JPH1180486A - アクリルシリコーンエマルジョン組成物 - Google Patents
アクリルシリコーンエマルジョン組成物Info
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- JPH1180486A JPH1180486A JP23593297A JP23593297A JPH1180486A JP H1180486 A JPH1180486 A JP H1180486A JP 23593297 A JP23593297 A JP 23593297A JP 23593297 A JP23593297 A JP 23593297A JP H1180486 A JPH1180486 A JP H1180486A
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Abstract
膜性能を有する塗料用エマルジョン樹脂を提供する。 【解決手段】(メタ)アクリル酸エステル単量体(1)
30〜96重量%、特定の式で表される重合性カルボン
酸(2)の単独または2種類以上の混合物1〜10重量
%、重合性乳化剤(3)1〜10重量%、ベンゾフェノ
ン系またはベンゾトリアゾール系重合性光安定剤(4)
1〜20重量%、および1分子中に少なくとも1個のグ
リシジル基を有するオルガノアルコキシシラン化合物
(5)1〜30重量%からなる合計で100重量%の単
量体混合物と、塩基定数(PKb)が8以上のヒンダー
ドアミン系光安定剤(HALS)(6)0.1〜5重量
%とを含む混合物を乳化重合してなるアクリルシリコー
ンエマルジョン組成物。
Description
られる塗料用エマルジョン組成物に関し、特に、耐候
性、耐薬品性、耐水性等に優れたアクリルシリコーンエ
マルジョン組成物に関するものである。
ンクリート、モルタル、木材等の下地を保護することは
もちろん、塗装により形成される意匠外観、美麗な装飾
外観が長期に渡り変化することなく継続されることが望
まれており、このような観点からアクリルシリコーン樹
脂塗料、フッ素樹脂塗料が通常使用されている。ところ
が、これらは有機溶剤をベースとした塗料であり、環境
保護、省エネルギーの観点から好ましくない。
アクリル樹脂エマルジョン塗料等の水ベースのエマルジ
ョン塗料が開発され使用されているが、耐水性、耐アル
カリ性、耐候性といった塗料に要求される基本的な性能
において、バランスよく優れたものは見出されていな
い。
に、アクリル樹脂エマルジョンをシリコーン化させたア
クリルシリコーンエマルジョン組成物が提案されてはい
るが、アクリルエマルジョン組成物を作製する段階で例
えばγ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシ
ランのようなラジカル重合性シラン化合物を共重合する
ことによりシリコーン化されているため、アクリルエマ
ルジョンの重合中あるいは貯蔵中にアルコキシシラン部
分が加水分解を受けエマルジョン粒子内架橋する。この
結果、貯蔵安定性が悪くなり、また造膜性が悪くなるば
かりでなく、塗膜が形成される際にエマルジョン粒子間
で十分な融着(合一)、架橋が進行せず、塗膜形成時の
レベリング性が低下して光沢がでにくくなり、さらに、
期待される耐候性が得られなかった。
ーンマクロモノマーの共重合が提案されているが(PA
INT&COATING BUSINESS Vol.
6,1996)、シリコーンポリマーセグメント部分は
架橋せず、建材用に適用した場合には、シリコーンセグ
メント部分に由来して、ブロッキング性が悪くなること
が考えられる。さらに、建材の塗装ではタッチアップが
必要とされるが、リコート性が悪く好ましくなかった。
術の欠点を改良し、安全性の高いアクリルシリコーンエ
マルジョン組成物であって、特に耐候性、耐水性が際だ
って優れた塗膜性能を有する塗料用エマルジョン樹脂を
提供するものである。
め、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発
明は、(メタ)アクリル酸エステル単量体(1)30〜
96重量%、式I、IIまたは式IIIで表される重合
性カルボン酸(2)の単独または2種類以上の混合物1
〜10重量%、重合性乳化剤(3)1〜10重量%、ベ
ンゾフェノン系またはベンゾトリアゾール系重合性光安
定剤(4)1〜20重量%、および1分子中に少なくと
も1個のグリシジル基を有するオルガノアルコキシシラ
ン化合物(5)1〜30重量%からなる合計で100重
量%の単量体混合物と、塩基定数(PKb)が8以上の
ヒンダードアミン系光安定剤(HALS)(6)0.1
〜5重量%とを含む混合物を乳化重合してなるアクリル
シリコーンエマルジョン組成物である。
(1)としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、ア
クリル酸ターシャリーブチル、アクリル酸シクロヘキシ
ル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリ
ル、アクリル酸トリシクロデシル、アクリル酸イソボル
ニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタク
リル酸ターシャリーブチル、メタクリル酸シクロヘキシ
ル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ラ
ウリル、メタクリル酸トリシクロデシル、メタクリル酸
イソボルニル等があげられ、これらの単量体は単独で使
用しても、2種類以上の混合物として使用してもよい。
〜96重量%使用される。30重量%未満の場合には、
塗料とした場合の強靱性、伸び、光沢、耐薬品性等の塗
膜性能が悪くなり、96重量%を超える場合には、耐候
性、密着性などが悪くなり好ましくない。
性カルボン酸(2)としてはヒドロキシプロピオン酸の
アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキ
シエチルのコハク酸エステル、2−アクリロイルオキシ
エチルフタル酸等がある。これらの重合性カルボン酸は
単独で使用しても、2種類以上の混合物として使用して
もかまわない。
%使用される。1重量%未満の場合には、塗膜の密着
性、造膜性、架橋性が悪くなる。10重量%を超えて使
用する場合には、塗膜の耐水性、耐アルカリ性等が悪化
するため、また、耐候性(特に耐変褪色性)が悪化する
ため好ましくない。
クリル酸、メタクリル酸のような通常のα,β−不飽和
カルボン酸を、重合性カルボン酸総量の30重量%を超
えない範囲で使用することも可能である。α,β−不飽
和カルボン酸が重合性カルボン酸(2)総量の30重量
%を超えて使用されるとき、塗膜の耐水性、耐アルカリ
性が悪化することがある。
(EO付加モル数の異なる)のポリエチレングリコール
モノアクリレートやメタクリレート、ポリオキシエチレ
ン・アルキルフェニルエーテルアクリル酸エステル、ポ
リオキシエチレン・アルキルフェニルエーテルメタクリ
ル酸エステル、2−アクリロイルオキシエチルスルホン
酸アンモニウム、2−メタクリロイルオキシエチルスル
ホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレングリコールのモ
ノマレイン酸エステルおよびその誘導体、ポリオキシア
ルキレン・アルキルエーテル・燐酸エステル等があげら
れ、これらの重合性乳化剤を単独で使用しても、2種類
以上の混合物として使用してもよい。
アリル性の官能基を有し、式IVまたは式Vで示される
ものであると、アクリルシリコーン樹脂エマルジョンの
調整時におけるコアギュラムが減少し、より安定なアク
リルシリコーンエマルジョン組成物を得ることができる
点で好ましい。
(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)(メタ)
アクリレート化硫酸エステル塩で総称されるものであ
り、これらを適宜選択すればよい。
中XがH、または、SO3NH4のものがあるが、本発明
においては、乳化、分散がよいためSO3NH4 のもの
がより好ましい。
ンエマルジョン組成物を調整する際に、1〜10重量%
使用される。1重量%未満の場合には、乳化重合時にコ
アギュラムが多くなり、また、塗料としたときの機械的
貯蔵安定性が不十分である。10重量%を超える場合に
は、塗料としたときの塗膜の耐水性、耐アルカリ性等の
基本的性能が悪化する。
ル系重合性光安定剤(4)としては、2−ハイドロキシ
−4−(3−メタクリルオキシ−2−ハイドロキシプロ
ポキシ)ベンゾフェノン、2−ハイドロキシ−4−(3
−アクリルオキシ−2−ハイドロキシプロポキシ)ベン
ゾフェノン、2,2´−ジハイドロキシ−4−(3−メ
タクリルオキシ)−2−ハイドロキシプロポキシ)ベン
ゾフェノン、2,2´−ジハイドロキシ−4−(3−ア
クリルオキシ)−2−ハイドロキシプロポキシ)ベンゾ
フェノン等があげられ、これらの重合性光安定剤を単
独、もしくは、2種類以上の混合物として使用すること
ができる。
Iで示されるものであると、アクリルシリコーンエマル
ジョン組成物の貯蔵安定性、塗膜の長期での光沢安定性
が優れ、また、アクリルシリコーンエマルジョンを乳化
重合し、調整する際にコアギュラムの発生が極少に押さ
えられ、かつ、凝集、ゲル化することなくアクリルシリ
コーンエマルジョン組成物を得ることができる点で好ま
しい。
は、2−(2´−ヒドロキシ−5´−アクリロイルオキ
シエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−
(2´−ヒドロキシ−5´−メタクリロイルオキシエチ
ルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールがある。
ル系重合性光安定剤(4)は、アクリルシリコーンエマ
ルジョンを乳化重合する際に1〜20重量%使用され
る。1重量%未満の場合には、塗料とした場合の塗膜の
十分な耐候性が得られない。20重量%を超える場合に
は、アクリルシリコーンエマルジョン組成物の貯蔵安定
性悪化し、また、耐候性試験で塗膜が黄変しやすくな
り、かつ、塗料コストが極めて高くなり、実用性に欠け
る。
を有するオルガノアルコキシシラン化合物(5)として
は、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルトリイソプロピルオキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルジメトキシ
シラン等があげられ、これらの化合物は単独、もしく
は、2種類以上の混合物であってもよい。また、これら
の化合物の(部分)縮合物であってもよい。
を有するオルガノアルコキシシラン化合物(5)は1〜
30重量%使用される。1重量%未満の場合には、塗膜
としたときの架橋性が低くなり、長期に渡る耐候性が懸
念される。また、満足する耐溶剤性、耐汚染性が得られ
ない。30重量%を超えて使用する場合には、アクリル
シリコーンエマルジョン組成物を調整する際に、凝集、
ゲル化を起こしやすくなり好ましくない。また、塗膜が
硬く、脆くなりワレ、剥がれ等を起こしやすくなるので
好ましくない。
グリシジル基を有するオルガノアルコキシシラン化合物
(5)以外の加水分解性シリコーン化合物を併用するこ
とも可能である。併用可能な加水分解性シリコーン化合
物としては、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
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、ビニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ジ
メチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチ
ルジメトキシシラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシ
シラン、ウレイドプロピルトリメトキシシラン、フェニ
ルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、
フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエ
トキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、およびこれ
らの(部分)縮合物などがあげられ、これらは、(メ
タ)アクリル酸エステル単量体(1)とラジカル共重合
性を有さないものである。
アミン系光安定剤(HALS)(6)としては、1−
[2−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキ
シフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル]−4−〔3
−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)プロピオニルオキシ〕−2,2,6,6−テトラメ
チルピペリジン、8−アセチル−3−ドデシル−7,
7,9,9−テトラメチル−1,3,8−トリアザスピ
ロ[4、5]デカン−2,4−ジオン等がある。これら
のHALSは単独で使用しても、2種類以上の混合物で
使用してもよい。
マルジョン組成物を調整する際に、(メタ)アクリル酸
エステル単量体等のモノマーに溶解し、乳化重合時から
使用するのが望ましい。こうすることにより、添加が容
易であり、かつ、耐候性によりすぐれた効果が発揮され
る。
マルジョン組成物の調整時にコアギュラムが発生しやす
く、また、ゲル化を起こしやすい。さらに、仮に、アク
リルシリコーンエマルジョン組成物が調整されたとして
も、エマルジョンの貯蔵安定性が悪く実用的ではない。
エマルジョンに対し、0.1〜5重量%使用される。
0.1重量%未満の場合には、耐候性に寄与する効果が
かんばしくなく、5重量%を超えて使用する場合には、
得られるアクリルシリコーンエマルジョン組成物の粒子
径が大きくなり造膜性、塗膜の均一性、光沢性が悪化す
る傾向になる。
は、例えば、イオン交換水中で、重合温度30〜100
℃、重合開始剤として過硫酸アンモニウム、過硫酸カリ
ウムなどの過硫酸塩化合物、ターシャリーブチルヒドロ
ペルオキシド等の有機化酸化物、α,α´−アゾビスイ
ソブチロニトリル等の有機アゾ系重合開始剤等を使用
し、先に述べた(メタ)アクリル酸エステル単量体、重
合性カルボン酸、重合性乳化剤、重合性光安定剤、およ
び、1分子中に少なくとも1個のグリシジル基を有する
オルガノアルコキシシラン化合物、PKbが8以上のヒ
ンダードアミン系光安定剤(HALS)の混合物を乳化
重合することにより調整される。1分子中に少なくとも
1個のグリシジル基を有するオルガノアルコキシシラン
化合物は乳化重合時にラジカル共重合しないが、他の原
料(重合性化合物)が乳化共重合する場に存在すること
が必要である。また、PKbが8以上のHALSも同様
にラジカル共重合しないが、他の原料(重合性化合物)
が乳化重合する場に存在することが好ましい。
組成物は、重量平均分子量が10万以上であることが塗
膜の強靱性、耐候性、耐薬品性の点で好ましく、また、
分散ポリマーの粒子径が50〜300nmであること
が、塗料粘度や造膜性、塗膜の均一性、乾燥性の点で好
ましく、重量平均粒子径/数平均粒子径が3以下、より
好ましくは2以下が、アクリルシリコーンエマルジョン
組成物を調整する際の凝集防止、塗膜の均一性、耐候性
の点で好ましい。
説明する。なお、実施例中の各評価は、次の方法により
測定および判定を行うものとする。
リコーンエマルジョン組成物に対し造膜助剤として2,
2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール モノ
イソブチレート(チッソ(株)の製品CS−12に相
当)を10PHR添加したものを用いた。
ビンに約80mlとり、密栓して40℃で1ヶ月間静置
した。1ヶ月後のアクリルシリコーンエマルジョンの状
態を目視で判定した。
る。合格。 × : 試験前に比べ2倍以上の増粘、分離、沈殿
などが見られる。不合格。
して行う) 塗料をJIS A 5413石綿セメントパーライト板
に塗膜厚が50μm前後になるように塗装し、常温で1
0分間乾燥の後、80℃で30分間強制乾燥した。この
塗板上にさらに塗料を塗膜厚が50μm前後になるよう
に塗装し、常温で10分間乾燥の後、80℃で30分間
強制乾燥した。これを常温で2週間乾燥した。
オメーター(SWOM)を使用し、4000時間促進耐
候性試験を行った。光沢保持率(促進耐候性試験後の光
沢/試験前の光沢×100で表す)が80%以上(光沢
保持率が高いほど耐候性は優れている)で、色差(Δ
E)が0.5以下の場合を合格とする。それ以外は不合
格とする。
10分間常温で乾燥した後、80℃で30分間強制乾燥
した。この塗板を常温で5日間乾燥した後、60℃温水
中に浸漬し24時間試験を行う。さらに、塗板を温水中
に浸漬したまま、温水が入っている容器を自然放冷下に
おき、24時間試験を継続する。試験後の塗膜の状態を
観察し評価する。
合格。 △ : 塗膜がやや白化するが、乾燥後元に戻る。合
格。 × : 塗膜が白化する。乾燥後も元に戻らない。不合
格。
の原料は、示されている重量の5倍(g)で実施するも
のとし、また表中の略号の意味は下記のとおりである。
当)。アクリル酸/ヒドロキシプロピオン酸のアクリル
酸エステル/ジ(ヒドロキシプロピオン酸エステル)の
アクリル酸エステル/トリ(ヒドロキシプロピオン酸エ
ステル)のアクリル酸エステルの混合物(ローヌ・プー
ラン(株)製のシッポマーβ−CEAに相当)。
に相当)。ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエー
テル)(メタ)アクリレート化硫酸エステル塩の一つ
(日本乳化剤(株)製のアントックスMS−60に相
当)。
当)。(旭電化(株)製のアデカリアソープSE−10
Nに相当)。
ダ。非重合性乳化剤。
当)。2−(2´−ヒドロキシ−5´−メタクリロイル
オキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール
(大塚化学(株)製のRUVA−93に相当)。
安定性単量体(旭電化(株)製のアデカスタブLA−8
2に相当)。
シジル基を有するオルガノアルコキシシラン化合物。γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン。
シジル基を有さないオルガノアルコキシシラン化合物。
重合性オルガノアルコキシシラン化合物。γ−メタクリ
ロイルオキシプロピルトリメトキシシラン。
リコーン化合物。フェニルトリメトキシシラン、フェニ
ル−メチル−ジメトキシシランを主成分とするシリコー
ン化合物(東レ・ダウコーニングシリコーン(株)の製
品QP8−5314に相当)。
ダードアミン系光安定剤(HALS)(5)。8−アセ
チル−3−ドデシル−7,7,9,9−テトラメチル−
1,3,8−トリアザスピロ[4、5]デカン−2,4
−ジオン(三共(株)製のサノールLS−440に相
当)。
を備えた2Lの四つ口フラスコにイオン交換水400g
を仕込む。
の実施例1に示された原料混合物をホモジナイザー(日
本精機(株)製マキシマムホモジナイザー)を用い、5
000rpmで10分間乳化する。(これをEM−1と
する。) イオン交換水25g、2,2´−アゾビス[2−メチル
−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド]
(アゾ系重合開始剤)5gの混合物をEM−1に添加
し、攪拌して重合開始剤を溶解する(これをEM−2と
する)。
み、攪拌しながら80℃まで30分間で昇温する。80
℃で30分間重合を継続した後、残りのEM−2をモノ
マー供給ポンプでフラスコ内に3時間で供給する。供給
終了後、さらに1時間重合を継続した後、30℃まで冷
却する。
ながら、PH(25℃)が8.0〜9.5になるように
(共重合しているカルボン酸の中和率が60%から80
%程度になる量)25%アンモニア水を徐々に添加す
る。このようにして実施例1のアクリルシリコーンエマ
ルジョン組成物を得る。
ーンエマルジョン組成物の特性値と試験結果を示す。
は、実施例1と同様にして作製した。(比較例4および
5は乳化重合中にゲル化し、エマルジョンを作製するこ
とができなかった。QP8−5314を添加するもの
は、アクリルシリコーンエマルジョンを中和した後、エ
マルジョンを攪拌しながらQP8−5314を徐々に添
加し作製する。)得られたアクリルシリコーンエマルジ
ョン組成物の特性値と試験結果を表6および表7に示
す。
ン組成物は、耐候性および耐水性が際だって優れた塗膜
を与える。
Claims (3)
- 【請求項1】(メタ)アクリル酸エステル単量体(1)
30〜96重量%、式I、IIまたは式IIIで表され
る重合性カルボン酸(2)の単独または2種類以上の混
合物1〜10重量%、重合性乳化剤(3)1〜10重量
%、ベンゾフェノン系またはベンゾトリアゾール系重合
性光安定剤(4)1〜20重量%、および1分子中に少
なくとも1個のグリシジル基を有するオルガノアルコキ
シシラン化合物(5)1〜30重量%からなる合計で1
00重量%の単量体混合物と、塩基定数(PKb)が8
以上のヒンダードアミン系光安定剤(HALS)(6)
0.1〜5重量%とを含む混合物を乳化重合してなるア
クリルシリコーンエマルジョン組成物。 【化1】 【化2】 【化3】 - 【請求項2】重合性乳化剤(3)が式IVまたは式Vで
表されるものの、単独または2種類以上の混合物である
請求項1に記載のアクリルシリコーンエマルジョン組成
物。 【化4】 【化5】 - 【請求項3】ベンゾフェノン系またはベンゾトリアゾー
ル系重合性光安定剤(4)が式VIで表されるものであ
る請求項1または2に記載のアクリルシリコーンエマル
ジョン組成物。 【化6】
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|---|---|---|---|
| JP23593297A JP3721549B2 (ja) | 1997-07-17 | 1997-09-01 | アクリルシリコーンエマルジョン組成物 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19279197 | 1997-07-17 | ||
| JP9-192791 | 1997-07-17 | ||
| JP23593297A JP3721549B2 (ja) | 1997-07-17 | 1997-09-01 | アクリルシリコーンエマルジョン組成物 |
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| Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=26507522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23593297A Expired - Lifetime JP3721549B2 (ja) | 1997-07-17 | 1997-09-01 | アクリルシリコーンエマルジョン組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3721549B2 (ja) |
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