JP2009280709A - Resin composition for water-based stainproofing one-package coating and coating film prepared from the coating resin composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一液型でありながら充分な耐汚染性を発現する水性一液型耐汚染性付与塗料用樹脂組成物および該塗料用樹脂組成物から得られる塗膜に関する。 The present invention relates to an aqueous one-component antifouling coating resin composition that exhibits sufficient stain resistance while being a one-component type, and a coating film obtained from the coating resin composition.
近年、塗料の分野においても、公害対策あるいは省資源の観点より、有機溶剤を使用するものから、水溶性あるいは水分散樹脂への転換が試みられている。しかし、水性塗料は溶剤系塗料に比べ、塗膜性能が劣る傾向にあった。このような状況下、水性塗料においても溶剤系塗料と同等の塗膜物性が要求され、特に耐汚染性といった高度な性能付与が要求されている。 In recent years, in the field of paints, from the viewpoint of pollution control or resource saving, attempts have been made to switch from using organic solvents to water-soluble or water-dispersed resins. However, water-based paints tended to be inferior in coating film performance compared to solvent-based paints. Under such circumstances, water-based paints are also required to have the same coating film properties as solvent-based paints, and in particular, it is required to provide high performance such as stain resistance.
塗料への耐汚染性付与方法としては、塗料中にオルガノシリケートを配合する方法が知られている(特許文献1)。 As a method for imparting stain resistance to a paint, a method of blending an organosilicate in the paint is known (Patent Document 1).
この方法により、形成した塗膜の親水性が向上し、油性の汚染物質の付着防止に効果があり、また付着した汚染物質を降雨等の水滴で洗い流すことが可能である。しかしながら、上記方法を水性塗料に適用した場合、オルガノシリケートの水性塗料への混和性が悪く、表面光沢が低下するという問題があった。 By this method, the hydrophilicity of the formed coating film is improved, which is effective in preventing the adhesion of oily contaminants, and the adhered contaminants can be washed away with water droplets such as rain. However, when the above method is applied to an aqueous paint, there is a problem that the miscibility of the organosilicate into the aqueous paint is poor and the surface gloss is lowered.
これに対して、オルガノシリケートの水性塗料への混和性を改良する方法として、オルガノシリケートと乳化剤の混合物を添加する方法が開示されている(特許文献2)。 On the other hand, a method of adding a mixture of an organosilicate and an emulsifier is disclosed as a method for improving the miscibility of an organosilicate in an aqueous paint (Patent Document 2).
この方法により、水性塗料との混和性は改善され、表面光沢の極端な低下は解決された。しかしながら触媒成分を含有しないため、塗膜の親水性を得るためには相当の時間を要するため、目的とする低汚染性の発現にも時間がかかり、初期の汚染性が得られない問題があった。 By this method, the miscibility with water-based paints was improved, and the extreme reduction in surface gloss was solved. However, since it does not contain a catalyst component, it takes a considerable amount of time to obtain the hydrophilicity of the coating film. Therefore, it takes time to develop the desired low contamination, and there is a problem that the initial contamination cannot be obtained. It was.
一方で、触媒を配合した技術も開示されているが(特許文献3)、これは二液型での使用を前提としている。
本願は、一液型の水系塗料でありながら、塗装初期から優れた耐汚染性を有する塗膜が得られ、なお且つ、一液型として使用するに値する期間、その性能を維持することができることを特徴としたものである。
Although the present application is a one-pack type water-based paint, a coating film having excellent stain resistance can be obtained from the initial stage of coating, and the performance can be maintained for a period worth using as a one-pack type. It is characterized by.
本発明が解決しようとする課題は、得られる塗膜が、塗装初期から優れた耐汚染性を有し、なお且つ、その塗料が一液型として使用できる水性塗料を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an aqueous coating material in which the obtained coating film has excellent stain resistance from the initial stage of coating, and the coating material can be used as a one-pack type.
オルガノシリケート化合物またはその部分加水分解縮合物(以下オルガノシリケート化合物という)、シクロデキストリンに包接されたアルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物を水性塗料に添加することにより、塗装初期から充分な耐汚染性を有し、しかも一液型として使用可能な塗料となることを見出した。 By adding an organosilicate compound or a partially hydrolyzed condensate thereof (hereinafter referred to as an organosilicate compound) or a compound that promotes hydrolysis / condensation of the alkoxysilyl group encapsulated in cyclodextrin to the aqueous paint, It has been found that the paint has excellent stain resistance and can be used as a one-pack type.
すなわち本願は、
(I).
(A)合成樹脂エマルジョン
(B)一般式(1)で示されるオルガノシリケート化合物またはその部分加水分解縮合物:
Si−(OR1)4 (1)
(式中、R1は同じかまたは異なり、炭素数1〜10のアルキル基、アリール基およびアラルキル基からなる群より選ばれる1価の炭化水素基であり、少なくとも一つが炭素数1〜4のアルキル基である)
(C)アルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物とシクロデキストリンとの包接化合物
を含有する水性一液型耐汚染性付与塗料用樹脂組成物、
(II).
(A)成分100重量部に対して、(B)成分が0.1〜100重量部、(C)成分が0.05〜50重量部配合されてなることを特徴とする(I)に記載の塗料用樹脂組成物、
(III).
(C)成分中のアルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物が、酸性リン酸化合物および/または有機カルボン酸化合物であることを特徴とする(I)または(II)に記載の塗料用樹脂組成物、
(IV).
(C)成分中のアルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物が、酸性リン酸化合物の中和塩および/または有機カルボン酸の中和塩であることを特徴とする(I)または(II)に記載の塗料用樹脂組成物、
(V).
(B)成分のアルキル基の少なくとも1つが、炭素数2以上のアルキル基を含むことを特徴とする(I)〜(IV)のいずれかに記載の塗料用樹脂組成物、
(VI).
(B)成分が乳化物の状態で配合されてなることを特徴とする(I)〜(V)のいずれかに記載の塗料用樹脂組成物、
(VII).
(A)成分がアクリル樹脂エマルジョンであることを特徴とする(I)〜(VI)のいずれかに記載の塗料用樹脂組成物、
(VIII).
(A)成分がアルコキシシリル基含有重合体のエマルジョンであることを特徴とする(I)〜(VII)のいずれかに記載の塗料用樹脂組成物、
(IX).
(A)成分がポリオキシアルキレン基含有重合体のエマルジョンであることを特徴とする(I)〜(VIII)のいずれかに記載の塗料用樹脂組成物、
(X).
(I)〜(IX)のいずれかに記載の塗料用樹脂組成物を塗布して得られる塗膜、
に関する。
That is, this application
(I).
(A) Synthetic resin emulsion (B) Organosilicate compound represented by the general formula (1) or a partially hydrolyzed condensate thereof:
Si- (OR 1 ) 4 (1)
Wherein R 1 is the same or different and is a monovalent hydrocarbon group selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group and an aralkyl group, at least one having 1 to 4 carbon atoms An alkyl group)
(C) An aqueous one-component antifouling coating resin composition containing an inclusion compound of cyclodextrin and a compound that promotes hydrolysis / condensation of alkoxysilyl groups,
(II).
(A) 0.1 to 100 parts by weight of component (B) and 0.05 to 50 parts by weight of component (C) are blended with respect to 100 parts by weight of component (I). Resin composition for paints,
(III).
(C) The coating composition according to (I) or (II), wherein the compound that promotes hydrolysis and condensation of the alkoxysilyl group in the component is an acidic phosphoric acid compound and / or an organic carboxylic acid compound Resin composition,
(IV).
(C) The compound that promotes hydrolysis / condensation of the alkoxysilyl group in the component is a neutralized salt of an acidic phosphoric acid compound and / or a neutralized salt of an organic carboxylic acid (I) or ( II) Resin composition for paints according to
(V).
(B) at least one of the alkyl groups of the component contains an alkyl group having 2 or more carbon atoms, (I) to (IV),
(VI).
(B) The resin composition for coatings according to any one of (I) to (V), wherein the component is blended in an emulsion state,
(VII).
(A) Component is an acrylic resin emulsion, The resin composition for coatings in any one of (I)-(VI) characterized by the above-mentioned,
(VIII).
(A) The resin composition for paints according to any one of (I) to (VII), wherein the component is an emulsion of an alkoxysilyl group-containing polymer,
(IX).
(A) The resin composition for coatings according to any one of (I) to (VIII), wherein the component is an emulsion of a polyoxyalkylene group-containing polymer,
(X).
A coating film obtained by applying the coating resin composition according to any one of (I) to (IX);
About.
本発明の耐汚染性付与組成物は、低コスト・簡易な操作で製造できる。また、本発明の水性一液型耐汚染性付与塗料用樹脂組成物は、塗装初期から優れた耐汚染性が付与された塗膜を形成する。さらに、一液型として使用するに値する期間、その性能を維持することができる。 The stain resistance-imparting composition of the present invention can be produced at a low cost with a simple operation. Moreover, the resin composition for aqueous | water-based one-pack type | mold stain resistance imparting coating material of this invention forms the coating film to which the outstanding stain resistance was provided from the coating initial stage. Furthermore, the performance can be maintained for a period worth using as a one-pack type.
以下に本発明をその実施の形態に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment thereof.
(合成樹脂エマルジョン(A))
本発明に使用可能な合成樹脂のエマルジョン(A)としては、公知の各種合成樹脂エマルジョンが挙げられ、アクリル樹脂エマルジョン、ウレタン樹脂エマルジョン、ふっ素樹脂エマルジョン、エポキシ樹脂エマルジョン、ポリエステル樹脂エマルジョン、アルキド樹脂エマルジョン、メラミン樹脂エマルジョンなどが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。また、これらは単独で使用しても2種以上を併用しても良い。これらの中でコスト、樹脂設計の自由度の高さなどからアクリル樹脂エマルジョンが有利である。
(Synthetic resin emulsion (A))
Examples of the synthetic resin emulsion (A) that can be used in the present invention include various known synthetic resin emulsions, including acrylic resin emulsion, urethane resin emulsion, fluorine resin emulsion, epoxy resin emulsion, polyester resin emulsion, alkyd resin emulsion, Examples include, but are not limited to, melamine resin emulsions. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylic resin emulsion is advantageous because of its high cost and high degree of freedom in resin design.
アクリル樹脂エマルジョンとしては、アクリル系単量体、及びアクリル系単量体と共重合可能な単量体とをラジカル共重合により得られるものが使用できる。 As the acrylic resin emulsion, those obtained by radical copolymerization of an acrylic monomer and a monomer copolymerizable with the acrylic monomer can be used.
使用可能な上記単量体、としては、特に限定はないが、具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルアクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、トリデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボニルメタクリレートなどの(メタ)アクリレート系単量体;スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族炭化水素系ビニル単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニル化合物;(メタ)アクリロニトリルなどのニトリル基含有ビニル系単量体;グリシジル(メタ)アクリレートなどのエポキシ基含有ビニル系単量体;2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシスチレン、アロニクス5700(東亜合成(株)製)、placcelFA−1、placcelFA−4、placcelFM−1、placcelFM−4(以上、ダイセル化学(株)製)、HE−10、HE−20、HP−10、HP−20(以上、(株)日本触媒製)、ブレンマーPEPシリーズ、ブレンマーNKH−5050、ブレンマーGLM(以上日油(株)製)、水酸基含有ビニル系変性ヒドロキシアルキルビニル系モノマーなどの水酸基含有ビニル系単量体;東亜合成(株)製のマクロモノマーであるAS−6、AN−6、AA−6、AB−6、AK−5などの化合物、ビニルメチルエーテル、プロピレン、ブタジエン等が挙げられる。本発明において(メタ)アクリレートとは、アクリレートおよび/またはメタアクリレートを表すこととする。 The monomer that can be used is not particularly limited, but specific examples include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, and benzyl. (Meth) acrylate, cyclohexyl acrylate, n-butyl methacrylate, iso-butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, lauryl methacrylate, tridecyl methacrylate, stearyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, etc. (Meth) acrylate monomers; aromatic hydrocarbon vinyl monomers such as styrene, α-methylstyrene, chlorostyrene, vinyltoluene Vinyl compounds such as vinyl acetate and vinyl propionate; nitrile group-containing vinyl monomers such as (meth) acrylonitrile; epoxy group-containing vinyl monomers such as glycidyl (meth) acrylate; 2-hydroxypropyl (meta) ) Acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl vinyl ether, hydroxystyrene, Aronics 5700 (manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), packageFA-1, packageFA-4, packageFM-1, packageFM-4 (or more, Daicel Chemical Co., Ltd.), HE-10, HE-20, HP-10, HP-20 (above, Nippon Shokubai Co., Ltd.), Bremer PEP series, Bremmer NKH-5050, Bremer GLM (above NOF ( Co., Ltd.), hydroxyl group-containing Hydroxyl group-containing vinyl monomers such as vinyl-modified hydroxyalkyl vinyl monomers; AS-6, AN-6, AA-6, AB-6, AK-5, etc., which are macromonomers manufactured by Toa Gosei Co., Ltd. A compound, vinyl methyl ether, propylene, butadiene, etc. are mentioned. In the present invention, (meth) acrylate represents acrylate and / or methacrylate.
更に、エマルジョンの安定性を向上させることが可能な親水性を有するビニル系単量体も使用可能である。使用可能な親水性基を有するビニル系単量体としては、スチレンスルホン酸ナトリウム、2−スルホエチルメタクリレートナトリウム、2−スルホエチルメタクリレートアンモニウム、ポリオキシアルキレン鎖を有するビニル系単量体が挙げられる。 Furthermore, a hydrophilic vinyl monomer capable of improving the stability of the emulsion can also be used. Examples of the vinyl monomer having a hydrophilic group that can be used include sodium styrenesulfonate, sodium 2-sulfoethyl methacrylate, 2-sulfoethyl methacrylate ammonium, and vinyl monomers having a polyoxyalkylene chain.
ポリオキシアルキレン鎖を有するビニル系単量体に限定はないが、ポリオキアルキレン鎖を有するアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルが好ましい。 Although there is no limitation in the vinyl-type monomer which has a polyoxyalkylene chain, the acrylic acid ester or methacrylic acid ester which has a polyoxyalkylene chain is preferable.
ポリオキシアルキレン鎖を有するビニル系単量体の具体例としては、日油(株)製ブレンマーPE−90、PE−200、PE−350、AE−90、AE−200、AE−350、PP−500、PP−800、PP−1000、AP−400、AP−550、AP−800、700PEP−350B、10PEP−550B、55PET−400、30PET−800、55PET−800、30PPT−800、50PPT−800、70PPT−800、PME−100、PME−200、PME−400、PME−1000、PME−4000、AME−400、50POEP−800B、50AOEP−800B、AEP、AET、APT、PLE、ALE、PSE、ASE、PKE、AKE、PNE、ANE、PNP、ANP、PNEP−600、共栄社化学(株)製ライトエステル130MA、041MA、MTG、ライトアクリレートEC−A、MTG−A、130A、DPM−A、P−200A、NP−4EA、NP−8EA、EHDG−A、日本乳化剤(株)製MA−30、MA−50、MA−100、MA−150、RMA−1120、RMA−564、RMA−568、RMA−506、MPG130−MA、Antox MS−60、MPG−130MA、RMA−150M、RMA−300M、RMA−450M、RA−1020、RA−1120、RA−1820、新中村化学工業(株)製NK−ESTER M−20G、M−40G、M−90G、M−230G、AMP−10G、AMP−20G、AMP−60G、AM−90G、LA、三洋化成(株)製エレミノールRS−30などがあげられる。このような単量体を用いれば、耐水性や塗膜強度を向上させることができる。ポリオキシアルキレン鎖を有するビニル系単量体は、全単量体100重量部中に0.5〜20重量部用いて共重合されることが望ましい。0.5重量部未満では耐水性付与効果が低く、20重量部を越えると消泡性が低下するため好ましくない。 Specific examples of vinyl monomers having a polyoxyalkylene chain include NOF Corporation Bremer PE-90, PE-200, PE-350, AE-90, AE-200, AE-350, PP- 500, PP-800, PP-1000, AP-400, AP-550, AP-800, 700PEP-350B, 10PEP-550B, 55PET-400, 30PET-800, 55PET-800, 30PPT-800, 50PPT-800, 70PPT-800, PME-100, PME-200, PME-400, PME-1000, PME-4000, AME-400, 50POEP-800B, 50AOEP-800B, AEP, AET, APT, PLE, ALE, PSE, ASE, PKE, AKE, PNE, ANE, PNP, ANP PNEP-600, Kyoeisha Chemical Co., Ltd. light ester 130MA, 041MA, MTG, light acrylate EC-A, MTG-A, 130A, DPM-A, P-200A, NP-4EA, NP-8EA, EHDG-A, MA-30, MA-50, MA-100, MA-150, RMA-1120, RMA-564, RMA-568, RMA-506, MPG130-MA, Antox MS-60, MPG-130MA manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd. , RMA-150M, RMA-300M, RMA-450M, RA-1020, RA-1120, RA-1820, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. NK-ESTER M-20G, M-40G, M-90G, M- 230G, AMP-10G, AMP-20G, AMP-60G, AM-90G, LA, Sanyo (Ltd.) ELEMINOL such as RS-30, and the like. If such a monomer is used, water resistance and coating strength can be improved. The vinyl monomer having a polyoxyalkylene chain is desirably copolymerized using 0.5 to 20 parts by weight in 100 parts by weight of all monomers. If it is less than 0.5 part by weight, the effect of imparting water resistance is low, and if it exceeds 20 parts by weight, the antifoaming property is lowered, which is not preferable.
ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリアリルシアヌレート、アリル(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレートなどの重合性の不飽和結合を2つ以上有する単量体を使用することも可能である。この場合、生成した粒子内部に架橋を有する構造となり、形成した塗膜の耐水性が向上する。 Uses a monomer having two or more polymerizable unsaturated bonds such as polyethylene glycol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, triallyl cyanurate, allyl (meth) acrylate, divinylbenzene, diallyl phthalate It is also possible to do. In this case, the generated particles have a structure having cross-linking, and the water resistance of the formed coating film is improved.
また、トリフルオロ(メタ)アクリレート、ペンタフルオロ(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、β−(パーフルオロオクチル)エチル(メタ)アクリレートなどのふっ素含有ビニル系単量体を使用することにより高度な撥水・撥油性を有するふっ素含有アクリル系樹脂エマルジョンも作製可能である。 Moreover, trifluoro (meth) acrylate, pentafluoro (meth) acrylate, perfluorocyclohexyl (meth) acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, β- (perfluorooctyl) ethyl (meth) acrylate, etc. Fluorine-containing acrylic resin emulsions having high water and oil repellency can be prepared by using the above-mentioned fluorine-containing vinyl monomers.
また、上記単量体にカルボニル基含有ビニル系単量体を共重合し、ヒドラジンおよび/またはヒドラジド基を含有する化合物を配合した架橋型アクリル樹脂エマルションも作製可能である。このような架橋型アクリル樹脂エマルジョンから得られた塗膜の耐水性は、非常に良好である。 Moreover, a crosslinked acrylic resin emulsion in which a carbonyl group-containing vinyl monomer is copolymerized with the above monomer and a compound containing a hydrazine and / or hydrazide group is blended can also be produced. The water resistance of the coating film obtained from such a crosslinked acrylic resin emulsion is very good.
さらに、上記単量体と加水分解性シリル基を有する単量体を共重合することにより、加水分解性シリル基を含有するアクリル樹脂のエマルジョンが作製可能である。加水分解性シリル基を含有する単量体としては、取扱いの容易さ、価格の点および反応副生成物が生じにくい点から、アルコキシシリル基含有ビニル系モノマーが好ましい。 Furthermore, an acrylic resin emulsion containing a hydrolyzable silyl group can be prepared by copolymerizing the monomer and a monomer having a hydrolyzable silyl group. As the monomer containing a hydrolyzable silyl group, an alkoxysilyl group-containing vinyl monomer is preferable from the viewpoint of ease of handling, cost, and the difficulty of producing a reaction byproduct.
アルコシキシシリル基含有ビニル系モノマーの具体例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリ−n−プロポキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、β−(メタ)アクリロキシエチルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらの加水分解性シリル基含有ビニル系単量体は、1種を単独で用いてもよいし、また2種以上を併用しても良い。 Specific examples of the vinyl monomer containing an alkoxysilyl group include vinyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, and vinyltriisopropoxysilane. , Γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltri-n-propoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltriisopropoxysilane, vinyltriacetoxysilane, β- (meth) acryloxyethyltrimethoxysilane, etc.These hydrolyzable silyl group-containing vinyl monomers may be used alone or in combination of two or more.
水性塗料にした場合の貯蔵安定性の点からγ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリ−n−プロポキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリイソプロポキシシランが特に好ましい。 Γ- (Meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ from the viewpoint of storage stability in the case of water-based paint -(Meth) acryloxypropyltri-n-propoxysilane and γ- (meth) acryloxypropyltriisopropoxysilane are particularly preferred.
加水分解性シリル基含有単量体は、全単量体100重量部中に0.1〜50重量部用いて共重合されることが望ましい。0.1重量部未満では耐水性、耐久性が低下し、50重量部を越えるとエマルジョンが不安定となり、0.5〜20重量部がより好ましい。 The hydrolyzable silyl group-containing monomer is desirably copolymerized using 0.1 to 50 parts by weight in 100 parts by weight of all monomers. If it is less than 0.1 parts by weight, the water resistance and durability are lowered, and if it exceeds 50 parts by weight, the emulsion becomes unstable, and 0.5 to 20 parts by weight is more preferable.
上記のように得られたアルコキシシリル基含有アクリル系エマルジョンは、本発明のアルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物とシクロデキストリンとの包接化合物(C)が混合された場合、架橋反応が進行し、耐水性・耐候性が良好な塗膜となる。 The alkoxysilyl group-containing acrylic emulsion obtained as described above has a crosslinking reaction when the inclusion compound (C) of cyclodextrin and the compound that promotes hydrolysis / condensation of the alkoxysilyl group of the present invention is mixed. Progresses to a coating film with good water resistance and weather resistance.
本発明に使用できるアクリル樹脂エマルジョンは、通常の方法を採用することで得ることができるが、エマルジョンの粒子径および安定性を考慮すると乳化重合法が好ましい。 The acrylic resin emulsion that can be used in the present invention can be obtained by adopting a usual method, but an emulsion polymerization method is preferred in consideration of the particle size and stability of the emulsion.
前記乳化重合法には特に限定がなく、たとえばバッチ重合法、モノマー滴下重合法、乳化モノマー滴下重合法などの各種乳化重合法の中から適宜選択して採用することができるが、本発明においては、特に製造時のエマルジョンの安定性を確保する上で、モノマー滴下重合法および乳化モノマー滴下重合法が好ましい。 The emulsion polymerization method is not particularly limited, and can be appropriately selected from various emulsion polymerization methods such as a batch polymerization method, a monomer dropping polymerization method, and an emulsion monomer dropping polymerization method. In particular, in order to ensure the stability of the emulsion at the time of production, a monomer dropping polymerization method and an emulsion monomer dropping polymerization method are preferred.
乳化重合に際しては、通常用いられるイオン性または非イオン性の界面活性剤を用いることができる。 In emulsion polymerization, commonly used ionic or nonionic surfactants can be used.
イオン性界面活性剤としては、たとえばポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルサルフェート、ポリオキシエチレンアリルエーテルサルフェート、オクチルフェノキシエトキシエチルスルホネート、ポリオキシエチレントリデシルエーテルサルフェートなどのポリオキシエチレン鎖を有するアニオン性界面活性剤;ラウリルスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、イソオクチルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのスルホン酸塩;イミダゾリンラウレート、アンモニウムハイドロオキサイドなどのアンモニウム塩などが代表例として挙げられるが、これらの中では、ポリオキシエチレン鎖を有するアニオン性界面活性剤が好ましい。 Examples of the ionic surfactant include an anionic surfactant having a polyoxyethylene chain such as polyoxyethylene nonylphenyl ether sulfate, polyoxyethylene allyl ether sulfate, octylphenoxyethoxyethyl sulfonate, polyoxyethylene tridecyl ether sulfate, and the like. Sulfonic acid salts such as sodium lauryl sulfonate, sodium dodecylbenzene sulfonate and sodium isooctylbenzene sulfonate; ammonium salts such as imidazoline laurate and ammonium hydroxide are typical examples. An anionic surfactant having an oxyethylene chain is preferred.
また、非イオン性界面活性剤としては、たとえばポリエチレングリコールノニルフェニルエーテル;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテルなどのポリオキシエチレン類;L−77、L−720、L−5410、L−7602、L−7607(以上、ユニオンカーバイド社製)などのシリコーンを含む非イオン系の界面活性剤などが代表例として挙げられる。 Examples of the nonionic surfactant include polyethylene glycol nonylphenyl ether; polyoxyethylenes such as polyoxyethylene nonylphenyl ether and polyoxyethylene lauryl ether; L-77, L-720, L-5410, L Representative examples include nonionic surfactants containing silicone such as −7602 and L-7607 (manufactured by Union Carbide).
本発明においては、界面活性剤として1分子中に重合性二重結合を有する反応性界面活性剤を用いることが耐水性、耐候性の点で好ましい。また、特に分子内にポリオキシアルキレン基を有する反応性界面活性剤を用いた場合には、機械的安定性を向上させることができる。 In the present invention, it is preferable to use a reactive surfactant having a polymerizable double bond in one molecule as the surfactant in terms of water resistance and weather resistance. In particular, when a reactive surfactant having a polyoxyalkylene group in the molecule is used, the mechanical stability can be improved.
かかる反応性界面活性剤の具体例としては、例えば、(株)ADEKA製アデカリアソープER−10、ER−20、ER−30、ER−40、SR−10、SR−20、SR−1025、NE−10、NE−20、NE−30、NE−40、SE−10N)、日本乳化剤(株)製Antox−MS−60、RMA−1120、RMA−564、RMA−568、RMA−506、第一工業製薬(株)製アクアロンKH−05、KH−10、RN−20、RN−30、RN−50、RN−2025、HS−10、HS−20、HS−1025、BC05、BC10、BC0515、BC1025、三洋化成工業(株)製エレミノールJS−2、エレミノールRS−30、花王(株)製ラテムルS−180、S−180A、PD−104、PD−420、PD−430などが挙げられる。 Specific examples of such reactive surfactants include, for example, Adeka Soap ER-10, ER-20, ER-30, ER-40, SR-10, SR-20, SR-1025 manufactured by ADEKA Corporation, NE-10, NE-20, NE-30, NE-40, SE-10N), Nippon Emulsifier Co., Ltd. Antox-MS-60, RMA-1120, RMA-564, RMA-568, RMA-506, No. Aqualon KH-05, KH-10, RN-20, RN-30, RN-50, RN-2025, HS-10, HS-20, HS-1025, BC05, BC10, BC0515, manufactured by Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. BC1025, Sanyo Chemical Industries Co., Ltd. Eleminol JS-2, Eleminol RS-30, Kao Co., Ltd. Latemul S-180, S-180A, PD-104, PD 420, such as PD-430 and the like.
なかでも、環境への配慮から、非アルキルフェノール系のものが望ましい。 Of these, non-alkylphenol-based ones are desirable in consideration of the environment.
前記界面活性剤は、単独または2種以上を混合して用いることができ、その使用量は、単量体全量100重量部に対して10重量部以下、好ましくは0.5〜8重量部である。 The surfactants can be used alone or in admixture of two or more, and the amount used is 10 parts by weight or less, preferably 0.5 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of monomers. is there.
乳化重合に用いる水性媒体としては、水を必須成分として含有していればよく、他の有機溶剤を含有していても構わない。他の有機溶剤としては、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤およびケトン系溶剤などのうち水溶性の溶剤が挙げられるが、エマルジョンの安定性や環境の観点から有機溶剤は含有しない方が好ましい。 The aqueous medium used for the emulsion polymerization only needs to contain water as an essential component, and may contain other organic solvents. Other organic solvents include water-soluble solvents such as alcohol solvents, ether solvents, ester solvents and ketone solvents, but it is better not to contain organic solvents from the viewpoint of emulsion stability and environment. preferable.
重合開始剤としては、特に限定はないが、重合をより安定に行なうために、重合開始剤としてレドックス系を用いることが望ましい。また、重合中の混合液の安定性を保持し、重合を安定に行なうためには、温度は70℃以下、好ましくは40〜65℃であり、pHは5〜9に調整することが好ましい。 Although there is no limitation in particular as a polymerization initiator, In order to perform superposition | polymerization more stably, it is desirable to use a redox system as a polymerization initiator. Further, in order to maintain the stability of the mixed solution during the polymerization and perform the polymerization stably, the temperature is 70 ° C. or lower, preferably 40 to 65 ° C., and the pH is preferably adjusted to 5 to 9.
前記レドックス系に用いる開始剤として、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイドなどがあげられ、これらに組み合わせる還元剤としては、酸性亜硫酸ナトリウム、ロンガリット、Bruggolite FF−6(BruggamannChemicalUS製)、二酸化チオ尿素、L−アスコルビン酸などがあげられる。特に、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物とロンガリット、Bruggolite FF−6または二酸化チオ尿素との組み合わせが好ましい。 Examples of the initiator used in the redox system include potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, t-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, and the like. Examples thereof include acidic sodium sulfite, Rongalite, Bruggolite FF-6 (manufactured by Bruggamann Chemical US), thiourea dioxide, L-ascorbic acid and the like. In particular, a combination of an organic peroxide such as t-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide and the like and Rongalite, Bruggolite FF-6 or thiourea dioxide is preferable.
なお、還元剤は、環境への配慮からホルムアルデヒド発生のないBruggolite FF−6、二酸化チオ尿素が特に好ましい。 Note that the reducing agent is particularly preferably Bruggolite FF-6 or thiourea dioxide which does not generate formaldehyde in consideration of the environment.
前記重合開始剤の使用量は、単量体全量100重量部に対して0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜5重量部である。かかる重合開始剤の使用量が0.01重量部未満である場合には、重合が進行しにくくなることがあり、10重量部を超える場合には、生成する重合体の分子量が低下する傾向がある。 The amount of the polymerization initiator used is 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.05 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of monomers. When the amount of the polymerization initiator used is less than 0.01 parts by weight, the polymerization may be difficult to proceed. When the amount exceeds 10 parts by weight, the molecular weight of the produced polymer tends to decrease. is there.
また、重合開始剤の触媒活性を安定的に付与するために、硫酸鉄などの2価の鉄イオンを含む化合物とエチレンジアミン四酢酸二ナトリウムなどのキレート化剤を用いてもよい。かかるキレート化剤の使用量は、単量体全量100重量部に対して0.0001〜1重量部、好ましくは0.001〜0.5重量部である。 In order to stably impart the catalytic activity of the polymerization initiator, a compound containing a divalent iron ion such as iron sulfate and a chelating agent such as disodium ethylenediaminetetraacetate may be used. The amount of the chelating agent used is 0.0001 to 1 part by weight, preferably 0.001 to 0.5 part by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of monomers.
重合体の分子量を調節するために連鎖移動剤の添加も可能である。連鎖移動剤としては公知のもの、例えば、n−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン等のメルカプタン系化合物、クロロホルム、四塩化炭素等の有機ハロゲン化物、スルフィドベンゼン、イソプロピルベンゼン、塩化第二鉄等が挙げられる。 Chain transfer agents can be added to control the molecular weight of the polymer. Known chain transfer agents such as n-dodecyl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan, n-butyl mercaptan, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, Examples include mercaptan compounds such as γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, organic halides such as chloroform and carbon tetrachloride, sulfide benzene, isopropylbenzene, and ferric chloride.
アクリル樹脂エマルジョン中の樹脂固形分濃度は、20〜70重量%が好ましく、さらに好ましくは30〜60重量%となるように調整する。かかる樹脂固形分濃度が70重量%を超える場合には、系の濃度が著しく上昇するため、重合反応に伴なう発熱を除去することが困難になったり、重合器からの取り出しに長時間を要するようになる傾向がある。また、樹脂固形分濃度が20重量%未満である場合には、重合操作の面では何ら問題は生じないものの、1回の重合操作によって生じる樹脂量が少なく、経済面で不利となる。 The resin solid content concentration in the acrylic resin emulsion is preferably 20 to 70% by weight, and more preferably 30 to 60% by weight. When the resin solid content concentration exceeds 70% by weight, the concentration of the system increases remarkably, making it difficult to remove the heat generated by the polymerization reaction or taking a long time to remove from the polymerization vessel. There is a tendency to become necessary. Further, when the resin solid content concentration is less than 20% by weight, there is no problem in terms of polymerization operation, but the amount of resin produced by one polymerization operation is small, which is disadvantageous in terms of economy.
なお、本発明に用いられるアクリル樹脂エマルジョンは、平均粒子径が0.02〜1.0μm程度が好ましい。平均粒子径は、重合初期に仕込む乳化剤の量で調整することが可能である。 The acrylic resin emulsion used in the present invention preferably has an average particle size of about 0.02 to 1.0 μm. The average particle size can be adjusted by the amount of the emulsifier charged in the initial stage of polymerization.
これらアクリル樹脂エマルションは、各社より市販されており、例えば、大日本インキ化学工業(株)製ボンコート、ウォーターゾール、(株)日本触媒製アクリセット、ユーダブル、昭和高分子(株)製ポリゾール、日本エヌエスシー(株)製ヨドゾール、カネビノール、旭化成工業(株)製ポリトロン、ポリデュレックス、中央理化工業(株)製リカボンド、日本アクリル(株)製プライマル、BASFディスパージョン(株)製アクロナール、クラリアントポリマー(株)製モビニール、(株)カネカ製カネカゼムラック、カネビラック等があげられる。 These acrylic resin emulsions are commercially available from various companies, for example, Dainippon Ink & Chemicals Co., Ltd. Boncoat, Watersol, Nippon Shokubai Co., Ltd. Acre Reset, Udouble, Showa High Polymer Co., Ltd. Polysol, Japan NS Co., Ltd. Yodosol, Kanebinol, Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd. Polytron, Polydurex, Chuo Rika Kogyo Co., Ltd. Rikabond, Nippon Acrylic Co., Ltd. Primal, BASF Dispersion Co., Ltd., Acronal, Clariant Polymer ( Movinyl, Inc., Kaneka Zemrak, Kanevirak, Inc.
ウレタン樹脂エマルジョンとしては、ウレタン樹脂を水中に分散したものであり、ウレタン樹脂に親水基を付与し自己分散型にしたものと、疎水性のウレタン樹脂を乳化剤等で強制的に乳化したものがあり、何れも使用可能である。 Urethane resin emulsions include those in which urethane resin is dispersed in water, and those in which urethane resin is given a hydrophilic group and made self-dispersing, and those in which hydrophobic urethane resin is forcibly emulsified with an emulsifier, etc. Any of them can be used.
これらは各社から市販されており、例えば、第一工業製薬(株)製、スーパーフレックス90、107M、110、126、130、150、150HS、160、300、361、370、410、420、460、460S、500、600、E−2000、E−2500、E−4000、E−4500、E−4700、R−5000、エラストロンBN−08、BN−11、BN−50D、Avecia KK製NeoRez R−960、R−972、R−9637、R−9679、AX−311、R−966、R−967、R−9603、R−600、R−9320、R−9617、R−9621、NeoPac R−9000、R−9699、三井武田ケミカル(株)製タケラックW−615、W−6010、W−6020、W−6061、W−511、W−405、W−7004、W−605、W−512A6、W−635、W−635C、WS−7000、WS−5000、WS−5070X、WS−4000、XW−75−X35、(株)ADEKA製アデカボンタイターHUX−290H、HUX−290K、HUK−290N、HUX−395D、HUX−394、HUX−232、HUX−240、HUX−320、HUX−350、HUX−380、HUX−381、HUX−388、HUX−380A、HUX−386、HUX−401、HUX−750、HUX−670、HUX−680、HUX−575、HUX−580、などがあげられる。 These are commercially available from various companies. For example, Superflex 90, 107M, 110, 126, 130, 150, 150HS, 160, 300, 361, 370, 410, 420, 460, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. 460S, 500, 600, E-2000, E-2500, E-4000, E-4500, E-4700, R-5000, Elastron BN-08, BN-11, BN-50D, NeoRez R-960 made by Avecia KK R-972, R-9637, R-9679, AX-311, R-966, R-967, R-9603, R-600, R-9320, R-9617, R-9621, NeoPac R-9000, R-9699, Takelac W-615, W-6010, W-6020, W-6 manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd. 061, W-511, W-405, W-7004, W-605, W-512A6, W-635, W-635C, WS-7000, WS-5000, WS-5070X, WS-4000, XW-75- Adekabon titer HUX-290H, HUX-290K, HUX-290N, HUX-395D, HUX-394, HUX-232, HUX-240, HUX-320, HUX-350, HUX-380, manufactured by ADEKA Corporation HUX-381, HUX-388, HUX-380A, HUX-386, HUX-401, HUX-750, HUX-670, HUX-680, HUX-575, HUX-580, and the like.
ウレタン樹脂エマルジョンは単独系でも他の樹脂系エマルジョンとの混合系でも使用できる。特にアクリル樹脂エマルジョンとの混合系が塗料設計の容易さやコストの点で有用である。 The urethane resin emulsion can be used alone or in a mixed system with other resin emulsions. In particular, a mixed system with an acrylic resin emulsion is useful in terms of ease of coating design and cost.
ふっ素樹脂エマルジョンとしては、フルオロオレフィン重合体および/またはフルオロオレフィンと共重合可能な単量体との共重合体を水中に分散させたものが使用できる。 As the fluororesin emulsion, a dispersion of a fluoroolefin polymer and / or a copolymer of a monomer copolymerizable with the fluoroolefin in water can be used.
フルオロオレフィンとしては、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ペンタフルオロプロピレン、ヘキサフルオロプロピレンなどがあげられる。 Examples of the fluoroolefin include vinylidene fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene, pentafluoropropylene, hexafluoropropylene and the like.
フルオロオレフィンと共重合可能な単量体としては、エチレン、プロピレンなどのオレフィン類、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテルなどのビニルエーテル類、ブチルビニルエステル、オクチルビニルエステル、酢酸ビニル、バーサチック酸ビニル(ジャパンエポキシレジン(株)製ベオバ10、ベオバ9、ベオバ11)などのビニルエステル類、スチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物、エチルアリルエーテルなどのアリルエーテル類やブチルアリルエステルなどのアリル化合物、(メタ)アクリル酸エステル類などがあげられる。 Monomers that can be copolymerized with fluoroolefins include olefins such as ethylene and propylene, vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, and cyclohexyl vinyl ether, butyl vinyl ester, octyl vinyl ester, vinyl acetate, and versatic acid. Vinyl esters such as vinyl (Japan Epoxy Resin Co., Ltd. Veova 10, Veova 9, Veova 11), aromatic vinyl compounds such as styrene and vinyl toluene, allyl ethers such as ethyl allyl ether, and allyl such as butyl allyl ester Examples thereof include compounds and (meth) acrylic acid esters.
これらは、各社から市販されており、例えば、旭硝子(株)製ルミフロン、ダイキン工業(株)製ゼッフル、セントラル硝子(株)製セフラルコート、大日本インキ化学工業(株)製フルオネートなどがあげられる。 These are commercially available from various companies, and examples thereof include Lumiflon manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Zaffle manufactured by Daikin Industries, Ltd., Cefral Coat manufactured by Central Glass Co., Ltd., and Fluonate manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.
上記の合成樹脂エマルジョンのなかでは、アルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物とシクロデキストリンとの包接化合物(C)が混合された場合、架橋反応が進行し、耐水性・耐候性が良好な塗膜が得られるため、アルコキシシリル基含有アクリル系エマルジョンが最もよい。 Among the synthetic resin emulsions described above, when the inclusion compound (C) of cyclodextrin and a compound that promotes hydrolysis / condensation of alkoxysilyl groups are mixed, the crosslinking reaction proceeds and the water resistance and weather resistance are improved. Since a good coating film is obtained, an alkoxysilyl group-containing acrylic emulsion is the best.
(オルガノシリケート化合物(B))
本発明で使用可能なオルガノシリケート化合物(B)としては、加水分解性ケイ素基を含有する化合物であり、下記一般式(1)として示される化合物又はその部分分解縮合物である。
(Organosilicate compound (B))
The organosilicate compound (B) that can be used in the present invention is a compound containing a hydrolyzable silicon group, and is a compound represented by the following general formula (1) or a partially decomposed condensate thereof.
Si−(OR1)4 (1)
(式中R1は同じか又は異なり炭素数1〜10のアルキル基、アリール基およびアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基であり、少なくとも一つが炭素数1〜4のアルキル基である)
Si- (OR 1 ) 4 (1)
Wherein R 1 is the same or different and is a monovalent hydrocarbon group selected from an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group and an aralkyl group, at least one of which is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms )
具体的化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−i−ブトキシシラン、テトラ−t−ブトキシシラン及びそれらの部分加水分解・縮合物が例示できる。 Specific compounds include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-i-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-i-butoxysilane, tetra-t-butoxysilane and the like The partial hydrolysis-condensation product can be illustrated.
炭素数5以上のアルキル基のみで構成されている場合には、加水分解速度が極めて遅く、目的とする親水性すなわち耐汚染性が得られないことから、炭素数1〜4のアルキル基を有するものが好ましく、中でも、エチルシリケート45、エチルシリケート40、エチルシリケート48(以上、コルコート(株)製)、シリケート45、シリケート40(以上、多摩化学工業(株)製)が好ましい。上記化合物は1種単独でもよく、2種以上を併用しても良い。 In the case where it is composed only of an alkyl group having 5 or more carbon atoms, the hydrolysis rate is extremely slow, and the desired hydrophilicity, that is, contamination resistance cannot be obtained, so that it has an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Among them, ethyl silicate 45, ethyl silicate 40, ethyl silicate 48 (manufactured by Colcoat Co., Ltd.), silicate 45, and silicate 40 (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd.) are preferable. The said compound may be single 1 type, and may use 2 or more types together.
また、同一分子中に異なったアルコキシシリル基を含有するオルガノシリケートも使用可能である。例えば、メチルエチルシリケート、メチルプロピルシリケート、メチルブチルシリケート、エチルプロピルシリケート、プロピルブチルシリケートなどである。これら置換基の比率が0〜100%の間で任意に変更可能である。また、これらのシリケートの部分加水分解・縮合物も使用可能であると記述したが、縮合度は1〜20程度が好ましい。更に好ましい縮合度の範囲は、3〜15である。 Organosilicates containing different alkoxysilyl groups in the same molecule can also be used. For example, methyl ethyl silicate, methyl propyl silicate, methyl butyl silicate, ethyl propyl silicate, propyl butyl silicate and the like. The ratio of these substituents can be arbitrarily changed between 0 to 100%. Moreover, although it described that the partial hydrolysis and condensate of these silicates can also be used, about 1-20 are preferable for a condensation degree. A more preferable range of the condensation degree is 3-15.
上記オルガノシリケート化合物ではアルコキシシリル基の炭素数は1〜4の化合物を例示しているが、炭素数が少なくなるほど反応性が向上することは一般的に知られている。水性塗料へ添加した場合、炭素数が小さいオルガノシリケート、例えば、メチルシリケートを用いた場合、反応性が高く、貯蔵安定性を充分に確保できない傾向にある。このため、用いるオルガノシリケート化合物のアルキル基の少なくとも一つの炭素数が2以上であることが好ましい。 In the organosilicate compound, compounds having 1 to 4 carbon atoms in the alkoxysilyl group are exemplified, but it is generally known that the reactivity improves as the carbon number decreases. When added to a water-based paint, when an organosilicate having a small carbon number, for example, methyl silicate, is used, the reactivity is high and the storage stability tends not to be sufficiently secured. For this reason, it is preferable that at least one carbon number of the alkyl group of the organosilicate compound to be used is 2 or more.
オルガノシリケート化合物(B)の使用量は、合成樹脂エマルジョン(A)100重量部に対し、0.1〜100重量部、好ましくは3〜20重量部となる量である。0.1重量部未満では得られる塗膜の耐汚染性が十分ではない傾向にあり、100重量部を越えると塗膜外観やクラックなどの問題が発生する傾向にある。 The amount of the organosilicate compound (B) used is 0.1 to 100 parts by weight, preferably 3 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the synthetic resin emulsion (A). If it is less than 0.1 part by weight, the resulting coating film tends to have insufficient stain resistance, and if it exceeds 100 parts by weight, problems such as coating film appearance and cracks tend to occur.
(オルガノシリケート化合物(B)の乳化物)
本発明に係るオルガノシリケート化合物(B)の乳化物は、オルガノシリケート化合物(B)を、界面活性剤を用いて水性媒体中に乳化して得る。この乳化剤としては、通常用いられるアニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤またはカチオン系界面活性剤が例示できる。中でも、本発明においては、アルカリ金属塩であるアニオン系界面活性剤を必須の成分として用いるとより安定性が向上するため好ましい。
(Emulsion of organosilicate compound (B))
The emulsion of the organosilicate compound (B) according to the present invention is obtained by emulsifying the organosilicate compound (B) in an aqueous medium using a surfactant. Examples of the emulsifier include commonly used anionic surfactants, nonionic surfactants, and cationic surfactants. Among them, in the present invention, it is preferable to use an anionic surfactant that is an alkali metal salt as an essential component because stability is further improved.
アニオン系界面活性剤としては、たとえばポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルサルフェート、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテルサルフェートなどのポリオキシエチレンアリールエーテルサルフェート、ポリオキシエチレントリデシルエーテルサルフェートなどのポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートなどのポリオキシエチレン鎖を有する硫酸エステル;ラウリルサルフェートなどの硫酸エステル;ラウリルスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸などのスルホン酸;ジ(2−エチルヘキシル)スルホコハク酸などのアルキルスルホコハク酸;アルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのリン酸エステルなどおよびそれらの塩があげられる。 Examples of the anionic surfactant include polyoxyethylene aryl ether sulfate such as polyoxyethylene nonyl phenyl ether sulfate, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether sulfate, and polyoxyethylene alkyl ether sulfate such as polyoxyethylene tridecyl ether sulfate. Sulfate ester having polyoxyethylene chain; Sulfate ester such as lauryl sulfate; Sulfonic acid such as lauryl sulfonic acid, dodecylbenzene sulfonic acid, alkylnaphthalene sulfonic acid, alkyldiphenyl ether disulfonic acid; Di (2-ethylhexyl) sulfosuccinic acid, etc. Alkylsulfosuccinic acid; alkyl phosphate ester, polyoxyethylene alkyl ether phosphate ester, etc. Such as esters and salts thereof.
アニオン系界面活性剤の中和カチオン種は、種々選択できるが、本発明においてはアルカリ金属、好ましくはナトリウムまたはカリウムイオンを用いた界面活性剤が用いられる。この中和カチオン種の選択により、オルガノシリケート化合物の乳化物の安定性を向上させることができる。 Various neutralizing cationic species of the anionic surfactant can be selected. In the present invention, a surfactant using an alkali metal, preferably sodium or potassium ion is used. By selecting this neutralized cation species, the stability of the emulsion of the organosilicate compound can be improved.
上記のアニオン系界面活性剤の中で、アルキルスルホコハク酸系界面活性剤を用いた場合、乳化安定性が向上し、組成物の貯蔵安定性および得られる塗膜の外観の双方を向上させることから好ましい。アルキルスルホコハク酸系界面活性剤の具体例としては、日本乳化剤(株)製ニューコール290、291、293、第一工業製薬(株)製ネオコールSW−C、YSK、P、花王(株)製ペレックスCS、OT−Pがあげられる。 Among the above anionic surfactants, when an alkylsulfosuccinic acid type surfactant is used, the emulsion stability is improved, and both the storage stability of the composition and the appearance of the resulting coating film are improved. preferable. Specific examples of the alkylsulfosuccinic acid surfactants include New Emuls 290, 291 and 293 manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., Neocor SW-C, YSK, P manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., PELEX manufactured by Kao Corporation. CS and OT-P.
また、アルキルスルホコハク酸系界面活性剤にポリオキシエチレン鎖を有する硫酸エステル系界面活性剤を併用した場合、乳化安定性がさらに向上し、好ましい。 Further, when an alkylsulfosuccinic acid surfactant is used in combination with a sulfate ester surfactant having a polyoxyethylene chain, the emulsion stability is further improved, which is preferable.
ノニオン系界面活性剤としては、たとえばポリオキシエチレンアルキルエ−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−ポリオキシプロピレンブロック共重合体、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステルなどのポリオキシエチレン鎖を有するもの;ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステルなどの水酸基を有するもの;信越化学工業(株)製KF−351、KF−352、KF−353、KF−354、KF−355、KF−615、KF−618、KF−945、KF−907、X−22−6008、X−22−811、X−22−812、東レ・ダウコーニング社製SH3748、SH3749、SH3771、SH8400、SF8410、SF8700などの片末端および/または両末端および/または側鎖をポリアルキレンオキシドで変性したポリオルガノシロキサンであるシリコーン系界面活性剤;アセチレングリコール系界面活性剤、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、アクリルアミド共重合体などの水溶性高分子系などがあげられる。 Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymer, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, etc. Those having a polyoxyethylene chain; those having a hydroxyl group such as sorbitan fatty acid ester and glycerin fatty acid ester; KF-351, KF-352, KF-353, KF-354, KF-355, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. KF-615, KF-618, KF-945, KF-907, X-22-6008, X-22-811, X-22-812, SH3748, SH3749, SH3771, SH8400, SF manufactured by Toray Dow Corning 410, SF8700 and other silicone-based surfactants that are polyorganosiloxanes modified at one and / or both ends and / or side chains with polyalkylene oxide; acetylene glycol surfactants, polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, acrylamide Examples thereof include water-soluble polymer systems such as polymers.
これらの界面活性剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。乳化剤の使用量は、オルガノシリケート化合物(B)100重量部に対して0.05〜100重量部、好ましくは、0.1〜80重量部である。0.05重量部未満では安定な乳化物が得られず、貯蔵安定性も低下する。100重量部を越えると得られる塗膜の外観や耐水性の低下などが低下する傾向にある。 These surfactants may be used alone or in combination of two or more. The usage-amount of an emulsifier is 0.05-100 weight part with respect to 100 weight part of organosilicate compounds (B), Preferably, it is 0.1-80 weight part. If it is less than 0.05 part by weight, a stable emulsion cannot be obtained, and the storage stability is also lowered. If it exceeds 100 parts by weight, the appearance and water resistance of the resulting coating film tend to decrease.
オルガノシリケート化合物(B)の乳化物に用いる水性媒体としては、水を必須成分として含有していればよく、他の有機溶剤を含有していても構わない。他の有機溶剤としては、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤およびケトン系溶剤などのうち水溶性の溶剤が挙げられるが、乳化物の安定性や環境の観点から有機溶剤は含有しない方が好ましい。 The aqueous medium used for the emulsion of the organosilicate compound (B) only needs to contain water as an essential component, and may contain other organic solvents. Other organic solvents include water-soluble solvents such as alcohol solvents, ether solvents, ester solvents, and ketone solvents, but those that do not contain organic solvents from the viewpoint of emulsion stability and environment. Is preferred.
オルガノシリケート化合物(B)の乳化物は、pHを6〜10に保つのが好ましい。この範囲外では、シリコン化合物の加水分解が起こりやすくなる。pH6以下では、加水分解が促進されるため、それに続く縮合反応も徐々に進行し、貯蔵安定性を保持できなくなる傾向がある。また、pH10を超えると乳化物が不安定になるだけでなく作業上の問題も生じる。 The emulsion of the organosilicate compound (B) preferably has a pH of 6-10. Outside this range, the silicon compound tends to hydrolyze. At pH 6 or lower, hydrolysis is promoted, so that the subsequent condensation reaction also proceeds gradually, and the storage stability tends not to be maintained. Moreover, when pH10 is exceeded, not only an emulsion will become unstable, but the problem on operation will also arise.
pHの調整、維持の方法あるいは順序については、特に限定しないが、乳化物作製時点から行うことが好ましい。pHの調整に用いる酸、塩基、pHの維持に用いる緩衝剤は、一般に使用されるものであれば、特に限定されないが、塩基としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物;アンモニア、有機アミン類など、緩衝剤としては、たとえば炭酸水素ナトリウム、リン酸水素2ナトリウムなどの炭酸塩、リン酸塩またはカルボン酸塩があげられる。これらのpH調整剤、緩衝剤において、アルカリ金属を含むものが好ましく、炭酸水素ナトリウムの使用がより好ましい。 The method or order for adjusting and maintaining the pH is not particularly limited, but it is preferably performed from the time of preparation of the emulsion. The acid used to adjust the pH, the base, and the buffer used to maintain the pH are not particularly limited as long as they are generally used. Examples of the base include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; Examples of buffers such as ammonia and organic amines include carbonates such as sodium hydrogen carbonate and disodium hydrogen phosphate, phosphates, and carboxylates. Among these pH adjusters and buffering agents, those containing an alkali metal are preferred, and the use of sodium bicarbonate is more preferred.
乳化液中のオルガノシリケート化合物の固形分濃度は、5〜60重量%が好ましく、10〜40重量%がより好ましい。固形分濃度が60重量%を超える場合には、乳化液の粘度が上昇、乳化安定性を損なう等の問題が生じる可能性があり、5重量%未満の場合には、得られる塗膜の膜厚が薄くなるなど、塗装作業性、塗膜性能低下の点で不利となる。 The solid content concentration of the organosilicate compound in the emulsion is preferably 5 to 60% by weight, more preferably 10 to 40% by weight. If the solid content concentration exceeds 60% by weight, the viscosity of the emulsion may increase, and problems such as impaired emulsion stability may occur. If it is less than 5% by weight, the resulting coating film This is disadvantageous in terms of coating workability and coating film performance degradation, such as a reduced thickness.
オルガノシリケート化合物の乳化物の作製は、上記の各成分と水性媒体を一般的な乳化方法により乳化することによる。乳化方法としては、オルガノシリケート化合物と界面活性剤を混合、これに水をゆっくりと添加し、油中水型乳化物から水中油型乳化物に相反転させる、いわゆる転相乳化法;各成分を混合後、また予備乳化後にディスパー、高圧ホモジナイザーなどで機械的に微分散する方法などがあげられる。 Preparation of the emulsion of the organosilicate compound is carried out by emulsifying the above components and the aqueous medium by a general emulsification method. As an emulsification method, an organosilicate compound and a surfactant are mixed, water is slowly added thereto, and the water-in-oil emulsion is phase-inverted from an oil-in-water emulsion, so-called phase inversion emulsification method; Examples thereof include a method of mechanically finely dispersing with a disper, a high-pressure homogenizer or the like after mixing or after preliminary emulsification.
(アルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物(C))
本発明では、アルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物をシクロデキストリンとの包接化合物(C)にして使用する。シクロデキストリンは環状構造をしており、その環状構造の内部にはヒドロキシル基がなく小さな化合物を包接できるぐらいの空孔があることから、親油性の化合物を包接できることが知られている。また、シクロデキストリンに包接された化合物は、系が親水性の場合にはシクロデキストリンに包接されたままであるが、系が親油性になるとシクロデキストリンから徐包され遊離することが知られている。アルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物はシクロデキストリンに包接されることによって、系が親水性である場合(貯蔵中、塗装前)は包接されたままで反応を促進させることはないが、系が親油性になった場合(塗装後)には徐包され反応を促進させるようになる。そのため、本発明の塗料組成物は、貯蔵中および塗装前には反応は進行しないが、塗装後には反応が進行しオルガノシリケート由来の優れた塗膜を与えることができる。
(Compound (C) that promotes hydrolysis and condensation of alkoxysilyl group)
In the present invention, a compound that promotes hydrolysis and condensation of an alkoxysilyl group is used as an inclusion compound (C) with cyclodextrin. It is known that cyclodextrins have a cyclic structure, and there are pores in the cyclic structure that do not have a hydroxyl group and can include small compounds, and therefore can include lipophilic compounds. Also, it is known that the compound encapsulated in cyclodextrin remains encapsulated in cyclodextrin when the system is hydrophilic, but is gradually encapsulated and released from cyclodextrin when the system becomes lipophilic. Yes. A compound that promotes hydrolysis / condensation of alkoxysilyl groups is included in cyclodextrin, so that when the system is hydrophilic (during storage and before coating), it does not accelerate the reaction. However, when the system becomes lipophilic (after coating), it is gradually wrapped to promote the reaction. For this reason, the reaction of the coating composition of the present invention does not proceed during storage and before coating, but the reaction proceeds after coating and can provide an excellent coating film derived from organosilicate.
アルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物とシクロデキストリンとの包接化合物(C)は、水溶液として得られる場合と結晶物として得られる場合があるが、本発明ではどちらの形状で使用しても構わない。 The inclusion compound (C) of the cyclodextrin and the compound that promotes hydrolysis / condensation of alkoxysilyl groups may be obtained as an aqueous solution or as a crystalline product. It doesn't matter.
(C)成分はオルガノシリケート化合物(B)100重量部に対し、0.05〜50重量部配合することができ、好ましくは0.05〜30重量部、更に好ましくは0.1〜20重量部である。配合量が0.05重量部未満では、耐汚染性付与の効果が低く、50重量部を超えると配合物の安定性が低下する。また、水性塗料に添加した場合にシクロデキストリンの存在量が多くなり、塗膜の耐水性や耐候性が低下する傾向にある。 Component (C) can be blended in an amount of 0.05 to 50 parts by weight, preferably 0.05 to 30 parts by weight, more preferably 0.1 to 20 parts by weight, per 100 parts by weight of organosilicate compound (B). It is. When the blending amount is less than 0.05 parts by weight, the effect of imparting stain resistance is low, and when it exceeds 50 parts by weight, the stability of the blend decreases. Further, when added to an aqueous paint, the amount of cyclodextrin increases, and the water resistance and weather resistance of the coating film tend to decrease.
シクロデキストリンには、環化したグルコースの数によりα型、β型、γ型、δ型、ε型があり、さらに、ヒドロキシプロピル基やメチル基、アセチル基などで置換されたものがあり市販されている。今回使用できるシクロデキストリンに制限はないが、入手のしやすさや価格から、α型、β型、γ型の各シクロデキストリンやヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン、メチル−β−シクロデキストリンが好ましい。また、α型、γ型のシクロデキストリンは水への溶解度が高く、包接化合物を合成し易いことから好ましい。 Cyclodextrins are available in α-type, β-type, γ-type, δ-type, and ε-type depending on the number of cyclized glucose, and those that are substituted with hydroxypropyl group, methyl group, acetyl group, etc. are also commercially available. ing. Although there is no restriction | limiting in the cyclodextrin which can be used this time, α-type, β-type, γ-type cyclodextrin, hydroxypropyl-β-cyclodextrin, and methyl-β-cyclodextrin are preferable from the viewpoint of availability and price. In addition, α-type and γ-type cyclodextrins are preferable because of their high solubility in water and easy synthesis of clathrate compounds.
本発明で使用可能なアルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物としては、酸性リン酸化合物、有機カルボン酸化合物、有機スルホン酸化合物、アミン化合物、テトラプロピルチタネートなどのチタン化合物、ジブチル錫ジラウレートなどの有機錫化合物、アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)などのアルミニウム化合物、ジルコニウムテトラキス(アセチルアセトナート)などのジルコニウム化合物、テトラブトキシハフニウムなどの金属アルコキシド類、および上記の酸性リン酸化合物、有機カルボン酸化合物、有機スルホン酸化合物等の酸性化合物の中和塩が挙げられる。これらの中では、酸性リン酸化合物、有機カルボン酸化合物、酸性リン酸化合物の中和塩、有機カルボン酸化合物の中和塩が好ましい。一般に、上記アルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物として知られる有機錫化合物などでは、包接後でも充分な機能性を付与したまま貯蔵安定性を確保することが難しい場合が多く好ましくない。 Examples of the compound that promotes hydrolysis / condensation of alkoxysilyl groups usable in the present invention include acidic phosphoric acid compounds, organic carboxylic acid compounds, organic sulfonic acid compounds, amine compounds, titanium compounds such as tetrapropyl titanate, and dibutyltin dilaurate. Organic tin compounds such as aluminum tris (acetylacetonate), zirconium compounds such as zirconium tetrakis (acetylacetonate), metal alkoxides such as tetrabutoxyhafnium, and the above acidic phosphate compounds, organic carboxylic acids And neutralized salts of acidic compounds such as compounds and organic sulfonic acid compounds. Among these, acidic phosphoric acid compounds, organic carboxylic acid compounds, neutralized salts of acidic phosphoric acid compounds, and neutralized salts of organic carboxylic acid compounds are preferable. In general, an organotin compound known as a compound that promotes hydrolysis / condensation of the alkoxysilyl group is not preferable because it is often difficult to ensure storage stability while providing sufficient functionality even after inclusion. .
酸性リン化合物としては、リンを含有する酸性化合物であり、ポリオキシアルキレン構造を有さないものが挙げられる。このような酸性リン化合物としては、たとえば、一般式(2)で示されるリン酸、酸性リン酸エステル、ホスホン酸または酸性ホスホン酸エステル、酸性リン酸基含有重合体、これらの縮合物、これらの部分中和塩、完全中和塩などが挙げられる。 Examples of the acidic phosphorus compound include phosphorus-containing acidic compounds that do not have a polyoxyalkylene structure. Examples of such acidic phosphorus compounds include phosphoric acid, acidic phosphoric acid ester, phosphonic acid or acidic phosphonic acid ester represented by the general formula (2), acidic phosphoric acid group-containing polymers, condensates thereof, these Partially neutralized salts, completely neutralized salts and the like can be mentioned.
Q
‖
R2 m(R3Q)nP(QH)3−m−n (2)
(上記式中、R2、R3は炭素数12以下のアルキル基、アルキレン基またはアラルキル基、Qは酸素または硫黄原子を示す。m、nは0〜2でありm+nが2以下である。R2またはR3は、mまたはnが2の場合、同一のものであっても、異なるものであっても構わない。R2、R3の炭素数の好ましい下限値は4、より好ましくは6、更に好ましくは8であり、好ましい上限値は12、より好ましくは10であり、最も好ましくは、炭素数8〜10である。)。
Q
‖
R 2 m (R 3 Q) n P (QH) 3-mn (2)
(In the above formula, R 2 and R 3 are an alkyl group having 12 or less carbon atoms, an alkylene group or an aralkyl group, Q represents an oxygen or sulfur atom, m and n are 0 to 2 and m + n is 2 or less. R 2 or R 3 may be the same or different when m or n is 2. The preferred lower limit of the number of carbon atoms of R 2 and R 3 is 4, more preferably 6, more preferably 8, and a preferable upper limit value is 12, more preferably 10, and most preferably 8 to 10 carbon atoms.
このような酸性リン酸化合物としては、たとえば、リン酸、メタリン酸、ピロリン酸等の無機リン酸化合物;モノプロピルホスフェート、モノ−イソプロピルホスフェート、モノブチルホスフェート、モノ−(2−エチルヘキシル)ホスフェート、モノオクチルホスフェート、モノデシルホスフェート、モノイソデシルホスフェート、モノラウリルホスフェート、モノ−(メタクリロキシエチル)ホスフェート、モノ−(アクリロキシエチル)ホスフェートジメチルホスフェート、ジエチルホスフェート、ジプロピルホスフェート、ジ−イソプロピルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジ−(2−エチルヘキシル)ホスフェート、ジ−(2−エチルヘキシル)ジチオホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジデシルホスフェート、ジイソデシルホスフェート、ジラウリルホスフェート、ジ−(メタクリロキシエチル)ホスフェート、ジ−(アクリロキシエチル)ホスフェートなどの酸性リン酸エステル;フェニルホスホン酸、2−エチルヘキシルホスホン酸モノ(2−エチルヘキシル)エステルなどのホスホン酸または酸性ホスホン酸エステル;リン酸あるいは酸性リン酸エステルとビスフェノールA型エポキシ樹脂などの多価エポキシドの反応物、モノ−(メタクリロキシエチル)ホスフェートと他のビニル単量体の共重合体などの酸性リン酸基含有重合体などがあげられる。これらの中では、中鎖のアルキル基を有するホスフェートが好ましく、具体的にはジ−(2−エチルヘキシル)ホスフェートやモノ−(2−エチルヘキシル)ホスフェートが包接されやすく、経済的であるために好ましい。 Examples of such acidic phosphoric acid compounds include inorganic phosphoric acid compounds such as phosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid; monopropyl phosphate, mono-isopropyl phosphate, monobutyl phosphate, mono- (2-ethylhexyl) phosphate, mono Octyl phosphate, monodecyl phosphate, monoisodecyl phosphate, monolauryl phosphate, mono- (methacryloxyethyl) phosphate, mono- (acryloxyethyl) phosphate dimethyl phosphate, diethyl phosphate, dipropyl phosphate, di-isopropyl phosphate, dibutyl phosphate , Di- (2-ethylhexyl) phosphate, di- (2-ethylhexyl) dithiophosphate, dioctyl phosphate, didecyl phosphate, dii Acid phosphate esters such as decyl phosphate, dilauryl phosphate, di- (methacryloxyethyl) phosphate, di- (acryloxyethyl) phosphate; phosphones such as phenylphosphonic acid, 2-ethylhexylphosphonic acid mono (2-ethylhexyl) ester Acid or acidic phosphonic acid ester; reaction product of phosphoric acid or acidic phosphoric acid ester and polyvalent epoxide such as bisphenol A type epoxy resin, copolymer of mono- (methacryloxyethyl) phosphate and other vinyl monomers, etc. Examples thereof include an acidic phosphate group-containing polymer. Among these, phosphates having a medium-chain alkyl group are preferable, and specifically, di- (2-ethylhexyl) phosphate and mono- (2-ethylhexyl) phosphate are easily included and are preferable because they are economical. .
一方、有機カルボン酸の具体例としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、オクチル酸、2−エチルヘキサン酸、ネオデカン酸、デカン酸、ドデカン酸、安息香酸、フタル酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、イタコン酸およびこれらの無水物がある。これらの中では、中鎖のアルキル基を有するカルボン酸が好ましく、具体的には2−エチルヘキサン酸やネオデカン酸、デカン酸が加水分解・縮合を促進する能力が高く、包接されやすく、経済的であるため好ましい。 On the other hand, specific examples of organic carboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, pentanoic acid, hexanoic acid, octylic acid, 2-ethylhexanoic acid, neodecanoic acid, decanoic acid, dodecanoic acid, benzoic acid, phthalic acid, There are fumaric acid, maleic acid, succinic acid, itaconic acid and their anhydrides. Among these, carboxylic acids having a medium-chain alkyl group are preferable. Specifically, 2-ethylhexanoic acid, neodecanoic acid, and decanoic acid have a high ability to promote hydrolysis and condensation, are easily included, and are economical. Therefore, it is preferable.
アルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物の使用量は、シクロデキストリンとの包接化合物(C)を製造する際の当量比で表すことができる。シクロデキストリン1モル当量に対して、加水分解・縮合を促進する化合物を0.2モル当量以上、1.5モル当量以下仕込み、包接化合物(C)を製造するのが好ましい。0.2モル当量未満では、加水分解・縮合を促進する化合物の量が少なく、未包接のシクロデキストリンが多く残るため経済的ではない。また1.5モル当量を超えると、包接していない加水分解・縮合を促進する化合物が生成する虞があり、塗料用組成物の貯蔵安定性が低下するため好ましくない。 The usage-amount of the compound which accelerates | stimulates hydrolysis / condensation of an alkoxy silyl group can be represented by the equivalent ratio at the time of manufacturing an inclusion compound (C) with a cyclodextrin. It is preferable to prepare a clathrate compound (C) by charging 0.2 mol equivalent or more and 1.5 mol equivalent or less of a compound that promotes hydrolysis / condensation with respect to 1 mol equivalent of cyclodextrin. If it is less than 0.2 molar equivalent, the amount of the compound that promotes hydrolysis / condensation is small, and a large amount of non-inclusion cyclodextrin remains, which is not economical. On the other hand, if it exceeds 1.5 molar equivalents, a compound that promotes hydrolysis / condensation that is not clathrated may be formed, which is not preferable because the storage stability of the coating composition decreases.
また、中和塩を形成する場合の塩基性化合物としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウムなどのアルカリ金属の水酸化物または炭酸塩;カルシウム、マグネシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属の水酸化物、酸化物または炭酸塩;アルミニウム、亜鉛、チタンなどの遷移金属塩;アンモニア;トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、トリプロピルアミン、ジブチルアミン、アミルアミン、1−アミノオクタン、2−アミノエタノール、2−ジメチルアミノエタノール、エチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、1−アミノ−2−プロパノール、2−アミノ−1−プロパノール、3−アミノ−1−プロパノール、1−ジメチルアミノ−2−プロパノール、3−ジメチルアミノ−1−プロパノール、2−プロピルアミノエタノール、ジエタノールアミン、エトキシプロピルアミン、アミノベンジルアルコール、モルホリン、N−メチルモルホリン、DBU等の有機アミン類などがあげられる。これらの中でもアンモニアが洗浄し易く経済的な点で好ましい。 In addition, as a basic compound for forming a neutralized salt, alkali metal hydroxides or carbonates such as lithium, sodium, potassium, cesium; alkaline earth metal hydroxides such as calcium, magnesium, barium , Oxides or carbonates; transition metal salts such as aluminum, zinc, titanium; ammonia; trimethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, tripropylamine, dibutylamine, amylamine, 1-aminooctane, 2-aminoethanol, 2- Dimethylaminoethanol, ethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol, 1-amino-2-propanol, 2-amino-1-propanol, 3-amino-1-propanol, 1-dimethylamino-2-propanol, 3-dimethylamino 1-propanol, 2-propyl-aminoethanol, diethanolamine, ethoxy propylamine, aminobenzyl alcohol, morpholine, N- methylmorpholine, and organic amines DBU and the like. Among these, ammonia is preferable because it is easy to clean and economical.
中和塩を形成するための塩基性化合物の使用量は、シクロデキストリンとの包接化合物(C)を製造する際の当量比で表すことができる。アルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物の仕込み量1モル当量に対して、1モル当量以下用いるのが好ましい。1モル当量を超えると遊離の塩基性化合物が存在することとなり、シリコン化合物(B)の反応を促進し、目的とする耐汚染性が得られなくなるため好ましくない。 The usage-amount of the basic compound for forming a neutralization salt can be represented by the equivalent ratio at the time of manufacturing an inclusion compound (C) with a cyclodextrin. It is preferable to use 1 mol equivalent or less with respect to 1 mol equivalent of the charged amount of the compound that promotes hydrolysis / condensation of the alkoxysilyl group. If it exceeds 1 molar equivalent, a free basic compound will be present, which accelerates the reaction of the silicon compound (B) and makes it impossible to obtain the desired contamination resistance.
アルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物とシクロデキストリンとの包接化合物(C)の製造方法は特に限定されないが、例えば、シクロデキストリンを溶解させた水性溶液に、加水分解・縮合を促進する化合物を添加攪拌し、生成した沈殿を濾別洗浄して乾燥させる方法がある。また、沈殿が生成しない場合には、濾別洗浄せず、その水溶液をそのまま用いても良い。 The method for producing the inclusion compound (C) of a cyclodextrin with a compound that promotes hydrolysis / condensation of alkoxysilyl groups is not particularly limited. For example, hydrolysis / condensation is promoted in an aqueous solution in which cyclodextrin is dissolved. There is a method in which the compound to be added is added and stirred, and the resulting precipitate is washed by filtration and dried. Further, when no precipitate is formed, the aqueous solution may be used as it is without washing by filtration.
上記の水性溶媒は特に限定されないが、水を含有していれば良く、その他の有機溶媒を含有していても構わない。その他の有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル類、クロロホルム、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類を挙げることができるが、含有しない方が好ましい。 Although said aqueous solvent is not specifically limited, What is necessary is just to contain water, and you may contain the other organic solvent. Other organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, ethers such as diethyl ether and diisopropyl ether, esters such as ethyl acetate and methyl acetate, halogenated hydrocarbons such as chloroform and methylene chloride, dimethyl Although amides such as formamide and dimethylacetamide can be mentioned, it is preferable not to contain them.
シクロデキストリンの水性溶液の濃度は、α型、β型、γ型などの環構造やその置換基によって水への溶解度が大きく異なる為、その目的とする温度の溶解度以下で設定することが好ましい。溶解度以上では、包接に寄与しない不溶のシクロデキストリンが存在するため経済的でない。 The concentration of the aqueous solution of cyclodextrin is preferably set below the solubility at the target temperature because the solubility in water varies greatly depending on the ring structure such as α-type, β-type and γ-type and its substituents. Above the solubility, it is not economical because insoluble cyclodextrins that do not contribute to inclusion are present.
シクロデキストリンの水性溶液を調製する際の温度や攪拌条件は特に限定されない。調製温度は、0℃以上100℃以下が好ましく、20℃以上60℃以下がさらに好ましい。また、適切な溶媒および溶媒量を選択すれば室温で溶解させることができ、室温が最も好ましい。攪拌速度および時間は特に限定されず、50rpmから1000rpmの攪拌速度で攪拌するのが好ましい。攪拌時間はシクロデキストリンが完全に溶解するまで攪拌を行えばよく、3分以上60分間以下攪拌するのが好ましい。 The temperature and stirring conditions for preparing the aqueous solution of cyclodextrin are not particularly limited. The preparation temperature is preferably 0 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and more preferably 20 ° C. or higher and 60 ° C. or lower. Moreover, if an appropriate solvent and solvent amount are selected, it can be dissolved at room temperature, and room temperature is most preferred. The stirring speed and time are not particularly limited, and stirring is preferably performed at a stirring speed of 50 rpm to 1000 rpm. Stirring may be performed until the cyclodextrin is completely dissolved, and stirring is preferably performed for 3 minutes to 60 minutes.
シクロデキストリンを溶解させた水性溶液に、加水分解・縮合を促進する化合物を添加する方法としては特に限定されないが、加水分解・縮合を促進する化合物が液体の場合はそのまま滴下するのが好ましい。加水分解・縮合を促進する化合物が固体である場合には、そのまま添加しても構わないが、予め固体を良溶媒に溶解した後にシクロデキストリン水性溶液に添加するのが、包接化合物中の不純物の量を少なくできるため好ましい。 A method for adding a compound that promotes hydrolysis / condensation to an aqueous solution in which cyclodextrin is dissolved is not particularly limited. However, when the compound that promotes hydrolysis / condensation is liquid, it is preferably dropped as it is. If the compound that promotes hydrolysis / condensation is a solid, it may be added as it is, but it may be added to the cyclodextrin aqueous solution after dissolving the solid in a good solvent in advance. This is preferable because the amount of can be reduced.
アルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物として、酸性リン酸化合物の中和塩および/または有機カルボン酸の中和塩を用いる場合には、シクロデキストリン溶液に加水分解・縮合を促進する化合物を添加し、包接化合物を調製した後に、中和塩を形成するための塩基性化合物を添加攪拌するのが好ましい。加水分解・縮合を促進する化合物を添加する前に塩基性化合物を添加すると、加水分解・縮合を促進する化合物の包接が阻害され塗料用組成物の貯蔵安定性に影響を与えるため好ましくない。 Compound that promotes hydrolysis / condensation in cyclodextrin solution when neutralization salt of acidic phosphoric acid compound and / or neutralization salt of organic carboxylic acid is used as compound that promotes hydrolysis / condensation of alkoxysilyl group It is preferable to add a basic compound for forming a neutralized salt and to stir after the inclusion compound is prepared. It is not preferable to add a basic compound before adding a compound that promotes hydrolysis / condensation, because the inclusion of the compound that promotes hydrolysis / condensation is hindered and affects the storage stability of the coating composition.
アルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物、もしくは、アルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物および塩基性化合物を添加した後の攪拌条件は、特に限定されないが、0℃以上100℃以下が好ましく、20℃以上60℃以下がさらに好ましく、室温が最も好ましい。また、攪拌速度および時間は特に限定されず、50rpmから1000rpmの攪拌速度で、3分以上60分間以下攪拌するのが好ましい。 Stirring conditions after adding the compound that promotes hydrolysis / condensation of the alkoxysilyl group or the compound that promotes hydrolysis / condensation of the alkoxysilyl group and the basic compound are not particularly limited, but are 0 ° C. or more and 100 ° C. The following is preferable, 20 ° C to 60 ° C is more preferable, and room temperature is most preferable. Further, the stirring speed and time are not particularly limited, and it is preferable to stir for 3 minutes to 60 minutes at a stirring speed of 50 rpm to 1000 rpm.
生成した沈殿を濾別洗浄する方法は特に限定されず、公知の方法で行えばよい。例えば、濾紙や吸引漏斗を用いて濾過し沈殿を水で洗浄する方法や、遠心分離した後に上澄みを捨て、また新たに水を加え遠心分離し洗浄する方法等が挙げられる。 A method for filtering and washing the produced precipitate is not particularly limited, and may be performed by a known method. For example, a method of filtering using a filter paper or a suction funnel and washing the precipitate with water, a method of centrifuging, discarding the supernatant, adding new water, centrifuging and washing, and the like can be mentioned.
洗浄した沈殿を乾燥させる方法は特に限定されず、公知の乾燥方法で行えばよく、通常の乾燥機や減圧乾燥機を用いる方法が挙げられる。包接化合物(C)は加熱すると分解する虞があるため、室温で減圧乾燥するのが好ましい。 A method for drying the washed precipitate is not particularly limited, and may be a known drying method, and examples thereof include a method using a normal dryer or a vacuum dryer. Since the clathrate compound (C) may be decomposed when heated, it is preferably dried under reduced pressure at room temperature.
本発明の水性一液型塗料用樹脂組成物の配合形態については、主剤と硬化剤を分ける必要はなく、合成樹脂エマルジョン(A)とオルガノシリケート化合物(B)の乳化物、アルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物とシクロデキストリンとの包接化合物(C)を混合した1液型の配合形態が可能である。本発明の水性一液型塗料用樹脂組成物の貯蔵安定性は良好で、(A)成分、(B)成分の乳化物、(C)成分を混合した状態で40℃1ヶ月間安定であり、塗膜の物性の低下は起こらない。 Regarding the blending form of the resin composition for aqueous one-component paints of the present invention, it is not necessary to separate the main agent and the curing agent, the emulsion of the synthetic resin emulsion (A) and the organosilicate compound (B), the hydrolysis of the alkoxysilyl group. A one-pack type blending form in which an inclusion compound (C) of a compound that promotes decomposition / condensation and cyclodextrin is mixed is possible. The storage stability of the resin composition for aqueous one-component paints of the present invention is good, and it is stable at 40 ° C. for one month in a state where the component (A), the emulsion of the component (B), and the component (C) are mixed. The physical properties of the coating film do not deteriorate.
本発明に使用できる合成樹脂のエマルジョンに、必要に応じて、通常塗料に用いられる顔料(二酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、カオリンなどの白色顔料、カーボン、ベンガラ、シアニンブルーなどの有色系顔料)が使用できる。二酸化チタンは顔料のなかでも最も使用量が多く重要である。アルミナ、ジルコニアにより表面処理された二酸化チタンを用いることにより光沢、耐候性が向上する。また、造膜助剤、コロイダルシリカ、可塑剤、溶剤、分散剤、増粘剤、消泡剤、防腐剤、防かび剤、防藻剤、紫外線吸収剤、光安定剤などの通常の塗料用成分として使用される添加剤を配合することもできる。 If necessary, pigments that are usually used in paints (white pigments such as titanium dioxide, calcium carbonate, barium carbonate, kaolin, and colored pigments such as carbon, bengara, and cyanine blue) are used in the synthetic resin emulsion that can be used in the present invention. Can be used. Titanium dioxide is the most used and important among the pigments. Gloss and weather resistance are improved by using titanium dioxide surface-treated with alumina or zirconia. Also for ordinary coatings such as film-forming aids, colloidal silica, plasticizers, solvents, dispersants, thickeners, antifoaming agents, antiseptics, fungicides, algaeproofing agents, ultraviolet absorbers, light stabilizers, etc. Additives used as ingredients can also be blended.
本発明の耐汚染性が付与された水性塗料は、例えば建築内外装用、アルミニウム、ステンレスなどの金属直塗用、スレート、コンクリート、瓦、モルタル、石膏ボード、石綿スレート、アスベストボード、プレキャストコンクリート、軽量気泡コンクリート、硅酸カルシウム板、タイル、レンガなどの窯業系直塗用、ガラス用、天然大理石、御影石等の石材用の塗料あるいは上面処理剤として用いられる。 The water-based paint imparted with stain resistance of the present invention is, for example, for interior and exterior of buildings, for direct coating of metals such as aluminum and stainless steel, slate, concrete, roof tile, mortar, gypsum board, asbestos slate, asbestos board, precast concrete, lightweight It is used as a paint or top treatment for ceramic materials such as cellular concrete, calcium oxalate plates, tiles and bricks, glass, natural marble, granite and other stone materials.
また、直塗用だけでなく、水系あるいは溶剤系プライマー上、アクリルゴム上、複層仕上塗材のトップコート、可とう形改修用仕上塗材のトップコート、コンクリート等の無機系基材に水系あるいは溶剤系浸透性吸水防止材上の塗装にも用いられる。 In addition to direct coating, water-based or solvent-based primer, acrylic rubber, multi-layer finishing top coat, flexible top finishing coating, concrete-based inorganic base materials such as concrete Alternatively, it can be used for coating on a solvent-based permeable water absorption preventing material.
以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited thereto.
(アクリル系樹脂エマルジョンの製造例1)
撹拌機、還流冷却器、窒素ガス導入管および滴下ロートを備えた反応容器に、初期仕込みとして脱イオン水41.7重量部、ネオコールP(第一工業製薬(株)製:有効成分75%)0.08重量部、5%炭酸水素ナトリウム水溶液0.25重量部を仕込み、窒素ガスを導入しつつ50℃に昇温した。昇温後、7%t−ブチルハイドロパーオキサイド水溶液0.5重量部、20%Bruggolite FF−6水溶液0.27重量部、0.10%硫酸第一鉄・7水和物と0.40%エチレンジアミン四酢酸二ナトリウムの混合水溶液0.35部を添加し、1段目として表1の(Em−1)コア部に示すモノマー混合物50重量部にとしてネオコールP 1.0重量部、アデカリアソープER−20((株)ADEKA製:有効成分75%)0.8重量部および脱イオン水20.0重量部を加え乳化したモノマー乳化液を260分かけて等速追加した。その間、7%t−ブチルハイドロパーオキサイド水溶液0.55重量部および2.5%Bruggolite FF−6水溶液0.43重量部を3回に分けて添加した。モノマー乳化液追加終了後、1時間後重合を行った。
(Production Example 1 of Acrylic Resin Emulsion)
Into a reaction vessel equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen gas introduction tube and dropping funnel, 41.7 parts by weight of deionized water as an initial charge, Neocor P (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: 75% active ingredient) 0.08 weight part, 0.25 weight part of 5% sodium hydrogencarbonate aqueous solution was prepared, and it heated up at 50 degreeC, introduce | transducing nitrogen gas. After the temperature rise, 0.5 parts by weight of 7% t-butyl hydroperoxide aqueous solution, 0.27 parts by weight of 20% Bruggolite FF-6 aqueous solution, 0.10% ferrous sulfate and heptahydrate and 0.40% Add 0.35 parts of a mixed aqueous solution of ethylenediaminetetraacetic acid disodium and add 1.0 part by weight of Neocor P as the first part and 50 parts by weight of the monomer mixture shown in the (Em-1) core part of Table 1 as the first stage. A monomer emulsion obtained by adding 0.8 parts by weight of ER-20 (manufactured by ADEKA: 75% active ingredient) and 20.0 parts by weight of deionized water and emulsifying the mixture was added at a constant rate over 260 minutes. Meanwhile, 0.55 parts by weight of 7% t-butyl hydroperoxide aqueous solution and 0.43 parts by weight of 2.5% Bruggolite FF-6 aqueous solution were added in three portions. Polymerization was performed after 1 hour after the addition of the monomer emulsion was completed.
さらに、7%t−ブチルハイドロパーオキサイド水溶液0.15重量部、2.5%Bruggolite FF−6水溶液0.55重量部および0.10%硫酸第一鉄・7水和物と0.40%エチレンジアミン四酢酸二ナトリウムの混合水溶液0.35部を添加し、2段目として表1(Em−1)のシェル部に示すモノマー混合物50重量部にネオコールP 1.0重量部、アデカリアソープER−20 0.2重量部および脱イオン水20.0重量部を加え乳化したモノマー乳化液を200分かけて等速追加した。その間、7%t−ブチルハイドロパーオキサイド水溶液0.6重量部および2.5%Bruggolite FF−6水溶液0.85重量部を4回に分けて添加した。モノマー乳化液追加終了後、1.5時間後重合を行った。得られたエマルジョンに5%炭酸水素ナトリウム水溶液5.5部を添加後、脱イオン水で固形部50%に調整しアクリル系樹脂エマルジョン(Em−1)を得た。 Further, 0.15 parts by weight of 7% t-butyl hydroperoxide aqueous solution, 0.55 parts by weight of 2.5% Bruggolite FF-6 aqueous solution, and 0.40% with 0.10% ferrous sulfate heptahydrate. Add 0.35 parts of a mixed aqueous solution of ethylenediaminetetraacetic acid disodium, and in the second stage, add 50 parts by weight of the monomer mixture shown in the shell part of Table 1 (Em-1) to 1.0 part by weight of Neocol P -20 0.2 parts by weight and deionized water 20.0 parts by weight were added and the emulsified monomer emulsion was added at a constant rate over 200 minutes. Meanwhile, 0.6 part by weight of 7% t-butyl hydroperoxide aqueous solution and 0.85 part by weight of 2.5% Bruggolite FF-6 aqueous solution were added in four portions. After completion of the addition of the monomer emulsion, polymerization was carried out 1.5 hours later. After adding 5.5 parts of 5% aqueous sodium hydrogen carbonate solution to the resulting emulsion, the solid part was adjusted to 50% with deionized water to obtain an acrylic resin emulsion (Em-1).
(アクリル系樹脂エマルジョンの製造例2)
製造例1のコア部、シェル部の各モノマーを表1の(Em−2)に変更する以外は、製造例1と同様にして、初期仕込み界面活性剤、モノマー乳化用界面活性剤を有効成分が同じ重量となるように表1に示す界面活性剤に変更し、使用する脱イオン水量を調整して樹脂固形分が50重量%のアクリル系樹脂エマルジョン(Em−2)を得た。
(Production Example 2 of Acrylic Resin Emulsion)
In the same manner as in Production Example 1 except that each monomer in the core part and shell part in Production Example 1 is changed to (Em-2) in Table 1, the initial charge surfactant and the surfactant for monomer emulsification are active ingredients. The surfactant was changed to the surfactant shown in Table 1 so as to have the same weight, and the amount of deionized water used was adjusted to obtain an acrylic resin emulsion (Em-2) having a resin solid content of 50% by weight.
メタクリレート100:ポリオキシエチレン鎖含有親水性ビニル系単量体(日本乳化剤(株)製)
ブレンマーPE200:ポリオキシエチレン鎖含有親水性ビニル系単量体(日油(株)製)
(塗料の作成)
合成した樹脂エマルジョンを用い、表2の顔料ペーストを用いて、表3に示す配合処方(重量部)で塗料を作製した(AS−1および2)
Methacrylate 100: Polyoxyethylene chain-containing hydrophilic vinyl monomer (Nippon Emulsifier Co., Ltd.)
BLEMMER PE200: Polyoxyethylene chain-containing hydrophilic vinyl monomer (manufactured by NOF Corporation)
(Creation of paint)
Using the synthesized resin emulsion, paints were prepared using the pigment paste of Table 2 with the formulation (parts by weight) shown in Table 3 (AS-1 and 2).
(オルガノシリケート乳化物の製造方法:製造例1〜3)
撹拌機、還流冷却器、滴下漏斗を備えた容器に、表4に示すオルガノシリケート化合物30重量部とネオコールSW−C(第一工業製薬(株)製:有効成分70%、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム塩)10重量部、ハイテノールXJ−630S(第一工業製薬(株)製:有効成分30%、ポリオキシアルキレンデシルエーテル硫酸エステルナトリウム塩)5重量部を混合し、攪拌しながら、脱イオン水を55重量部を滴下して、有効固形分濃度30%のオルガノシリケート化合物の乳化物(B−1)を得た。目視にて分離・沈降がないことを確認した。
(Method for producing organosilicate emulsion: Production Examples 1 to 3)
In a container equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a dropping funnel, 30 parts by weight of an organosilicate compound shown in Table 4 and Neocor SW-C (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: active ingredient 70%, sodium dialkylsulfosuccinate) ) 10 parts by weight, Hytenol XJ-630S (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: active ingredient 30%, polyoxyalkylene decyl ether sulfate sodium salt) is mixed and mixed with deionized water while stirring. 55 parts by weight were dropped to obtain an emulsion (B-1) of an organosilicate compound having an effective solid content concentration of 30%. It was confirmed visually that there was no separation / sedimentation.
同様にして、有効固形分濃度30%のオルガノシリケート化合物の乳化物(B−2および3)を得た。 Similarly, emulsions (B-2 and 3) of organosilicate compounds having an effective solid content concentration of 30% were obtained.
シリケート40: エチルシリケート部分加水分解縮合物(シリカ残量比率40%)(多摩化学工業(株)製)
シリケート45: エチルシリケート部分加水分解縮合物(シリカ残量比率45%)(多摩化学工業(株)製)
ノイゲンGIS320:トリイソステアリン酸PEG−20グリセリン(有効成分100%)(第一工業製薬(株)製)
Silicate 40: Ethyl silicate partially hydrolyzed condensate (silica residual ratio 40%) (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd.)
Silicate 45: ethyl silicate partial hydrolysis condensate (silica residual ratio 45%) (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd.)
Neugen GIS320: PEG-20 glycerin triisostearate (active ingredient 100%) (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
(シクロデキストリン包接化合物の製造方法:製造例1〜3)
撹拌機、還流冷却器、滴下漏斗を備えた容器に表5に示すように、シクロデキストリンを秤量し、純水を添加攪拌して溶解液を得た。さらに、アルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物を滴下攪拌し沈殿生成物を得た。得られた沈殿生成物を濾別し、水洗により残存のシクロデキストリンを除去、さらに減圧乾燥し、目的の包接化合物(C−1および3)を各収量で得た。
(Method for producing cyclodextrin inclusion compound: Production Examples 1 to 3)
As shown in Table 5, cyclodextrin was weighed in a container equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a dropping funnel, and pure water was added and stirred to obtain a solution. Furthermore, the compound which accelerates | stimulates hydrolysis and condensation of an alkoxy silyl group was dripped and stirred, and the precipitation product was obtained. The resulting precipitated product was filtered off, the remaining cyclodextrin was removed by washing with water, and further dried under reduced pressure to obtain the desired clathrate compounds (C-1 and 3) in respective yields.
また、濾別前の包接化合物(C−1)に対して、28%アンモニア水0.3gを添加攪拌した。充分な攪拌後には、乳白色の溶液が得られた。得られた乳白色の包接化合物含有水溶液を(C−2)とした。 In addition, 0.3 g of 28% aqueous ammonia was added to the clathrate compound (C-1) before filtration and stirred. After thorough stirring, a milky white solution was obtained. The obtained milky white clathrate-containing aqueous solution was defined as (C-2).
A−208:ジ−(2−エチルヘキシル)ホスフェート(堺化学(株)製) A-208: Di- (2-ethylhexyl) phosphate (manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.)
(物性評価)
・塗膜作製
表6に示す各成分を順次配合し、1000rpmにて5分間攪拌し、一液型耐汚染性付与塗料用組成物を作成した。作成3時間後および密閉状態で40℃にて1ヶ月保存した後の一液塗料をそれぞれ6ミルのアプリケーターでガラス板に塗装し、7日間室温で養生した。その後、水に14日間浸漬、室温乾燥後に塗膜の水接触角を測定した。結果を表6に示す。
(Evaluation of the physical properties)
-Coating-film preparation Each component shown in Table 6 was mix | blended in order, and it stirred for 5 minutes at 1000 rpm, and created the composition for one-pack type stain resistance imparting coating materials. One-component paint after 3 hours of preparation and after storage for 1 month at 40 ° C. in a sealed state was applied to a glass plate with a 6 mil applicator and cured at room temperature for 7 days. Then, the water contact angle of the coating film was measured after being immersed in water for 14 days and dried at room temperature. The results are shown in Table 6.
尚、比較例1の貯蔵後は、塗料の粘度上昇が大きく塗装するに至らなかった。 In addition, after the storage of the comparative example 1, the viscosity increase of the coating material was not large and it did not come to paint.
・塗膜の水接触角の測定
協和界面科学(株)製接触角測定機CA−S150を使用し、純水の接触角を測定した。値が低いほど表面親水性が高く、耐汚染性に優れることを示し、70°以下であれば実際の屋外暴露試験での耐汚染性の効果が顕著となる傾向がある。特に水浸漬後の値は、降雨後の状態を想定しており、この値が低いことは、表面親水性の耐久性、持続性が高く、長期にわたる耐汚染性の効果が顕著となる傾向がある。
-Measurement of water contact angle of coating film Using Kyowa Interface Science Co., Ltd. contact angle measuring machine CA-S150, the contact angle of pure water was measured. The lower the value, the higher the surface hydrophilicity and the better the stain resistance. If it is 70 ° or less, the effect of the stain resistance in the actual outdoor exposure test tends to be remarkable. In particular, the value after water immersion assumes the state after rain, and this low value tends to have a high durability and long-lasting surface hydrophilic property, and a long-term antifouling effect tends to be prominent. is there.
実施例1〜5は、一液型水性塗料組成物を40℃、1ヶ月貯蔵した後の白エナメル塗膜で水浸漬後の水接触角が66°〜70°であり、実際の屋外曝露試験において、耐汚染性の効果が得られると考えられる表面親水性の値を、貯蔵後においても満足するものであった。 In Examples 1 to 5, the water contact angle after water immersion in a white enamel coating film after storing the one-pack type aqueous coating composition at 40 ° C. for 1 month is 66 ° to 70 °, and an actual outdoor exposure test In this case, the surface hydrophilicity value, which is considered to have a stain resistance effect, was satisfied even after storage.
これに対して比較例1では、初期の接触角は63°と良好なものの、貯蔵中に塗料の粘度が上昇し充分な貯蔵安定性が得られなかった。 On the other hand, in Comparative Example 1, although the initial contact angle was as good as 63 °, the viscosity of the paint increased during storage, and sufficient storage stability was not obtained.
また比較例2では、初期の接触角が59°と良好で、貯蔵後も塗料の著しい増粘も見られなかったが、水接触角が85°と充分な親水性を発現するに至らなかった。 In Comparative Example 2, the initial contact angle was as good as 59 °, and the paint did not significantly thicken even after storage, but the water contact angle was 85 ° and sufficient hydrophilicity was not exhibited. .
以上のように本発明の一液型水性塗料組成物は、良好な表面親水性およびその貯蔵安定性を有していることが確認され、耐汚染性に優れた塗膜を与える一液型水性塗料組成物として有用であることが確認された。
As described above, the one-component aqueous coating composition of the present invention is confirmed to have good surface hydrophilicity and its storage stability, and provides a one-component aqueous coating that provides a coating film with excellent stain resistance. It was confirmed to be useful as a coating composition.
Claims (10)
(B)一般式(1)で示されるオルガノシリケート化合物またはその部分加水分解縮合物:
Si−(OR1)4 (1)
(式中、R1は同じかまたは異なり、炭素数1〜10のアルキル基、アリール基およびアラルキル基からなる群より選ばれる1価の炭化水素基であり、少なくとも一つが炭素数1〜4のアルキル基である)
(C)アルコキシシリル基の加水分解・縮合を促進する化合物とシクロデキストリンとの包接化合物
を含有する水性一液型耐汚染性付与塗料用樹脂組成物。 (A) Synthetic resin emulsion (B) Organosilicate compound represented by the general formula (1) or a partially hydrolyzed condensate thereof:
Si- (OR 1 ) 4 (1)
Wherein R 1 is the same or different and is a monovalent hydrocarbon group selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group and an aralkyl group, at least one having 1 to 4 carbon atoms An alkyl group)
(C) An aqueous one-component antifouling coating resin composition containing an inclusion compound of cyclodextrin and a compound that promotes hydrolysis / condensation of alkoxysilyl groups.
The coating film obtained by apply | coating the resin composition for coating materials in any one of Claim 1 to 9.
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