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JP2008111060A - Resin composition for water-based coating - Google Patents

Resin composition for water-based coating Download PDF

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JP2008111060A
JP2008111060A JP2006295730A JP2006295730A JP2008111060A JP 2008111060 A JP2008111060 A JP 2008111060A JP 2006295730 A JP2006295730 A JP 2006295730A JP 2006295730 A JP2006295730 A JP 2006295730A JP 2008111060 A JP2008111060 A JP 2008111060A
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正浩 三宅
Shigenobu Kida
成信 木田
Masaki Watanabe
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin composition for a water-based coating having a long pot life and capable of forming a coating film excellent in initial hardness and appearance. <P>SOLUTION: The resin composition for the water-based coating contains a water-dispersive polyisocyanate composition (A) containing a hydrophobic polyisocyanate (a1), preferably a mixture of the hydrophobic polyisocyanate (a1) and a polyisocyanate (a2) having dispersibility to water; a resin (B) soluble or dispersive to water which has an active hydrogen-containing group that can react with an isocyanate group, preferably a vinyl polymer containing a hydroxyl group; a water-dispersive metallic catalyst (C), preferably one obtained by treating an organic metallic catalyst with an emulsifier to make it disperse in water; and water. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は作業性に優れ、その硬化物の外観、初期硬度、耐水性等が優れる水性塗料用樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a resin composition for water-based paints which is excellent in workability and excellent in appearance, initial hardness, water resistance and the like of the cured product.

近年、各種工業分野において、適用可能な硬化性組成物中に含まれる揮発性有機溶剤の含有量を低減させることが、作業性や環境問題の観点から強く求められている。この要求に応えるべく、有機溶剤系硬化性組成物の水性化が試みられており、例えば、水分散性ポリイソシアネートと水酸基含有水性樹脂と含有してなる水性硬化性組成物を用いた水性塗料により、硬度、外観、耐水性、付着性に優れる塗膜を提供できることが報告されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, in various industrial fields, it has been strongly demanded from the viewpoint of workability and environmental problems to reduce the content of volatile organic solvents contained in applicable curable compositions. In order to meet this requirement, attempts have been made to make organic solvent-based curable compositions water-based, for example, by using water-based paints using an aqueous curable composition comprising a water-dispersible polyisocyanate and a hydroxyl group-containing aqueous resin. It has been reported that a coating film excellent in hardness, appearance, water resistance and adhesion can be provided (see, for example, Patent Document 1).

一方で、市場からは多岐の用途において、より高度な性能を発揮しうる水性塗料用樹脂組成物の開発が求められている。例えば、硬度において、塗装後1週間程度経過した硬度だけでなく、塗装後数時間あるいは翌日といった比較的短い時間に硬化反応が進行する、いわゆる初期硬度に優れる水性塗料用樹脂組成物である。しかしながら、前記特許文献1に記載された水性塗料用樹脂組成物を用いた水性塗料から得られる塗膜は常温以下の硬化条件における初期硬度が十分ではない。   On the other hand, there is a demand from the market for the development of a resin composition for water-based paints that can exhibit higher performance in various applications. For example, it is a resin composition for water-based paints excellent in so-called initial hardness in which the curing reaction proceeds not only in hardness after about one week after coating but also in a relatively short time such as several hours after coating or the next day. However, the coating film obtained from the water-based paint using the resin composition for water-based paint described in Patent Document 1 does not have sufficient initial hardness under curing conditions at room temperature or lower.

この問題点を解決するために、溶剤型ウレタン塗料等に使用されている金属触媒を使用した場合、水性塗料用樹脂組成物との混合性に劣るため、得られる塗膜の外観や硬度が不十分である。さらに、初期硬度向上のために、触媒量を増量した場合、可使時間が短縮され作業性が悪化するという問題がある。   In order to solve this problem, when a metal catalyst used in a solvent-type urethane paint or the like is used, the appearance and hardness of the resulting coating film are poor because of poor mixing with the resin composition for aqueous paint. It is enough. Furthermore, when the amount of the catalyst is increased to improve the initial hardness, there is a problem that the pot life is shortened and workability is deteriorated.

特開2005−200497号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-200197

本発明の課題は、可使時間が長く、初期硬度および外観に優れる塗膜を形成しうる水性塗料用樹脂組成物を提供することである。   The subject of this invention is providing the resin composition for water-based paints which can form the coating film which is long in pot life and is excellent in initial hardness and external appearance.

本発明者等は、上記の問題点を解決するために鋭意研究した結果、疎水性ポリイソシアネート(a1)を含有する水分散性ポリイソシアネート組成物(A)、イソシアネート基と反応し得る活性水素含有基を有する、水に溶解あるいは分散可能な樹脂(B)、水分散型金属触媒(C)および水を含有する水性塗料用樹脂組成物を用いると、可使時間が長く、初期硬度および外観に優れる塗膜を形成しうる水性塗料が容易に得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors have found that the water-dispersible polyisocyanate composition (A) containing the hydrophobic polyisocyanate (a1), containing active hydrogen capable of reacting with isocyanate groups When the resin (B) having a group and soluble or dispersible in water, the water-dispersed metal catalyst (C) and the resin composition for water-based paints containing water are used, the pot life is long and the initial hardness and appearance are improved. The inventors have found that a water-based paint capable of forming an excellent coating film can be easily obtained, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、疎水性ポリイソシアネート(a1)を含有する水分散性ポリイソシアネート組成物(A)、イソシアネート基と反応し得る活性水素含有基を有する、水に溶解あるいは分散可能な樹脂(B)、水分散型金属触媒(C)および水を含有することを特徴とする水性塗料用樹脂組成物を提供するものである。   That is, the present invention relates to a water-dispersible polyisocyanate composition (A) containing a hydrophobic polyisocyanate (a1), a resin having an active hydrogen-containing group capable of reacting with an isocyanate group and soluble or dispersible in water (B ), A water-dispersed metal catalyst (C) and water, and a resin composition for water-based paints.

本発明の水性塗料用樹脂組成物を用いることにより、有機溶剤を含有しないか又はその含有量が極めて少ない場合であっても、可使時間が長く、初期硬度、外観等に優れた塗膜を形成できる水性塗料を容易に得ることができる。   By using the resin composition for water-based paints of the present invention, even when the organic solvent is not contained or the content thereof is extremely small, a usable life is long, and a coating film excellent in initial hardness, appearance, etc. A water-based paint that can be formed can be easily obtained.

以下に、本発明をより詳細に説明する。
はじめに、本発明で使用する水分散性ポリイソシアネート組成物(A)について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
First, the water dispersible polyisocyanate composition (A) used in the present invention will be described.

本発明で使用する水分散性ポリイソシアネート組成物(A)としては、疎水性ポリイソシアネート(a1)を含有するポリイソシアネート組成物であって、水分散性を有するものであればよく、例えば、疎水性ポリイソシアネート(a1)とこれを水分散させることが可能な水分散性化合物の混合物等が挙げられる。具体例としては、(1)疎水性ポリイソシアネート(a1)と水分散性を有するポリイソシアネート(a2)の混合物、(2)疎水性ポリイソシアネート(a1)とイソシアネート基を有さないが親水性基を有する分散剤(a3)の混合物等が挙げられる。なかでも、硬度、耐水性および耐溶剤性に優れる塗膜を形成できる水性塗料が得られることから、(1)の疎水性ポリイソシアネート(a1)と水分散性を有するポリイソシアネート(a2)の混合物が好ましい。なお、水分散性を有するポリイソシアネート(a2)とイソシアネート基を有さないが親水性基を有する分散剤(a3)は併用することもできる。   The water-dispersible polyisocyanate composition (A) used in the present invention may be any polyisocyanate composition containing a hydrophobic polyisocyanate (a1) and has water-dispersibility. And a mixture of a water-dispersible compound capable of water-dispersing the water-soluble polyisocyanate (a1). Specific examples include (1) a mixture of a hydrophobic polyisocyanate (a1) and a water-dispersible polyisocyanate (a2), and (2) a hydrophobic polyisocyanate (a1) and a hydrophilic group that does not have an isocyanate group. And a mixture of the dispersant (a3) having In particular, a mixture of the hydrophobic polyisocyanate (a1) of (1) and the polyisocyanate (a2) having water dispersibility can be obtained because a water-based paint capable of forming a coating film having excellent hardness, water resistance and solvent resistance is obtained. Is preferred. The polyisocyanate (a2) having water dispersibility and the dispersant (a3) having no isocyanate group but having a hydrophilic group can be used in combination.

前記疎水性ポリイソシアネート(a1)としては、分子中にアニオン性基、カチオン性基、ノニオン性基等の親水性基を有さないものが挙げられ、例えば、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、エチル(2,6−ジイソシアナート)ヘキサノエート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,12−ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−または2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、1,8−ジイソシアナート−4−イソシアナートメチルオクタン、2−イソシアナートエチル(2,6−ジイソシアナート)ヘキサノエート等の脂肪族トリイソシアネート;   Examples of the hydrophobic polyisocyanate (a1) include those having no hydrophilic group such as an anionic group, a cationic group, and a nonionic group in the molecule. For example, 1,4-tetramethylene diisocyanate, ethyl Aliphatic diisocyanates such as (2,6-diisocyanato) hexanoate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 1,12-dodecamethylene diisocyanate, 2,2,4- or 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate; Aliphatic triisocyanates such as 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, 1,8-diisocyanate-4-isocyanate methyloctane, 2-isocyanatoethyl (2,6-diisocyanate) hexanoate;

1,3−または1,4−ビス(イソシアナートメチルシクロヘキサン)、1,3−または1,4−ジイソシアナートシクロヘキサン、3,5,5−トリメチル(3−イソシアナートメチル)シクロヘキシルイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4′−ジイソシアネート、2,5−または2,6−ジイソシアナートメチルノルボルナン等の脂環式ジイソシアネート;2,5−または2,6−ジイソシアナートメチル−2−イソシネートプロピルノルボルナン等の脂環式トリイソシアネート;m−キシリレンジイソシアネート、α,α,α′,α′−テトラメチル−m−キシリレンジイソシアネート等のアラルキレンジイソシアネート; 1,3- or 1,4-bis (isocyanatomethylcyclohexane), 1,3- or 1,4-diisocyanatocyclohexane, 3,5,5-trimethyl (3-isocyanatomethyl) cyclohexyl isocyanate, dicyclohexylmethane Cycloaliphatic diisocyanates such as -4,4'-diisocyanate, 2,5- or 2,6-diisocyanatomethylnorbornane; 2,5- or 2,6-diisocyanatomethyl-2-isocyanate propylnorbornane Alicyclic diisocyanates such as m-xylylene diisocyanate, aralkylene diisocyanates such as α, α, α ′, α′-tetramethyl-m-xylylene diisocyanate;

m−またはp−フェニレンジイソシアネート、トリレン−2,4−または2,6−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、ジフェニル−4,4′−ジイソシアネート、4,4′−ジイソシアナート−3,3′−ジメチルジフェニル、3−メチル−ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、ジフェニルエーテル−4,4′−ジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート; トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアナートフェニル)チオホスフェート等の芳香族トリイソシアネート; m- or p-phenylene diisocyanate, tolylene-2,4- or 2,6-diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, diphenyl-4,4'-diisocyanate, 4,4 Aromatic diisocyanates such as' -diisocyanate-3,3'-dimethyldiphenyl, 3-methyl-diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, diphenyl ether-4,4'-diisocyanate; triphenylmethane triisocyanate, tris (isocyanate) Aromatic triisocyanates such as natephenyl) thiophosphate;

前記した各種のジイソシアネート又はトリイソシアネートのイソシアネート基どうしを環化二量化して得られるウレトジオン構造を有するポリイソシアネート;前記した各種のジイソシアネートまたはトリイソシアネートのイソシアネート基どうしを環化三量化して得られるイソシアヌレート構造を有するポリイソシアネート;前記した各種のジイソシアネートまたはトリイソシアネートを水と反応させることにより得られるビュレット構造を有するポリイソシアネート;前記した各種のジイソシアネートまたはトリイソシアネートを二酸化炭素と反応せしめて得られるオキサダイアジントリオン構造を有するポリイソシアネート;アロファネート構造を有するポリイソシアネート等が挙げられる。 Polyisocyanates having a uretdione structure obtained by cyclizing and dimerizing the isocyanate groups of the various diisocyanates or triisocyanates described above; Isocyanates obtained by cyclizing and trimerizing the isocyanate groups of the various diisocyanates or triisocyanates described above Polyisocyanate having a nurate structure; polyisocyanate having a burette structure obtained by reacting the above-mentioned various diisocyanates or triisocyanates with water; oxadiater obtained by reacting the various diisocyanates or triisocyanates with carbon dioxide Examples include polyisocyanates having a gintrione structure; polyisocyanates having an allophanate structure.

前記疎水性ポリイソシアネート(a1)のなかでも、耐候性に優れる塗膜を形成できる水性塗料用樹脂組成物が得られることから、脂肪族系あるいは脂環式系のジイソシアネートまたはトリイソシアネート、アラルキレンジイソシアネート又はそれらの誘導体が好ましい。   Among the hydrophobic polyisocyanates (a1), a resin composition for water-based paints capable of forming a coating film having excellent weather resistance can be obtained. Therefore, aliphatic or alicyclic diisocyanates or triisocyanates, aralkylene diisocyanates Or derivatives thereof are preferred.

また、前記疎水性ポリイソシアネート(a1)としては、イソシアヌレート型ポリイソシアネート、ビュレット構造を有するポリイソシアネート、ウレトジオン構造を有するポリイソシアネート、アロファネート構造を有するポリイソシアネート、ジイソシアネートと3価以上の多価アルコールを反応して得られるポリイソシアネート等の3官能以上のポリイソシアネートが、耐候性および耐久性に優れる塗膜を形成できる水性塗料用樹脂組成物が得られることから好ましい。   Examples of the hydrophobic polyisocyanate (a1) include isocyanurate type polyisocyanates, polyisocyanates having a burette structure, polyisocyanates having a uretdione structure, polyisocyanates having an allophanate structure, diisocyanates and trihydric or higher polyhydric alcohols. A tri- or higher functional polyisocyanate such as polyisocyanate obtained by the reaction is preferable because a resin composition for water-based paints capable of forming a coating film having excellent weather resistance and durability can be obtained.

前記水分散性を有するポリイソシアネート(a2)としては、親水性基を有するポリイソシアネートが挙げられ、かかる親水性基としては、例えば、アニオン性基、カチオン性基およびノニオン性基等が挙げられる。なかでも、耐水性に優れる塗膜を形成できる水性塗料用樹脂組成物が得られることから、親水性基としてノニオン性基を有するポリイソシアネートであることが好ましく、具体的には、ポリオキシエチレン基を有するポリイソシアネートであることがより好ましい。   Examples of the water-dispersible polyisocyanate (a2) include polyisocyanates having hydrophilic groups, and examples of such hydrophilic groups include anionic groups, cationic groups, and nonionic groups. Among them, a polyisocyanate having a nonionic group as a hydrophilic group is preferable since a resin composition for water-based paints capable of forming a coating film having excellent water resistance is obtained. Specifically, a polyoxyethylene group is preferable. More preferred is a polyisocyanate having

前記水分散性を有するポリイソシアネート(a2)としては、例えば、イソシアネート基と親水性基を有する、ポリエーテル、ポリエステル、ポリウレタン、ビニル系重合体、アルキド樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂等が挙げられ、これらを単独又は2種以上併用できるが、水分散性に優れ、疎水性ポリイソシアネート(a1)との混合により水分散性を有するポリイソシアネート組成物が容易に得られることから、イソシアネート基と親水性基を有するビニル系重合体(a21)が好ましい。   Examples of the water-dispersible polyisocyanate (a2) include polyethers, polyesters, polyurethanes, vinyl polymers, alkyd resins, fluororesins, and silicone resins having an isocyanate group and a hydrophilic group. These can be used singly or in combination of two or more. However, since the polyisocyanate composition having excellent water dispersibility and water dispersibility can be easily obtained by mixing with the hydrophobic polyisocyanate (a1), the isocyanate group and the hydrophilic property can be obtained. A vinyl polymer (a21) having a group is preferred.

前記イソシアネート基と親水性基を有するビニル系重合体(a21)としては、例えば、イソシアネート基と親水性基を有する、アクリル系重合体、フルオロオレフィン系重合体、ビニルエステル系重合体、芳香族ビニル系重合体、ポリオレフィン系重合体等が挙げられるが、後記するイソシアネート基と反応し得る活性水素含有基を有する、水に溶解あるいは分散可能な樹脂(B)がアクリル系重合体である場合、それらの相溶性が良好なことから、イソシアネート基と親水性基を有する、アクリル系重合体、フルオロオレフィン系重合体を使用することが好ましい。   Examples of the vinyl polymer (a21) having an isocyanate group and a hydrophilic group include an acrylic polymer, a fluoroolefin polymer, a vinyl ester polymer, and an aromatic vinyl having an isocyanate group and a hydrophilic group. In the case where the resin (B) having an active hydrogen-containing group capable of reacting with an isocyanate group described later and soluble or dispersible in water is an acrylic polymer, these may be mentioned. Therefore, it is preferable to use an acrylic polymer or a fluoroolefin polymer having an isocyanate group and a hydrophilic group.

前記イソシアネート基と親水性基を有するビニル系重合体(a21)は、例えば、イ)イソシアネート基を有するビニル系単量体と、親水性基を有するビニル系単量体を含有してなるビニル系単量体混合物を重合させる方法、ロ)活性水素含有基を有するビニル系単量体と親水性基を有するビニル系単量体を含有してなるビニル系単量体混合物を重合させて得られるビニル系重合体の活性水素含有基と、ポリイソシアネートとを反応させる方法等の製造方法で製造することができる。   The vinyl polymer (a21) having an isocyanate group and a hydrophilic group is, for example, a) a vinyl polymer containing a vinyl monomer having an isocyanate group and a vinyl monomer having a hydrophilic group. A method of polymerizing a monomer mixture; b) obtained by polymerizing a vinyl monomer mixture containing a vinyl monomer having an active hydrogen-containing group and a vinyl monomer having a hydrophilic group. It can be produced by a production method such as a method of reacting an active hydrogen-containing group of a vinyl polymer with a polyisocyanate.

前記製造方法イ)で使用するイソシアネート基を有するビニル系単量体としては、例えば、2−イソシアナートプロペン、2−イソシアナートエチルビニルエーテル、2−イソシアナートエチルメタアクリレート、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート、ポリイソシアネートと水酸基を有するビニル系単量体との反応生成物等が挙げられる。   Examples of the vinyl monomer having an isocyanate group used in the production method a) include 2-isocyanatopropene, 2-isocyanatoethyl vinyl ether, 2-isocyanatoethyl methacrylate, m-isopropenyl-α, Examples include α-dimethylbenzyl isocyanate, reaction products of polyisocyanate and a vinyl monomer having a hydroxyl group.

前記製造方法イ)で使用する親水性基を有するビニル系単量体としては、例えば、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ブトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリオキシエチレンビニル等のアルコキシポリオキシエチレン基を有するビニル系単量体、アルキルアリルスルホン酸ナトリウム、アルキルアリル燐酸ナトリウム等のアニオン性基含有ビニル系単量体等が挙げられる。   Examples of the vinyl monomer having a hydrophilic group used in the production method a) include alkoxypolyoxyethylene such as methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, butoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, and methoxypolyoxyethylene vinyl. Examples thereof include vinyl monomers having a group, anionic group-containing vinyl monomers such as sodium alkylallylsulfonate and sodium alkylallylphosphate.

前記製造方法ロ)で使用する活性水素含有基を有するビニル系単量体中の活性水素含有基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、燐酸基、亜燐酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基、メルカプト基、シラノール基、活性メチレン基、カーバメート基、ウレイド基、カルボン酸アミド基、スルホン酸アミド基等が挙げられ、なかでも、該活性水素含有基のビニル系重合体への導入が容易なことから、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、活性メチレン基が好ましく、水酸基、カルボキシル基がより好ましい。前記活性水素含有基は、前記ビニル系重合体中に1種が単独で導入されていてもよいし、二種類以上が導入されていてもよい。   Examples of the active hydrogen-containing group in the vinyl monomer having an active hydrogen-containing group used in the production method (b) include, for example, a hydroxyl group, a carboxyl group, a phosphoric acid group, a phosphorous acid group, a sulfonic acid group, a sulfinic acid group, Mercapto group, silanol group, active methylene group, carbamate group, ureido group, carboxylic acid amide group, sulfonic acid amide group and the like can be mentioned. Among them, the introduction of the active hydrogen-containing group into a vinyl polymer is easy. Therefore, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, and an active methylene group are preferable, and a hydroxyl group and a carboxyl group are more preferable. One kind of the active hydrogen-containing group may be introduced alone or two or more kinds may be introduced into the vinyl polymer.

前記製造方法ロ)で使用する活性水素含有基を有するビニル系単量体としては、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等のアクリレートモノマーなどが挙げられる。また、親水性基を有するビニル系単量体としては、前記製造方法イ)で使用するものと同様のものを使用することができる。   Examples of the vinyl monomer having an active hydrogen-containing group used in the production method (b) include acrylate monomers such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, and 2-hydroxypropyl methacrylate. Moreover, as a vinyl-type monomer which has a hydrophilic group, the thing similar to what is used by the said manufacturing method a) can be used.

前記製造方法イ)およびロ)では、総炭素原子数が4以上の疎水性基を有するビニル系単量体を併用して使用することが好ましい。かかるビニル系単量体を使用することで、水分散性ポリイソシアネート組成物(A)と水との反応を防ぐことができ、本発明の水性塗料用樹脂組成物に十分な可使時間を持たせることが可能となる。   In the production methods a) and b), it is preferable to use a vinyl monomer having a hydrophobic group having 4 or more total carbon atoms in combination. By using such a vinyl monomer, the reaction between the water-dispersible polyisocyanate composition (A) and water can be prevented, and the resin composition for water-based paints of the present invention has a sufficient pot life. It becomes possible to make it.

前記イソシアネート基と水性基を有するビニル系重合体(a21)に、総炭素原子数が4個以上の疎水性基を導入する方法としては、例えば、前記した製造方法イ)又はロ)において、総炭素原子数が4個以上の疎水性基を有するビニル系単量体をビニル系単量体混合物の一部として用いて共重合させる方法が挙げられる。   As a method for introducing a hydrophobic group having 4 or more total carbon atoms into the vinyl polymer (a21) having an isocyanate group and an aqueous group, for example, in the above-described production method a) or b), Examples thereof include a method in which a vinyl monomer having a hydrophobic group having 4 or more carbon atoms is used as a part of the vinyl monomer mixture for copolymerization.

前記総炭素原子数が4個以上の疎水性基を有するビニル系単量体としては、例えば、n−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基、n−ドデシル基、n−オクタデシル基等の炭素原子数が4以上のアルキル基を有するビニル系単量体;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、ジシクロペンタニル基、ボルニル基、イソボルニル基等の炭素原子数が4以上のシクロアルキル基を有するビニル系単量体が挙げられ、具体的には、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート等のアクリレート系モノマーが挙げられる。   Examples of the vinyl monomer having a hydrophobic group having 4 or more total carbon atoms include n-butyl group, iso-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, Vinyl monomers having an alkyl group having 4 or more carbon atoms such as 2-ethylhexyl group, n-octyl group, n-dodecyl group, n-octadecyl group; cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, dicyclo Examples thereof include vinyl monomers having a cycloalkyl group having 4 or more carbon atoms such as a pentanyl group, a bornyl group, and an isobornyl group, and specifically, acrylates such as n-butyl acrylate and n-butyl methacrylate. Monomer.

前記イソシアネート基と親水性基を有するビニル系重合体(a21)には、前記した各種ビニル系単量体の他に、本発明の目的を達成する範囲内で、その他のビニル系単量体を併用することができる。   In the vinyl polymer (a21) having an isocyanate group and a hydrophilic group, in addition to the various vinyl monomers described above, other vinyl monomers can be used within the scope of achieving the object of the present invention. Can be used together.

前記その他のビニル系単量体としては、例えば、メチルアクリレート、メチルメタアクリレート等のアクリル系単量体などが挙げられる。   Examples of the other vinyl monomers include acrylic monomers such as methyl acrylate and methyl methacrylate.

かくして得られるイソシアネート基と親水性基を有するビニル系重合体(a21)の重量平均分子量は、このビニル系重合体(a21)を水分散性ポリイソシアネート(a2)として用い、疎水性ポリイソシアネート(a1)と混合して得られる水分散性ポリイソシアネート組成物の水への分散性とイソシアネート基の水に対する安定性が良好で、硬化性に優れる水性塗料用樹脂組成物が得られることから、2,000〜100,000の範囲内が好ましく、3,000〜50,000の範囲内がより好ましい。   The weight-average molecular weight of the vinyl polymer (a21) having an isocyanate group and a hydrophilic group thus obtained is determined by using the vinyl polymer (a21) as a water-dispersible polyisocyanate (a2) and a hydrophobic polyisocyanate (a1). 2), a water-dispersible polyisocyanate composition obtained by mixing with water) has a good dispersibility in water and stability of the isocyanate group in water, and a resin composition for water-based paints having excellent curability is obtained. The range of 000 to 100,000 is preferable, and the range of 3,000 to 50,000 is more preferable.

前記イソシアネート基と親水性基を有するビニル系重合体(a21)は、前記疎水性ポリイソシアネート(a1)と混合して水分散性ポリイソシアネート組成物として使用することが好ましいが、その場合、疎水性ポリイソシアネート(a1)とイソシアネート基と親水性基を有するビニル系重合体(a21)の重量比率(a1/a21)は、3/7〜9.5/0.5の範囲内が好ましく、5/5〜9/1の範囲内がより好ましく、6/4〜8/2の範囲内が更に好ましい。   The vinyl polymer (a21) having an isocyanate group and a hydrophilic group is preferably mixed with the hydrophobic polyisocyanate (a1) and used as a water-dispersible polyisocyanate composition. The weight ratio (a1 / a21) of the polyisocyanate (a1) and the vinyl polymer (a21) having an isocyanate group and a hydrophilic group is preferably in the range of 3/7 to 9.5 / 0.5. The range of 5-9 / 1 is more preferable, and the range of 6 / 4-8 / 2 is still more preferable.

前記イソシアネート基と親水性基を有するビニル系重合体(a21)と前記疎水性ポリイソシアネート(a1)の混合物からなる水分散性ポリイソシアネート組成物は、例えば、前記製造方法イ)又はロ)において疎水性ポリイソシアネート(a1)を過剰量使用する、一段の反応で容易に製造することができる。   A water-dispersible polyisocyanate composition comprising a mixture of the vinyl polymer (a21) having an isocyanate group and a hydrophilic group and the hydrophobic polyisocyanate (a1) is, for example, hydrophobic in the production method (a) or (b). Can be easily produced by a one-step reaction using an excess amount of the functional polyisocyanate (a1).

前記イソシアネート基を有さないが親水性基を有する分散剤(a3)としては、例えば、イソシアネート基を有さないが親水性基を有する、アクリル系重合体、フルオロオレフィン系重合体、ビニルエステル系重合体、芳香族ビニル系重合体、ポリオレフィン系重合体等が挙げられる。前記イソシアネート基を有さないが親水性基を有する分散剤(a3)のなかでも、後記するイソシアネート基と反応し得る活性水素含有基を有する、水に溶解あるいは分散可能な樹脂(B)がアクリル系重合体である場合、それらの相溶性が良好なことから、イソシアネート基を有さないが親水性基を有する、アクリル系重合体、フルオロオレフィン系重合体を使用することが好ましい。   Examples of the dispersant (a3) that does not have an isocyanate group but has a hydrophilic group include, for example, an acrylic polymer, a fluoroolefin polymer, and a vinyl ester type that do not have an isocyanate group but have a hydrophilic group. Examples thereof include a polymer, an aromatic vinyl polymer, and a polyolefin polymer. Among the dispersants (a3) having no isocyanate group but having a hydrophilic group, a resin (B) which has an active hydrogen-containing group capable of reacting with an isocyanate group described later and which can be dissolved or dispersed in water is acrylic. In the case of a polymer, it is preferable to use an acrylic polymer or a fluoroolefin polymer that does not have an isocyanate group but has a hydrophilic group because of their good compatibility.

前記イソシアネート基を有さないが親水性基を有する分散剤(a3)を、前記疎水性ポリイソシアネート(a1)と混合して水分散性ポリイソシアネート組成物として使用する場合、これらの重量比率(a1/a3)は、3/7〜9.5・0.5の範囲内が好ましく、5/5〜9/1の範囲内がより好ましく、6/4〜8/2の範囲内が更に好ましい。   When the dispersant (a3) having no isocyanate group but having a hydrophilic group is mixed with the hydrophobic polyisocyanate (a1) and used as a water-dispersible polyisocyanate composition, these weight ratios (a1) / A3) is preferably within the range of 3/7 to 9.5 · 0.5, more preferably within the range of 5/5 to 9/1, and even more preferably within the range of 6/4 to 8/2.

また、前記疎水性ポリイソシアネート(a1)、水分散性を有するポリイソシアネート(a2)およびイソシアネート基を有さないが親水性基を有する分散剤(a3)は、いずれも、本発明の目的を達成する範囲内で、イソシアネート基に対して不活性な有機溶剤で希釈して使用することもできる。   The hydrophobic polyisocyanate (a1), the water-dispersible polyisocyanate (a2), and the dispersant (a3) having no isocyanate group but having a hydrophilic group all achieve the object of the present invention. In such a range, it can be used after diluted with an organic solvent inert to the isocyanate group.

前記イソシアネート基に対して不活性な有機溶剤としては、例えば、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、ミネラルスピリット等の脂肪族系ないしは脂環式系の炭化水素類;トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸n−アミル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルn−アミルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;   Examples of the organic solvent inert to the isocyanate group include aliphatic or alicyclic hydrocarbons such as n-hexane, n-heptane, n-octane, cyclohexane, cyclopentane, and mineral spirits; Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, ethylbenzene; esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, n-amyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl n-amyl ketone, cyclohexanone Ketones such as;

ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等のポリアルキレングリコールジアルキルエーテル類;エチレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールメチルエーテルアセテート等のポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、エチレンカーボネート等が挙げられ、これらを単独又は2種以上を併用できる。 Polyalkylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether and dipropylene glycol dimethyl ether; polyalkylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate and diethylene glycol methyl ether acetate Ethers such as 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran and dioxane; N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, ethylene carbonate and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more.

次に、本発明で使用するイソシアネート基と反応し得る活性水素含有基を有する、水に溶解あるいは分散可能な樹脂(B)について説明する。   Next, the resin (B) which has an active hydrogen-containing group capable of reacting with the isocyanate group used in the present invention and can be dissolved or dispersed in water will be described.

本発明に使用する樹脂(B)は、水に溶解あるいは分散可能であって、前記水分散性ポリイソシアネート組成物(A)中のイソシアネート基と反応し得る活性水素含有基を有するものであれば良く、その形態、種類等は制限されず、例えば、水溶性樹脂、自己水分散性樹脂、分散剤の使用により水分散性化した樹脂等のいずれであっても良い。かかる樹脂(B)の有する活性水素含有基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、アセトアセチル基等の活性メチレン基を有する官能基等が挙げられ、なかでも水酸基が好ましい。   The resin (B) used in the present invention is soluble or dispersible in water and has an active hydrogen-containing group capable of reacting with an isocyanate group in the water-dispersible polyisocyanate composition (A). The form, type, and the like are not limited, and may be any of water-soluble resins, self-water dispersible resins, resins that are water-dispersible by using a dispersant, and the like. Examples of the active hydrogen-containing group possessed by the resin (B) include a functional group having an active methylene group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an amide group, and an acetoacetyl group. Among these, a hydroxyl group is preferable.

前記樹脂(B)は、容易に水と混合し、水溶液あるいはコロイダルディスパージョンやエマルジョン等の水分散体として使用できる。   The resin (B) can be easily mixed with water and used as an aqueous solution or an aqueous dispersion such as a colloidal dispersion or an emulsion.

かかる樹脂(B)としては、水に溶解あるいは分散可能であって、前記活性水素含有基を有する、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、スチレン−アクリロニトリル系樹脂、アクリル系樹脂、フルオロオレフィン系樹脂、シリコン変性ビニル系重合体、ポリビニルアルコール等のビニル系重合体;ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、アルキド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテル樹脂、シリコン系樹脂等のビニル系重合体以外の合成樹脂類;動物性たんぱく質、でんぷん、セルロース誘導体、デキストリン、アラビアゴム等の天然高分子が挙げられ、好ましくはビニル系重合体、より好ましくは水酸基含有ビニル系重合体である。これらは、単独又は2種以上併用して使用できる。   Examples of the resin (B) include a vinyl acetate resin, a styrene-butadiene resin, a styrene-acrylonitrile resin, an acrylic resin, a fluoroolefin resin that can be dissolved or dispersed in water and has the active hydrogen-containing group. Resins, silicon-modified vinyl polymers, vinyl polymers such as polyvinyl alcohol; polyester resins, polyurethane resins, phenol resins, melamine resins, epoxy resins, alkyd resins, polyamide resins, polyether resins, Synthetic resins other than vinyl polymers such as silicone resins; natural polymers such as animal proteins, starches, cellulose derivatives, dextrin, gum arabic, etc., preferably vinyl polymers, more preferably hydroxyl group-containing vinyls Based polymer. These can be used alone or in combination of two or more.

前記樹脂(B)に含まれる活性水素含有基の量は、硬化性および塗膜の耐水性に優れる水性塗料用樹脂組成物が得られることから、樹脂(B)1000g当たり、0.1〜6モルが好ましく、0.2〜4モルがより好ましく、0.4〜3モルが最も好ましい。   The amount of the active hydrogen-containing group contained in the resin (B) is 0.1 to 6 per 1000 g of the resin (B) because a resin composition for water-based paints excellent in curability and water resistance of the coating film is obtained. Moles are preferred, 0.2-4 moles are more preferred, and 0.4-3 moles are most preferred.

前記樹脂(B)のうち、水酸基含有ビニル系重合体は、例えば、水酸基を有するビニル系単量体やその他のビニル系単量体をラジカル重合やレドックス重合させることで製造することができる。   Among the resins (B), the hydroxyl group-containing vinyl polymer can be produced, for example, by subjecting a vinyl monomer having a hydroxyl group or other vinyl monomers to radical polymerization or redox polymerization.

前記水酸基を有するビニル系単量体としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the vinyl monomer having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and the like.

前記その他のビニル系単量体としては、例えば、スチレン、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、シクロへキシル(メタ)アクリレート、アクリルアマイド等が挙げられる。   Examples of the other vinyl monomers include styrene, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, acrylamide, and the like.

前記したラジカル重合は、水を溶媒として用いる乳化重合法、有機溶剤を溶媒として用いる溶液重合法に大別され、どちらの方法も適用することができる。   The radical polymerization described above is roughly classified into an emulsion polymerization method using water as a solvent and a solution polymerization method using an organic solvent as a solvent, and both methods can be applied.

前記溶液重合法は、前記した水酸基を有するビニル系単量体、その他のビニル系単量体および開始剤を有機溶剤中に添加し、共重合させる方法であり、次いで、脱溶剤して前記有機溶剤を取り除く事で、樹脂(B)を製造できる。   The solution polymerization method is a method in which the above-described vinyl monomer having a hydroxyl group, other vinyl monomers and an initiator are added to an organic solvent for copolymerization. The resin (B) can be produced by removing the solvent.

かかる有機溶剤としては、例えば、前記疎水性ポリイソシアネート(a1)、水分散性を有するポリイソシアネート(a2)およびイソシアネート基を有さないが親水性基を有する分散剤(a3)を希釈する際に使用できるイソシアネート基に対して不活性な有機溶剤と同様のものを使用することができる。   Examples of the organic solvent include diluting the hydrophobic polyisocyanate (a1), the polyisocyanate (a2) having water dispersibility, and the dispersant (a3) having no isocyanate group but having a hydrophilic group. The thing similar to the organic solvent inactive with respect to the isocyanate group which can be used can be used.

前記開始剤としては、例えば、2,2′−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルブチロニトリル)もしくは2,2′−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)等の各種のアゾ化合物類;tert−ブチルパーオキシピバレート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート等の過酸化物類等が挙げられる。   Examples of the initiator include 2,2′-azobis (isobutyronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylbutyronitrile), and 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile). Various azo compounds such as nitrile); tert-butyl peroxypivalate, tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, di-tert-butyl peroxide, cumene hydroperoxide And peroxides such as diisopropyl peroxycarbonate.

また、前記溶液重合法で得られる水酸基含有ビニル系重合体としては、なかでも容易に水に溶解あるいは分散することから、中和されたカルボキシル基を有する水酸基含有ビニル系重合体、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等のカルボキシル基を有するビニル系単量体を、前記した水酸基を有するビニル系単量体などと共重合させて、カルボキシル基を有する水酸基含有ビニル系重合体とした後、カルボキシル基を塩基性化合物で中和してなる、水に溶解あるいは分散可能な水酸基含有ビニル系重合体が好ましい。   Further, as the hydroxyl group-containing vinyl polymer obtained by the solution polymerization method, a hydroxyl group-containing vinyl polymer having a neutralized carboxyl group, such as acrylic acid, can be easily dissolved or dispersed in water. Then, after copolymerizing a vinyl monomer having a carboxyl group such as methacrylic acid and maleic acid with a vinyl monomer having a hydroxyl group as described above to obtain a hydroxyl group-containing vinyl polymer having a carboxyl group, A hydroxyl group-containing vinyl polymer that is neutralized with a basic compound and is soluble or dispersible in water is preferred.

前記塩基性化合物としては、例えば、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、アンモニア(アンモニア水)等のアミン類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属等が挙げられる。   Examples of the basic compound include amines such as triethylamine, dimethylethanolamine, and ammonia (ammonia water); alkali metals such as sodium hydroxide and potassium hydroxide.

また、水を溶媒として用いる乳化重合法は、水に前記した水酸基を有するビニル系単量体、その他のビニル系単量体および乳化剤を添加し、共重合させる方法である。このとき使用できる乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン性乳化剤;高級アルコールの硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルスルホン酸塩、アルキルエーテル燐酸塩、アルケニルコハク酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、モノアルキルスルホコハク酸塩等のアニオン性乳化剤;N,N−ジメチルラウリルアミン、N,N−ジメチルオクタデシルアミンの如き長鎖アルキル基を有する3級アミンのカルボン酸塩や4級アンモニウム塩等のカチオン性乳化剤;カルボン酸塩基、硫酸塩基、燐酸塩基等のアニオン性基と二重結合を併有する化合物、ノニオン性基と重合性二重結合を併有する化合物、4級アンモニウム塩基等のカチオン性基と重合性二重結合を併有する化合物等の反応性乳化剤等が挙げられる。これらの乳化剤は二種以上併用することもできる。   In addition, the emulsion polymerization method using water as a solvent is a method in which a vinyl monomer having a hydroxyl group described above, other vinyl monomers and an emulsifier are added to water for copolymerization. Examples of emulsifiers that can be used at this time include nonionic properties such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether, polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymer, and sorbitan fatty acid ester. Emulsifier: Higher alcohol sulfate ester, alkylbenzene sulfonate, alkyl diphenyl ether disulfonate, polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether sulfate, polyoxyethylene Alkyl sulfonate, alkyl ether phosphate, alkenyl succinate, dialkyl sulfosuccinate, monoalkyl sulfosuccinic acid Anionic emulsifiers such as N; N-dimethyllaurylamine, cationic emulsifiers such as tertiary amine carboxylates and quaternary ammonium salts having a long-chain alkyl group such as N, N-dimethyloctadecylamine; carboxylate bases A compound having both an anionic group and a double bond such as a sulfate group and a phosphate group, a compound having both a nonionic group and a polymerizable double bond, and a cationic group such as a quaternary ammonium base and a polymerizable double bond Examples include reactive emulsifiers such as compounds that are also present. Two or more of these emulsifiers can be used in combination.

前記した乳化剤は、本発明の水性塗料用樹脂組成物を用いて得られる塗膜の耐水性を低下させないことから、使用する全ビニル系単量体100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で使用することが好ましく、0.5〜5重量部の範囲で使用することがより好ましい。   Since the above-mentioned emulsifier does not reduce the water resistance of the coating film obtained using the resin composition for water-based paints of the present invention, 0.1 to 10 parts per 100 parts by weight of the total vinyl monomer used. It is preferable to use in the range of parts by weight, and more preferable to use in the range of 0.5 to 5 parts by weight.

また、前記乳化重合法において、さらに還元剤を用いることで前記した水酸基を有するビニル系単量体やその他のビニル系単量体をレドックス重合して、樹脂(B)を得ることができる。   In the emulsion polymerization method, the resin (B) can be obtained by redox polymerization of the above-described vinyl monomer having a hydroxyl group and other vinyl monomers by using a reducing agent.

前記乳化重合法で得られる水酸基含有ビニル系重合体としては、カルボキシル基を有しているものが好ましく、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等のカルボキシル基を有するビニル系単量体を前記した水酸基を有するビニル系単量体などと共重合させ得ることで、前記ビニル系重合体にカルボキシル基を導入させることができる。なお、このときのカルボキシル基は前記した塩基性化合物によって中和され、カルボン酸塩となっていても良い。   As the hydroxyl group-containing vinyl polymer obtained by the emulsion polymerization method, those having a carboxyl group are preferable. For example, a vinyl monomer having a carboxyl group such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, etc. By being copolymerized with a vinyl monomer having a hydroxyl group, a carboxyl group can be introduced into the vinyl polymer. In addition, the carboxyl group at this time may be neutralized by the above-described basic compound to form a carboxylate.

かかる水酸基含有ビニル系重合体のなかでも、水酸基を有するビニル系単量体とカルボキシル基を有するビニル系単量体とその他のビニル系単量体を溶液重合した後、塩基性化合物で中和して得られるビニル系重合体、または、水酸基を有するビニル系単量体とその他のビニル系単量体を乳化重合して得られるビニル系重合体が好ましい。   Among such hydroxyl group-containing vinyl polymers, a vinyl monomer having a hydroxyl group, a vinyl monomer having a carboxyl group, and other vinyl monomers are solution-polymerized and then neutralized with a basic compound. Preferred is a vinyl polymer obtained by emulsion polymerization of a vinyl monomer having a hydroxyl group and another vinyl monomer.

なお、前記乳化重合して得られるビニル系重合体は、水分散体として得られるため、分離せずにそのまま本発明の水性塗料用樹脂組成物に使用することができるが、溶液重合した後、塩基性化合物で中和して得られるビニル系重合体は、有機溶剤溶液として得られるため、この溶液と水とを混合して転相乳化し、さらに必要により有機溶剤を除去する等の水分散化処理を行ってから用いることが好ましい。   In addition, since the vinyl polymer obtained by the emulsion polymerization is obtained as an aqueous dispersion, it can be used as it is in the resin composition for water-based paints of the present invention without being separated. Since the vinyl polymer obtained by neutralization with a basic compound is obtained as an organic solvent solution, this solution and water are mixed and phase-inverted and emulsified, and the organic solvent is removed if necessary. It is preferable to use it after performing the conversion treatment.

次に、本発明で使用する水分散型金属触媒(C)について説明する。
本発明で使用する水分散型金属触媒(C)としては、水分散可能な金属触媒であれば良く、例えば、金属触媒を分散剤等により水分散化処理したものが挙げられる。なかでも、初期硬度に優れる塗膜を形成する水性塗料用樹脂組成物が得られることから、有機金属系触媒を、乳化剤により処理して水分散化したものが好ましい。
Next, the water-dispersed metal catalyst (C) used in the present invention will be described.
The water-dispersed metal catalyst (C) used in the present invention may be any metal catalyst that can be dispersed in water, and examples thereof include those obtained by subjecting a metal catalyst to water dispersion treatment with a dispersant or the like. Especially, since the resin composition for water-based paints which forms the coating film which is excellent in initial stage hardness is obtained, what processed the organometallic catalyst with the emulsifier and was water-dispersed is preferable.

かかる有機金属系触媒に含まれる金属としては、例えば、コバルト、亜鉛、マンガン、ジルコニウム、ビスマス、リチウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、バリウム等が挙げられるが、本発明の水性硬化性組成物を用いて得られる硬化物の初期硬度に優れる塗膜が形成でき、しかも環境に対する負荷が小さい水性塗料用樹脂組成物が得られることからコバルト、亜鉛、ジルコニウムが好ましい。   Examples of the metal contained in the organometallic catalyst include cobalt, zinc, manganese, zirconium, bismuth, lithium, potassium, calcium, magnesium, iron, copper, nickel, aluminum, and barium. Cobalt, zinc, and zirconium are preferred because a coating film excellent in the initial hardness of a cured product obtained using the aqueous curable composition can be formed, and a resin composition for an aqueous coating with a low environmental load can be obtained.

さらに、前記有機金属系触媒としては、初期硬度、外観に優れる塗膜が形成でき、しかも環境に対する負荷が小さい水性塗料用樹脂組成物が得られることから、コバルト、亜鉛およびジルコニウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属と有機酸からなる塩が好ましく、脂肪酸からなる塩が特に好ましい。   Further, the organometallic catalyst is selected from the group consisting of cobalt, zinc and zirconium because a coating composition having excellent initial hardness and appearance can be formed, and a resin composition for water-based paints having a low environmental load can be obtained. A salt composed of at least one kind of metal and an organic acid is preferable, and a salt composed of a fatty acid is particularly preferable.

かかる脂肪酸としては、例えば、ナフテン酸、オクチル酸、ネオデカン酸、ステアリン酸、オレイン酸等が挙げられる。   Examples of such fatty acids include naphthenic acid, octylic acid, neodecanoic acid, stearic acid, oleic acid and the like.

前記有機金属系触媒の具体例としては、ナフテン酸コバルト、オクチル酸コバルト、アセチルアセトンコバルト等のコバルト化合物;ナフテン酸亜鉛、オクチル酸亜鉛、アセチルアセトン亜鉛等の亜鉛化合物;ナフテン酸マンガン、オクチル酸マンガン、アセチルアセトンマンガン等のマンガン化合物;ナフテン酸ジルコニウム、オクチル酸ジルコニウム、アセチルアセトンジルコニウム等のジルコニウム化合物;ナフテン酸ビスマス、オクチル酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマス等のビスマス化合物;ナフテン酸リチウム、オクチル酸リチウム等のリチウム化合物;ナフテン酸カリウム、オクチル酸カリウム等のカリウム化合物;ナフテン酸カルシウム、オクチル酸カルシウム、アセチルアセトンカルシウム等のカルシウム化合物;ナフテン酸マグネシウム、アセチルアセトンマグネシウム等のマグネシウム化合物;ナフテン酸鉄、オクチル酸鉄、アセチルアセトン鉄等の鉄化合物;ナフテン酸銅、アセチルアセトン銅等の銅化合物;オクチル酸ニッケル、アセチルアセトンニッケル等のニッケル化合物;オクチル酸アルミニウム、アセチルアセトンアルミニウム等のアルイニウム化合物;アセチルアセトンバリウム等のバリウム化合物などが挙げられる。   Specific examples of the organometallic catalyst include cobalt compounds such as cobalt naphthenate, cobalt octylate, and acetylacetone cobalt; zinc compounds such as zinc naphthenate, zinc octylate, and zinc acetylacetone; manganese naphthenate, manganese octylate, and acetylacetone Manganese compounds such as manganese; zirconium compounds such as zirconium naphthenate, zirconium octylate and zirconium acetylacetone; bismuth compounds such as bismuth naphthenate, bismuth octylate and bismuth neodecanoate; lithium compounds such as lithium naphthenate and lithium octylate; Potassium compounds such as potassium acid and potassium octylate; calcium compounds such as calcium naphthenate, calcium octylate and calcium acetylacetone; naphthe Magnesium compounds such as magnesium acid and magnesium acetylacetone; Iron compounds such as iron naphthenate, iron octylate and iron acetylacetone; Copper compounds such as copper naphthenate and copper acetylacetone; Nickel compounds such as nickel octylate and nickel acetylacetone; Aluminum octylate And aluminium compounds such as acetylacetone aluminum; and barium compounds such as acetylacetone barium.

前記乳化剤としては、前記樹脂(B)を得るための乳化重合法に使用される乳化剤として前記したノニオン性乳化剤、アニオン性乳化剤、カチオン性乳化剤がいずれも使用でき、2種以上併用することもできる。   As the emulsifier, any of the above-described nonionic emulsifiers, anionic emulsifiers, and cationic emulsifiers can be used as an emulsifier used in the emulsion polymerization method for obtaining the resin (B), and two or more kinds can be used in combination. .

前記乳化剤は、耐水性に優れる塗膜が形成できる水性塗料用樹脂組成物が得られることから、金属触媒の固形分100重量部に対して、2〜30重量部使用することが好ましく、5〜20重量部使用することがより好ましい。   The emulsifier is preferably used in an amount of 2 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the metal catalyst because a resin composition for water-based paints capable of forming a coating film having excellent water resistance is obtained. It is more preferable to use 20 parts by weight.

前記乳化剤により金属触媒を処理して水分散型金属触媒とする方法としては、例えば、乳化剤を水に溶解して乳化剤水溶液とした後、得られた乳化剤水溶液と金属触媒を混合する方法等が挙げられる。乳化剤を水に溶解する温度は、通常20〜90℃、好ましくは50〜85℃である。また、乳化剤水溶液と金属触媒を混合温度は、通常20〜80℃、好ましくは40〜70℃であり、混合時間は、通常3〜20時間、好ましくは5〜15時間である。   Examples of the method of treating the metal catalyst with the emulsifier to form a water-dispersed metal catalyst include a method of mixing the emulsifier aqueous solution and the metal catalyst after dissolving the emulsifier in water to obtain an aqueous emulsifier solution. It is done. The temperature which melt | dissolves an emulsifier in water is 20-90 degreeC normally, Preferably it is 50-85 degreeC. Moreover, the mixing temperature of the emulsifier aqueous solution and the metal catalyst is usually 20 to 80 ° C., preferably 40 to 70 ° C., and the mixing time is usually 3 to 20 hours, preferably 5 to 15 hours.

なお、前記水分散型金属触媒(C)は、本発明の目的を達成する範囲内で、有機溶剤を含有することもできる。   In addition, the said water dispersion type metal catalyst (C) can also contain an organic solvent in the range which achieves the objective of this invention.

かかる有機溶剤としては、各種の有機溶剤を使用できるが、例えば、前記疎水性ポリイソシアネート(a1)、水分散性を有するポリイソシアネート(a2)およびイソシアネート基を有さないが親水性基を有する分散剤(a3)を希釈する際に使用できるイソシアネート基に対して不活性な有機溶剤が好ましい。   As the organic solvent, various organic solvents can be used. For example, the hydrophobic polyisocyanate (a1), the water-dispersible polyisocyanate (a2), and a dispersion having no isocyanate group but having a hydrophilic group. An organic solvent inert to the isocyanate group that can be used when diluting the agent (a3) is preferred.

かかる有機溶剤のうち、水分散型金属触媒(C)の水分散性に優れる水性塗料用樹脂組成物が得られることから、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、ミネラルスピリット等の脂肪族系ないしは脂環式系の炭化水素類が好ましい。   Among these organic solvents, a water-borne resin composition having excellent water dispersibility of the water-dispersible metal catalyst (C) is obtained, so that n-hexane, n-heptane, n-octane, cyclohexane, cyclopentane, mineral Aliphatic or alicyclic hydrocarbons such as spirit are preferred.

本発明の水性塗料用樹脂組成物は、前記水分散性ポリイソシアネート組成物(A)、前記樹脂(B)、前記水分散型金属触媒(C)および水を含有してなるもので、これらを水に溶解又は分散させたものが挙げられる。これらを混合する方法としては、例えば、樹脂(B)の水溶液または水分散体に、水分散型金属触媒(C)を添加撹拌し、さらに、水分散性ポリイソシアネート組成物(A)の水分散体等を添加し、撹拌する方法等が挙げられる。撹拌方法としては、例えば、各種の攪拌機を使用する方法があり、少量ならば攪拌棒等を用いた簡便な攪拌でも、容易に均一に混合することができる。攪拌機を使用することは、短時間で多量の水性塗料用樹脂組成物を調製できることから好ましい。   The resin composition for water-based paints of the present invention comprises the water-dispersible polyisocyanate composition (A), the resin (B), the water-dispersible metal catalyst (C), and water. The thing melt | dissolved or disperse | distributed to water is mentioned. As a method of mixing these, for example, the water-dispersed metal catalyst (C) is added to the aqueous solution or dispersion of the resin (B) and stirred, and further the water-dispersed polyisocyanate composition (A) is dispersed in water. The method etc. which add a body etc. and stir are mentioned. As a stirring method, for example, there are methods using various stirrers, and if it is a small amount, it can be easily and uniformly mixed by simple stirring using a stirring rod or the like. The use of a stirrer is preferable because a large amount of the resin composition for water-based paint can be prepared in a short time.

このときの前記樹脂(B)と前記水分散型金属触媒(C)との混合比率は、可使時間が長く、初期硬度、外観等に優れる水性塗料用樹脂組成物が得られることから、樹脂(B)の固形分100重量部に対して、水分散型金属触媒(C)中の金属の含有量が0.005〜5.0重量部であることが好ましく、0.02〜2.0重量部であることがより好ましい。   Since the mixing ratio of the resin (B) and the water-dispersed metal catalyst (C) at this time is long, the resin composition for water-based paints having excellent initial hardness and appearance can be obtained. It is preferable that the metal content in the water-dispersed metal catalyst (C) is 0.005 to 5.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of (B), and 0.02 to 2.0 More preferred are parts by weight.

また、前記水分散性ポリイソシアネート組成物(A)と前記樹脂(B)の混合比率は、可使時間が長く、初期硬度、外観等に優れる水性塗料用樹脂組成物が得られることから、前記水分散性ポリイソシアネート組成物(A)中のイソシアネート基(NCO)と前記水に溶解あるいは分散可能な樹脂(B)中の水酸基(OH)のモル比(NCO/OH)が、0.1〜5であることが好ましく、0.3〜3であることがより好ましく、0.5〜2であることが更に好ましい。   Further, the mixing ratio of the water-dispersible polyisocyanate composition (A) and the resin (B) is such that the pot life is long and the resin composition for water-based paints having excellent initial hardness, appearance, etc. is obtained. The molar ratio (NCO / OH) of the isocyanate group (NCO) in the water-dispersible polyisocyanate composition (A) and the hydroxyl group (OH) in the resin (B) that can be dissolved or dispersed in water is 0.1 to 0.1. 5 is preferable, 0.3 to 3 is more preferable, and 0.5 to 2 is still more preferable.

本発明の水性塗料用樹脂組成物は、そのままで顔料を含まないクリヤーな組成物として使用することができるし、有機系あるいは無機系の各種の顔料を配合して着色塗料として使用することもできる。また、かかる塗料には、必要に応じて、各種用途に適した添加剤、例えば、充填剤、レベリング剤、増粘剤、消泡剤、有機溶剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、顔料分散剤のような、各種の添加剤類などをも配合して、使用することが出来る。   The resin composition for water-based paints of the present invention can be used as it is as a clear composition containing no pigment as it is, or it can also be used as a colored paint by blending various organic or inorganic pigments. . In addition, for such paints, additives suitable for various applications, for example, fillers, leveling agents, thickeners, antifoaming agents, organic solvents, ultraviolet absorbers, antioxidants, pigment dispersants as necessary. It can be used by blending various additives.

そして、本発明の水性塗料用樹脂組成物を用いて得られる水性塗料は可使時間が長く、初期硬度および外観に優れる硬化塗膜を得ることができる。   And the water-based paint obtained using the resin composition for water-based paints of this invention has a long pot life, and can obtain the cured coating film which is excellent in initial hardness and external appearance.

次に参考例、実施例および比較例により本発明を詳述するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお文中の部、および%は、特に断りのない限り全て重量基準である。   Next, although a reference example, an example, and a comparative example explain the present invention in detail, the present invention is not limited to this. All parts and% in the text are based on weight unless otherwise specified.

まず、実施例および比較例で使用するポリイソシアネートを説明する。
疎水性ポリイソシアネート(XA−1):ヘキサメチレンジイソシアネート系イソシアヌレート型ポリイソシアネート「バーノックDN−980S」〔大日本インキ化学工業(株)製、イソシアネート基含有率(以下、NCO基含有率と略称する。)21%、平均NCO官能基数3.6、不揮発分100%〕
First, the polyisocyanate used in Examples and Comparative Examples will be described.
Hydrophobic polyisocyanate (XA-1): Hexamethylene diisocyanate-based isocyanurate type polyisocyanate “Bernock DN-980S” [manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., isocyanate group content (hereinafter abbreviated as NCO group content) 21), average NCO functional group number 3.6, nonvolatile content 100%]

参考例1〔水分散性ポリイソシアネート組成物(A−1)の調製例〕
攪拌機、温度計、冷却管および窒素導入管を装備した4つ口のフラスコに、ジエチレングリコールジエチルエーテル(以下、DEDGと略称する。)200部を仕込み、窒素気流下に110℃に昇温した後、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(1分子当たりオキシエチレン単位を平均9個含有)100部、メチルメタクリレート(以下、MMAと略称する。)60部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下、2−HEMAと略称する。)10部、シクロヘキシルメタクリレート30部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート5部およびt−ブチルパーオキシベンゾエート1部からなる混合液を5時間かけて滴下した。滴下後、110℃で9時間反応せしめ、不揮発分50%のアクリル系重合体の溶液を得た。ついで、疎水性ポリイソシアネート(XA−1)600部を加え、95℃に昇温し、同温度で6時間反応させ、不揮発分80%、NCO基含有率12%の水分散性ポリイソシアネート組成物(A−1)を得た。
Reference Example 1 [Preparation Example of Water Dispersible Polyisocyanate Composition (A-1)]
After charging 200 parts of diethylene glycol diethyl ether (hereinafter abbreviated as DEDG) into a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling pipe and a nitrogen introduction pipe, the temperature was raised to 110 ° C. under a nitrogen stream, Methoxy polyethylene glycol methacrylate (containing 9 average oxyethylene units per molecule) 100 parts, methyl methacrylate (hereinafter abbreviated as MMA) 60 parts, 2-hydroxyethyl methacrylate (hereinafter abbreviated as 2-HEMA) A mixed solution consisting of 10 parts, 30 parts of cyclohexyl methacrylate, 5 parts of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate and 1 part of t-butylperoxybenzoate was added dropwise over 5 hours. After the dropping, the mixture was reacted at 110 ° C. for 9 hours to obtain an acrylic polymer solution having a nonvolatile content of 50%. Next, 600 parts of hydrophobic polyisocyanate (XA-1) was added, the temperature was raised to 95 ° C., and the mixture was reacted at the same temperature for 6 hours to obtain a water-dispersible polyisocyanate composition having a non-volatile content of 80% and an NCO group content of 12%. (A-1) was obtained.

参考例2〔水分散性ポリイソシアネート組成物(A−2)の調製例〕
参考例1と同様の4つ口のフラスコに、DEDG200部、メトキシポリエチレングリコール(分子量:400)143部および疎水性ポリイソシアネート(XA−1)657部を仕込み、30分かけて95℃に昇温した後、95℃にて6時間反応させ、不揮発分80%、NCO基含有率12%のメトキシポリエチレングリコールで変性された水分散性ポリイソシアネート組成物(A−2)を得た。
Reference Example 2 [Preparation Example of Water Dispersible Polyisocyanate Composition (A-2)]
In a four-necked flask similar to Reference Example 1, 200 parts of DEDG, 143 parts of methoxypolyethylene glycol (molecular weight: 400) and 657 parts of hydrophobic polyisocyanate (XA-1) were charged, and the temperature was raised to 95 ° C. over 30 minutes. Then, the mixture was reacted at 95 ° C. for 6 hours to obtain a water-dispersible polyisocyanate composition (A-2) modified with methoxypolyethylene glycol having a nonvolatile content of 80% and an NCO group content of 12%.

参考例3〔水酸基含有アクリル樹脂エマルジョン(B−1)の調製例〕
参考例1と同様の4つ口のフラスコに、「ハイテノールN−08」〔第一工業製薬(株)製アニオン性乳化剤〕5部、「エマルゲン931」〔花王(株)製ノニオン性乳化剤〕5部および脱イオン水270部を仕込み、窒素気流下に80℃に昇温した後、過硫酸アンモニウム0.8部を脱イオン水16部に溶解させた水溶液を添加した。さらに、ブチルアクリレート(以下、BAと略称する。)80部、MMA87部、 アクリル酸(以下、AAと略称する。)4部、2−HEMA14部および2−ヒドロキシプロピルメタクリレート(以下、2−HPMAと略称する。)15部からなる混合液を、3時間かけて滴下した。滴下後、2時間反応させた後、25℃まで冷却し、28%アンモニア水1.5部で中和して、不揮発分43%、固形分水酸基価60mgKOH/gの水酸基含有アクリル樹脂エマルジョン(B−1)を得た。
Reference Example 3 [Preparation example of hydroxyl group-containing acrylic resin emulsion (B-1)]
In a four-necked flask similar to Reference Example 1, 5 parts of “Hytenol N-08” (anionic emulsifier manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), “Emulgen 931” [nonionic emulsifier manufactured by Kao Corporation] 5 parts and 270 parts of deionized water were charged and heated to 80 ° C. under a nitrogen stream, and then an aqueous solution in which 0.8 part of ammonium persulfate was dissolved in 16 parts of deionized water was added. Further, 80 parts of butyl acrylate (hereinafter abbreviated as BA), 87 parts of MMA, 4 parts of acrylic acid (hereinafter abbreviated as AA), 14 parts of 2-HEMA and 2-hydroxypropyl methacrylate (hereinafter referred to as 2-HPMA) (Abbreviated.) A mixture of 15 parts was added dropwise over 3 hours. After dropping, the mixture was reacted for 2 hours, cooled to 25 ° C., neutralized with 1.5 parts of 28% aqueous ammonia, and a hydroxyl group-containing acrylic resin emulsion (B) having a nonvolatile content of 43% and a solid content hydroxyl value of 60 mgKOH / g. -1) was obtained.

参考例4〔水酸基含有アクリル樹脂ディスパージョン(B−2)の調製例〕
参考例1と同様の4つ口のフラスコに、DEDG60部を仕込み、窒素気流下に125℃に昇温した後、BA80部、MMA87部、AA4部および2−HEMA14部からなる混合液と、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート20部およびt−ブチルパーオキシベンゾエート1部からなる混合液を5時間かけて滴下した。滴下後、125℃で5時間反応させた後、60℃まで降温し、トリエチルアミン5.6部を加え、60℃で30分間混合した。そして、イオン交換水461部を2時間かけて滴下した後、25℃まで冷却し、不揮発分30%、固形分水酸基価60mgKOH/gの水酸基含有アクリル樹脂ディスパージョン(B−2)を得た。
Reference Example 4 [Preparation example of hydroxyl group-containing acrylic resin dispersion (B-2)]
In a four-necked flask similar to Reference Example 1, 60 parts of DEDG was charged and heated to 125 ° C. under a nitrogen stream, and then a mixed solution consisting of 80 parts of BA, 87 parts of MMA, 4 parts of AA and 14 parts of 2-HEMA, and t A mixed solution consisting of 20 parts of butyl peroxy-2-ethylhexanoate and 1 part of t-butyl peroxybenzoate was added dropwise over 5 hours. After the dropwise addition, the mixture was reacted at 125 ° C. for 5 hours, then cooled to 60 ° C., 5.6 parts of triethylamine was added, and the mixture was mixed at 60 ° C. for 30 minutes. Then, 461 parts of ion exchange water was added dropwise over 2 hours, and then cooled to 25 ° C. to obtain a hydroxyl group-containing acrylic resin dispersion (B-2) having a nonvolatile content of 30% and a solid content hydroxyl value of 60 mgKOH / g.

参考例5〔水分散型金属触媒(C−1)の調製例〕
参考例1と同様の4つ口のフラスコに、「ニューコール707SF」〔日本乳化剤(株)製アニオン性乳化剤〕10部および脱イオン水150部を仕込み、80℃に昇温し混合した。その後、60℃まで降温し、「Co−NAPHTHENATE 6%」〔大日本インキ化学工業(株)製ナフテン酸コバルト〕150部を3時間かけて仕込んだ。同温度で10時間撹拌して、金属含有量3.0%の水分散型金属触媒(C−1)を得た。
Reference Example 5 [Preparation example of water-dispersed metal catalyst (C-1)]
The same four-necked flask as in Reference Example 1 was charged with 10 parts of “New Coal 707SF” (anionic emulsifier manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.) and 150 parts of deionized water, and the mixture was heated to 80 ° C. and mixed. Then, the temperature was lowered to 60 ° C., and 150 parts of “Co-NAPHTHENATE 6%” (cobalt naphthenate manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) was charged over 3 hours. The mixture was stirred at the same temperature for 10 hours to obtain a water-dispersed metal catalyst (C-1) having a metal content of 3.0%.

参考例6〔水分散型金属触媒(C−2)の調製例〕
参考例1と同様の4つ口のフラスコに、「ニューコール707SF」10部および脱イオン水150部を仕込み、80℃に昇温し混合した。その後、60℃まで降温し、「Zn−NAPHTHENATE 5%」〔大日本インキ化学工業(株)製ナフテン酸亜鉛〕150部を3時間かけて仕込んだ。同温度で10時間撹拌して、金属含有量2.5%の水分散型金属触媒(C−2)を得た。
Reference Example 6 [Preparation example of water-dispersed metal catalyst (C-2)]
In a four-necked flask similar to that in Reference Example 1, 10 parts of “New Coal 707SF” and 150 parts of deionized water were charged and heated to 80 ° C. and mixed. Thereafter, the temperature was lowered to 60 ° C., and 150 parts of “Zn-NAPHTHENATE 5%” [Zinc naphthenate manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.] were charged over 3 hours. The mixture was stirred at the same temperature for 10 hours to obtain a water-dispersed metal catalyst (C-2) having a metal content of 2.5%.

参考例7〔水分散性金属触媒(C−3)の調製例〕
参考例1と同様の4つ口のフラスコに、「ニューコール707SF」10部および脱イオン水150部を仕込み、80℃に昇温し混合した。その後、60℃まで降温し、「Zn−OCTOATE 8%」〔大日本インキ化学工業(株)製オクチル酸亜鉛〕150部を3時間かけて仕込んだ。同温度で10時間撹拌して、金属含有量3.9%の水分散型金属触媒(C−3)を得た。
Reference Example 7 [Preparation Example of Water Dispersible Metal Catalyst (C-3)]
In a four-necked flask similar to that in Reference Example 1, 10 parts of “New Coal 707SF” and 150 parts of deionized water were charged and heated to 80 ° C. and mixed. Thereafter, the temperature was decreased to 60 ° C., and 150 parts of “Zn-OCTOATE 8%” [Dainippon Ink & Chemicals, Inc., zinc octylate] was charged over 3 hours. The mixture was stirred at the same temperature for 10 hours to obtain a water-dispersed metal catalyst (C-3) having a metal content of 3.9%.

参考例8〔水分散性金属触媒(C−4)の調製例〕
参考例1と同様の4つ口のフラスコに、「ニューコール707SF」10部および脱イオン水150部を仕込み、80℃に昇温し混合した。その後、60℃まで降温し、「Zr−OCTOATE 8%」〔大日本インキ化学工業(株)製オクチル酸ジルコニウム〕150部を3時間かけて仕込んだ。同温度で10時間撹拌して、金属含有量5.8%の水分散型金属触媒(C−4)を得た。
Reference Example 8 [Preparation Example of Water Dispersible Metal Catalyst (C-4)]
In a four-necked flask similar to that in Reference Example 1, 10 parts of “New Coal 707SF” and 150 parts of deionized water were charged and heated to 80 ° C. and mixed. Thereafter, the temperature was decreased to 60 ° C., and 150 parts of “Zr-OCTOATE 8%” (Dainippon Ink & Chemicals, Inc., zirconium octylate) was charged over 3 hours. The mixture was stirred at the same temperature for 10 hours to obtain a water-dispersed metal catalyst (C-4) having a metal content of 5.8%.

実施例1
水酸基含有アクリル樹脂エマルジョン(B−1)500部に水分散型金属触媒(C−1)10部を添加撹拌後、更に、水分散性ポリイソシアネート組成物(A−1)80部および脱イオン水100部を混合して、水性塗料用樹脂組成物(D−1)を調製した。得られた水性塗料用樹脂組成物(D−1)の可使時間およびその硬化塗膜の外観、初期硬度を、以下のように評価し、結果を第1表(1)に示した。
Example 1
After adding 10 parts of the water-dispersible metal catalyst (C-1) to 500 parts of the hydroxyl group-containing acrylic resin emulsion (B-1), 80 parts of the water-dispersible polyisocyanate composition (A-1) and deionized water are further added. 100 parts was mixed to prepare a resin composition for water-based paint (D-1). The pot life of the obtained water-borne resin composition (D-1), the appearance of the cured coating film, and the initial hardness were evaluated as follows, and the results are shown in Table 1 (1).

「可使時間」:水性塗料用樹脂組成物を20℃で3時間保存した際の粘度変化を評価した。その際の評価基準は次の通りである。
○:ほぼ変化なし。
×:著しい増粘またはゲル化。
“Usable time”: The change in viscosity when the resin composition for water-based paints was stored at 20 ° C. for 3 hours was evaluated. The evaluation criteria at that time are as follows.
○: Almost no change.
X: Significant thickening or gelation.

「外観」:調製直後の水性塗料用樹脂組成物を硬化塗膜の膜厚が40μmとなるようにアプリケーターを用いてガラス板上に塗布し、温度20℃、湿度60%RHの条件で1週間乾燥硬化させた後の硬化塗膜の表面状態を目視で評価した。その際の評価基準は次の通りである。
○:ブツなし。
△:少量のブツあり。
×:多量のブツあり。
“Appearance”: The resin composition for water-based paints just prepared was applied on a glass plate using an applicator so that the film thickness of the cured coating film was 40 μm, and the temperature was 20 ° C. and the humidity was 60% RH for one week. The surface state of the cured coating film after drying and curing was visually evaluated. The evaluation criteria at that time are as follows.
○: No stuff.
Δ: A small amount of irregularities.
X: There is a large amount of irregularities.

「初期硬度」:調製直後の水性塗料用樹脂組成物を硬化塗膜の膜厚が40μmとなるようにアプリケーターを用いてガラス板上に塗布し、温度20℃、湿度60%RHの条件で6時間乾燥硬化させた後、同温湿度条件のもと、ケーニッヒ硬度計で硬化塗膜の硬度を測定した。測定値が大きいほど硬度が高いことを示す。 “Initial hardness”: The resin composition for water-based paints immediately after preparation was applied on a glass plate using an applicator so that the film thickness of the cured coating film was 40 μm, and the temperature was 20 ° C. and the humidity was 60% RH. After drying and curing for a period of time, the hardness of the cured coating film was measured with a Konig hardness tester under the same temperature and humidity conditions. The larger the measured value, the higher the hardness.

実施例2〜5
第1表(1)〜(2)に示した使用比率で、水分散性ポリイソシアネート組成物(A)〜(A−2)、水酸基含有アクリル樹脂エマルジョン(B−1)、水酸基含有アクリル樹脂ディスパージョン(B−2)、水分散型金属触媒(C−1)〜(C−4)、必要に応じて脱イオン水を混合して、本発明の水性塗料用樹脂組成物(D−2)〜(D−5)を調製した。こうして得られた水性塗料用樹脂組成物(D−2)〜(D−5)を用いた以外は実施例1と同様にして、水性塗料用樹脂組成物の可使時間およびその硬化塗膜の外観、初期硬度を評価した。評価結果を第1表(1)〜(2)に示した。
Examples 2-5
Water-dispersible polyisocyanate compositions (A) to (A-2), a hydroxyl group-containing acrylic resin emulsion (B-1), and a hydroxyl group-containing acrylic resin disper at the usage ratios shown in Tables (1) to (2). John (B-2), water-dispersed metal catalysts (C-1) to (C-4), and if necessary, deionized water are mixed, and the resin composition for water-based paints (D-2) of the present invention is mixed. To (D-5) were prepared. The working time of the resin composition for water-based paints and the cured coating film thereof were the same as in Example 1 except that the resin compositions for water-based paints (D-2) to (D-5) thus obtained were used. Appearance and initial hardness were evaluated. The evaluation results are shown in Tables (1) to (2).

比較例1〜3
第1表(2)に示した使用比率で、水分散性ポリイソシアネート組成物(A)、水酸基含有アクリル樹脂エマルジョン(B−1)、「Co−NAPHTHENATE 6%」(以下、ナフテン酸コバルトと略称する。)、必要に応じて脱イオン水を混合して、比較用水性塗料用樹脂組成物(RD−1)〜(RD−3)を調製した。こうして得られた比較用水性塗料用樹脂組成物(RD−1)〜(RD−3)を用いた以外は実施例1と同様にして、水性塗料用樹脂組成物の可使時間およびその硬化塗膜の外観、初期硬度を評価した。評価結果を第1表(2)に示した。
Comparative Examples 1-3
In the usage ratio shown in Table 1 (2), the water-dispersible polyisocyanate composition (A), the hydroxyl group-containing acrylic resin emulsion (B-1), “Co-NAPHTHENATE 6%” (hereinafter abbreviated as cobalt naphthenate) The resin compositions (RD-1) to (RD-3) for comparative water-based paints were prepared by mixing deionized water as necessary. The pot life of the aqueous paint resin composition and its cured coating were the same as in Example 1 except that the comparative resin compositions for aqueous paint (RD-1) to (RD-3) thus obtained were used. The appearance and initial hardness of the film were evaluated. The evaluation results are shown in Table 1 (2).

Figure 2008111060
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Claims (10)

疎水性ポリイソシアネート(a1)を含有する水分散性ポリイソシアネート組成物(A)、イソシアネート基と反応し得る活性水素含有基を有する、水に溶解あるいは分散可能な樹脂(B)、水分散型金属触媒(C)および水を含有することを特徴とする水性塗料用樹脂組成物。 Water-dispersible polyisocyanate composition (A) containing hydrophobic polyisocyanate (a1), resin (B) having active hydrogen-containing groups capable of reacting with isocyanate groups and soluble or dispersible in water, water-dispersed metal A resin composition for water-based paints, comprising a catalyst (C) and water. 前記水分散型金属触媒(C)が、コバルト、亜鉛およびジルコニウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含有するものである請求項1に記載の水性塗料用樹脂組成物。 The resin composition for water-based paints according to claim 1, wherein the water-dispersed metal catalyst (C) contains at least one metal selected from the group consisting of cobalt, zinc and zirconium. 前記水分散型金属触媒(C)が、コバルト、亜鉛およびジルコニウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属と脂肪酸からなる塩を含有するものである請求項1に記載の水性塗料用樹脂組成物。 The resin composition for water-based paints according to claim 1, wherein the water-dispersed metal catalyst (C) contains a salt comprising at least one metal selected from the group consisting of cobalt, zinc and zirconium and a fatty acid. 前記水分散型金属触媒(C)が、有機系金属触媒を乳化剤により処理して水分散化させたものである請求項1、2または3に記載の水性塗料用樹脂組成物。 The resin composition for water-based paints according to claim 1, wherein the water-dispersed metal catalyst (C) is obtained by treating an organic metal catalyst with an emulsifier to disperse in water. 前記水分散性ポリイソシアネート組成物(A)が、疎水性ポリイソシアネート(a1)と水分散性を有するポリイソシアネート(a2)の混合物である請求項1、2または3に記載の水性塗料用樹脂組成物。 The resin composition for water-based paint according to claim 1, 2 or 3, wherein the water-dispersible polyisocyanate composition (A) is a mixture of a hydrophobic polyisocyanate (a1) and a water-dispersible polyisocyanate (a2). object. 前記水分散性ポリイソシアネート組成物(A)が、疎水性ポリイソシアネート(a1)とイソシアネート基と親水性基を有するビニル系重合体(a21)の混合物であって、これらの重量比率(a1/a21)が3/7〜9.5/0.5である請求項1、2または3に記載の水性塗料用樹脂組成物。 The water-dispersible polyisocyanate composition (A) is a mixture of a hydrophobic polyisocyanate (a1), a vinyl polymer (a21) having an isocyanate group and a hydrophilic group, and a weight ratio (a1 / a21) thereof. ) Is 3/7 to 9.5 / 0.5. The resin composition for water-based paints according to claim 1, 2 or 3. 前記樹脂(B)が、水酸基含有ビニル系重合体である請求項1、2または3に記載の水性塗料用樹脂組成物。 The resin composition for water-based paints according to claim 1, wherein the resin (B) is a hydroxyl group-containing vinyl polymer. 前記水酸基含有ビニル系重合体が、水酸基を有するビニル系単量体とカルボキシル基を有するビニル系単量体とその他のビニル系単量体を溶液重合した後、塩基性化合物で中和して得られるビニル系重合体、または、水酸基を有するビニル系単量体とその他のビニル系単量体を乳化重合して得られるビニル系重合体である請求項7に記載の水性塗料用樹脂組成物。 The hydroxyl group-containing vinyl polymer is obtained by solution polymerization of a vinyl monomer having a hydroxyl group, a vinyl monomer having a carboxyl group, and other vinyl monomers, and then neutralizing with a basic compound. The resin composition for water-based paints according to claim 7, which is a vinyl polymer obtained by emulsion polymerization of a vinyl polymer or a vinyl monomer having a hydroxyl group and another vinyl monomer. 前記水分散型金属触媒(C)を、前記樹脂(B)の固形分100重量部に対して、水分散型金属触媒(C)中の金属成分の含有量が0.005〜5.0重量部となる範囲で含有する請求項1〜8に記載の水性塗料用樹脂組成物。 In the water-dispersed metal catalyst (C), the content of the metal component in the water-dispersed metal catalyst (C) is 0.005 to 5.0 weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the resin (B). The resin composition for water-based paints of Claims 1-8 contained in the range used as a part. 前記水分散性ポリイソシアネート組成物(A)中のイソシアネート基(NCO)と前記水に溶解あるいは分散可能な樹脂(B)中の水酸基(OH)のモル比(NCO/OH)が0.1〜5である請求項1〜8に記載の水性塗料用樹脂組成物。 The molar ratio (NCO / OH) of the isocyanate group (NCO) in the water-dispersible polyisocyanate composition (A) to the hydroxyl group (OH) in the resin (B) that can be dissolved or dispersed in water is 0.1 to 0.1. The resin composition for water-based paints according to claim 1, which is 5.
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