate group, and if necessary, quaternization reaction is performed to make it more hydrophilic and to make it more reactive. A cationic modified polyamine made by reacting epihalohydrin to introduce groups exhibits excellent emulsifying power,
Furthermore, it has been found that modified polyamines have crosslinking properties with compounds having specific functional groups. Furthermore, when the modified polyamine is used as an emulsifier in the emulsion polymerization of polymerizable monomers, an aqueous resin dispersion can be produced with good stability during polymerization, and the resulting aqueous resin dispersion reacts with the modified polyamine in its molecules. The cationic aqueous film-forming agent made of a compound having two or more specific functional groups forms a strong film with excellent water resistance, and furthermore, because it is cationic, it has good adhesion to various materials. It has been discovered that a good film can be formed, and the present invention has been achieved. That is, the present invention provides polyamines and/or derivatives thereof having the general formula R-(OA-) o X (wherein R represents a hydrocarbon group having 4 to 28 carbon atoms,
represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, X represents an atomic group having an epoxy group, a carboxyl group, a vinyl group or an isocyanate group, or a halogen atom, and n represents an integer from 1 to 30. ) and, if necessary, epihalohydrin, using a modified polyamine as an emulsifier.
An aqueous resin dispersion (A) obtained by emulsion polymerization of a polymerizable monomer in an aqueous medium and an aqueous resin dispersion (A) obtained from the group consisting of a hydroxyl group, an epoxy group, an amino group, an alkoxysilyl group, an aziridinyl group, and an oxazoline group in the molecule. The compound (B) contains as an essential component a compound (B) having two or more functional groups capable of reacting with the modified polyamine to be used, and 0.1 to 1000 parts by weight of the compound (B) per 100 parts by weight of the nonvolatile content of the aqueous resin dispersion (A). of the cationic aqueous film forming agent. The polyamine and/or its derivative used in the present invention has at least two nitrogen atoms in the molecule and also has at least two primary and/or secondary amino groups. Examples of polyamines include polyalkyleneimines obtained by polymerization or copolymerization of alkyleneimines such as polyalkyleneimines obtained by polymerization of ethyleneimine; ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, (Poly)alkylene polyamines such as pentaethylenehexamine; polyamide polyamines obtained by condensation of polyalkylene imines and/or (poly)alkylene polyamines with polybasic acids such as adipic acid; polyalkylene imines and/or (poly) Examples include polyurea polyamines obtained by reacting alkylene amines and/or alkylene imines with urea; and polyamide polyester polyamines obtained by copolymerizing alkylene imines with acid anhydrides such as phthalic acid. Examples of polyamine derivatives include those obtained by addition-reacting the polyamine with an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide, or an α,β-unsaturated acid amide compound such as acrylamide. General formula used in the present invention: R-(OA-) o X (wherein, R, A, X and n are the same as above)
The compound represented by (hereinafter referred to as compound (1))
In the formula, the hydrocarbon group having 4 to 28 carbon atoms corresponding to R in the formula includes a linear or branched alkyl group having 4 to 28 carbon atoms, an (alkyl)aryl group, and a hydrogenated (alkyl) group. Examples include aryl groups and (alkyl)aralkyl groups. the compound
Examples of (1) include n-octyl polyoxyalkylene glycidyl ether having an added mole number of alkylene oxide such as ethylene oxide, propylene oxide, and isobutylene oxide from 1 to 30;
Primary alkyl polyoxyalkylene glycidyl ethers such as n-nonyl polyoxyalkylene glycidyl ether, lauryl polyoxyalkylene glycidyl ether, stearyl polyoxyalkylene glycidyl ether, and 2-ethylhexyl polyoxyalkylene glycidyl ether; having 12 to 14 carbon atoms; Adding 1 to 30 moles of alkylene oxide to a mixture of secondary alcohols,
Further glycidyl etherification, carbon number 10
Secondary alkyl polyoxyalkylene glycidyl ethers, such as those obtained by adding 1 to 30 moles of alkylene oxide to a mixture of 1 to 12 secondary alcohols and further glycidyl etherification; Alkylphenyl polyoxyalkylene glycidyl ethers such as octylphenyl polyoxyalkylene glycidyl ether, nonylphenyl polyoxyalkylene glycidyl ether, lauryl phenyl polyoxyalkylene glycidyl ether, stearyl phenyl polyoxyalkylene glycidyl ether; Octylcyclopentyl polyoxyalkylene glycidyl ether, octylcyclohexyl polyoxyalkylene glycidyl ether, nonylcyclopentyl polyoxyalkylene glycidyl ether, nonylcyclohexyl polyoxyalkylene glycidyl ether, laurylcyclopentyl polyoxyalkylene glycidyl ether, laurylcyclopentyl polyoxyalkylene glycidyl ether, with an addition mole number of 1 to 30. Alkylcycloalkyl polyoxyalkylene glycidyl ethers such as polyoxyalkylene glycidyl ether, stearyl cyclopentyl polyoxyalkylene glycidyl ether, and stearyl cyclohexyl polyoxyalkylene glycidyl ether; the number of moles of alkylene oxide added is from 1 to
30 alkylbenzyl polyoxyalkylene glycidyl ethers such as octylbenzyl polyoxyalkylene glycidyl ether, nonylbenzyl polyoxyalkylene glycidyl ether, laurylbenzyl polyoxyalkylene glycidyl ether, stearylbenzyl polyoxyalkylene glycidyl ether; octyl glycidyl ether, lauryl glycidyl ether Glycidyl ethers of higher alcohols such as ether, stearyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether; glycidyl ethers of alkyl phenols such as octylphenyl glycidyl ether, nonylphenyl glycidyl ether, lauryl phenyl glycidyl ether, stearyl phenyl glycidyl ether Glycidyl ethers of alkylcycloalkanols such as octylcyclopentylglycidyl ether, octylcyclohexylglycidyl ether, nonylcyclopentylglycidyl ether, nonylcyclohexylglycidyl ether, laurylcyclopentylglycidyl ether, stearylcyclopentylglycidyl ether, stearylcyclohexylglycidyl ether; octylbenzylglycidyl ether , nonylbenzyl glycidyl ether, lauryl benzyl glycidyl ether,
Glycidyl ethers of alkylbenzyl alcohols such as stearyl benzyl glycidyl ether; 1,2-epoxy alkanes such as α-olefin epoxides having 12 or 14 carbon atoms and α-olefin epoxides having 16 or 18 carbon atoms; octyl isocyanate, octadecyl isocyanate , alkyl isocyanates such as octadecyl isocyanate; monoisocyanate compounds obtained by reacting alcohols such as octanol, lauryl alcohol, stearyl alcohol, or alkylene oxide adducts of these alcohols with tolylene diisocyanate; octanol, lauryl alcohol , alcohols such as stearyl alcohol, or halides in which the terminal acid group of the alkylene oxide adduct of these alcohols is substituted with a halogen atom such as chlorine, bromine, or iodine; lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, etc. of saturated fatty acids;
Unsaturated fatty acids such as oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, eleostearic acid; acrylic acid 2
- Acrylic acid alkyl esters such as -ethylhexyl, lauryl acrylate, and stearyl acrylate can be mentioned, and one or more types selected from these groups can be used. The amount of the above compound (1) used to obtain the modified polyamine used in the present invention is not particularly limited, but
In order to develop sufficient surface activity, it is preferable to use 0.01 to 1 molecule of compound (1) per amine hydrogen in the polyamine and/or its derivative. Furthermore, the modified polyamine obtained by the above reaction can be further reacted with epihalohydrin if necessary. Epihalohydrins that can be used include epichlorohydrin, epibromohydrin,
Examples include epiiodohydrin, but epichlorohydrin is preferable. When obtaining the modified polyamine used in the present invention, the amount of epihalohydrin used is not particularly limited, but in order to develop sufficient curability, it is necessary to use from 0.1 to 1 per amine hydrogen in the polyamine and/or its derivative Preferably, two molecules of epihalohydrin are used. The reaction conditions for obtaining the modified polyamine used in the present invention are not particularly limited, and the polyamine and/or
or a derivative thereof, may be appropriately selected depending on the properties and reactivity of compound (1) and epihalohydrin, and if necessary, an appropriate catalyst may be used. It is also possible to adjust the pH by adding an acid to the obtained modified polyamine. The above acids include hydrochloric acid, sulfuric acid,
Inorganic acids such as phosphoric acid, formic acid, acetic acid, acrylic acid,
Organic acids such as methacrylic acid can be used. The modified polyamine thus obtained has excellent emulsifying power and can stably carry out emulsion polymerization of a wide variety of polymerizable monomers, thus forming a cationic aqueous film having excellent performance according to the present invention. The present invention provides an aqueous resin dispersion (A) which is the first component constituting the forming agent. The polymerizable monomer used in the present invention is not particularly limited as long as it has a polymerizable unsaturated group, but examples include methyl (meth)acrylate,
A linear or branched aliphatic alkyl alcohol or alicyclic alkyl alcohol having 1 to 18 carbon atoms, such as ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, octyl, 2-ethylhexyl, lauryl, stearyl, or cyclohexyl ester; (Meth)acrylic acid esters which are ester compounds with (meth)acrylic acid; (meth)aminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl (meth)acrylate, dimethylaminoethyl (meth)acrylamide, vinylpyridine, vinylimidazole, Basic unsaturated monomers such as vinylpyrrolidone; (meth)acrylic acid and ethylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,
Polyfunctional (meth)acrylic acids containing two or more polymerizable unsaturated groups in the molecule, such as polyesters with polyhydric alcohols such as 6-hexane glycol, neopentyl glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and trimethylolpropane. Esters; (meth)acrylamide,
Methylolated (meth)acrylamide, 1 carbon number
(meth)acrylamides such as alkoxymethylol (meth)acrylamide; unsaturated monocarboxylic acids and their salts such as (meth)acrylic acid and crotonic acid; unsaturated polyesters such as itaconic acid, maleic acid, and fumaric acid; carboxylic acids,
Its salts and monoester compounds of the acid; vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, (meth)
Polymerizable unsaturated sulfonic acids and their salts such as sulfoethyl acrylate; hydroxyl groups such as hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, and monoesters of acrylic acid or methacrylic acid with polypropylene glycol or polyethylene glycol Containing unsaturated monomers; Epoxy group-containing unsaturated monomers such as glycidyl (meth)acrylate; Halohydrin group-containing unsaturated monomers such as 2-hydroxy-3-chloropropyl (meth)acrylate ;
Vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxyethoxysilane, γ
- Organosilicon monomers such as (meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-(meth)acryloxypropyltriethoxysilane, γ-(meth)acryloxypropylmethyldimethoxysilane, allyltriethoxysilane, trimethoxysilylpropylallylamine, etc. unsaturated monomers containing blocked isocyanate groups such as phenol adducts of isocyanate ethyl (meth)acrylate; unsaturated monomers containing aziridinyl groups such as (meth)acryloylaziridine and (meth)acryloyloxyethylaziridine; oxazoline group-containing unsaturated monomers such as 2-isopropenyl-2-oxazoline and 2-vinyl-2-oxazoline; and styrene, vinyltoluene, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl fluoride, and fluoride. vinylidene, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl acetate, ethylene, propylene, butadiene,
Examples include isoprene, dicyclopentadiene, divinylbenzene, diallyl phthalate, etc., and one type or a mixture of two or more types selected from these groups can be used. The aqueous resin dispersion (A), which is the first component constituting the cationic aqueous film-forming agent of the present invention, is obtained by emulsion polymerization of the polymerizable monomer in an aqueous medium using the modified polyamine as an emulsifier. It is something. There is no particular limit to the amount of modified polyamine used during emulsion polymerization, but it is 0.5 to 100 parts by weight of the polymerizable monomer.
200 parts by weight is preferred. Moreover, it is preferable to use the emulsifier made of the modified polyamine alone,
Conventional known emulsifiers can also be used in combination, as long as they do not impair the features of the present invention. Emulsion polymerization can be carried out according to a known method using a known polymerization initiator and various additives if necessary. When obtaining this aqueous resin dispersion (A), if at least one of the polymerizable monomers is a compound having a functional group that can react with the modified polyamine used as an emulsifier in the present invention, the resulting aqueous resin dispersion
This is preferable because the performance of (A) can be further improved. Functional groups that can react with modified polyamines include:
Examples include carboxyl group, sulfonic acid group, hydroxyl group, epoxy group, halohydrin group, amino group, alkoxysilyl group, blocked isocyanate group, aziridinyl group, and oxazoline group. Compounds having these functional groups include polymerizable unsaturated monocarboxylic acids, polymerizable unsaturated polycarboxylic acids, monoester compounds of polymerizable unsaturated polycarboxylic acids, and polymerizable unsaturated monocarboxylic acids among the above polymerizable monomers. Saturated sulfonic acids, hydroxyl group-containing unsaturated monomers, epoxy group-containing unsaturated monomers, halohydrin group-containing unsaturated monomers, basic unsaturated monomers, organosilicon monomers, Mention may be made of unsaturated monomers containing blocked isocyanate groups, unsaturated monomers containing aziridinyl groups, and unsaturated monomers containing oxazoline groups. The second component constituting the cationic aqueous film-forming agent of the present invention is a compound (B) having two or more specific functional groups capable of reacting with the modified polyamine in its molecule. In the process of forming a film, the compound (B) undergoes a crosslinking reaction with the modified polyamine contained in the aqueous resin dispersion (A), which is the first component constituting the resin composition, to form a cured film. It brings about improvements in various physical properties including water resistance. Examples of functional groups that can react with modified polyamines in the present invention include hydroxyl groups, epoxy groups, amino groups, alkoxysilyl groups, aziridinyl groups, and oxazoline groups. Compounds having two or more of these functional groups in the molecule include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and ethylene oxide-propylene oxide block copolymer. , ethylene oxide-propylene oxide-ethylene oxide block copolymer, diols such as hexanediol, octanediol, and decanediol; polyols such as saponified polyvinyl acetate; ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, triethylene glycol Diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, dipropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, glycerol diglycidyl ether, bisphenol A diglycidyl ether, tetrapromobisphenol A diglycidyl ether, etc. diglycidyl ethers; diglycidyl esters such as succinic acid diglycidyl ester and adipic acid diglycidyl ester; glycerol triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, 3-methylpentanetriol triglycidyl ether,
Triglycidyl ethers such as triglycidyl ether of glycerin ethylene oxide adduct;
Polyglycidyl ethers such as diglycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, polyglycerin polyglycidyl ether, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin; tetraglycidyl diaminodiphenylmethane, diglycidyl dimethyl hydantoin, etc. Glycidylamines; Polyamines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, polyethyleneimine, polyamide polyamine which is a condensation product of adipic acid and diethylenetriamine; tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyl Alkoxysilane compounds such as triethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, or partially hydrolyzed condensates thereof; 2-mole ethyleneimine adduct of hexamethylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate 2 mole adduct of ethyleneimine, 3 ethyleneimine of trimethylolpropane triacrylate
Polyfunctional aziridine compounds such as molar adducts, tris(1-aziridinyl)phosphine oxide, tris(1-aziridinyl)triazine; bis(2-oxazolinyl) diethyl ether, bis(2-oxazolinyl) diethylthioether,
Examples include polyfunctional oxazoline compounds such as m-phenylene di(2-oxazoline), and one or more selected from these groups can be used. The property of compound (B) is not particularly limited, and it can be used, for example, as a liquid, solid, or aqueous dispersion. Compound (B)
is used in an amount of 0.1 to 1000 parts by weight based on 100 parts by weight of nonvolatile content of the aqueous resin dispersion (A). Compound
If the amount of (B) used is less than 0.1 parts by weight, the crosslinking reaction of the cationic aqueous film-forming agent will not be sufficient, so improvements in the physical properties of the film such as water resistance cannot be expected; If the amount is too large, disadvantages such as a decrease in storage stability of the cationic aqueous film forming agent occur, which is not preferable. A cationic aqueous film-forming agent consisting of the aqueous resin dispersion (A) and a compound (B) having two or more specific functional groups capable of reacting with a modified polyamine in its molecule,
It may be used as it is for various purposes, and if necessary, a PH regulator, curing catalyst, diluent, etc. may be added. [Effects of the Invention] The cationic aqueous film-forming agent of the present invention contains as essential components an aqueous resin dispersion (A) and a compound (B) having two or more specific functional groups capable of reacting with a modified polyamine in its molecule. Because the modified polyamine component contained in the dispersion (A) and the compound (B) have crosslinking reactivity, a film with excellent water resistance and high strength is formed, and furthermore, the cationic Because it is a gender,
It forms films with excellent adhesion to various inorganic and organic materials such as metals, glass, cement, plastics, and various textile products. Because of these features, the cationic aqueous film-forming agent of the present invention is useful in a wide range of fields such as paper processing, fibers, glass fibers, leather, civil engineering and construction, adhesives, paints, etc. [Examples] The present invention will be explained in detail with reference to Examples below, but the scope of the present invention is not limited only to these Examples. In the examples, % means % by weight and parts means parts by weight unless otherwise specified. Reference Example 1 Polyethyleneimine (Epomin SP-006, Nippon Shokubai Chemical Co., Ltd.) was placed in a flask equipped with a dropping funnel, a stirrer, an inert gas inlet tube, a thermometer, and a reflux condenser
Co., Ltd., average molecular weight approximately 600) 45 parts, carbon numbers 12 and 14
A mixture of α-olefin epoxides (AOE-
14.7 parts of
The reaction was carried out for 2 hours to obtain emulsifier (1). Reference Examples 2 to 6 Emulsifiers (2) to (6) were obtained by repeating the same operations as in Reference Example 1, except that the polyamine and compound (1) were as shown in Table 1. Reference Example 7 Into the same flask as used in Reference Example 1, 100 parts of polyethyleneimine (Epomin SP-012, manufactured by Nippon Shokubai Chemical Co., Ltd., average molecular weight approximately 1200), 50 parts of stearic acid, and 70 parts of xylene were charged. , heat to 140℃ while gently blowing nitrogen gas,
Dehydration condensation was carried out over time. After the reaction was completed, xylene was distilled off to obtain emulsifier (7). Reference Example 8 Into the same flask as used in Reference Example 1, 146.1 parts of adipic acid, 112.5 parts of diethylenetriamine, and 50 parts of water were charged, heated to 200°C while gently blowing nitrogen gas, and dehydrated and condensed over 4 hours. I went. After cooling, 39.2 parts of α-olefin epoxide (AOE-X24) was added dropwise from the dropping funnel.
Emulsifier (8) was obtained by reacting at 120°C for 3 hours. Reference Example 9 Into the same flask as used in Reference Example 1, 45 parts of polyethyleneimine (SP-006) and 14.7 parts of α-olefin epoxide (AOE-X24) were charged and reacted in the same manner as in Reference Example 1. After cooling, 238.8 parts of water was added and stirred to obtain a homogeneous 20% aqueous solution, and then 97.2 parts of epichlorohydrin was added dropwise thereto from a dropping funnel. Thereafter, the temperature was maintained at 80° C. and the reaction was carried out for 3 hours to obtain an aqueous solution of emulsifier (9) with a non-volatile content of 38.5%.

【表】【table】

【表】 参考例 10 滴下ロート、撹拌機、不活性ガス導入管、温度
計及び還流冷却器を備えたフラスコに参考例1で
得た乳化剤(1)5部及び水100部を仕込み、撹拌し
て均一な水溶液とし、PHが4.5となるように酢酸
でPH調整した後、全量が167部となるように水で
希釈して、乳化剤(1)の溶液を調製した。そこへ重
合溶媒として2,2′−アゾビス(2−メチルプロ
パンジアミン)二塩酸塩の10%水溶液3部を仕込
み、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら55℃に
加熱し、撹拌して均一な水溶液とし、次いでそこ
へ滴下ロートより予め調整しておいたメタクリル
酸メチル50部、アクリル酸ブチル50部からなる単
量体混合物を55〜60℃で2時間かけて滴下した。
その後、温度を55〜60℃に保持し、さらに1時間
撹拌幻して乳化重合させて不揮発分39.8%、PH
5.3の水性樹脂分散液〔1〕を得た。 参考例 11〜18 単量体混合物組成、乳化剤及び乳化剤のPH調整
剤の種類を第2表に示した通りとする以外は参考
例10と同様の操作を繰り返して水性樹脂分散液
〔2〕〜
[Table] Reference Example 10 5 parts of the emulsifier (1) obtained in Reference Example 1 and 100 parts of water were charged into a flask equipped with a dropping funnel, a stirrer, an inert gas inlet tube, a thermometer, and a reflux condenser, and the mixture was stirred. A homogeneous aqueous solution was prepared, the pH was adjusted to 4.5 with acetic acid, and then diluted with water to a total amount of 167 parts to prepare a solution of emulsifier (1). Three parts of a 10% aqueous solution of 2,2'-azobis(2-methylpropanediamine) dihydrochloride was added thereto as a polymerization solvent, heated to 55°C while gently blowing nitrogen gas, and stirred to form a homogeneous aqueous solution. Then, a monomer mixture prepared in advance consisting of 50 parts of methyl methacrylate and 50 parts of butyl acrylate was added dropwise thereto from a dropping funnel at 55 to 60°C over 2 hours.
After that, the temperature was maintained at 55-60℃ and stirred for another hour to emulsion polymerize, resulting in a non-volatile content of 39.8% and a pH of 39.8%.
Aqueous resin dispersion [1] of 5.3 was obtained. Reference Examples 11-18 Aqueous resin dispersions [2]-

〔9〕得た。 参考例 19 参考例1で使用したのと同じフラスコに参考例
9で得た乳化剤(9)水溶液13.0部及び水95部を仕込
み撹拌して均一な水溶液とし、PHが4.5となるよ
うに酢酸でPH調整した後、全量が167部となるよ
うに水で希釈した。重合触媒として2,2′−アゾ
ビス(2−メチルプロパンジアミン)二塩酸塩の
10%水溶液3部を仕込み、ゆるやかに窒素ガスを
吹き込みながら55℃に加熱し、撹拌して均一な水
溶液とし、次いでそこへ滴下ロートより予め調整
しておいたメタクリル酸グリシジル10部、メタク
リル酸メチル45部及びアクリル酸ブチル45部から
成る単量体混合物を55〜60℃で2時間かけて滴下
した。その後、温度を55〜60℃に保持し、さらに
1時間撹拌して不揮発分40.0%、PH4.8の水性樹
脂分散液〔10〕を得た。 参考例 20〜22 単量体混合物組成、乳化剤及び乳化剤のPH調整
剤の種類を第2表に示した通りとする以外は参考
例10と同様の操作を繰り返して水性樹脂分散液
〔11〕〜〔13〕得た。
[9] Obtained. Reference Example 19 Into the same flask as used in Reference Example 1, 13.0 parts of the aqueous solution of the emulsifier (9) obtained in Reference Example 9 and 95 parts of water were charged, stirred to make a homogeneous aqueous solution, and diluted with acetic acid so that the pH was 4.5. After adjusting the pH, it was diluted with water so that the total amount was 167 parts. 2,2′-azobis(2-methylpropanediamine) dihydrochloride as a polymerization catalyst
Add 3 parts of a 10% aqueous solution, heat to 55°C while gently blowing nitrogen gas, stir to make a homogeneous aqueous solution, and then add 10 parts of glycidyl methacrylate and methyl methacrylate, which had been prepared in advance, through a dropping funnel. A monomer mixture consisting of 45 parts and 45 parts of butyl acrylate was added dropwise at 55 to 60°C over 2 hours. Thereafter, the temperature was maintained at 55 to 60°C and the mixture was further stirred for 1 hour to obtain an aqueous resin dispersion [10] with a nonvolatile content of 40.0% and a pH of 4.8. Reference Examples 20-22 Aqueous resin dispersion [11]- [13] Obtained.

【表】【table】

【表】 実施例 1 参考例10で得られた水性樹脂分散液〔1〕の不
揮発分として100部に対し、化合物(B)としてエチ
レングリコールジグリシジルエーテル(デナコー
ルEX−810、長瀬化成(株)製)10部を添加してカチ
オン性水性皮膜形成剤を得た。 実施例 2〜13 水性樹脂分散液、化合物(B)の種類及び添加量を
第3表に示した通りとする他は、実施例1と同様
の操作をくり返してカチオン性水性皮膜形成剤
〜を得た。 比較例 1 参考例10における乳化剤(1)の溶液の替わりに、
ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド5部を
水162部に溶解して得た乳化剤水溶液を用いる他
は、参考例10と同様の操作をくり返して、不揮発
分39.9%、PH5.5の比較用分散液〔1〕を得た。
得られた比較用分散液〔1〕の不揮発分として
100部に対し、エチレングリコールジグリシジル
エーテル(デナコールEX−810、長瀬化成(株)製)
10部を添加して、比較用皮膜形成剤を得た。 比較例 2 参考例10における乳化剤(1)の溶液の替わりに、
ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル(ノ
ニポール200、三洋化成工業(株)製)5部を水162部
に溶解して得た乳化剤水溶液を用いる他は、参考
例10と同様の操作をくり返して、不揮発分40.0
%、PH6.3の比較用分散液〔2〕を得た。得られ
た比較用分散液〔2〕の不揮発分として100部に
対し、エチレングリコールジグリシジルエーテル
(デナコールEX−810、長瀬化成(株)製)10部を添
加して、比較用皮膜形成剤を得た。
[Table] Example 1 Ethylene glycol diglycidyl ether (Denacol EX-810, Nagase Kasei Co., Ltd.) was added as compound (B) to 100 parts as the nonvolatile content of the aqueous resin dispersion [1] obtained in Reference Example 10. A cationic aqueous film-forming agent was obtained. Examples 2 to 13 The same operations as in Example 1 were repeated except that the aqueous resin dispersion, the type and amount of compound (B) added were as shown in Table 3, and the cationic aqueous film forming agent ~ was prepared. Obtained. Comparative Example 1 Instead of the solution of emulsifier (1) in Reference Example 10,
A comparative dispersion [1] with a non-volatile content of 39.9% and a pH of 5.5 was prepared by repeating the same operation as in Reference Example 10, except for using an aqueous emulsifier solution obtained by dissolving 5 parts of dodecyltrimethylammonium chloride in 162 parts of water. I got it.
As the non-volatile content of the obtained comparative dispersion [1]
For 100 parts, ethylene glycol diglycidyl ether (Denacol EX-810, manufactured by Nagase Kasei Co., Ltd.)
10 parts were added to obtain a comparative film former. Comparative Example 2 Instead of the solution of emulsifier (1) in Reference Example 10,
A non-volatile min 40.0
%, PH6.3 comparative dispersion [2] was obtained. To 100 parts of the nonvolatile content of the obtained comparative dispersion [2], 10 parts of ethylene glycol diglycidyl ether (Denacol EX-810, manufactured by Nagase Kasei Co., Ltd.) was added to form a comparative film forming agent. Obtained.

【表】【table】

【表】 実施例 14 実施例1〜13及び比較例1〜2で得られたカチ
オン性水性皮膜形成剤〜及び比較用皮膜形成
剤〜を、テフロン板上に乾燥時の膜厚が0.2
〜0.3mmになるようにキヤステイングし、80℃で
15分間加熱乾燥して成膜させ、次いで120℃で10
分間加熱して試験フイルムを作成した。得られた
フイルムについて下記の性能試験を行い、各皮膜
形成剤の性能を評価した。評価結果を第4表に示
す。 1 耐水性:試験フイルムを約2cm角に切り取り
秤量した(W0)。 フイルムを3日間脱イオン水に浸漬し、引上
げてフイルム表面の水分を軽くふき取つた後量
した(W1)。 さらにそのフイルムを100℃で1時間乾燥し、
放冷後秤量した(W2)。 下記計算式により吸水率及び溶出率を求め、
試験フイルムの耐水性を評価した。 吸水率(%)=W1−W0/W0×100 溶出率(%)=W0−W2/W0×100 2 フイルム強度:JIS K−6732記載の試験方法
に基づきフイルムの伸び率と引張強度を測定し
た。
[Table] Example 14 The cationic aqueous film forming agents obtained in Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 2 and the comparative film forming agent were placed on a Teflon plate with a dry film thickness of 0.2.
Casting to ~0.3mm and at 80℃
A film was formed by heating and drying for 15 minutes, and then heated at 120℃ for 10 minutes.
A test film was prepared by heating for a minute. The following performance tests were conducted on the obtained films to evaluate the performance of each film forming agent. The evaluation results are shown in Table 4. 1 Water resistance: The test film was cut into approximately 2 cm square pieces and weighed (W 0 ). The film was immersed in deionized water for 3 days, pulled out, and the moisture on the film surface was lightly wiped off before weighing (W 1 ). Furthermore, the film was dried at 100℃ for 1 hour,
After cooling, it was weighed (W 2 ). Calculate the water absorption rate and elution rate using the following formula,
The water resistance of the test film was evaluated. Water absorption rate (%) = W 1 - W 0 /W 0 ×100 Elution rate (%) = W 0 -W 2 /W 0 ×100 2 Film strength: Elongation rate of the film based on the test method described in JIS K-6732 and tensile strength was measured.

【表】 実施例 15 実施例1〜13及び比較例1〜2で得られたカチ
オン性水性皮膜形成剤〜及び比較用皮膜形成
剤〜を、ガラス板、アルミニウム板()及
びポリカーボネート板にNo.16バーコーターにより
塗布し、次いで80℃で10分間加熱乾燥して成膜さ
せ、次いで120℃で10分間加熱してコーテイング
の施された試験板を作成した。得られた試験板に
ついて下記の性能試験を行い、各皮膜形成剤の性
能を評価した。評価結果を第5表に示す。 1 常態密着性:塗膜上にカツターナイフを用い
て1mm間隔で10mm×10mmのゴバン目を切り、セ
ロハンテープを圧着した後勢いよく剥離してゴ
バン目の剥離状態を◎、〇、△及び×で採点し
た。 ◎は剥離しなかつた部分の割合が90〜100% 〇は剥離しなかつた部分の割合が70〜90% △は剥離しなかつた部分の割合が40〜70% ×は剥離しなかつた部分の割合が0〜40% 2 耐水密着性:試験板を脱イオン水に1日間浸
漬し、引上げて1分以内に塗膜表面の水分を拭
きとつた、上記常態密着性と同様にして密着性
試験を行つた。
[Table] Example 15 The cationic aqueous film forming agents obtained in Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 2 and the comparative film forming agent were applied to glass plates, aluminum plates (), and polycarbonate plates. The coating was applied using a 16-bar coater, then heated and dried at 80°C for 10 minutes to form a film, and then heated at 120°C for 10 minutes to prepare a coated test plate. The following performance tests were conducted on the obtained test plates to evaluate the performance of each film forming agent. The evaluation results are shown in Table 5. 1 Normal adhesion: Use a cutter knife to cut 10mm x 10mm gongs on the coating film at 1mm intervals, press cellophane tape, and then peel it off vigorously and mark the peeling status with ◎, 〇, △, and ×. Scored. ◎ indicates the percentage of the area that did not peel off is 90-100% 〇 indicates the percentage of the area that did not peel off 70-90% △ indicates the percentage of the area that did not peel off 40-70% × indicates the percentage of the area that did not peel off The ratio is 0 to 40%. 2. Water resistant adhesion: Adhesion test was conducted in the same manner as the normal adhesion described above, by immersing the test plate in deionized water for 1 day, pulling it out, and wiping off the water on the coating surface within 1 minute. I went to

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ポリアミン及び/又はその誘導体に、一般式 R−(OA−)oX (式中Rは炭素数4〜28の炭化水素基を示し、A
は炭素数2〜4のアルキレン基を示し、Xはエポ
キシ基、カルボキシル基、ビニル基もしくはイソ
シアネート基を有する原子団又はハロゲン原子を
示し、nは1から30の整数を示す。) で表わされる化合物と必要によりエピハロヒドリ
ンとを反応させて得られる変性ポリアミンを乳化
剤として、重合性単量体を水性媒体中で乳化重合
して得られる水性樹脂分散液(A)及び分子内にヒド
ロキシル基、エポキシ基、アミノ基、アルコキシ
シリル基、アジリジニル基、オキサゾリン基から
なる群から選ばれる変性ポリアミンと反応し得る
官能基を2個以上有する化合物(B)を必須成分とし
てなり、かつ水性樹脂分散液(A)の不揮発分100重
量部に対して化合物(B)0.1〜1000重量部の割合で
あるカチオン性水性皮膜形成剤。
[Scope of Claims] 1 A polyamine and/or a derivative thereof having the general formula R-(OA-) o X (wherein R represents a hydrocarbon group having 4 to 28 carbon atoms,
represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, X represents an atomic group having an epoxy group, a carboxyl group, a vinyl group or an isocyanate group, or a halogen atom, and n represents an integer from 1 to 30. ) and an aqueous resin dispersion (A) obtained by emulsion polymerization of a polymerizable monomer in an aqueous medium using a modified polyamine obtained by reacting a compound represented by The essential component is a compound (B) having two or more functional groups capable of reacting with a modified polyamine selected from the group consisting of a polyamine, an epoxy group, an amino group, an alkoxysilyl group, an aziridinyl group, and an oxazoline group, and is dispersed in an aqueous resin. A cationic aqueous film-forming agent containing 0.1 to 1000 parts by weight of the compound (B) per 100 parts by weight of the nonvolatile content of the liquid (A).
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