JP2003096264A - Water-based high solid thermoset resin composition - Google Patents
Water-based high solid thermoset resin compositionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は水性の熱硬化性樹脂
組成物、特に水性ハイソリッド型熱硬化性樹脂組成物に
関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an aqueous thermosetting resin composition, and more particularly to an aqueous high solid type thermosetting resin composition.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、環境に対する影響を考慮して、塗
料に用いられる樹脂組成物中に含まれる有機溶剤の量を
低減するため、水性化が検討されている。しかし、特に
熱硬化タイプの樹脂組成物では、溶剤である水が、高湿
度では揮散しにくく、低湿度では突沸するというよう
に、乾燥工程の湿度に影響されやすい問題点を有してい
る。この水性の熱硬化性樹脂組成物を高固形分化するこ
とができれば、これらの問題を解決して、環境への負荷
を効果的に低減することが期待される。このような水性
樹脂組成物の高固形分化は、一般的にそのバインダーで
あるエマルション樹脂をハイソリッド化することにより
行われる。これまでハイソリッド化されたエマルション
樹脂の製法は、例えば、特開平10−17841号公報
や特開2001−139610号公報などに記載されて
いる。しかし、これらの公報に記載されたエマルション
樹脂は、そのほとんどが粘着剤用のバインダーとして設
計されたものであり、熱硬化性樹脂組成物のバインダー
として、これらをそのまま用いることはできなかった。2. Description of the Related Art In recent years, in order to reduce the amount of an organic solvent contained in a resin composition used for a paint in consideration of the influence on the environment, a water-based method has been studied. However, in particular, the thermosetting resin composition has a problem that water as a solvent is less likely to be volatilized at a high humidity and bumps at a low humidity, which is easily affected by the humidity in the drying step. If it is possible to highly solidify this aqueous thermosetting resin composition, it is expected to solve these problems and effectively reduce the load on the environment. High solidification of such an aqueous resin composition is generally performed by making an emulsion resin, which is a binder thereof, into a high solid. Hitherto, the method for producing a highly solid emulsion resin is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-17841 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-139610. However, most of the emulsion resins described in these publications were designed as binders for pressure-sensitive adhesives, and they could not be used as they were as binders for thermosetting resin compositions.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、熱硬
化性を有するバインダーとして適するハイソリッド型エ
マルション樹脂を用いて、水性ハイソリッド型熱硬化性
樹脂組成物を得ることにある。An object of the present invention is to obtain an aqueous high solid type thermosetting resin composition by using a high solid type emulsion resin suitable as a binder having a thermosetting property.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の水性ハイソリッ
ド型熱硬化性樹脂組成物は、E型粘度計1rpm(25
℃)での粘度が30〜10000mPa・sであり、そ
のときの固形分率が55〜65重量%であるハイソリッ
ド型エマルション樹脂、および、硬化剤を含む水性樹脂
組成物であって、上記ハイソリッド型エマルション樹脂
が、水酸基価10〜150、酸価5〜50のα,β−エ
チレン性不飽和モノマー混合物を乳化重合して得られ
る、異なる体積平均粒子径を有する2種類の樹脂粒子を
含有するものであり、上記第1の樹脂粒子の体積平均粒
子径は上記第2の樹脂粒子の体積平均粒子径に比べて大
きく、上記第1の樹脂粒子の体積平均粒子径が0.2〜
1.5μm、上記第2の樹脂粒子の体積平均粒子径が
0.05〜0.4μmであることを特徴としている。こ
こで、上記第1の樹脂粒子と第2の樹脂粒子との重量比
が、0.4〜4.0であってよい。また、上記ハイソリ
ッド型エマルション樹脂が、上記第1の樹脂粒子と第2
の樹脂粒子とを混合することにより得られるものであっ
ても、2段階の乳化重合により得られるものであっても
よい。The water-based high solid type thermosetting resin composition of the present invention has an E type viscometer of 1 rpm (25
A high solid type emulsion resin having a viscosity of 30 to 10,000 mPa · s at a temperature of 50 ° C.) and a solid content of 55 to 65% by weight at that time, and a water-based resin composition containing a curing agent, wherein The solid emulsion resin contains two kinds of resin particles having different volume average particle diameters, which are obtained by emulsion polymerization of a mixture of α, β-ethylenically unsaturated monomers having a hydroxyl value of 10 to 150 and an acid value of 5 to 50. The volume average particle diameter of the first resin particles is larger than the volume average particle diameter of the second resin particles, and the volume average particle diameter of the first resin particles is 0.2 to
The second resin particles are characterized by having a volume average particle diameter of 1.5 μm and a volume average particle diameter of 0.05 to 0.4 μm. Here, the weight ratio of the first resin particles and the second resin particles may be 0.4 to 4.0. In addition, the high-solid type emulsion resin contains the first resin particles and the second resin particles.
It may be obtained by mixing with the resin particles described in 1. or may be obtained by two-step emulsion polymerization.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】本発明の水性ハイソリッド型熱硬
化性組成物は、ハイソリッド型エマルション樹脂および
硬化剤を含んでいる。上記ハイソリッド型エマルション
樹脂は、水酸基価10〜150、酸価5〜50のα,β
−エチレン性不飽和モノマー混合物を乳化重合して得ら
れる、異なる体積平均粒子径を有する2種類の樹脂粒子
を含有するものであり、第1の樹脂粒子の体積平均粒子
径は第2の樹脂粒子の体積平均粒子径に比べて大きく、
第1の樹脂粒子の体積平均粒子径が0.2〜1.5μ
m、第2の樹脂粒子の体積平均粒子径が0.05〜0.
4μmである。なお、ここでいう「ハイソリッド」と
は、塗料用バインダーとして使用可能な粘度において固
形分が高いことを意味するものである。具体的には、例
えば、25℃におけるE型粘度計1rpmでの粘度が3
0〜10000mPa・sである場合、その固形分率が
55〜65重量%である。ただし、上記粘度の規定は、
E型粘度計を用いることに限定されず、他の同様な測定
手段を用いて、実質的に同じ範囲になるものを含んでい
る。なお、固形分率は一般的に、樹脂を150℃で60
分間加熱することにより得られた残分から求めることが
できる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The aqueous high-solid type thermosetting composition of the present invention contains a high-solid type emulsion resin and a curing agent. The above-mentioned high solid emulsion resin has a hydroxyl value of 10 to 150 and an acid value of 5 to 50 of α and β.
-It contains two types of resin particles having different volume average particle diameters obtained by emulsion polymerization of an ethylenically unsaturated monomer mixture, and the volume average particle diameter of the first resin particles is the second resin particles. Larger than the volume average particle size of
The volume average particle diameter of the first resin particles is 0.2 to 1.5 μm.
m, the volume average particle diameter of the second resin particles is 0.05 to 0.
It is 4 μm. The term "high solid" as used herein means that the solid content is high at a viscosity that can be used as a binder for paints. Specifically, for example, the viscosity at 1 rpm of the E-type viscometer at 25 ° C. is 3
When it is 0 to 10000 mPa · s, the solid content is 55 to 65% by weight. However, the above definition of viscosity is
It is not limited to using the E-type viscometer, and includes those having substantially the same range by using other similar measuring means. The solid content is generally 60 at 150 ° C.
It can be determined from the residue obtained by heating for minutes.
【0006】上記ハイソリッド型エマルション樹脂は、
粒子径の異なる2種類の樹脂粒子を含有している。上記
第1の樹脂粒子の体積平均粒子径は、上記第2の樹脂粒
子の体積平均粒子径よりも大きい。第1の樹脂粒子の体
積平均粒子径は0.2〜1.5μmであり、一方の第2
の樹脂粒子の体積平均粒子径は0.05〜0.4μmで
ある。これらの範囲外では、目的とするハイソリッド化
を達成することができない。好ましくは、第1の樹脂粒
子の体積平均粒子径は0.3〜1μmであり、第2の樹
脂粒子の体積平均粒子径が0.08〜0.35μmであ
る。なお、本発明における体積平均粒子径(以下、粒径
ということもある)は、レーザー光散乱などの一般的な
測定手段を用いて求めることができる。The above high solid type emulsion resin is
It contains two types of resin particles having different particle sizes. The volume average particle diameter of the first resin particles is larger than the volume average particle diameter of the second resin particles. The volume average particle diameter of the first resin particles is 0.2 to 1.5 μm,
The volume average particle diameter of the resin particles is 0.05 to 0.4 μm. Outside of these ranges, the desired high solidification cannot be achieved. Preferably, the volume average particle diameter of the first resin particles is 0.3 to 1 μm, and the volume average particle diameter of the second resin particles is 0.08 to 0.35 μm. The volume average particle diameter (hereinafter sometimes referred to as particle diameter) in the present invention can be obtained by using a general measuring means such as laser light scattering.
【0007】上記ハイソリッド型エマルション樹脂中に
おける第1の樹脂粒子と第2の樹脂粒子との重量比は
0.4〜4.0であることが好ましい。0.4未満だと
樹脂の粘度が高くなって取り扱いが困難になり、4.0
を超えると樹脂の安定性が低下し凝集が生じやすくな
る。さらに好ましい重量比は0.6〜3であり、特に好
ましくは1〜3である。The weight ratio of the first resin particles to the second resin particles in the high solid emulsion resin is preferably 0.4 to 4.0. If it is less than 0.4, the viscosity of the resin becomes high and handling becomes difficult, resulting in 4.0.
If it exceeds, the stability of the resin is lowered and aggregation easily occurs. A more preferable weight ratio is 0.6 to 3, and particularly preferably 1 to 3.
【0008】また、上記ハイソリッド型エマルション樹
脂は、α,β−エチレン性不飽和モノマー混合物を乳化
重合することにより製造されるものである。ここで、
α,β−エチレン性不飽和モノマー混合物は、水酸基価
10〜150、酸価5〜50である。水酸基価が10未
満では硬化性が不十分になる恐れがあり、150を超え
ると得られる塗膜の耐水性が低下する恐れがある。好ま
しい水酸基価は20〜100であり、さらに好ましくは
40〜80である。一方、α,β−エチレン性不飽和モ
ノマー混合物の酸価が5未満だとハイソリッド型エマル
ション樹脂の安定性が低下し、50を超えると得られる
塗膜の耐水性が低下する恐れがある。好ましい酸価は7
〜30であり、さらに好ましくは10〜20である。The high solid type emulsion resin is produced by emulsion polymerization of a mixture of α, β-ethylenically unsaturated monomers. here,
The α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture has a hydroxyl value of 10 to 150 and an acid value of 5 to 50. If the hydroxyl value is less than 10, the curability may be insufficient, and if it exceeds 150, the water resistance of the resulting coating film may be reduced. The preferred hydroxyl value is 20 to 100, and more preferably 40 to 80. On the other hand, if the acid value of the α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture is less than 5, the stability of the high solid type emulsion resin may decrease, and if it exceeds 50, the water resistance of the resulting coating film may decrease. The preferred acid value is 7
It is -30, more preferably 10-20.
【0009】上記α,β−エチレン性不飽和モノマー混
合物の溶解性パラメーターは、9.0〜12.0である
ことが好ましい。9.0未満ではモノマーが水溶化しな
いため,モノマー油滴から反応場であるミセルへの可溶
化が起こらず反応が進行しない。また、12.0を超え
ると生成するポリマーの水溶性が高くなり、その結果、
生成したエマルションの粒子性が低くなる。さらに好ま
しい溶解性パラメーターは9.5〜11.5である。な
お、溶解性パラメーターは、濁度法などの当業者によく
知られた方法を用いて求められる他、上記α,β−エチ
レン性不飽和モノマー混合物を構成するα,β−エチレ
ン性不飽和モノマーの構成比に基づき、その個々が有す
る溶解性パラメーターを使って計算することも可能であ
る。The solubility parameter of the α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture is preferably 9.0 to 12.0. If it is less than 9.0, the monomer is not solubilized, so that the solubilization of the monomer oil droplets into the micelle, which is the reaction field, does not occur and the reaction does not proceed. Further, when it exceeds 12.0, the water solubility of the produced polymer becomes high, and as a result,
The resulting emulsion has low particle properties. A more preferred solubility parameter is 9.5 to 11.5. The solubility parameter can be determined by a method well known to those skilled in the art, such as the turbidity method, and the α, β-ethylenically unsaturated monomer constituting the α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture can be obtained. It is also possible to calculate using the solubility parameter which each has based on the composition ratio of.
【0010】また、上記α,β−エチレン性不飽和モノ
マー混合物を共重合して得られる重合体のガラス転移温
度が−30〜80℃であることが、得られる塗膜の機械
的物性の点から好ましく、−20〜40℃であることが
さらに好ましい。Further, the glass transition temperature of the polymer obtained by copolymerizing the above α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture is −30 to 80 ° C. in terms of mechanical properties of the obtained coating film. Is more preferable, and it is more preferable that the temperature is -20 to 40 ° C.
【0011】上記α,β−エチレン性不飽和モノマー混
合物は、酸基または水酸基を有するα,β−エチレン性
不飽和モノマーをその中に含むことにより、上記酸価お
よび水酸基価を有することができる。The above α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture can have the above acid value and hydroxyl value by containing therein an α, β-ethylenically unsaturated monomer having an acid group or a hydroxyl group. .
【0012】上記酸基を有するα,β−エチレン性不飽
和モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、アク
リル酸二量体、クロトン酸、2−アクリロイルオキシエ
チルフタル酸、2−アクリロイルオキシエチルコハク
酸、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ(メタ)
アクリレート、イソクロトン酸、α−ハイドロ−ω−
((1−オキソ−2−プロペニル)オキシ)ポリ(オキ
シ(1−オキソ−1,6−ヘキサンジイル))、マレイ
ン酸、フマル酸、イタコン酸、3−ビニルサリチル酸、
3−ビニルアセチルサリチル酸、2−アクリロイルオキ
シエチルアシッドフォスフェート、2−アクリルアミド
−2−メチルプロパンスルホン酸等を挙げることができ
る。これらの中で好ましいものは、アクリル酸、メタク
リル酸、アクリル酸二量体である。Examples of the α, β-ethylenically unsaturated monomer having an acid group include acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid dimer, crotonic acid, 2-acryloyloxyethyl phthalic acid and 2-acryloyloxyethyl succinic acid. , Ω-carboxy-polycaprolactone mono (meth)
Acrylate, isocrotonic acid, α-hydro-ω-
((1-oxo-2-propenyl) oxy) poly (oxy (1-oxo-1,6-hexanediyl)), maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, 3-vinylsalicylic acid,
Examples thereof include 3-vinylacetylsalicylic acid, 2-acryloyloxyethyl acid phosphate, and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid. Among these, preferred are acrylic acid, methacrylic acid, and acrylic acid dimer.
【0013】一方、水酸基を有するα,β−エチレン性
不飽和モノマーとしては、(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、
(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、アリルアルコー
ル、メタクリルアルコール、(メタ)アクリル酸ヒドロ
キシエチルとε−カプロラクトンとの付加物を挙げるこ
とができる。これらの中で好ましいものは、(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
キシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルとε
−カプロラクトンとの付加物である。On the other hand, as the α, β-ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate,
Examples thereof include hydroxybutyl (meth) acrylate, allyl alcohol, methacrylic alcohol, and an adduct of hydroxyethyl (meth) acrylate and ε-caprolactone. Preferred among these are hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate and ε.
An adduct with caprolactone.
【0014】さらに、上記α,β−エチレン性不飽和モ
ノマー混合物はその他のα,β−エチレン性不飽和モノ
マーを含んでいてもよい。上記その他のα,β−エチレ
ン性不飽和モノマーとしては、(メタ)アクリル酸エス
テル(例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アク
リル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メ
タ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−
ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アク
リル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキ
シル、メタクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル、
(メタ)アクリル酸イソボルニル、メタクリル酸シクロ
ヘキシル、(メタ)アクリル酸t−ブチルシクロヘキシ
ル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタジエニル、(メ
タ)アクリル酸ジヒドロジシクロペンタジエニル等)、
重合性アミド化合物(例えば、(メタ)アクリルアミ
ド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ブト
キシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル
(メタ)アクリルアミド、N,N−ジブチル(メタ)ア
クリルアミド、N,N−ジオクチル(メタ)アクリルア
ミド、N−モノブチル(メタ)アクリルアミド、N−モ
ノオクチル(メタ)アクリルアミド 2,4−ジヒドロ
キシ−4’−ビニルベンゾフェノン、N−(2−ヒドロ
キシエチル)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエ
チル)メタクリルアミド等)、重合性芳香族化合物(例
えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルケトン、
t−ブチルスチレン、パラクロロスチレン及びビニルナ
フタレン等)、重合性ニトリル(例えば、アクリロニト
リル、メタクリロニトリル等)、α−オレフィン(例え
ば、エチレン、プロピレン等)、ビニルエステル(例え
ば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等)、ジエン(例
えば、ブタジエン、イソプレン等)、重合性芳香族化合
物、重合性ニトリル、α−オレフィン、ビニルエステ
ル、及びジエンを挙げることができる。これらは目的に
より選択することができる。なお、本明細書において
(メタ)アクリル酸エステルとはアクリル酸エステルと
メタアクリル酸エステルとの両方を意味するものとす
る。Furthermore, the above α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture may contain other α, β-ethylenically unsaturated monomers. Examples of the other α, β-ethylenically unsaturated monomers include (meth) acrylic acid esters (for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic). Isopropyl acid, (meth) acrylic acid n-
Butyl, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl methacrylate, phenyl acrylate,
(Meth) acrylic acid isobornyl, cyclohexyl methacrylate, (meth) acrylic acid t-butylcyclohexyl, (meth) acrylic acid dicyclopentadienyl, (meth) acrylic acid dihydrodicyclopentadienyl, etc.),
Polymerizable amide compound (for example, (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-dibutyl (meth) acrylamide, N , N-dioctyl (meth) acrylamide, N-monobutyl (meth) acrylamide, N-monooctyl (meth) acrylamide 2,4-dihydroxy-4′-vinylbenzophenone, N- (2-hydroxyethyl) acrylamide, N- ( 2-hydroxyethyl) methacrylamide, etc.), a polymerizable aromatic compound (for example, styrene, α-methylstyrene, vinyl ketone,
t-butylstyrene, parachlorostyrene, vinylnaphthalene, etc.), polymerizable nitriles (eg, acrylonitrile, methacrylonitrile, etc.), α-olefins (eg, ethylene, propylene, etc.), vinyl esters (eg, vinyl acetate, propionic acid). Vinyl, etc.), dienes (eg, butadiene, isoprene, etc.), polymerizable aromatic compounds, polymerizable nitriles, α-olefins, vinyl esters, and dienes. These can be selected according to the purpose. In addition, in this specification, a (meth) acrylic acid ester shall mean both an acrylic acid ester and a methacrylic acid ester.
【0015】上記α,β−エチレン性不飽和モノマー混
合物が(メタ)アクリル酸エステルを含む場合、(メ
タ)アクリル酸メチルおよび(メタ)アクリル酸エチル
といった、エステル部の炭素数が1または2の(メタ)
アクリル酸エステルを65重量%以上含むことで塗膜外
観を向上させることができる。これは、上記エステル部
の炭素数が1または2の(メタ)アクリル酸エステルは
高い溶解度パラメーターを有しており、これらを特定量
以上用いることで、耐水性などの不具合を生じることな
しに得られる樹脂の親水性が高まり、これにより水との
なじみが改善されるためと考えられるこのようにα,β
−エチレン性不飽和モノマー混合物を乳化重合すること
により得られるハイソリッド型エマルション樹脂が、粒
子径の異なる2種類の樹脂粒子を含有するためには以下
の2つの方法が挙げられる。When the α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture contains a (meth) acrylic acid ester, the ester moiety such as methyl (meth) acrylate and ethyl (meth) acrylate has 1 or 2 carbon atoms. (Meta)
The coating film appearance can be improved by containing 65% by weight or more of the acrylic ester. This is because the (meth) acrylic acid ester in which the ester part has 1 or 2 carbon atoms has a high solubility parameter, and by using these in a specific amount or more, it can be obtained without causing problems such as water resistance. It is thought that this is because the hydrophilicity of the resin to be used is increased, and this improves the compatibility with water.
In order for the high solid type emulsion resin obtained by emulsion-polymerizing the ethylenically unsaturated monomer mixture to contain two types of resin particles having different particle diameters, the following two methods can be mentioned.
【0016】1つ目の方法は、上記第1の樹脂粒子と上
記第2の樹脂粒子とを混合する方法である。この方法
は、上記第1の樹脂粒子を含む第1のエマルション樹脂
と上記第2の樹脂粒子を含む第2のエマルション樹脂と
を別々の乳化重合によりまず製造し、これら2種類のエ
マルション樹脂を混合した後、水性媒体を留去すること
により行われるものである。上記第1のエマルション樹
脂および第2のエマルション樹脂を得るための乳化重合
は、通常よく知られている方法を用いて行うことができ
る。具体的には、水、または必要に応じてアルコールな
どのような有機溶剤を含む水性媒体中に乳化剤を溶解さ
せ、加熱撹拌下、α,β−エチレン性不飽和モノマーお
よび重合開始剤を滴下することにより行うことができ
る。乳化剤と水とを用いて予め乳化したα,β−エチレ
ン性不飽和モノマーを同様に滴下してもよい。The first method is a method of mixing the first resin particles and the second resin particles. In this method, a first emulsion resin containing the first resin particles and a second emulsion resin containing the second resin particles are first produced by separate emulsion polymerization, and these two types of emulsion resins are mixed. After that, the aqueous medium is distilled off. The emulsion polymerization for obtaining the first emulsion resin and the second emulsion resin can be carried out by using a well-known method. Specifically, the emulsifier is dissolved in water or an aqueous medium containing an organic solvent such as alcohol as necessary, and the α, β-ethylenically unsaturated monomer and the polymerization initiator are added dropwise under heating and stirring. It can be done by An α, β-ethylenically unsaturated monomer which has been previously emulsified with an emulsifier and water may be added dropwise in the same manner.
【0017】好適に用いうる重合開始剤としては、アゾ
系の油性化合物(例えば、アゾビスイソブチロニトリ
ル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)
および2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニ
トリル)など)、および水性化合物(例えば、アニオン
系の4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2
−アゾビス(N−(2−カルボキシエチル)−2−メチ
ルプロピオンアミジンおよびカチオン系の2,2’−ア
ゾビス(2−メチルプロピオンアミジン));並びにレ
ドックス系の油性過酸化物(例えば、ベンゾイルパーオ
キサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウ
ロイルパーオキサイドおよびt−ブチルパーベンゾエー
トなど)、および水性過酸化物(例えば、過硫酸カリお
よび過硫酸アンモニウムなど)が挙げられる。Suitable polymerization initiators include azo oily compounds (eg, azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile)).
And 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), etc., and aqueous compounds (for example, anionic 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2
-Azobis (N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine and cationic 2,2'-azobis (2-methylpropionamidine)); and redox oily peroxide (e.g., benzoyl peroxide) , Parachlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide and t-butyl perbenzoate), and aqueous peroxides such as potassium persulfate and ammonium persulfate.
【0018】乳化剤には、当業者に通常使用されている
ものを用いうるが、反応性乳化剤、例えば、アントック
ス(Antox)MS−60(日本乳化剤社製)、エレ
ミノールJS−2(三洋化成工業社製)、アデカリアソ
ープNE−20(旭電化社製)およびアクアロンHS−
10(第一工業製薬社製)などが特に好ましい。As the emulsifier, those usually used by those skilled in the art may be used, but reactive emulsifiers such as Antox MS-60 (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.), Eleminol JS-2 (Sanyo Chemical Co., Ltd.). Company), ADEKA rear soap NE-20 (manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.) and Aqualon HS-
10 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and the like are particularly preferable.
【0019】また、分子量を調節するために、ラウリル
メルカプタンのようなメルカプタンおよびα−メチルス
チレンダイマーなどのような連鎖移動剤を必要に応じて
用いうる。Further, in order to control the molecular weight, a mercaptan such as lauryl mercaptan and a chain transfer agent such as α-methylstyrene dimer may be used if necessary.
【0020】反応温度は開始剤により決定され、例え
ば、アゾ系開始剤では60〜90℃でであり、レドック
ス系では30〜70℃で行うことが好ましい。一般に、
反応時間は1〜8時間である。α,β−エチレン性不飽
和モノマー混合物の総量に対する開始剤の量は、一般に
0.1〜5重量%であり、好ましくは0.2〜2重量%
である。The reaction temperature is determined by the initiator, and for example, it is preferably 60 to 90 ° C. for the azo type initiator and 30 to 70 ° C. for the redox type. In general,
The reaction time is 1 to 8 hours. The amount of the initiator, based on the total amount of the α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture, is generally 0.1 to 5% by weight, preferably 0.2 to 2% by weight.
Is.
【0021】この第1の樹脂粒子を含む第1のエマルシ
ョン樹脂および上記第2の樹脂粒子を含む第2のエマル
ション樹脂を得るための乳化重合に用いられるそれぞれ
のα,β−エチレン性不飽和モノマー混合物は、それら
の組成が異なっていても構わないが、同じ組成であるこ
とが設計上好ましい。また、モノマー組成、乳化剤種、
乳化剤量、乳化剤の仕込み配分などの粒径制御要因を調
整することで、体積平均粒子径をそれぞれ所定の範囲に
設定することができる。Respective α, β-ethylenically unsaturated monomers used in emulsion polymerization to obtain the first emulsion resin containing the first resin particles and the second emulsion resin containing the second resin particles. The mixtures may have different compositions, but the same composition is preferred. Also, monomer composition, emulsifier type,
The volume average particle diameter can be set within a predetermined range by adjusting the particle size controlling factors such as the amount of the emulsifier and the distribution of the emulsifier.
【0022】上記第1および第2のエマルション樹脂を
混合した後に行われる水性媒体の留去は、通常、減圧下
で50〜80℃で行うことができる。この水性媒体の留
去により、固形分率が目的とする範囲内に調整される。Distillation of the aqueous medium, which is carried out after the first and second emulsion resins are mixed, can usually be carried out under reduced pressure at 50 to 80 ° C. By distilling off the aqueous medium, the solid content is adjusted within a target range.
【0023】この方法で得られるハイソリッド型エマル
ション樹脂における、第1の樹脂粒子および第2の樹脂
粒子の体積平均粒子径は、上記第1および第2のエマル
ション樹脂に含まれる樹脂粒子の体積平均粒子径をそれ
ぞれ測定した値である。また、第1の樹脂粒子と第2の
樹脂粒子との重量比は、混合するのに用いた上記第1お
よび第2のエマルション樹脂の重量と上記第1および第
2のエマルション樹脂に含まれる樹脂粒子の固形分率と
から計算することができる。The volume average particle diameters of the first resin particles and the second resin particles in the high solid emulsion resin obtained by this method are the same as the volume average particle diameters of the resin particles contained in the first and second emulsion resins. It is the value which measured each particle diameter. The weight ratio of the first resin particles and the second resin particles is such that the weight of the first and second emulsion resins used for mixing and the resin contained in the first and second emulsion resins. It can be calculated from the solid content of the particles.
【0024】2つ目の方法は、2段階の乳化重合によ
り、上記第1の樹脂粒子と第2の樹脂粒子とを含有する
ハイソリッド型エマルション樹脂を直接製造するもので
ある。この場合、1段目と2段目との粒径に違いを出さ
せるためには、乳化剤種、乳化剤量、乳化剤の仕込み配
分などの調節や選択が行われる。なお、上記第1の樹脂
粒子および第2の樹脂粒子は、どちらが先に製造されて
も構わない。The second method is to directly produce a high solid emulsion resin containing the first resin particles and the second resin particles by a two-step emulsion polymerization. In this case, in order to make a difference in particle size between the first stage and the second stage, the emulsifier species, the amount of the emulsifier, and the distribution of the emulsifier charged are adjusted and selected. Either of the first resin particles and the second resin particles may be manufactured first.
【0025】上記2段階の乳化重合は、重合を2段階に
分けて行うこと以外、基本的に先の1つ目の方法で述べ
た乳化重合に関する内容がそのまま適用できる。また、
1段目および2段目に用いられるα,β−エチレン性不
飽和モノマー混合物は、それらの組成が異なっていても
構わないが、同じ組成であることが設計上好ましい。In the above two-step emulsion polymerization, basically, the contents relating to the emulsion polymerization described in the first method can be applied as they are, except that the polymerization is carried out in two steps. Also,
The α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture used in the first stage and the second stage may have different compositions, but the same composition is preferable in terms of design.
【0026】この2つ目の方法により得られるハイソリ
ッド型エマルション樹脂の場合、その粒径分布は2つの
ピークを有している。「異なる粒径を有する2種類の樹
脂粒子を含有する」とは、このような粒径分布を持つも
のを含んでいる。なお、この場合、第1の樹脂粒子およ
び第2の樹脂粒子の体積平均粒子径は、粒径分布におけ
るそれぞれのピーク値とする。また、第1の樹脂粒子と
第2の樹脂粒子との重量比は、1段目および2段目に用
いたα,β−エチレン性不飽和モノマー混合物の重量比
で定義されるものとする。また、いわゆるショルダーピ
ークと呼ばれるものを除いた上で、3つ以上のピークの
存在が認められる場合の第1の樹脂粒子および第2の樹
脂粒子の体積平均粒子径は、それぞれの範囲内で最も高
い強度を有しているピーク値とする。In the case of the high solid type emulsion resin obtained by the second method, the particle size distribution has two peaks. “Containing two types of resin particles having different particle sizes” includes those having such a particle size distribution. In this case, the volume average particle diameters of the first resin particles and the second resin particles are peak values in the particle size distribution. Further, the weight ratio of the first resin particles and the second resin particles is defined by the weight ratio of the α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture used in the first step and the second step. Moreover, the volume average particle diameter of the first resin particles and the second resin particles when the presence of three or more peaks is recognized after excluding what is called a so-called shoulder peak is the most within each range. The peak value has high intensity.
【0027】本発明の水性ハイソリッド型熱硬化性樹脂
組成物に含まれる硬化剤としては、水酸基および/また
はカルボキシル基と反応するものであれば特に限定され
ない。このようなものとしては、アミノ樹脂、ブロック
イソシアネート、エポキシ化合物、アジリジン化合物、
カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、金属イオ
ン等が挙げられる。得られた硬化膜の諸性能、コストの
点からアミノ樹脂および/またはブロックイソシアネー
トが一般的に用いられる。The curing agent contained in the aqueous high-solid type thermosetting resin composition of the present invention is not particularly limited as long as it reacts with a hydroxyl group and / or a carboxyl group. As such, amino resins, blocked isocyanates, epoxy compounds, aziridine compounds,
A carbodiimide compound, an oxazoline compound, a metal ion, etc. are mentioned. Amino resins and / or blocked isocyanates are generally used from the viewpoints of various properties and cost of the obtained cured film.
【0028】上記硬化剤としてのアミノ樹脂は、特に限
定されるものではなく、水溶性メラミン樹脂あるいは非
水溶性メラミン樹脂を用いることができる。なお、メラ
ミン樹脂のなかでも水トレランスが3.0以上のものを
用いることが、安定性上好ましい。ここで用いる水トレ
ランスとは、親水性の度合を評価するためのものであ
り、その値が高いほど親水性が高いことを意味する。水
トレランス値の測定方法は、25℃において、100m
lビーカー内で、サンプル0.5gをアセトン10ml
に混合して分散させ、ビュウレットを用いてイオン交換
水を徐々に加え、混合物が白濁を生じるまでに要するイ
オン交換水の量(ml)を測定し、このイオン交換水の
量(ml)を水トレランス値としたものである。The amino resin as the curing agent is not particularly limited, and a water-soluble melamine resin or a water-insoluble melamine resin can be used. In addition, it is preferable in terms of stability to use a melamine resin having a water tolerance of 3.0 or more. The water tolerance used here is for evaluating the degree of hydrophilicity, and the higher the value, the higher the hydrophilicity. The water tolerance measurement method is 100 m at 25 ° C.
In a beaker, 0.5 g of sample is added to 10 ml of acetone.
Ion-exchanged water is gradually added using a burette to measure the amount (ml) of ion-exchanged water required until the mixture becomes cloudy. It is a tolerance value.
【0029】上記ブロックイソシアネートとしては、ト
リメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシ
アネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジ
イソシアネート等のポリイソシアネートに活性水素を有
するブロック剤を付加させることによって得ることがで
きるものであって、加熱によりブロック剤が解離してイ
ソシアネート基が発生するものが挙げられる。The above-mentioned blocked isocyanate can be obtained by adding a blocking agent having active hydrogen to polyisocyanate such as trimethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and the like. Examples thereof include those in which the blocking agent dissociates to generate an isocyanate group.
【0030】本発明の水性ハイソリッド型熱硬化性樹脂
組成物は上記ハイソリッド型エマルション樹脂および硬
化剤以外の成分として、その他のバインダーを含んでい
てもよい。その他のバインダーとしては、特に限定され
るものではなく、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ア
ルキド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等のバインダ
ーが利用できる。The aqueous high-solid type thermosetting resin composition of the present invention may contain other binder as a component other than the high-solid type emulsion resin and the curing agent. Other binders are not particularly limited, and binders such as acrylic resins, polyester resins, alkyd resins, epoxy resins and urethane resins can be used.
【0031】また、上記その他のバインダーは、数平均
分子量3000〜50000、好ましくは6000〜3
0000であることが好ましい。3000より小さいと
膜形成時の作業性および硬化性が十分でなく、5000
0を越えると不揮発分が低くなりすぎ、かえって膜形成
時の作業性が悪くなる。The above other binders have a number average molecular weight of 3,000 to 50,000, preferably 6,000 to 3
It is preferably 0000. If it is less than 3000, workability and curability during film formation are not sufficient, and
If it exceeds 0, the non-volatile content becomes too low, and the workability at the time of film formation is rather deteriorated.
【0032】上記バインダーは10〜100、さらに2
0〜80の酸価を有することが好ましく、上限を越える
と耐水性が低下し、下限を下回ると樹脂の水分散性が低
下する。また、20〜180、さらにKOH/gの水酸
基価を有することが好ましく、上限を越えると耐水性が
低下し、下限を下回ると硬化性が低下する。The above binder is 10 to 100, and further 2
It preferably has an acid value of 0 to 80, and when it exceeds the upper limit, the water resistance decreases, and when it is less than the lower limit, the water dispersibility of the resin decreases. Further, it preferably has a hydroxyl value of 20 to 180, more preferably KOH / g. When it exceeds the upper limit, water resistance is lowered, and when it is lower than the lower limit, curability is lowered.
【0033】さらに上記成分の他、顔料や塗料に通常添
加される添加剤、例えば、表面調整剤、粘性制御剤、増
粘剤、酸化防止剤、紫外線防止剤、消泡剤等が含まれて
いてもよい。Further, in addition to the above-mentioned components, additives usually added to pigments and paints, for example, surface modifiers, viscosity control agents, thickeners, antioxidants, UV inhibitors, defoamers and the like are included. May be.
【0034】本発明の水性ハイソリッド型熱硬化性樹脂
組成物における、これら構成成分の割合は以下の通りで
ある。すなわち、上記エマルション樹脂とその他のバイ
ンダーとの配合割合は、その樹脂固形分総量を基準にし
て、エマルション樹脂が5〜95重量%、好ましくは1
0〜85重量%、さらに好ましくは20〜70重量%で
あり、その他のバインダーが95〜5重量%、好ましく
は90〜15重量%、さらに好ましくは80〜30重量
%である。エマルション樹脂の割合が5重量%を下回る
と作業性が低下し、95重量%より多いと造膜性が悪く
なる恐れがある。The proportions of these constituent components in the aqueous high solid type thermosetting resin composition of the present invention are as follows. That is, the mixing ratio of the emulsion resin and the other binder is 5 to 95% by weight of the emulsion resin, preferably 1 based on the total resin solid content.
It is 0 to 85% by weight, more preferably 20 to 70% by weight, and other binders are 95 to 5% by weight, preferably 90 to 15% by weight, more preferably 80 to 30% by weight. If the proportion of the emulsion resin is less than 5% by weight, the workability is deteriorated, and if it exceeds 95% by weight, the film-forming property may be deteriorated.
【0035】一方、硬化剤は組成物中の樹脂固形分10
0重量部に対し、20〜100重量部であることが好ま
しい。上記範囲外では、硬化性が不足する。また、顔料
を含む場合には、全顔料濃度としてPWCで0.1〜5
0%であることが好ましい。さらに好ましくは、0.5
〜40%であり、特に好ましくは、1.0〜30%であ
る。上限を越えると外観が低下する。なお、それ以外の
成分については、当業者に公知の範囲で設定することが
できる。On the other hand, the curing agent is a resin solid content of 10 in the composition.
It is preferably 20 to 100 parts by weight with respect to 0 parts by weight. If it is outside the above range, the curability will be insufficient. When a pigment is included, the total pigment concentration is 0.1 to 5 in PWC.
It is preferably 0%. More preferably, 0.5
-40%, and particularly preferably 1.0-30%. If the upper limit is exceeded, the appearance will deteriorate. The other components can be set within the range known to those skilled in the art.
【0036】本発明の水性ハイソリッド型熱硬化性樹脂
組成物の製造については、特に限定されず、上記成分を
混合する等の当業者に周知の全ての方法を用い得る。The production of the aqueous high-solid type thermosetting resin composition of the present invention is not particularly limited, and any method known to those skilled in the art such as mixing the above components can be used.
【0037】本発明の水性ハイソリッド型熱硬化性樹脂
組成物は、金属などの種々の基材の上に塗布して所定の
条件で加熱することにより、硬化膜を得ることができ
る。温度および時間は、80〜200℃および1〜60
分からそれぞれ適当なものを選択することができる。The aqueous high-solid type thermosetting resin composition of the present invention can be applied to various base materials such as metal and heated under predetermined conditions to obtain a cured film. The temperature and time are 80 to 200 ° C. and 1 to 60.
It is possible to select an appropriate one from the minutes.
【0038】製造例1 混合によるハイソリッド型エマ
ルション樹脂Aの製造
<エマルション樹脂1の製造>スチレン20.0部、メ
タクリル酸メチル26.2部、アクリル酸2−エチルヘ
キシル43.0部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル
9.3部、及びメタクリル酸1.5部からなるα,β−
エチレン性不飽和モノマー混合物(水酸基価:40、酸
価:10、溶解性パラメーター:9.75、ガラス転移
温度:0℃)を、ニューコール506(日本乳化剤株式
会社製ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、有
効成分65%)1.5部をイオン交換水50.0部に溶
かした水溶液中に加えて乳化させることによりプレエマ
ルションを作製した。温度計、冷却器、および攪拌機を
備えた適当な反応容器に、脱イオン水35.2部を入
れ、80℃に加熱した。ここに、先のプレエマルション
と硫酸アンモニウム0.3部をイオン交換水15.0部
に溶かした水溶液とを別々の容器から同時に滴下を開始
し、プレエマルションについては120分で、過硫酸ア
ンモニウム水溶液については150分でそれぞれ滴下を
終了した。その後2時間、80℃に保持してエマルショ
ン樹脂1を得た。このとき得られたエマルション樹脂1
の体積平均粒子径は0.647μm、樹脂固形分49.
4重量%で、このとき、E型粘度計1rpm(25℃)
を用いて測定された粘度は45mPa・sであった。な
お、以下も含め、体積平均粒子径の測定は、堀場製作所
社製LB−500を用いたレーザー光散乱法により行
い、また、上記E型粘度計として東機産業社製R−10
0型粘度計を用いた。 Production Example 1 High solid type emma by mixing
Production of emulsion resin A < Production of emulsion resin 1> Styrene 20.0 parts, methyl methacrylate 26.2 parts, 2-ethylhexyl acrylate 43.0 parts, 2-hydroxyethyl methacrylate 9.3 parts, and methacrylic acid. 1.5 parts α, β-
Ethylenically unsaturated monomer mixture (hydroxyl value: 40, acid value: 10, solubility parameter: 9.75, glass transition temperature: 0 ° C.) was added to Newcol 506 (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd. polyoxyethylene nonylphenyl ether, A pre-emulsion was prepared by adding 1.5 parts of the active ingredient (65%) to an aqueous solution prepared by dissolving 50.0 parts of ion-exchanged water and emulsifying. 35.2 parts of deionized water were put into a suitable reaction vessel equipped with a thermometer, a condenser, and a stirrer, and heated to 80 ° C. Then, the pre-emulsion and an aqueous solution prepared by dissolving 0.3 part of ammonium sulfate in 15.0 parts of ion-exchanged water were simultaneously added dropwise from separate containers, and the pre-emulsion was 120 minutes and the aqueous solution of ammonium persulfate was added. The dropping was completed in 150 minutes. Thereafter, the temperature was maintained at 80 ° C. for 2 hours to obtain emulsion resin 1. Emulsion resin 1 obtained at this time
Has a volume average particle diameter of 0.647 μm and a resin solid content of 49.
4% by weight, at this time, E-type viscometer 1 rpm (25 ° C)
The viscosity measured by using was 45 mPa · s. In addition, including the following, the volume average particle diameter is measured by a laser light scattering method using LB-500 manufactured by Horiba Ltd., and as the E-type viscometer, R-10 manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.
A 0 type viscometer was used.
【0039】<エマルション樹脂2の製造>エマルショ
ン樹脂1の製造において、プレエマルションの作製に用
いたニューコール506 1.5部の代わりに、ペレッ
クスSSH(花王株式会社製アルキルジフェニルエーテ
ルジスルホン酸ナトリウム、有効成分50%)1.0部
を用いたこと以外は同様にして、エマルション樹脂2を
得た。このエマルション樹脂の体積平均粒子径は0.1
02μm、樹脂固形分50.0重量%で、このとき、E
型粘度計1rpm(25℃)を用いて測定された粘度は
3456mPa・sであった。<Production of Emulsion Resin 2> In the production of Emulsion Resin 1, instead of 1.5 parts of Newcol 506 used for producing the pre-emulsion, Perex SSH (Kao Corporation sodium alkyl diphenyl ether disulfonate, active ingredient) was used. Emulsion resin 2 was obtained in the same manner except that 1.0 part of 50%) was used. The volume average particle diameter of this emulsion resin is 0.1.
02 μm, resin solid content 50.0% by weight, at this time, E
The viscosity measured using a mold viscometer 1 rpm (25 ° C.) was 3456 mPa · s.
【0040】<混合>エマルション樹脂1の50.0部
とエマルション樹脂2の50.0部とを混合し、減圧下
で65℃に加温して脱水操作を行った。得られたハイソ
リッド型エマルション樹脂Aの樹脂固形分は60.9重
量%であり、このとき、E型粘度計1rpm(25℃)
を用いて測定された粘度は1664mPa・sであっ
た。なお、レーザー光散乱法による体積平均粒子径の測
定では、0.131μmと0.510μmとに2つのピ
ークを持つ曲線が得られた。<Mixing> 50.0 parts of Emulsion Resin 1 and 50.0 parts of Emulsion Resin 2 were mixed and heated to 65 ° C. under reduced pressure for dehydration operation. The resin solid content of the obtained high solid type emulsion resin A was 60.9% by weight, and at this time, E type viscometer 1 rpm (25 ° C.)
The viscosity measured by using was 1664 mPa · s. In the measurement of the volume average particle diameter by the laser light scattering method, a curve having two peaks at 0.131 μm and 0.510 μm was obtained.
【0041】製造例2 2段階の乳化重合によるハイソ
リッド型エマルション樹脂Bの製造
スチレン5.0部、メタクリル酸メチル18.0部、ア
クリル酸2−エチルヘキシル21.6部、メタクリル酸
2−ヒドロキシエチル4.6部、メタクリル酸0.8部
からなるα,β−エチレン性不飽和モノマー混合物(水
酸基価:40、酸価:10、溶解性パラメーター:9.
94、ガラス転移温度:0℃)を、アデカリアソープN
E−20(旭電化工業株式会社製ポリオキシエチレンノ
ニルフェニルエーテル、有効成分80%)0.63部を
イオン交換水20.0部に溶かした水溶液に加えて乳化
させることによりプレエマルション1を作製した。これ
とは別に、プレエマルション1と同じα,β−エチレン
性不飽和モノマー混合物を、アクアロンHS−10(第
一工業製薬株式会社製ポリオキシエチレンアルキルフェ
ニルエーテルスルホン酸アンモニウム塩、有効成分97
%以上)0.52部をイオン交換水20.0部に溶かし
た水溶液に加えて乳化させることによりプレエマルショ
ン2を作製した。 Production Example 2 Hyso by two-step emulsion polymerization
Production of Lid Emulsion Resin B Consists of 5.0 parts of styrene, 18.0 parts of methyl methacrylate, 21.6 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 4.6 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate and 0.8 parts of methacrylic acid. α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture (hydroxyl value: 40, acid value: 10, solubility parameter: 9.
94, glass transition temperature: 0 ° C), ADEKA REASOAP N
Pre-emulsion 1 is prepared by adding 0.63 parts of E-20 (polyoxyethylene nonylphenyl ether manufactured by Asahi Denka Co., Ltd., active ingredient 80%) to an aqueous solution prepared by dissolving 20.0 parts of ion-exchanged water and emulsifying the mixture. did. Separately from this, the same α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture as in Pre-emulsion 1 was added to Aqualon HS-10 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfonic acid ammonium salt, active ingredient 97).
% Or more) 0.52 parts was added to an aqueous solution prepared by dissolving 20.0 parts of ion-exchanged water and emulsified to prepare a pre-emulsion 2.
【0042】温度計、冷却器、および攪拌機を備えた適
当な反応容器に、脱イオン水17.0部を入れ80℃に
加熱した中に、プレエマルション1を60分かけて滴下
した後、引き続いてプレエマルション2を60分で滴下
した。なお、プレエマルション1の滴下と同時に過硫酸
アンモニウム0.3部をイオン交換水10.0部に溶か
した水溶液の滴下を開始し、150分後に終了した。そ
の後、80℃で2時間保持することによってハイソリッ
ド型エマルション樹脂Bを得た。このエマルション樹脂
の樹脂固形分は59.1重量%であり、このとき、E型
粘度計1rpm(25℃)を用いて測定した粘度は54
mPa・sであった。また、レーザー光散乱法による体
積平均粒子径の測定では、0.259μmと1.005
μmとに2つのピークを持つ曲線が得られた。In a suitable reaction vessel equipped with a thermometer, a cooler, and a stirrer, 17.0 parts of deionized water was placed and heated to 80 ° C., and the pre-emulsion 1 was added dropwise over 60 minutes, and then continued. Pre-emulsion 2 was added dropwise in 60 minutes. Simultaneously with the dropping of the pre-emulsion 1, the dropping of an aqueous solution of 0.3 parts of ammonium persulfate dissolved in 10.0 parts of ion-exchanged water was started and ended after 150 minutes. Then, by holding at 80 ° C. for 2 hours, a high solid type emulsion resin B was obtained. The resin solid content of this emulsion resin was 59.1% by weight, and at this time, the viscosity measured using an E-type viscometer 1 rpm (25 ° C.) was 54.
It was mPa · s. The volume average particle diameter measured by the laser light scattering method was 0.259 μm and 1.005 μm.
A curve with two peaks at μm and was obtained.
【0043】製造例3 2段階の乳化重合によるハイソ
リッド型エマルション樹脂Cの製造
製造例2において、用いたα,β−エチレン性不飽和モ
ノマー混合物を、スチレン5.0部、メタクリル酸メチ
ル3.7部、アクリル酸エチル35.9部、メタクリル
酸2−ヒドロキシエチル4.6部、メタクリル酸0.8
部とした以外はすべて同様にして合成を行い、ハイソリ
ッド型エマルション樹脂Cを得た。このエマルションの
樹脂固形分は59.9重量%であり、このとき、E型粘
度計1rpm(25℃)を用いて測定した粘度は35m
Pa・sであった。また、レーザー光散乱法による体積
平均粒子径の測定では、0.339μmと0.877μ
mとに2つのピークを持つ曲線が得られた。 Production Example 3 Hyso by two-step emulsion polymerization
Production of Lid-type Emulsion Resin C In the Production Example 2, the α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture used was 5.0 parts of styrene, 3.7 parts of methyl methacrylate, 35.9 parts of ethyl acrylate, and methacrylic acid. 2-hydroxyethyl 4.6 parts, methacrylic acid 0.8
A high solid type emulsion resin C was obtained by performing the synthesis in the same manner except for the parts. The resin solid content of this emulsion was 59.9% by weight, and at this time, the viscosity measured using an E-type viscometer 1 rpm (25 ° C.) was 35 m.
It was Pa · s. The volume average particle diameter measured by the laser light scattering method was 0.339 μm and 0.877 μm.
A curve with two peaks at m and was obtained.
【0044】実施例1 水性ハイソリッド型熱硬化性樹
脂組成物の製造
先の製造例1で得られたハイソリッド型エマルション樹
脂Aを110部、イオン交換水10部、ジメチルアミノ
エタノール0.7部、硬化剤としてサイメル204(三
井サイテック社製混合アルキル化型メラミン樹脂、水ト
レランス3.4ml)を27部を混合することにより水
性ハイソリッド型熱硬化性樹脂組成物を得た。 Example 1 Aqueous high solid type thermosetting resin
110 parts of the high solid type emulsion resin A obtained in Production Example 1 of the manufacturer of the fat composition, 10 parts of ion-exchanged water, 0.7 part of dimethylaminoethanol, Cymel 204 as a curing agent (mixed alkyl produced by Mitsui Cytec Co., Ltd. A water-based high-solid type thermosetting resin composition was obtained by mixing 27 parts of a synthetic melamine resin and water tolerance (3.4 ml).
【0045】実施例2および3 水性ハイソリッド型熱
硬化性組成物の製造
実施例1において、ハイソリッド型エマルションとし
て、ハイソリッド型エマルション樹脂Aの代わりに、製
造例2において得られたハイソリッド型エマルション樹
脂BまたはCを用いる以外は同様の方法により、それぞ
れ水性ハイソリッド型熱硬化性樹脂組成物を得た。 Examples 2 and 3 Aqueous high solid type heat
In the same manner as in Production Example 1 of Curable Composition, except that the high solid emulsion resin B or C obtained in Production Example 2 was used as the high solid emulsion instead of the high solid emulsion resin A. A water-based high solid type thermosetting resin composition was obtained.
【0046】比較例1 水性熱硬化性樹脂組成物の製造
実施例1において、ハイソリッド型エマルション樹脂A
の代わりに、製造例1において得られたエマルション樹
脂1を用いる以外は同様の方法により、水性熱硬化性樹
脂組成物を得た。 Comparative Example 1 Production of Aqueous Thermosetting Resin Composition In Example 1, the high solid emulsion resin A was used.
A water-based thermosetting resin composition was obtained by the same method except that the emulsion resin 1 obtained in Production Example 1 was used instead of.
【0047】<硬化膜の形成>表面に黒色塗膜が形成さ
れた厚み0.8mm、縦30cm、横40cmの鋼板
に、フォードカップNo.4で20℃、45秒になるよ
うにイオン交換水を用いて粘度を調整した、実施例1〜
3および比較例1で製造した水性の熱硬化性樹脂組成物
をそれぞれ、温度25℃、湿度85%の高湿環境下で乾
燥膜厚20μmとなるようスプレー塗装した後、140
℃で30分間加熱して硬化膜を得た。硬化膜の外観評価
は、携帯用鮮明度光沢度計PGD−IV(東京光電社
製)を用いて、塗膜の鮮映性を測定することにより行っ
た。その値が0.8以上であれば合格であり、値が大き
くなればなるほど外観が優れている。その結果を、粘度
を調整した後で測定した各樹脂組成物の固形分値と併せ
て表1に示す。<Formation of Hardened Film> Ford cup No. 3 was formed on a steel plate having a black coating film on the surface and having a thickness of 0.8 mm, a length of 30 cm, and a width of 40 cm. 4, the viscosity was adjusted using ion-exchanged water at 20 ° C. for 45 seconds.
Each of the water-based thermosetting resin compositions prepared in Example 3 and Comparative Example 1 was spray-coated to a dry film thickness of 20 μm in a high humidity environment at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 85%.
It heated at 30 degreeC for 30 minutes, and obtained the cured film. The appearance of the cured film was evaluated by measuring the sharpness of the coating film using a portable sharpness glossiness meter PGD-IV (manufactured by Tokyo Koden Co., Ltd.). If the value is 0.8 or more, it is acceptable, and the larger the value, the better the appearance. The results are shown in Table 1 together with the solid content of each resin composition measured after adjusting the viscosity.
【0048】[0048]
【表1】 [Table 1]
【0049】実施例1〜3の水性ハイソリッド型熱硬化
性樹脂組成物は、異なる体積平均粒子径を有する2種類
の樹脂粒子を含有したハイソリッド型エマルション樹脂
を含んでいるため、通常のエマルション樹脂1を含んだ
比較例1の水性の熱硬化性樹脂組成物に比べて、高い固
形分を有している。さらに、ハイソリッド型エマルショ
ン樹脂が、エステル部の炭素数が1または2の(メタ)
アクリル酸エステルを65重量%以上含むα,β−エチ
レン性不飽和モノマー混合物を乳化重合して得られたも
のである実施例3の水性ハイソリッド型熱硬化性樹脂組
成物は、外観が他のものに比べて優れている。The water-based high solid type thermosetting resin compositions of Examples 1 to 3 contain a high solid type emulsion resin containing two kinds of resin particles having different volume average particle diameters, and therefore, ordinary emulsions are used. It has a higher solid content than the water-based thermosetting resin composition of Comparative Example 1 containing Resin 1. Furthermore, the high-solid type emulsion resin has a (meth) having 1 or 2 carbon atoms in the ester portion.
The aqueous high-solid type thermosetting resin composition of Example 3, which was obtained by emulsion polymerization of an α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture containing 65% by weight or more of an acrylic ester, had a different appearance. It is superior to the ones.
【0050】[0050]
【発明の効果】本発明では、水酸基価などの特数値を規
定した、熱硬化性を有するバインダーとして適するハイ
ソリッド型エマルション樹脂を用いることにより、ハイ
ソリッド型の水性熱硬化性樹脂組成物が得られた。INDUSTRIAL APPLICABILITY In the present invention, a high solid type aqueous thermosetting resin composition is obtained by using a high solid type emulsion resin which has a specific value such as a hydroxyl value and is suitable as a binder having a thermosetting property. Was given.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J002 AA01W AA01X BC00W BC00X BG01W BG01X BG02W BG02X BG07W BG07X GT00 HA07 4J011 AA05 BA01 BB07 BB11 KB12 KB13 KB14 KB19 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 4J002 AA01W AA01X BC00W BC00X BG01W BG01X BG02W BG02X BG07W BG07X GT00 HA07 4J011 AA05 BA01 BB07 BB11 KB12 KB13 KB14 KB19
Claims (4)
30〜10000mPa・sであり、そのときの固形分
率が55〜65重量%であるハイソリッド型エマルショ
ン樹脂、および硬化剤を含む水性樹脂組成物であって、
前記ハイソリッド型エマルション樹脂が、水酸基価10
〜150、酸価5〜50のα,β−エチレン性不飽和モ
ノマー混合物を乳化重合して得られる、異なる体積平均
粒子径を有する2種類の樹脂粒子を含有するものであ
り、前記第1の樹脂粒子の体積平均粒子径は前記第2の
樹脂粒子の体積平均粒子径に比べて大きく、前記第1の
樹脂粒子の体積平均粒子径が0.2〜1.5μm、前記
第2の樹脂粒子の体積平均粒子径が0.05〜0.4μ
mであることを特徴とする水性ハイソリッド型熱硬化性
樹脂組成物。1. A high solid type emulsion resin having a viscosity of 30 to 10,000 mPa · s at 1 rpm (25 ° C.) of E type viscometer and a solid content of 55 to 65% by weight, and a curing agent. An aqueous resin composition comprising:
The high solid emulsion resin has a hydroxyl value of 10
Of 150 to 150 and an acid value of 5 to 50, which is obtained by emulsion polymerization of an α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture, and contains two kinds of resin particles having different volume average particle diameters. The volume average particle diameter of the resin particles is larger than the volume average particle diameter of the second resin particles, and the volume average particle diameter of the first resin particles is 0.2 to 1.5 μm. Has a volume average particle diameter of 0.05 to 0.4 μ.
m is a water-based high solid type thermosetting resin composition.
重量比が、0.4〜4.0である請求項1記載の水性ハ
イソリッド型熱硬化性樹脂組成物。2. The water-based high solid type thermosetting resin composition according to claim 1, wherein the weight ratio of the first resin particles and the second resin particles is 0.4 to 4.0.
前記第1の樹脂粒子と第2の樹脂粒子とを混合すること
により得られるものである請求項1または2記載の水性
ハイソリッド型熱硬化性樹脂組成物。3. The high solid type emulsion resin,
The water-based high solid thermosetting resin composition according to claim 1 or 2, which is obtained by mixing the first resin particles and the second resin particles.
2段階の乳化重合により得られるものである請求項1〜
3のいずれかに記載の水性ハイソリッド型熱硬化性樹脂
組成物。4. The high solid emulsion resin,
It is obtained by a two-step emulsion polymerization.
The water-based high solid type thermosetting resin composition according to any one of 3 above.
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---|---|---|---|
JP2001293265A JP2003096264A (en) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | Water-based high solid thermoset resin composition |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005139266A (en) * | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Nippon A & L Kk | Copolymer latex for adhesive and adhesive |
JP2007327044A (en) * | 2006-05-09 | 2007-12-20 | Bayer Materialscience Ag | Aqueous dispersion having bimodal particle size distribution |
US11021631B2 (en) | 2016-03-22 | 2021-06-01 | Kansai Paint Co., Ltd. | Aqueous coating composition |
-
2001
- 2001-09-26 JP JP2001293265A patent/JP2003096264A/en active Pending
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JP2005139266A (en) * | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Nippon A & L Kk | Copolymer latex for adhesive and adhesive |
JP2007327044A (en) * | 2006-05-09 | 2007-12-20 | Bayer Materialscience Ag | Aqueous dispersion having bimodal particle size distribution |
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