JPS6239623B2 - - Google Patents
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- JPS6239623B2 JPS6239623B2 JP10984181A JP10984181A JPS6239623B2 JP S6239623 B2 JPS6239623 B2 JP S6239623B2 JP 10984181 A JP10984181 A JP 10984181A JP 10984181 A JP10984181 A JP 10984181A JP S6239623 B2 JPS6239623 B2 JP S6239623B2
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- acid
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- ester
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- Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
Description
本発明は、水又は溶剤を蒸発させて空中に放置
した際に空中の酸素による酸化等の原因で次第に
硬化していく性質(以下、空気硬化性という)を
有する水分散樹脂の製造方法に関する。水分散樹
脂は、環境保全や作業環境、省資源等の点で溶剤
型樹脂に比べて好ましいために、近年、塗料、接
着剤等に広く用いられるに至つているが、性能の
点についてはなお種々の点で溶剤型樹脂に比肩し
得るとはいい難いのが現状である。特に、乳化剤
の在存下に単量体を重合させて得られる水分散樹
脂においては、一般に重合体の分子量が著しく大
きいために、ピンホール等の被膜欠陥を生じたり
することが多く、従つて、耐水性、耐候性等に問
題がある。
又、親水性化合物としてカルボン酸等を構成単
位として含有する重合体の存在下に、ラジカル重
合性単量体を有機溶剤中で重合し、得られた重合
体を塩基により中和し水を加える水分散樹脂の製
造方法が知られているが、この方法においては、
最終の水を加える工程で大量の水を分散系に加え
ると、それ迄有機溶剤中に重合体が安定に分散さ
れていた分散系の粘度が一般に著しく上昇して粘
稠状体になり、この様な分散系を均一に水に分散
させる為には更に工数をかけて、より高剪断力を
与える必要があつた。
重合体の前記粘度の上昇を防止する為に、加え
る水の量を少量にしたり或いは重合体の分子量を
下げることも知られているが、前者の場合は本来
の水分散樹脂としての利点を生かすことが出来
ず、後者の場合も得られる樹脂により形成された
皮膜の耐水性や耐候性等の性能を損うという欠点
があつた。
一方、空気硬化性を有する水分散性樹脂を得る
方法として、例えばアルキツド樹脂を半乾性油や
乾性油で変性する方法等が知られているが、得ら
れる油変性樹脂は耐候性や乾燥速度の点で更に改
善が望まれるものであつた。
本発明は、上記水分散樹脂の現状に鑑みてなさ
れたものであり、貯蔵安定性に優れ、乾燥速度が
大きく、乾燥皮膜が耐水性、耐候性等に優れた水
分散樹脂を工業的に有利な条件で提供することを
目的とする。
即ち本発明の要旨は、一般式
The present invention relates to a method for producing a water-dispersed resin that has the property of gradually curing due to oxidation by oxygen in the air when water or a solvent is evaporated and the resin is left in the air (hereinafter referred to as air curable). In recent years, water-dispersed resins have come to be widely used in paints, adhesives, etc. because they are preferable to solvent-based resins in terms of environmental protection, work environment, resource saving, etc. However, they are still lacking in terms of performance. At present, it is difficult to say that they are comparable to solvent-based resins in various respects. In particular, in water-dispersed resins obtained by polymerizing monomers in the presence of emulsifiers, the molecular weight of the polymer is generally extremely large, which often causes coating defects such as pinholes. , there are problems with water resistance, weather resistance, etc. Alternatively, a radically polymerizable monomer is polymerized in an organic solvent in the presence of a polymer containing a hydrophilic compound such as carboxylic acid as a constituent unit, the resulting polymer is neutralized with a base, and water is added. A method for producing water-dispersed resin is known, but in this method,
When a large amount of water is added to the dispersion system in the final water addition step, the viscosity of the dispersion system, in which the polymer was stably dispersed in the organic solvent, generally increases significantly and becomes viscous. In order to uniformly disperse such a dispersion system in water, it was necessary to take more steps and apply higher shearing force. In order to prevent the above-mentioned increase in the viscosity of the polymer, it is known to reduce the amount of water added or to lower the molecular weight of the polymer, but in the former case, the original advantage as a water-dispersed resin is utilized. In the latter case as well, there was a drawback that the properties such as water resistance and weather resistance of the film formed from the resulting resin were impaired. On the other hand, as a method for obtaining air-curable water-dispersible resins, for example, a method of modifying alkyd resin with semi-drying oil or drying oil is known, but the resulting oil-modified resin has poor weather resistance and drying speed. Further improvement was desired in this respect. The present invention has been made in view of the current state of the water-dispersed resins mentioned above, and provides an industrially advantageous water-dispersed resin that has excellent storage stability, a high drying rate, and a dry film that has excellent water resistance, weather resistance, etc. The purpose is to provide this service under the following conditions. That is, the gist of the present invention is that the general formula
【式】
(式中、R1はH又はCH3、R2は
[Formula] (In the formula, R 1 is H or CH 3 , R 2 is
【式】又は[Formula] or
【式】R3はH又はCH3、mは0〜6の整
数、nは次の関係を満足する整数である。m=1
のときはn=2〜5、m=2〜6のときはn=
2。)で示される環状不飽和基を有するアクリル
酸又はメタクリル酸のエステル1〜50重量%と、
α・β−不飽和カルボン酸1〜30重量%と、重合
性不飽和基及び水酸基を含有する化合物0〜50重
量%とを構成単位とするビニル共重合体と、高級
不飽和脂肪酸若しくは高級不飽和脂肪酸エステル
とのエステル化反応物を中和し、かくして得られ
た中和物の存在下に、ラジカル重合性単量体を有
機溶剤中で重合し、得られた重合体に水を加える
ことを特徴とする水分散樹脂の製造方法に存す
る。
本発明において用いる環状不飽和基を有するア
クリル酸又はメタクリル酸のエステルの内、環状
不飽和基がジシクロペンテニル基
[Formula] R 3 is H or CH 3 , m is an integer from 0 to 6, and n is an integer satisfying the following relationship. m=1
When n=2 to 5, when m=2 to 6, n=
2. ) 1 to 50% by weight of an ester of acrylic acid or methacrylic acid having a cyclic unsaturated group;
A vinyl copolymer whose constituent units are 1 to 30% by weight of α/β-unsaturated carboxylic acid and 0 to 50% by weight of a compound containing a polymerizable unsaturated group and a hydroxyl group, and a higher unsaturated fatty acid or higher unsaturated fatty acid. Neutralizing the esterification reaction product with a saturated fatty acid ester, polymerizing a radically polymerizable monomer in an organic solvent in the presence of the thus obtained neutralized product, and adding water to the obtained polymer. A method for producing a water-dispersed resin is provided. Among the esters of acrylic acid or methacrylic acid having a cyclic unsaturated group used in the present invention, the cyclic unsaturated group is a dicyclopentenyl group.
【式】であるエステルの具体例とし
て、前記一般式におけるmが0の場合は、8(9)−
アクリロキシトリシクロ〔5・2・1・02、6〕
−4−デセン(これは8−アクリロキシトリシク
ロ〔5・2・1・02、6〕−4−デセンと9−ア
クリロキシトリシクロ〔5・2・1・02、6〕−
4−デセンの両方を意味する。以下同じ。)、8(9)
−メタクリロキシトリシクロ〔5・2・1・0
2、6〕−4−デセン(貫用名、ジシクロペンテニ
ルメタクリレート)、8(9)−アクリロキシトリシ
クロ〔5・2・1・02、6〕−2−メチル−4−
デセン、8(9)−アクリロキシトリシクロ〔5・
2・1・02、6〕−3−メチル−4−デセン、8
(9)−メタクリロキシトリシクロ〔5・2・1・0
2、6〕−2−メチル−デセン、8(9)−メタクリロ
キシトリシクロ〔5・2・1・02、6〕−3−メ
チル−4−デセン等が挙げられる。
又、前記一般式におけるmが1の場合は、2−
ジシクロペンテノキシエチルアクリレート
As a specific example of the ester of [Formula], when m in the general formula is 0, 8(9)-
Acryloxytricyclo [5.2.1.0 2 , 6 ]
-4-decene (this is 8-acryloxytricyclo[5.2.1.0 2 , 6 )] -4-decene and 9-acryloxytricyclo[5.2.1.0 2 , 6 ] -
It means both 4-decene. same as below. ), 8(9)
-Methacryloxytricyclo[5.2.1.0
2 , 6 ]-4-decene (universal name, dicyclopentenyl methacrylate), 8(9)-acryloxytricyclo[5.2.1.0 2 , 6 ]-2-methyl-4-
Decene, 8(9)-acryloxytricyclo[5.
2.1.0 2 , 6 ]-3-methyl-4-decene, 8
(9)-Methacryloxytricyclo[5.2.1.0
Examples thereof include 2,6 ] -2-methyl-decene, 8(9)-methacryloxytricyclo[ 5.2.1.02,6 ] -3-methyl-4-decene, and the like. Moreover, when m in the above general formula is 1, 2-
Dicyclopentenoxyethyl acrylate
【式】2−ジ
シクロペンテノキシエチルメタクリレート、2−
ジシクロペンテノキシプロピル(メタ)アクリレ
ート(これは2−ジシクロペンテノキシプロピル
アクリレートと2−ジシクロペンテノキシプロピ
ルメタクリレートを意味する。以下同じ。)、3−
ジシクロペンテノキシイソブチル(メタ)アクリ
レート、3−ジシクロペンテノキシネオペンチル
(メタ)アクリレート等が挙げられ、mが2〜6
の場合は、ジエチレングリコール=モノ=ジシク
ロペンテニルエーテルアクリレート
ジエチレングリコール=モノ=ジシクロペンテニ
ルエーテルメタクリレート、トリエチレングリコ
ール=モノ=ジシクロペンテニルエーテル(メ
タ)アクリレート、テトラエチレングリコール=
モノ=ジシクロペンテニルエーテル(メタ)アク
リレート、ペンタエチレングリコール=モノ=ジ
シクロペンテニル(メタ)アクリレート、ヘキサ
エチレングリコール=モノ=ジシクロペンテニル
エーテル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
更に前記一般式で表わされるエステルが有する
環状不飽和基としては、ジシクロペンテニル基の
他に例えば[Formula] 2-dicyclopentenoxyethyl methacrylate, 2-
Dicyclopentenoxypropyl (meth)acrylate (this means 2-dicyclopentenoxypropyl acrylate and 2-dicyclopentenoxypropyl methacrylate. The same applies hereinafter), 3-
Examples include dicyclopentenoxyisobutyl (meth)acrylate, 3-dicyclopentenoxyneopentyl (meth)acrylate, and m is 2 to 6.
In the case of diethylene glycol = mono = dicyclopentenyl ether acrylate Diethylene glycol = mono-dicyclopentenyl ether methacrylate, triethylene glycol = mono-dicyclopentenyl ether (meth)acrylate, tetraethylene glycol =
Examples include mono-dicyclopentenyl ether (meth)acrylate, pentaethylene glycol mono-dicyclopentenyl (meth)acrylate, and hexaethylene glycol mono-dicyclopentenyl ether (meth)acrylate. Further, as the cyclic unsaturated group possessed by the ester represented by the above general formula, in addition to the dicyclopentenyl group, for example,
【式】
等が挙げられ、m=0の場合の具体例としては、
3(4)−アクリロキシ−1−シクロペンテン、3(4)
−メタクリロキシ−1−シクロペンテン、4(5)−
アクリロキシ−1−シクロヘキセン、4(5)−メタ
クリロキシ−1−シクロヘキセン、5(6)−アクリ
ロキシビシクロ〔2・2・1〕−2−ヘプテン、
5(6)−メタクリロキシビシクロ〔2・2・1〕−
2−ヘプテン等が挙げられる。
しかしてこれらエステルのうち、空気硬化性に
優れた樹脂組成物が得られる点で、8(9)−アクリ
ロキシトリシクロ〔5・2・1・02、6〕−4−
デセン、8(9)−メタクリロキシトリシクロ〔5・
2・02、6〕−4−デセン及び2−ジシクロペン
テノキシエチル(メタ)アクリレートが特に用い
られる。
前記一般式におけるmが1〜6のエステルは一
般に、トリシクロ〔5・2・1・02、6〕−3−
デセンオール(慣用名、ジシクロペンテニルアル
コール、[Formula] etc., and as a specific example when m=0,
3(4)-acryloxy-1-cyclopentene, 3(4)
-Methacryloxy-1-cyclopentene, 4(5)-
Acryloxy-1-cyclohexene, 4(5)-methacryloxy-1-cyclohexene, 5(6)-acryloxybicyclo[2.2.1]-2-heptene,
5(6)-Methacryloxybicyclo[2.2.1]-
Examples include 2-heptene. Among these esters, 8(9)-acryloxytricyclo[5.2.1.0 2 , 6 ]-4- can be used to obtain a resin composition with excellent air curability.
Decene, 8(9)-methacryloxytricyclo[5.
2.0 2 , 6 ]-4-decene and 2-dicyclopentenoxyethyl (meth)acrylate are particularly used. The ester in which m is 1 to 6 in the general formula is generally tricyclo[5.2.1.0 2 , 6 ]-3-
Decenol (common name, dicyclopentenyl alcohol,
【式】)、トリシクロ
〔5・2・1・02、6〕メチル−3−デセン−オ
ール[Formula]), tricyclo[5.2.1.0 2 , 6 ]methyl-3-decen-ol
【式】シクロペンテン−1
−オール、2−メチル−シクロペンテン−1−オ
ール、シクロヘキセン−1−オール、2−メチル
シクロヘキセン−1−オール、ビシクロ〔2・
2・1〕〕−2−ヘプテンオール、ビシクロ〔2・
2・1〕〕−3−メチル−2−ヘプテンオール等の
アルコールに、エチレンオキシドやプロピレンオ
キシド等を反応させて得られた生成物に、更に
(メタ)アクリル酸を反応させてエステル化する
方法により製造される。
本発明において用いるビニル共重合体は前記一
般式で表わされるエステルを1〜50重量%(以
下、%は重量%を示すものとする。)の範囲で含
有する。1%より少いと、得られる水分散樹脂が
空気硬化性に乏しく、従つて、耐水性に乏しい被
膜しか形成し得ず、又水分散樹脂の貯蔵安定性が
発現しない。一方、50%より多いと、水分散樹脂
が形成する皮膜が着色しやすく、耐候性に劣るこ
ととなる。
又、本発明におけるビニル共重合体は親水性を
有するようにα・β−不飽和カルボン酸を1〜30
%の範囲で含有し、一般に10〜200の酸価を有す
る。不飽和カルボン酸の量は、後述する不飽和基
及び水酸基を含有する化合物の量にもよるが、1
%より少いときは、このようなビニル共重合体の
存在下にラジカル重合性単量体を重合した後に得
られる水分散樹脂の安定性が悪くなり、30%より
多いときは、水分散樹脂が形成する皮膜が耐水性
に劣ることとなる。このようなα・β−不飽和カ
ルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、
イタコン酸、クロトン酸、柱皮酸、マレイン酸、
フマル酸等が好ましく用いられる。
さらに、ビニル共重合体には、親水性及びノニ
オン部分を有し、又後述する高級不飽和脂肪酸等
とのエステル化反応を可能ならしめる為に、重合
体不飽和基と水酸基を含有する化合物を構成単位
として含有せしめてもよい。この不飽和化合物の
具体例としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)
アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)
アクリレート、アリルアルコール等が挙げられ
る。ビニル共重合体中における前記不飽和化合物
の使用量は、一般に50%より多いときは水分散樹
脂が形成する皮膜の耐水性が劣るので50%以下と
される。
本発明においては、上記一般式で表わされるエ
ステルとα・β−不飽和カルボン酸と、不飽和基
及び水酸基を含有する化合物以外に、更に他の適
宜のビニル単量体を構成単位として93%以下の範
囲で含有せしめてもよい。
このようなビニル単量体の具体例として、ブチ
ル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル
(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸ア
ルキルエステルや、グリシジル(メタ)アクリレ
ートのほかスチレン、α−メチルスチレン、ビニ
ルトルエン等のアルケニルベンゼン、更には酢酸
ビニル、アクリロニトリル等を挙げることができ
る。
上記一般式で表わされるアクリル酸又はメタク
リル酸のエステルとα・β−不飽和カルボン酸
と、必要に応じて用いられる水酸基を有する不飽
和化合物及び他の単量体を構成単位とするビニル
共重合体は、従来より一般に知られている方法に
従つて、各単量体を共重合させることによつて得
ることができるが、特に溶液重合法が好適であ
る。
本発明においては上記ビニル共重合体と、高級
不飽和脂肪酸若しくは高級不飽和脂肪酸エステル
とを反応させてエステル化反応(これは所謂狭義
のエステル化反応とエステル交換反応の両方を意
味し、反応の結果生成したものをエステル化反応
物という。)物を得るが、この時上記ビニル共重
合体が水酸基を有している場合は高級不飽和脂肪
酸若しくは高級不飽和脂肪酸エステルの何れを反
応させてもよい。ビニル共重合体が水酸基を含有
していない場合は、例えばエポキシ基を有するア
ルコールと高級不飽和脂肪酸とのエステルが好適
に用いられ、又、アルコール残基が高級不飽和ア
ルキルであるエステル等を用いることが可能であ
る。
本発明において用いられる高級不飽和脂肪酸と
してはオレイン酸等のアルケン酸、リノール酸等
のアルカジエン酸、ヒラゴン酸、リノレン酸、ガ
ンマ・リノレン酸、エレオステアリン酸等のアル
カポリエン酸、リカン酸等のケト酸等が挙げられ
リノール酸やリノレン酸が好適に用いられる。こ
れらは単独で或いは混合物として用いられるが、
一般に乾性油や半乾性油中にグリセリドとして存
在しているので例えば半乾性油である大豆油を加
水分解して得られた大豆油脂肪酸や乾性油である
脱水ヒマシ油を加水分解して得られた脱水ヒマシ
油脂肪酸等、種々の高級脂肪酸の混合物として市
販されているものを使用し得る。
本発明において高級不飽和脂肪酸エステルと
は、炭素−炭素不飽和結合を有し、かつモノカル
ボン酸残基の炭素数又はアルコール残基の炭素数
が、好ましくは9以上のエステルをいうが、一般
にはグリセリンと高級不飽和脂肪酸とのエステル
やエポキシ基を有するアルコールと高級不飽和脂
肪酸とのエステルが好適に用いられる。
グリセリドの如き多価アルコールのエステル化
物は完全エステル化物の他、部分エステル化物も
使用可能であり、又、トリグリセリドやジグリセ
リドの場合は、或るエステル結合部分に不飽和脂
肪酸残基を有していれば他のエステル結合部分に
例えばラウリン酸、ステアリン酸等の飽和脂肪酸
残基を有していてもよい。
上記グリセリドの内高級脂肪酸のトリエステル
は油脂中に存在するが、不飽和脂肪酸エステルを
含有している油脂としては、桐油、オイチシカ
油、アマニ油等の乾性油、脱水ヒマシ油等の合成
乾性油、サフラワー油、大豆油、綿実油、ヌカ油
等の半乾性油が挙げられる。
又、エポキシ基を有するアルコールとしてはグ
リシジルアルコールが好適に用いられ、不飽和脂
肪酸とのエステルが含有されているものとしては
例えば大豆油脂肪酸グリシジルエステル、ヤシ油
脂肪酸グリシジルエステル等が挙げられる。
上記ビニル共重合体と上記脂肪酸若しくは脂肪
酸エステルとのエステル化反応には従来公知の方
法が用いられ、例えばビニル共重合体と脂肪酸若
しくは脂肪酸エステルをそのままか或は溶剤中で
アミン、錫化合物、チタン化合物、ナトリウムア
ルコキシド、酸等の存在下で適宜加熱する方法が
用いられる。エステル化反応に用いられる脂肪酸
若しくは脂肪酸エステルの量は、ビニル共重合体
中のカルボキシル基及び存在する場合は水酸基の
合計量がエステル化反応後も少くとも約10%存在
する量とされ、通常はビニル共重合体100重量部
に対して3重量部〜100重量部の範囲で用いられ
る。3重量部未満の場合はこれらによる空気硬化
性の発現が困難であり、特にエステルが少量過ぎ
る場合はビニル共重合体への柔軟性付与効果が乏
しく、又100重量部を越える場合は得られる水分
散樹脂の耐候性が低下することとなる。
ビニル共重合体のエステル化反応物は、重量平
均分子量が1000〜100000、好ましくは3000〜
50000の範囲にあるのがよい。重量平均分子量が
1000より小さいと、水分散樹脂が形成する皮膜の
耐水性が十分でなく、100000より大きいと、この
エステル化反応物に塩基を加えて得られた中和物
の存在下にラジカル重合性単量体を重合させた後
に水を加えて、これ迄有機溶剤中に重量体が安定
に分散されていた分散系を、水中に溶剤と共に重
合体が安定に分散された分散系に反転(以下分散
系の状態がこの様に変化することを相反転とい
う。)させようとしても粘度が著しく高くなり、
更に機械的に高剪断力を与えて強制分散させる為
の余分な工程が必要となる。
本発明方法は、このようなエステル化反応物を
塩基で中和し、かくして得られた中和物の存在下
に、ラジカル重合性単量体を有機溶剤中で常法に
より重合し、得られた重合体に水を添加するもの
である。
ビニル共重合体の中和物の存在下に後述するラ
ジカル重合性単量体を重合させる際に用いられる
有機溶剤の具体例としてはプロパノール、メチル
セロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルセロソル
ブアセテート、エチルカルビトール、アセトン、
メチルエチルケトン、酢酸エチル等が挙げられ、
これらは単独で又は適宜混合して用いられ、その
量は特に限定されないが最終的に得られる重合体
100重量部に対し、上記ビニル共重合体の製造に
要した溶剤が残存している場合はその合計で、通
常10重量部以上とされる。
又これら溶剤に45%以下の範囲、好ましくは3
〜30%の範囲で水を加えた系で後述する単量体を
重合すると、上述の相反転工程における粘度上昇
が有機溶剤100%中で単量体を重合した場合に比
較して、より一層緩和される。但し水の量が45%
を越えると重合体の分子量を制御することが困難
となる。
ビニル共重合体のエステル化反応物を塩基で中
和するには、通常上記の溶剤に共重合体を溶解さ
せた後例えばアンモニアやトリメチルアミン、ト
リエチルアミン等のアルキシアミン、ジメチルエ
タノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ト
リエタノールアミン等のアルコールアミン、モル
フオリン等の塩基を加えて行なわれる。しかして
塩基の添加量は通常ビニル共重合体のエステル化
反応物に存するカルボキシル基の半分以上が中和
される程度とされる。
本発明において上記中和物の存在下に重合され
るラジカル重合性単量体は、特に制限されない
が、具体例としてはメチル(メタ)アクリレー
ト、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メ
タ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)
アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエ
ステルやグリシジル(メタ)アクリレートのほ
か、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトル
エン等のアルケニルベンゼン、さらには酢酸ビニ
ル、ビニルピリジン、ブタジエン、イソプレン、
クロロプレン、アクリロニトリル、メタクリロニ
トリル等が挙げられ、これらは単独で又は二種以
上の混合物として用いられる。更に上記ビニル共
重合体の成分として用いられた上記一般式で示さ
れる(メタ)アクリル酸エステルも使用可能であ
り該エステルは一般に全重合性単量体中の50%以
下の範囲で用いられる。更に必要ならば、これら
の単量体に少量のアクリル酸、メタクリル酸、イ
タコン酸、無水マレイン酸、アクリルアミド、メ
タクリルアミド、メタクリル酸ジメチルアミノエ
チル、N−メチロールアクリルアミド、N−ブト
キシメチルアクリルアミド、2−ヒドロキシエチ
ル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピ
ル(メタ)アクリレート、2−アクリルアミド−
2−メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホ
ン酸等の親水性単量体を併用してもよく、また、
少量のエチレングリコールジメタクリレート、テ
トラエチレングリコールジアクリレート、ブチレ
ングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグ
リコールジメタクリレート、トリメチロールプロ
パントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリ
トールトリ(メタ)アクリレート等のポリアクリ
レートやジアリルフタレート等の多官能性架橋剤
を併用してもよい。また、ラジカル重合開始剤
も、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパー
ベンゾエート、ジ−t−ブチルパーオキサイド、
クメンハイドロパーオキサイド、アゾビスイソブ
チロニトリル等、特に制限されることなく、従来
より知られているものが任意に用いられる。
上記中和物の使用量は、この中和物とラジカル
重合性単量体との合計量の約5〜95%、好ましく
は約5〜80%である。中和物の使用量が少なすぎ
ると、その存在下に単量体を重合して得られる水
分散樹脂が安定性に欠け、また、十分な空気硬化
性を有さず、また、多すぎると、水分散樹脂が形
成する皮膜が耐水性に欠けることとなるからであ
る。
このようにして得られた前記ビニル共重合体の
中和物とからなる重合体は、前記中和物に前記ラ
ジカル重合性単量体の一部分がグラフト重合した
グラフト共重合体を含んでいるものと考えられる
が、かかるグラフト共重合体の重量平均分子量は
5000〜300000の範囲にあるのがよい。重量平均分
子量が5000より小さいと、得られる水分散樹脂の
硬化速度が小さいと共に、最終的に得られる塗膜
が十分な耐水性を有せず、一方、300000より大き
いと、粘度が高すぎて塗装作業性が悪く、樹脂濃
度を不必要に小さくしなければならない等の不都
合があるからである。
このようなビニル共重合体の中和物とからなる
重合体に加えられる水の量は適宜であるが、環境
保全や省資源等の水分散樹脂本来の利点を生かす
為には水の量を多くして有機溶剤量を低減するの
が好ましい。本発明方法では揮発成分中の水/有
機溶剤の比率を1以上としても分散安定性の良い
水分散樹脂を得ることができ、通常は水の重量が
溶剤の1〜20倍になるように水を加えて用いる。
この良好な分散安定性の発現は、主に特異な環状
不飽和基を有する(メタ)アクリル酸エステルを
構成成分とするビニル共重合体と高級不飽和脂肪
酸若しくはエステルとのエステル化反応物の中和
物にラジカル重合性単量体がグラフト重合された
グラフト共重合体に起因するものと考えられる。
即ち、本発明方法による水分散樹脂の分散安定性
は上記ビニル共重合体に単量体が或る程度グラフ
ト重合されて発現するものと思われるが、上記ビ
ニル共重合体中に存在する特異な環状不飽和基に
より単量体が容易に、円滑にグラフトされて分散
安定性がよくなるものと推定され、更にビニル共
重合体中に導入された高級脂肪酸若しくは高級脂
肪酸エステル中の成分が界面活性作用を発現して
上記分散性に寄与しているものと推定される。
本発明方法は上述の通りの構成になされてお
り、上記ビニル共重合体のエステル化反応物の中
和物の存在下に単量体を有機溶剤中で重合するの
で、塩基で中和されていないビニル共重合体を用
いた場合に比較して樹脂の分散系に水を次第に加
えて相反転させる際の増粘の程度が著しく軽減さ
れる。従つて本発明によればビニル共重合体の中
和物の分子量が大きい場合でも相反転が容易で、
場合によつてはデゾルバー等の特殊な手段による
強制分散工程を省くことが可能となる。
又本発明方法により得られる樹脂は、優れた水
分散安定性の為に良好な貯蔵安定性、顔料混和性
を有し、更に上記一般式で示されるエステルの環
状不和基及び上記脂肪酸又は脂肪酸エステルの鎖
状不飽和結合部分の空気硬化性の為に、空気硬化
速度が大でありかつ最終的に形成される被膜は優
れた耐水性、耐候性を有するものである。
なお、本発明方法による水分散樹脂を常温又は
強制乾燥用の塗料等として用いる場合は従来公知
の金属乾燥剤を用いてもよく、アミノ樹脂、エポ
キシ樹脂等を混和して改質してもよい。又この
際、一般式に塗料用に使用されているものであつ
て、水中に分散しうる顔料が添加されてもよい。
以下に実施例を挙げて本発明を説明する。な
お、以下の実施例において、各種物性等の評価は
次のようにして行なつた。
(1) 酸価:フエノールフタレインを指示薬とし
て、0.1N水酸化カリウム性エタノール溶液に
て中和滴定して求めた。
(2) 重量平均分子量:試料の5%テトラヒドロフ
ラン溶液について、ゲル・パーミエーシヨン・
クロマトグラフ法により求めた。
(3) 水酸基価:試料固型分1g中の水酸基をエス
テル化させるのに必要な酢酸量を求め、これを
中和させるのに必要な水酸化カリウムのmg数で
表示した。
(4) 塗料の貯蔵安定性:固型分40%の水分散樹脂
100gに酸化チタン40g及び12%オクチル酸ジ
ルコニウム1.2gを添加し、高速撹拌して塗料
Aを調整した。
この塗料を密閉した容器に入れ、50℃で7日
間放置した後凝固やブツの有無及び粘稠性を観
察し異常のない場合を良好とした。この結果が
良い場合は水分散樹脂そのものの貯蔵安定性も
良いと考えられる。
(5) 塗料の塗膜物性:前記塗料Aを亜鉛処理鋼板
に膜厚40μになるようにエアスプレーにて塗布
し、室温で20分間放置後80℃で20分間、さらに
室温で5日間乾燥して塗膜を得、該塗膜の物性
をJISK5400に準拠して測定した。
(a) 耐水性
被覆鋼板を20℃で10日間浸漬して塗膜面に
ふくれ、はがれ、さびの発生しないものを良
好とした。
(b) 耐衝撃性:デユポン式衝撃試験機にて500
gの錘を用いて行い、錘の落下高さで表示し
た。
(c) 光沢
60゜/60゜鏡面光沢度を測定した。
(d) 密着性
カミソリで1m/mます目を10×10ケ作成
したセロテープによる剥離テスト結果を残存
割合で表示した。
(6) 塗装作業性(A):前記塗料Aを亜鉛処理鋼板に
エアレススプレーにて塗布し室温で20分間放置
後80℃で20分間乾燥した塗膜のワキ、ピンホー
ルの状態を観察した。塗膜に欠陥の生じない限
界膜厚(μ)をもつて表示した。
塗装作業性(B):上記塗膜を室温で1時間放置
後、水滴を乗せて24時間後の塗膜のフクレ、ハ
ガレ、密着性を評価した。これは、塗膜の初期
耐水性の評価であり、塗料の乾燥性の良否の評
価に用いられる。
(7) 固形分:水分散樹脂1gを加熱乾燥し、残存
重量の乾燥前の重量に対する比を百分率で表示
した。
(8) 相反転性:相反転工程を高速撹拌機を用いて
行う際の増粘程度をもつて評価した。著しい増
粘がなく、容易に水分散体を得る場合を良好と
した。
(9) 顔料混和性:固型分40%の水分散樹脂50gに
酸化チタン40gを添加し高速撹拌の後顔料ペー
ストを作成し、顔料の分散混和性をグラインド
ゲージにより評価した。分散性5μ以下を良好
とした。
参考例 1
ブチルセロソルブ100g中に、8(又は9)−ア
クリロキシトリシクロ〔5・2・1・02、6〕−
4−デセン72g、アクリル酸26g、2−ヒドロキ
シエチルメタクリレート28g、スチレン25g、2
−エチルヘキシルアクリレート49g、ラウリルメ
ルカプタン4g、アゾイソブチロニトリル4gを
3時間かけて滴下し更に1時間撹拌して共重合反
応を行わしめビニル共重合体を得た。反応温度は
初期1.5時間を120℃としその後は150℃とした。
次に大豆油脂肪酸のグリシジルエステル(高級不
飽和脂肪酸エステル含量、約80%)32g、トリエ
チルアミン1gをこの反応系に加えて150℃で3
時間エステル化反応を行なつた。得られた共重合
体のエステル化反応物Aの固型分は69.8%、酸価
は66、水酸基価は73、重量平均分子量は16300で
あつた。
参考例 2〜4
参考例1における各脂肪酸又は脂肪酸エステル
及び他の単量体の種類と量等を表1に示す如く替
える以外は、参考例1と同様にして表1に示す物
性値等を有するビニル共重合体D及びエステル化
反応物B、Cのブチルセロソルブ溶液を得た。[Formula] cyclopenten-1-ol, 2-methyl-cyclopenten-1-ol, cyclohexen-1-ol, 2-methylcyclohexen-1-ol, bicyclo[2.
2.1]]-2-heptenol, bicyclo[2.
2.1] Manufactured by a method in which a product obtained by reacting an alcohol such as -3-methyl-2-heptenol with ethylene oxide, propylene oxide, etc. is further reacted with (meth)acrylic acid to esterify it. be done. The vinyl copolymer used in the present invention contains the ester represented by the above general formula in a range of 1 to 50% by weight (hereinafter, % means % by weight). If it is less than 1%, the resulting water-dispersed resin will have poor air curability, and therefore only a film with poor water resistance can be formed, and the storage stability of the water-dispersed resin will not be exhibited. On the other hand, if it is more than 50%, the film formed by the water-dispersed resin is likely to be colored, resulting in poor weather resistance. In addition, the vinyl copolymer in the present invention contains 1 to 30 α/β-unsaturated carboxylic acids so as to have hydrophilicity.
% and generally has an acid value of 10 to 200. The amount of unsaturated carboxylic acid depends on the amount of the compound containing an unsaturated group and a hydroxyl group, which will be described later.
%, the stability of the water-dispersed resin obtained after polymerizing the radically polymerizable monomer in the presence of such a vinyl copolymer deteriorates, and when it exceeds 30%, the water-dispersed resin becomes unstable. The film formed by this will have poor water resistance. Examples of such α/β-unsaturated carboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid,
itaconic acid, crotonic acid, cylindrical acid, maleic acid,
Fumaric acid and the like are preferably used. Furthermore, the vinyl copolymer has hydrophilic and nonionic moieties, and in order to enable an esterification reaction with higher unsaturated fatty acids, etc., which will be described later, a compound containing a polymeric unsaturated group and a hydroxyl group is added. It may be contained as a structural unit. Specific examples of this unsaturated compound include 2-hydroxyethyl (meth)
Acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)
Examples include acrylate and allyl alcohol. The amount of the unsaturated compound used in the vinyl copolymer is generally kept at 50% or less since if it exceeds 50%, the water resistance of the film formed by the water-dispersed resin will be poor. In the present invention, in addition to the ester represented by the above general formula, the α/β-unsaturated carboxylic acid, and the compound containing an unsaturated group and a hydroxyl group, 93% of other appropriate vinyl monomers are used as constituent units. It may be contained within the following range. Specific examples of such vinyl monomers include (meth)acrylic acid alkyl esters such as butyl (meth)acrylate and 2-ethylhexyl (meth)acrylate, as well as glycidyl (meth)acrylate, styrene, α-methylstyrene, Alkenylbenzenes such as vinyltoluene, vinyl acetate, acrylonitrile, etc. can be mentioned. A vinyl copolymer whose constituent units are an ester of acrylic acid or methacrylic acid represented by the above general formula, an α/β-unsaturated carboxylic acid, an unsaturated compound having a hydroxyl group, and other monomers used as necessary. The combination can be obtained by copolymerizing each monomer according to a conventionally known method, but a solution polymerization method is particularly suitable. In the present invention, the vinyl copolymer is reacted with a higher unsaturated fatty acid or a higher unsaturated fatty acid ester to undergo an esterification reaction (this means both an esterification reaction and a transesterification reaction in the narrow sense of the reaction). The resulting product is called an esterification reaction product.However, if the vinyl copolymer has a hydroxyl group, it can be reacted with either higher unsaturated fatty acids or higher unsaturated fatty acid esters. good. When the vinyl copolymer does not contain a hydroxyl group, for example, an ester of an alcohol having an epoxy group and a higher unsaturated fatty acid is preferably used, or an ester in which the alcohol residue is a higher unsaturated alkyl is used. Is possible. Examples of higher unsaturated fatty acids used in the present invention include alkenoic acids such as oleic acid, alkadienoic acids such as linoleic acid, alkapolyenoic acids such as hylagonic acid, linolenic acid, gamma-linolenic acid, and eleostearic acid, and lycanic acid. Examples include keto acids, and linoleic acid and linolenic acid are preferably used. These can be used alone or as a mixture, but
Generally, glycerides exist in drying oils and semi-drying oils, so for example, soybean oil fatty acids obtained by hydrolyzing soybean oil, which is a semi-drying oil, or dehydrated castor oil, which is a drying oil, can be obtained by hydrolyzing soybean oil. Commercially available mixtures of various higher fatty acids, such as dehydrated castor oil fatty acids, can be used. In the present invention, higher unsaturated fatty acid ester refers to an ester having a carbon-carbon unsaturated bond and preferably having 9 or more carbon atoms in a monocarboxylic acid residue or 9 or more carbon atoms in an alcohol residue, but generally Esters of glycerin and higher unsaturated fatty acids and esters of alcohols having an epoxy group and higher unsaturated fatty acids are preferably used. Esterified products of polyhydric alcohols such as glycerides can be used not only completely esterified products but also partially esterified products, and in the case of triglycerides and diglycerides, unsaturated fatty acid residues may be present in certain ester bond parts. For example, other ester bonding moieties may contain saturated fatty acid residues such as lauric acid and stearic acid. Triesters of higher fatty acids among the above glycerides are present in fats and oils, but oils and fats containing unsaturated fatty acid esters include drying oils such as tung oil, oticica oil, and linseed oil, and synthetic drying oils such as dehydrated castor oil. , safflower oil, soybean oil, cottonseed oil, bran oil, and other semi-drying oils. Glycidyl alcohol is preferably used as the alcohol having an epoxy group, and examples of alcohols containing esters with unsaturated fatty acids include soybean oil fatty acid glycidyl ester, coconut oil fatty acid glycidyl ester, and the like. Conventionally known methods are used for the esterification reaction between the vinyl copolymer and the fatty acid or fatty acid ester. A method of appropriately heating in the presence of a compound, sodium alkoxide, acid, etc. is used. The amount of fatty acid or fatty acid ester used in the esterification reaction is such that the total amount of carboxyl groups and hydroxyl groups, if any, in the vinyl copolymer remains at least about 10% after the esterification reaction, and is usually It is used in an amount of 3 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the vinyl copolymer. If the amount is less than 3 parts by weight, it is difficult to achieve air curing properties, especially if the amount of ester is too small, the effect of imparting flexibility to the vinyl copolymer is poor, and if it exceeds 100 parts by weight, the resulting water The weather resistance of the dispersed resin will deteriorate. The esterification reaction product of the vinyl copolymer has a weight average molecular weight of 1,000 to 100,000, preferably 3,000 to 100,000.
A value in the range of 50000 is good. Weight average molecular weight
If it is less than 1,000, the water resistance of the film formed by the water-dispersed resin will not be sufficient, and if it is more than 100,000, the radically polymerizable monomer will be absorbed in the presence of the neutralized product obtained by adding a base to this esterification reaction product. After polymerizing the polymer, water is added to turn the dispersion system in which the polymer was stably dispersed in an organic solvent into a dispersion system in which the polymer is stably dispersed together with the solvent in water (hereinafter referred to as dispersion system). This change in state is called phase inversion.
Furthermore, an extra step is required to mechanically apply a high shearing force for forced dispersion. In the method of the present invention, such an esterification reaction product is neutralized with a base, and in the presence of the thus obtained neutralized product, a radically polymerizable monomer is polymerized in an organic solvent by a conventional method. Water is added to the polymer. Specific examples of organic solvents used when polymerizing the radically polymerizable monomer described below in the presence of a neutralized vinyl copolymer include propanol, methyl cellosolve, butyl cellosolve, butyl cellosolve acetate, ethyl carbitol, acetone,
Examples include methyl ethyl ketone, ethyl acetate, etc.
These may be used alone or in an appropriate mixture, and the amount is not particularly limited, but the final polymer
If the solvent required for producing the vinyl copolymer remains, the total amount is usually 10 parts by weight or more relative to 100 parts by weight. In addition, these solvents should be added in a range of 45% or less, preferably 3%.
When the monomers described below are polymerized in a system containing water in the range of ~30%, the viscosity increase in the phase inversion step described above is much more pronounced than when the monomers are polymerized in 100% organic solvent. eased. However, the amount of water is 45%
If the molecular weight exceeds 100%, it becomes difficult to control the molecular weight of the polymer. To neutralize the esterification reaction product of a vinyl copolymer with a base, the copolymer is usually dissolved in the above-mentioned solvent, and then ammonia, alkoxyamines such as trimethylamine and triethylamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, triethylamine, etc. This is carried out by adding an alcohol amine such as ethanolamine or a base such as morpholine. The amount of base added is usually such that more than half of the carboxyl groups present in the vinyl copolymer esterification reaction product are neutralized. In the present invention, the radically polymerizable monomer polymerized in the presence of the above neutralized product is not particularly limited, but specific examples include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, -ethylhexyl (meth)
In addition to (meth)acrylic acid alkyl esters and glycidyl (meth)acrylates such as acrylates, alkenylbenzenes such as styrene, α-methylstyrene, and vinyltoluene, as well as vinyl acetate, vinylpyridine, butadiene, isoprene,
Examples include chloroprene, acrylonitrile, methacrylonitrile, etc., and these may be used alone or as a mixture of two or more. Furthermore, the (meth)acrylic acid ester represented by the above general formula used as a component of the vinyl copolymer can also be used, and the ester is generally used in an amount of 50% or less of the total polymerizable monomers. If necessary, small amounts of acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic anhydride, acrylamide, methacrylamide, dimethylaminoethyl methacrylate, N-methylolacrylamide, N-butoxymethylacrylamide, 2- Hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-acrylamide-
Hydrophilic monomers such as 2-methylpropanesulfonic acid and styrenesulfonic acid may be used in combination, and
Small amounts of polyacrylates such as ethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, butylene glycol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, and diallyl phthalate. A functional crosslinking agent may also be used. In addition, radical polymerization initiators include benzoyl peroxide, t-butyl perbenzoate, di-t-butyl peroxide,
There are no particular restrictions, and any conventionally known compounds can be used, such as cumene hydroperoxide and azobisisobutyronitrile. The amount of the neutralized product used is about 5 to 95%, preferably about 5 to 80%, of the total amount of the neutralized product and the radically polymerizable monomer. If the amount of the neutralizer used is too small, the water-dispersed resin obtained by polymerizing the monomer in its presence will lack stability and will not have sufficient air curability; This is because the film formed by the water-dispersed resin will lack water resistance. The thus obtained neutralized vinyl copolymer contains a graft copolymer obtained by graft-polymerizing a portion of the radically polymerizable monomer to the neutralized product. However, the weight average molecular weight of such a graft copolymer is
It should be in the range of 5000 to 300000. If the weight average molecular weight is less than 5,000, the curing speed of the water-dispersed resin obtained will be slow and the final coating film will not have sufficient water resistance, while if it is greater than 300,000, the viscosity will be too high. This is because there are disadvantages such as poor painting workability and the need to reduce the resin concentration unnecessarily. The amount of water added to the polymer made of such a neutralized vinyl copolymer is appropriate, but in order to take advantage of the inherent advantages of water-dispersed resins such as environmental protection and resource saving, the amount of water should be increased. It is preferable to increase the amount of organic solvent and reduce the amount of organic solvent. In the method of the present invention, a water-dispersed resin with good dispersion stability can be obtained even if the ratio of water/organic solvent in the volatile component is 1 or more. Add and use.
The development of this good dispersion stability is mainly due to the esterification reaction between a vinyl copolymer containing a (meth)acrylic acid ester having a unique cyclic unsaturated group and a higher unsaturated fatty acid or ester. This is thought to be due to a graft copolymer in which a radically polymerizable monomer is graft-polymerized to a conjugate.
That is, it is thought that the dispersion stability of the water-dispersed resin obtained by the method of the present invention is developed by graft polymerization of the monomer to the above-mentioned vinyl copolymer to some extent. It is presumed that the monomers are easily and smoothly grafted onto the cyclic unsaturated group, improving dispersion stability, and that the components in the higher fatty acids or higher fatty acid esters introduced into the vinyl copolymer have a surfactant effect. It is estimated that this contributes to the above-mentioned dispersibility. The method of the present invention is constructed as described above, and since the monomer is polymerized in an organic solvent in the presence of a neutralized product of the esterification reaction product of the vinyl copolymer, the monomer is not neutralized with a base. The degree of viscosity increase during phase inversion by gradually adding water to a resin dispersion system is significantly reduced compared to the case where a vinyl copolymer without a vinyl copolymer is used. Therefore, according to the present invention, phase inversion is easy even when the molecular weight of the neutralized product of the vinyl copolymer is large.
In some cases, it is possible to omit a forced dispersion step using special means such as a resolver. In addition, the resin obtained by the method of the present invention has good storage stability and pigment miscibility due to excellent water dispersion stability, and furthermore, the resin has good storage stability and pigment miscibility due to excellent water dispersion stability, and furthermore, the resin has a cyclic incompatible group of the ester represented by the above general formula and the above fatty acid or fatty acid. Due to the air-curing property of the chain unsaturated bond portion of the ester, the air-curing rate is high, and the film finally formed has excellent water resistance and weather resistance. In addition, when the water-dispersed resin produced by the method of the present invention is used as a paint for room temperature or forced drying, a conventionally known metal desiccant may be used, or it may be modified by mixing with an amino resin, epoxy resin, etc. . Further, at this time, a pigment which is generally used for paints and which can be dispersed in water may be added. The present invention will be explained below with reference to Examples. In addition, in the following examples, evaluations of various physical properties, etc. were performed as follows. (1) Acid value: Determined by neutralization titration with 0.1N potassium hydroxide ethanol solution using phenolphthalein as an indicator. (2) Weight average molecular weight: Regarding the 5% tetrahydrofuran solution of the sample, gel permeation
Determined by chromatographic method. (3) Hydroxyl value: The amount of acetic acid required to esterify the hydroxyl groups in 1 g of solid sample was determined, and expressed as the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize this. (4) Storage stability of paint: water-dispersed resin with solid content of 40%
Paint A was prepared by adding 40 g of titanium oxide and 1.2 g of 12% zirconium octylate to 100 g and stirring at high speed. This paint was placed in a sealed container and allowed to stand at 50°C for 7 days, and then the presence or absence of coagulation, lumps, and viscosity were observed. If there were no abnormalities, it was evaluated as good. If this result is good, it is considered that the storage stability of the water-dispersed resin itself is also good. (5) Physical properties of the paint film: Paint A was applied to a zinc-treated steel plate by air spray to a film thickness of 40 μm, left at room temperature for 20 minutes, then dried at 80°C for 20 minutes and then at room temperature for 5 days. A coating film was obtained, and the physical properties of the coating film were measured in accordance with JISK5400. (a) Water resistance A coated steel plate was immersed at 20°C for 10 days, and the coated steel plate was rated as good if it showed no blistering, peeling, or rust. (b) Impact resistance: 500 on Dupont impact tester
The test was carried out using a weight of g, and expressed as the height of the fall of the weight. (c) Gloss 60°/60° specular gloss was measured. (d) Adhesion The results of a peel test using cellophane tape made with a razor to make 10 x 10 squares of 1 m/m are expressed as the remaining percentage. (6) Painting workability (A): Paint A was applied to a zinc-treated steel plate by airless spraying, left at room temperature for 20 minutes, and then dried at 80°C for 20 minutes. The condition of the coating film's underarms and pinholes was observed. The limit film thickness (μ) at which no defects occur in the coating film is indicated. Painting workability (B): After the above coating film was left at room temperature for 1 hour, water droplets were placed on it and the coating film was evaluated for blistering, peeling, and adhesion after 24 hours. This is an evaluation of the initial water resistance of the paint film, and is used to evaluate the drying properties of the paint. (7) Solid content: 1 g of water-dispersed resin was heated and dried, and the ratio of the remaining weight to the weight before drying was expressed as a percentage. (8) Phase inversion property: Evaluation was made based on the degree of viscosity increase when the phase inversion step was performed using a high-speed stirrer. A case where an aqueous dispersion was easily obtained without significant thickening was evaluated as good. (9) Pigment miscibility: 40 g of titanium oxide was added to 50 g of a water-dispersed resin with a solid content of 40%, and after stirring at high speed, a pigment paste was prepared, and the dispersion miscibility of the pigment was evaluated using a grind gauge. A dispersibility of 5μ or less was considered good. Reference Example 1 In 100g of butyl cellosolve, 8 (or 9)-acryloxytricyclo[5.2.1.0 2 , 6 ]-
4-decene 72g, acrylic acid 26g, 2-hydroxyethyl methacrylate 28g, styrene 25g, 2
-49 g of ethylhexyl acrylate, 4 g of lauryl mercaptan, and 4 g of azoisobutyronitrile were added dropwise over 3 hours, and the mixture was further stirred for 1 hour to carry out a copolymerization reaction to obtain a vinyl copolymer. The reaction temperature was 120°C for the initial 1.5 hours and 150°C thereafter.
Next, 32g of glycidyl ester of soybean oil fatty acid (higher unsaturated fatty acid ester content, approximately 80%) and 1g of triethylamine were added to this reaction system, and the mixture was heated at 150℃ for 30 minutes.
A time esterification reaction was carried out. The resulting copolymer esterification reaction product A had a solid content of 69.8%, an acid value of 66, a hydroxyl value of 73, and a weight average molecular weight of 16,300. Reference Examples 2 to 4 The physical properties shown in Table 1 were obtained in the same manner as in Reference Example 1, except that the types and amounts of each fatty acid or fatty acid ester and other monomers in Reference Example 1 were changed as shown in Table 1. A butyl cellosolve solution of vinyl copolymer D and esterification reaction products B and C was obtained.
【表】【table】
【表】
実施例 1
参考例1で得たビニル共重合体のエステル化反
応物Aの溶液33.2gにブチルセロソルブ20g、ジ
エチルエタノールアミン18gを加えて100℃にて
約30分間撹拌し、次いでメチルメタクリレート
23.8g、2−エチルヘキシルアクリレート26.2
g、スチレン30g、アゾイソブチロニトリル0.4
gを3時間かけて滴下しさらに2時間反応させた
後、脱イオン水120gを約30分間かけて滴下して
水分散樹脂を得た。このときの相反転工程は粘度
の上昇が少く容易に行われた。この水分散樹脂の
特性や得られた塗膜の物性等を夫々表2、表3に
示した。
実施例 2
エステル化反応物Aの溶液33.2gにブチルセロ
ソルブ20g、ジエチルエタノールアミン1.8gを
加え100℃にて約30分間撹拌し、次いで脱イオン
水20gを加えた後、メチルメタクリレート23.8
g、2−エチルヘキシルアクリレート26.2g、ス
チレン30g、アゾイソブチロニトリル0.4gを3
時間かけて滴下しさらに2時間反応させた。重合
反応の進行に伴い重合体溶液は透明状態から次第
に半透明になつた。この溶液に脱イオン水100g
を約30分間かけて滴下して水分散樹脂を得た。こ
のときの相反転工程は分散系の粘度が低く極めて
容易に行われた。この水分散樹脂の特性や得られ
た塗膜の物性等を表2、表3に示した。
実施例 3
参考例2で得たエステル化反応物Bの溶液32.5
gを用いる以外は実施例1と同様にして水分散樹
脂を得た。この水分散樹脂の特性及び得られた塗
膜の物性等を表2、表3に示した。
実施例 4
参考例3で得たエステル化反応物Cの溶液を用
い表2で示される条件を採用する以外は実施例2
と同様にして水分散樹脂を得た。この水分散樹脂
の特性及び得られた塗膜の物性を表2、表3に示
した。[Table] Example 1 20 g of butyl cellosolve and 18 g of diethylethanolamine were added to 33.2 g of the solution of vinyl copolymer esterification reaction product A obtained in Reference Example 1, stirred at 100°C for about 30 minutes, and then methyl methacrylate
23.8g, 2-ethylhexyl acrylate 26.2
g, styrene 30g, azoisobutyronitrile 0.4
After adding 120 g of deionized water dropwise over a period of about 30 minutes, a water-dispersed resin was obtained. The phase inversion step at this time was easily carried out with little increase in viscosity. The properties of this water-dispersed resin and the physical properties of the resulting coating film are shown in Tables 2 and 3, respectively. Example 2 20 g of butyl cellosolve and 1.8 g of diethylethanolamine were added to 33.2 g of a solution of esterification reaction product A, stirred at 100°C for about 30 minutes, then 20 g of deionized water was added, and 23.8 g of methyl methacrylate was added.
g, 26.2 g of 2-ethylhexyl acrylate, 30 g of styrene, and 0.4 g of azoisobutyronitrile.
The mixture was added dropwise over time and allowed to react for an additional 2 hours. As the polymerization reaction progressed, the polymer solution gradually became translucent from a transparent state. Add 100g of deionized water to this solution.
was added dropwise over about 30 minutes to obtain a water-dispersed resin. The phase inversion step at this time was carried out extremely easily due to the low viscosity of the dispersion system. The properties of this water-dispersed resin and the physical properties of the resulting coating film are shown in Tables 2 and 3. Example 3 Solution of esterification reaction product B obtained in Reference Example 2 32.5
A water-dispersed resin was obtained in the same manner as in Example 1 except that g was used. The properties of this water-dispersed resin and the physical properties of the resulting coating film are shown in Tables 2 and 3. Example 4 Example 2 except that the solution of esterification reaction product C obtained in Reference Example 3 was used and the conditions shown in Table 2 were adopted.
A water-dispersed resin was obtained in the same manner as above. The properties of this water-dispersed resin and the physical properties of the resulting coating film are shown in Tables 2 and 3.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
* 評価法(A)の結果〓評価法(B)の結果を示す。
比較例
参考例4で得たエステル化反応物Dの溶液60g
にブチロセロソルブ80gを加え120℃に昇温した
後ブチルメタクリレート140g、ブチルアクリレ
ート20g、t−ブチルパーオクトエイト0.8gを
3時間かけて滴下しさらに2時間反応させて重合
体溶液を得た。
次にこの重合体にジメチルエタノールアミン
4.4gと脱イオン水200gとを加えたところ、分散
系の粘度が著しく上昇し全体が餅状の粘稠状体に
なつたので、分散系を取り出して他の容器に入れ
てデゾルバーにより極めて強い剪断力を長時間か
けて強制分散させた。
この水分散樹脂の中和度は70%、重合体の重量
平均分子量は72500、酸価は20、水酸基価は12、
固型分は39.7%であつた。これに所定の顔料を加
えて得られた塗料の顔料混和性はやや良好であつ
たが、凝集物の沈澱が発生して貯蔵安定性は不良
であつた。塗装作業性の(A)は40、(B)ではフクレが
発生した。
又、得られた塗膜の性能は、耐水性テスト結果
ではフクレが発生し、光沢は50、密着性は79/
100、耐衝撃性は20cm、鉛筆硬度はHBであつた。[Table] *Results of evaluation method (A) = Results of evaluation method (B) are shown.
Comparative example 60g of solution of esterification reaction product D obtained in Reference example 4
After adding 80 g of butyrocellosolve and raising the temperature to 120 DEG C., 140 g of butyl methacrylate, 20 g of butyl acrylate, and 0.8 g of t-butyl peroctoate were added dropwise over 3 hours, followed by further reaction for 2 hours to obtain a polymer solution. Next, add dimethylethanolamine to this polymer.
When 4.4g and 200g of deionized water were added, the viscosity of the dispersion increased significantly and the whole became a glutinous consistency, so the dispersion was taken out and placed in another container, which was extremely strong with a dissolver. The shearing force was forced to disperse over a long period of time. The degree of neutralization of this water-dispersed resin is 70%, the weight average molecular weight of the polymer is 72500, the acid value is 20, the hydroxyl value is 12,
The solid content was 39.7%. The pigment compatibility of the paint obtained by adding a specified pigment to this paint was somewhat good, but the storage stability was poor due to precipitation of aggregates. Paint workability (A) was 40, and blistering occurred in (B). In addition, the performance of the obtained coating film was as follows: Water resistance test results showed that blistering occurred, gloss was 50, and adhesion was 79/79.
100, impact resistance was 20 cm, and pencil hardness was HB.
Claims (1)
【式】【式】【式】又は 【式】R3はH又はCH3、mは0〜6の整 数、nは次の関係を満足する整数である。m=1
のときはn=2〜5、m=2〜6のときはn=
2。)で示される環状不飽和基を有するアクリル
酸又はメタクリル酸のエステル1〜50重量%と、
α・β−不飽和カルボン酸1〜30重量%と、重合
性不飽和基及び水酸基を含有する化合物0〜50重
量%とを構成単位とするビニル共重合体と、高級
不飽和脂肪酸若しくは高級不飽和脂肪酸エステル
とのエステル化反応物を中和し、かくして得られ
た中和物の存在下に、ラジカル重合性単量体を有
機溶剤中で重合し、得られた重合体に水を加える
ことを特徴とする水分散樹脂の製造方法。 2 アクリル酸のエステルが8−アクリロキシト
リシクロ〔5・2・1・02、6〕−4デセン又は
9−アクリロキシトリシクロ〔5・2・1・0
2、6〕−4デセンである第1項記載の製造方法。[Claims] 1 General formula [Formula] (wherein R 1 is H or CH 3 , R 2 is [Formula] [Formula] [Formula] or [Formula] R 3 is H or CH 3 , m is An integer from 0 to 6, n is an integer that satisfies the following relationship: m=1
When n=2 to 5, when m=2 to 6, n=
2. ) 1 to 50% by weight of an ester of acrylic acid or methacrylic acid having a cyclic unsaturated group;
A vinyl copolymer whose constituent units are 1 to 30% by weight of α/β-unsaturated carboxylic acid and 0 to 50% by weight of a compound containing a polymerizable unsaturated group and a hydroxyl group, and a higher unsaturated fatty acid or higher unsaturated fatty acid. Neutralizing the esterification reaction product with a saturated fatty acid ester, polymerizing a radically polymerizable monomer in an organic solvent in the presence of the thus obtained neutralized product, and adding water to the obtained polymer. A method for producing a water-dispersed resin characterized by: 2 The ester of acrylic acid is 8-acryloxytricyclo[5.2.1.0 2 , 6 ]-4decene or 9-acryloxytricyclo[5.2.1.0
2 , 6 ]-4 Decene, the manufacturing method according to item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10984181A JPS5811539A (en) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | Preparation of water-dispersed resin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10984181A JPS5811539A (en) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | Preparation of water-dispersed resin |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5811539A JPS5811539A (en) | 1983-01-22 |
| JPS6239623B2 true JPS6239623B2 (en) | 1987-08-24 |
Family
ID=14520552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10984181A Granted JPS5811539A (en) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | Preparation of water-dispersed resin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5811539A (en) |
-
1981
- 1981-07-13 JP JP10984181A patent/JPS5811539A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5811539A (en) | 1983-01-22 |
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