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JP5713502B2 - Water-based paint composition - Google Patents

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JP5713502B2
JP5713502B2 JP2011192173A JP2011192173A JP5713502B2 JP 5713502 B2 JP5713502 B2 JP 5713502B2 JP 2011192173 A JP2011192173 A JP 2011192173A JP 2011192173 A JP2011192173 A JP 2011192173A JP 5713502 B2 JP5713502 B2 JP 5713502B2
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Description

本発明はウレタン結合を有するエチレン性不飽和モノマー、イミド結合を有するエチレン性不飽和モノマー、及びウレア結合を有するエチレン性不飽和モノマーの中から選ばれる一種以上の水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)を共重合モノマーとして含有していることを特徴とする熱硬化性アクリル樹脂組成物及び該熱硬化性アクリル樹脂組成物と疎水性相互作用を示す増粘剤を含んでなる水性塗料組成物に関する。   The present invention is a nitrogen-containing unsaturated compound having at least one hydrogen bond selected from an ethylenically unsaturated monomer having a urethane bond, an ethylenically unsaturated monomer having an imide bond, and an ethylenically unsaturated monomer having a urea bond. A thermosetting acrylic resin composition comprising a monomer (A) as a copolymerization monomer, and a water-based paint comprising a thickener exhibiting a hydrophobic interaction with the thermosetting acrylic resin composition Relates to the composition.

水性塗料とは水を主たる希釈媒体(溶媒又は分散媒)として用いる塗料を指すものであり、従来多用されていた溶剤型塗料に比べ溶剤の大気中への揮散による環境汚染が少ないことから近年広く用いられて来ている。   Water-based paints refer to paints that use water as the main dilution medium (solvent or dispersion medium), and have been widely used in recent years due to less environmental pollution due to volatilization of solvents into the atmosphere compared to solvent-based paints that have been widely used in the past. It has been used.

しかし水性塗料は有機溶剤に比して水の揮発が遅いため、塗装時の塗着塗膜固形分濃度の上昇に伴なう粘度増加がおそく、垂直塗装面の塗膜タレや異種塗料の塗り重ね(ウェットオンウェット)時の混層が起こりやすいという弱点があった。これらの弱点は塗膜の外観品質を低下させ、塗装された物体の商品価値を損なうことにつながる。   However, since water-based paints are slower to volatilize water than organic solvents, the viscosity increases with the increase in the solid concentration of the paint film during painting. There was a weak point that a mixed layer was likely to occur during layering (wet-on-wet). These weak points reduce the appearance quality of the coating film and lead to the loss of the commercial value of the painted object.

そのため塗料(塗液)の流動特性を調整する工夫(=レオロジーコントロール)、特に塗装後の粘度を高めるための様々な工夫がなされてきた。   For this reason, various devices have been devised (= rheology control) for adjusting the flow characteristics of the paint (coating liquid), particularly for increasing the viscosity after coating.

問題となる塗着塗膜のタレやウェット塗膜の混層は速度の遅い変位であり、このときには粘度が高いことが好ましい。一方スプレーやハケなどにより塗料を塗装することは速度の早い変位であり、このときにはスプレー時の塗料微粒化やハケ塗装時のノビ等のために粘度が低いことが好ましい。即ち塗料(塗液)がこの様に速度に応じて粘度が変化するような流動特性を示すことが好ましいと考えられている。そして好ましい流動特性を実現するための様々な技術が従来から知られている。
本発明はアクリル樹脂をバインダーとする塗料に関するものであるが、この様な塗料系に対して従来知られている流動特性改善技術について述べる。
The sagging of the coating film and the mixed layer of the wet coating film in question are slow displacements, and at this time, it is preferable that the viscosity is high. On the other hand, applying a paint by spraying or brushing is a fast displacement, and at this time, it is preferable that the viscosity is low due to the atomization of paint at the time of spraying and the rusting at the time of brushing. That is, it is considered preferable that the paint (coating liquid) exhibits such flow characteristics that the viscosity changes according to the speed. Various techniques for realizing favorable flow characteristics have been conventionally known.
The present invention relates to a paint using an acrylic resin as a binder, and a flow characteristic improving technique conventionally known for such a paint system will be described.

まず、バインダーであるアクリル樹脂について述べる。従来アクリル樹脂は水性塗料組成物の代表的なバインダーの一つとして広く用いられて来た。中でも水素結合性モノマーを共重合したアクリル樹脂は、水性塗料に用いた場合に樹脂分子間の水素結合により増粘効果を示すことから、レオロジーコントロール性(以降「レオコン性」と称する)を持つバインダーとして好ましく用いられている。例えば特許文献1にはウレア結合を有するエチレン性不飽和モノマーを共重合した重合体を含有する感熱ゲル化性エマルジョンが開示されている。ここではウレア結合を有するエチレン性不飽和モノマーが水素結合性モノマーである。   First, an acrylic resin as a binder will be described. Conventionally, acrylic resins have been widely used as one of typical binders for water-based coating compositions. Among them, acrylic resins copolymerized with hydrogen-bonding monomers exhibit a thickening effect due to hydrogen bonding between resin molecules when used in water-based paints, and therefore have a rheology control property (hereinafter referred to as “rhecon properties”). Is preferably used. For example, Patent Document 1 discloses a heat-sensitive gelling emulsion containing a polymer obtained by copolymerizing an ethylenically unsaturated monomer having a urea bond. Here, the ethylenically unsaturated monomer having a urea bond is a hydrogen bonding monomer.

特許文献2には「水素結合性モノマーとは水素結合性官能基を有するモノマーであり、例えば、水酸基、カルボン酸、アミノ基、スルホン酸、アミド基などを有するモノマーである」との記載があり、また特許文献3には「水素結合性官能基とは、アルコール性水酸基、フェノール性水酸基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシル基などの官能基の他に、アミド結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、イミド結合、エーテル結合等の構造も含むものとする」との記載もあり、水素結合性官能基を含むもしくは水素結合性を示す構造をもつ水素結合性モノマーは非常に多岐に渡り存在し、それを1種以上共重合したアクリル樹脂はこれまでに多く開示されている。   Patent Document 2 has a description that “a hydrogen bonding monomer is a monomer having a hydrogen bonding functional group, for example, a monomer having a hydroxyl group, a carboxylic acid, an amino group, a sulfonic acid, an amide group”. In addition, Patent Document 3 discloses that “hydrogen bondable functional groups include alcoholic hydroxyl groups, phenolic hydroxyl groups, amino groups, carbonyl groups, carboxyl groups, amide bonds, ester bonds, carbonate bonds, urethanes. There is also a description of `` including a structure such as a bond, an imide bond, an ether bond, etc. '', and there are a wide variety of hydrogen-bonding monomers having a hydrogen-bonding functional group or a structure exhibiting hydrogen bondability, Many acrylic resins obtained by copolymerizing one or more of these have been disclosed so far.

特に、水素結合性を示し、かつ自己硬化性を持つモノマーを共重合したアクリル樹脂が知られている。かかるモノマーとして特許文献4ではN−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−i−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等のアクリルアミド誘導体を共重合したアクリル樹脂をバインダーとする水性塗料が開示されている。これらモノマーによりバインダーが自己硬化性を持つことにより塗料の加熱硬化時の架橋による粘度上昇が生じタレや混層が抑制されるという効果を得ることができる。   In particular, an acrylic resin obtained by copolymerizing a monomer exhibiting hydrogen bonding and self-curing property is known. Patent Document 4 discloses such monomers as N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N-methoxyethyl (meth) acrylamide, Nn-butoxymethyl (meth) acrylamide, Ni-butoxymethyl (meth) acrylamide, and N-methylol. An aqueous paint using an acrylic resin copolymerized with an acrylamide derivative such as (meth) acrylamide as a binder is disclosed. Since the binder has self-curing properties due to these monomers, an increase in viscosity due to cross-linking during heat curing of the paint occurs, and an effect of suppressing sagging and mixed layers can be obtained.

しかし上記アクリルアミド系モノマーは親水性が高く塗膜の耐水性が劣る場合があり、また、塗膜の加熱硬化時に熱黄変する場合がある等の問題点があった。   However, the acrylamide monomer has problems such as high hydrophilicity and poor water resistance of the coating film, and thermal yellowing when the coating film is heated and cured.

この点について、本発明者らはウレタン結合を有するエチレン性不飽和モノマー、イミド結合を有するエチレン性不飽和モノマー、及びウレア結合を有するエチレン性不飽和モノマーの中から選ばれる一種以上の水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)を共重合モノマーとして含有していることを特徴とする熱硬化性アクリル樹脂組成物によれば上記課題を解決することが出来ることを見出している。この熱硬化性アクリル樹脂をバインダーとする水性塗料組成物はレオコン性と硬化性の両方を満たしている。   In this regard, the present inventors have one or more hydrogen bonding properties selected from an ethylenically unsaturated monomer having a urethane bond, an ethylenically unsaturated monomer having an imide bond, and an ethylenically unsaturated monomer having a urea bond. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by a thermosetting acrylic resin composition characterized in that it contains a nitrogen-containing unsaturated monomer (A) having the above as a copolymerization monomer. The water-based coating composition using the thermosetting acrylic resin as a binder satisfies both the rheocon properties and the curability.

だが、ウレタン結合を有するエチレン性不飽和モノマー、イミド結合を有するエチレン性不飽和モノマー、及びウレア結合を有するエチレン性不飽和モノマーの中から選ばれる一種以上の水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)を共重合モノマーとして含有している熱硬化性アクリル樹脂をバインダーとする新規な水性塗料組成物はハジキ・ヘコミに対する抵抗性にやや欠ける場合があることがその後見出された。これは塗着塗膜の粘度増加がまだ不充分であり、塗装時や焼付け前のセッティング時に環境中から混入した微量の低極性汚染物質に起因する局所的異常フロー、即ち塗膜表面の点状のハジキ、ヘコミが生じると考えられる。   However, a nitrogen-containing unsaturated monomer having one or more hydrogen bonds selected from an ethylenically unsaturated monomer having a urethane bond, an ethylenically unsaturated monomer having an imide bond, and an ethylenically unsaturated monomer having a urea bond. It was subsequently found that a novel aqueous coating composition containing a thermosetting acrylic resin containing (A) as a copolymerization monomer may be somewhat lacking in resistance to repellency and dents. This is because the viscosity increase of the coated film is still insufficient, and the local abnormal flow caused by a small amount of low-polarity contaminants mixed in from the environment during painting or setting before baking, i.e. dot-like on the coating surface. It is thought that cissors and dents occur.

次に塗料用添加剤について述べる。従来水性塗料の添加剤として様々な流動調整剤(レオコン剤)が知られている。非特許文献1には各種の塗料用添加剤が紹介されており、その第4章に「粘性を制御する揺変剤」として本発明の目的に添うような流動調整剤が紹介されている。なかでもポリアクリル酸系化合物、ポリウレタン系化合物、ポリアマイド系化合物、ウレタン−ウレア系化合物はいずれも水性塗料に用いられたときバインダー樹脂、とくにエマルション粒子と相互作用を示し優れた増粘作用を示しタレの抑制に有効であることが記載されている。しかし水性塗料のハジキ、ヘコミといった表面欠陥を抑制する手段としてレオコン剤を利用することについては触れられていない。   Next, paint additives will be described. Conventionally, various flow control agents (reocon agents) are known as additives for water-based paints. Non-Patent Document 1 introduces various additives for paints, and Chapter 4 introduces a flow regulator that meets the purpose of the present invention as a “thixotropic agent for controlling viscosity”. Of these, polyacrylic acid compounds, polyurethane compounds, polyamide compounds, and urethane-urea compounds all interact with binder resins, especially emulsion particles, when used in water-based paints, exhibiting excellent thickening effects. It is described that it is effective in suppressing the above. However, there is no mention of using a rheocon agent as a means for suppressing surface defects such as repellency and dents in water-based paints.

特開2005−213396号公報JP 2005-213396 A 特開2006−167679号公報JP 2006-167679 A 国際公開第2008/029777号パンフレットInternational Publication No. 2008/029777 Pamphlet 特開平10−316888号公報JP-A-10-316888

「塗料用添加剤」、色材協会誌、83、430−439(2010)“Paint Additives”, Color Material Association, 83, 430-439 (2010)

熱黄変しにくく、レオコン性、仕上がり性および耐ハジキ性に優れた水性塗料組成物を提供することである。   An object of the present invention is to provide a water-based coating composition that is resistant to thermal yellowing and is excellent in rheocon properties, finish properties, and repellency.

本発明者らは鋭意検討を行った結果、ウレタン結合を有するエチレン性不飽和モノマー、イミド結合を有するエチレン性不飽和モノマー、及びウレア結合を有するエチレン性不飽和モノマーの中から選ばれる一種以上の水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)を共重合モノマーとして含有していることを特徴とする熱硬化性アクリル樹脂組成物及び該熱硬化性アクリル樹脂と疎水性相互作用を示す増粘剤を含んでなる水性塗料組成物は上記課題を解決することが出来ることを見出し、本発明を完成させるに到った。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that at least one selected from ethylenically unsaturated monomers having a urethane bond, ethylenically unsaturated monomers having an imide bond, and ethylenically unsaturated monomers having a urea bond. A thermosetting acrylic resin composition comprising a nitrogen-containing unsaturated monomer (A) having hydrogen bonding properties as a copolymerization monomer, and a thickening agent exhibiting hydrophobic interaction with the thermosetting acrylic resin The present inventors have found that an aqueous coating composition containing an agent can solve the above-mentioned problems, and have completed the present invention.

かくして本発明は以下に示す項よりなる。
1.ウレタン結合を有するエチレン性不飽和モノマー、イミド結合を有するエチレン性不飽和モノマー、及びウレア結合を有するエチレン性不飽和モノマーの中から選ばれる一種以上の水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)及び該不飽和モノマー(A)以外の不飽和モノマー(B)を共重合してなる熱硬化性アクリル樹脂組成物、及び該アクリル樹脂組成物と疎水性相互作用を示す増粘剤を含有する水性塗料組成物であって、
前記熱硬化性アクリル樹脂組成物が水中に分散している熱硬化性アクリルエマルション組成物であり、熱硬化性アクリルエマルション組成物がコアシェル構造を有し、コアとシェルの質量比が1/9〜9/1で、かつそのシェル部において水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)の量がシェル部を構成する不飽和モノマーの総量の3〜70質量%であって、
前記増粘剤が、主鎖の少なくとも一部が疎水性ウレタン鎖であるウレタン−ウレア系増粘剤、主鎖の少なくとも一部が疎水性アミド鎖であるアミド−ウレア系増粘剤の中から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする水性塗料組成物。
2.熱硬化性アクリル樹脂組成物において水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)
が、N−メタクリロイルオキシエチル−N’−エチルウレアおよび/又はN−メタクリロイルオキシエチル−N’−ブチルウレアであることを特徴とする項1に記載の水性塗料組成物。
3.熱硬化性アクリル樹脂組成物において水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)
と不飽和モノマー(B)の質量比率が1/99〜50/50であることを特徴とする項1又は2に記載の水性塗料組成物。


Thus, the present invention comprises the following items.
1. Nitrogen-containing unsaturated monomer having one or more hydrogen bonds selected from ethylenically unsaturated monomers having urethane bonds, ethylenically unsaturated monomers having imide bonds, and ethylenically unsaturated monomers having urea bonds (A ) And an unsaturated monomer (B) other than the unsaturated monomer (A), and a thickening agent that exhibits hydrophobic interaction with the acrylic resin composition. An aqueous coating composition comprising:
The thermosetting acrylic emulsion composition in which the thermosetting acrylic resin composition is dispersed in water, the thermosetting acrylic emulsion composition has a core-shell structure, and the mass ratio of the core to the shell is 1/9 to 9/1, and the amount of the nitrogen-containing unsaturated monomer (A) having hydrogen bonding in the shell part is 3 to 70% by mass of the total amount of the unsaturated monomers constituting the shell part,
The thickener is a urethane-urea thickener in which at least a part of the main chain is a hydrophobic urethane chain, or an amide-urea thickener in which at least a part of the main chain is a hydrophobic amide chain. A water-based coating composition characterized by being at least one selected .
2. Nitrogen-containing unsaturated monomer (A) having hydrogen bonding in thermosetting acrylic resin composition
Is an N-methacryloyloxyethyl-N′-ethylurea and / or N-methacryloyloxyethyl-N′-butylurea.
3. Nitrogen-containing unsaturated monomer (A) having hydrogen bonding in thermosetting acrylic resin composition
Item 3. The aqueous coating composition according to Item 1 or 2, wherein the mass ratio of the unsaturated monomer (B) is from 1/99 to 50/50.


本発明の水性塗料組成物は熱黄変しにくく水素結合性があるアクリル樹脂及び該アクリル樹脂組成物と疎水性相互作用を示す増粘剤を含有しているので、水媒体中で粘調な水溶液または水分散液を得ることができる。特に塗装後の塗膜のセッティング(焼付け乾燥型塗料の場合)または養生(主として常温〜低温乾燥型塗料の場合)時に塗膜の流れ落ち(タレ)を抑える、という好ましい効果を示す。また本発明の水性塗料組成物はハジキ、ヘコミが生じにくく塗膜の仕上がり外観が優れ、また親水性が低い水素結合性モノマーを用いたアクリル樹脂をバインダーとしているので耐水性に優れた硬化塗膜を得ることが出来る。   The aqueous coating composition of the present invention contains an acrylic resin that is resistant to thermal yellowing and has hydrogen bonding properties, and a thickener that exhibits hydrophobic interaction with the acrylic resin composition. An aqueous solution or aqueous dispersion can be obtained. In particular, it has a preferable effect of suppressing run-off (sagging) of the coating film during setting of the coating film after painting (in the case of baking-drying type paint) or curing (mainly in the case of room temperature to low-temperature drying type paint). In addition, the water-based coating composition of the present invention is less likely to cause repellency and dents, has an excellent finished appearance of the coating film, and is a cured coating film having excellent water resistance since it is made of an acrylic resin using a hydrogen bonding monomer having low hydrophilicity. Can be obtained.

以下、本発明について、さらに詳細に説明する。
熱硬化性アクリル樹脂組成物
本発明で用いる熱硬化性アクリル樹脂組成物は、ウレタン結合を有するエチレン性不飽和モノマー、イミド結合を有するエチレン性不飽和モノマー、及びウレア結合を有するエチレン性不飽和モノマーの中から選ばれる一種以上の水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)及び該不飽和モノマー(A)以外の不飽和モノマー(B)を共重合して得られるものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
Thermosetting acrylic resin composition
The thermosetting acrylic resin composition used in the present invention is one or more selected from an ethylenically unsaturated monomer having a urethane bond, an ethylenically unsaturated monomer having an imide bond, and an ethylenically unsaturated monomer having a urea bond. It is obtained by copolymerizing a nitrogen-containing unsaturated monomer (A) having the following hydrogen bonding properties and an unsaturated monomer (B) other than the unsaturated monomer (A).

含窒素不飽和モノマー(A)
ウレタン結合を有するエチレン性不飽和モノマー
ウレタン結合を有するエチレン性不飽和モノマーとして市販のモノマーまたは合成モノマーを挙げることが出来る。市販のモノマーとしてはU−4HA、U−6HA、U−6LPAなど(以上新中村化学工業株式会社製品)がある。合成モノマーは公知の方法によって得ることが出来る。例えばイソシアネート化合物とヒドロキシル基含有化合物とを反応させる方法を挙げることが出来る。さらに不飽和基をどちらの化合物が有するかによって出発化合物の組み合わせを2つに分類することができる。1つは不飽和基を持つイソシアネート化合物とヒドロキシル基含有化合物の組み合わせであり、例えば不飽和基を持つイソシアネートとして2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(商品名カレンズMOI)、そのイソシアネート基をMEKオキシムでブロックしたもの(商品名カレンズMOI−BM)、そのイソシアネート基をピラゾールでブロックしたもの(商品名カレンズMOI−BP)、2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート(商品名カレンズAOI)(以上、昭和電工株式会社製)などを用いることが出来る。そしてヒドロキシル基含有化合物としては特には限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、ヘプタデカノール、オクタデカノールなどのアルカノール類;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンモノメチルエーテルなどのエーテル基含有モノオール類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブタンジオール、ポリテトラメチレングリコール、メチルプロパンジオール、ペンタンジオール、メチルペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2’−ジエチル−1,3−プロパンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ヒドロキシピバリン酸−ネオペンチルグリコールエステル、ジメチロールプロパン酸、ジメチロールブタン酸のようなジオール類;トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、トリメチロールオクタン、グリセリン、ペンタエリスリトール等のポリオール類;上記した水酸基を有する化合物とエチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン、ラクトン及び/又はシクロカーボネートとの開環付加物;アミノ基を有する化合物とエチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン、ラクトン及び/又はシクロカーボネートとの開環付加物;1分子中にアミノ基と水酸基の両方を有する化合物とエポキシ基含有化合物との反応生成物;1分子中にアミノ基と水酸基の両方をもつ化合物とポリイソシアネートとの反応生成物;水酸基含有ポリエステル樹脂、水酸基含有ポリウレタン樹脂、水酸基含有ポリカーボネート樹脂、水酸基含有ビニル系重合体、エポキシ樹脂などの公知のポリオール類等が挙げられる。これらは1種で、又は2種以上を混合して使用することができる。
Nitrogen-containing unsaturated monomer (A)
Ethylenically unsaturated monomer having urethane bond
Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a urethane bond include commercially available monomers or synthetic monomers. Commercially available monomers include U-4HA, U-6HA, U-6LPA and the like (product of Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.). Synthetic monomers can be obtained by known methods. For example, the method of making an isocyanate compound and a hydroxyl group containing compound react can be mentioned. Furthermore, the combinations of starting compounds can be classified into two depending on which compound has an unsaturated group. One is a combination of an isocyanate compound having an unsaturated group and a hydroxyl group-containing compound, for example, 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (trade name Karenz MOI) as an isocyanate having an unsaturated group, and the isocyanate group was blocked with MEK oxime. Products (trade name Karenz MOI-BM), those whose isocyanate groups are blocked with pyrazole (trade name Karenz MOI-BP), 2-acryloyloxyethyl isocyanate (trade name Karenz AOI) (above, manufactured by Showa Denko KK), etc. Can be used. The hydroxyl group-containing compound is not particularly limited, but for example, methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, cyclohexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, undecanol, dodecanol, tridecanol, tetradecanol, pentadecane Alkanols such as decanol, hexadecanol, heptadecanol, octadecanol; propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, polyethylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol monoethyl ether, polypropylene glycol monomethyl ether , Polyoxyethylene polyoxypropylene monomer Ether group-containing monools such as ether; ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, butanediol, polytetramethylene glycol, methylpropanediol, pentanediol, methylpentanediol, hexanediol, neopentylglycol, 2- Butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2,2′-diethyl-1,3-propanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, tricyclodecane dimethanol, 2-ethyl-1,3-hexane Diols such as diol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, hydroxypivalic acid-neopentyl glycol ester, dimethylolpropanoic acid, dimethylolbutanoic acid; Polyols such as ethane, trimethylolpropane, trimethylolbutane, trimethyloloctane, glycerin, pentaerythritol; ring-opening adducts of the above-mentioned compounds having a hydroxyl group with ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran, lactone and / or cyclocarbonate; A ring-opening adduct of a compound having an amino group and ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran, lactone and / or cyclocarbonate; a reaction product of a compound having both an amino group and a hydroxyl group in one molecule and an epoxy group-containing compound; Reaction product of polyisocyanate with compound having both amino group and hydroxyl group in one molecule; hydroxyl group-containing polyester resin, hydroxyl group-containing polyurethane resin, hydroxyl group-containing polycarbonate resin, hydroxyl group Yes vinyl polymer, known polyols such as epoxy resins. These may be used alone or in combination of two or more.

これらのなかでも2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートとエタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ヘプタノール、オクタノールといった炭素数2〜8のアルカノールとの組み合わせが反応時の安定性の観点から好ましい。   Among these, a combination of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate and an alkanol having 2 to 8 carbon atoms such as ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, cyclohexanol, heptanol, and octanol is preferable from the viewpoint of stability during the reaction.

他の1つは不飽和基を持つヒドロキシル基含有化合物とイソシアネート化合物の組み合わせであり、不飽和基を持つヒドロキシル基含有化合物として、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのアクリル酸又はメタクリル酸の炭素数2〜8のヒドロキシアルキルエステル;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどの水酸基含有不飽和モノマーとポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなどのポリエーテルポリオールとのモノエーテル化物;(メタ)アクリル酸とポリプロピレングリコールやポリエチレングリコールなどのポリエーテルポリオールとのモノエステル化物;α,β−不飽和カルボン酸と、カージュラE10(シェル化学社製)やα−オレフィンエポキシドなどのモノエポキシ化合物との付加物;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとε−カプロラクトンなどのラクトン化合物との開環付加生成物(例えば、ダイセル株式会社製の、商品名「プラクセルFA2」、「プラクセルFM−3」など)等が挙げられ、イソシアネート化合物として例えばテトラメチレンイソシアネート、ヘキサメチレンイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンイソシアネートなどの脂肪族モノイソシアネート;テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート;4・4´−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、イソホロンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネート;キシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリフェニルメタンジイソシアネート(以下ポリメリックMDI)などの芳香族ジイソシアネート;これらのジイソシアネートの内片方を予めモノアルコールやアミンなどの活性水素含有化合物と反応させて得たモノイソシアネート;及び前記ジイソシアネートのイソシアヌレート体やビュウレット体等の類似の化合物が挙げられ、これらは1種又は2種以上混合して使用することもできる。   The other is a combination of a hydroxyl group-containing compound having an unsaturated group and an isocyanate compound. Examples of the hydroxyl group-containing compound having an unsaturated group include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meta ) Acrylic acid such as acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate or hydroxyalkyl ester of methacrylic acid having 2 to 8 carbon atoms; hydroxyl group content such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate Monoetherified products of unsaturated monomers and polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polybutylene glycol; (meth) acrylic acid and polyethers such as polypropylene glycol and polyethylene glycol A monoesterified product with a polyol; an adduct of an α, β-unsaturated carboxylic acid and a monoepoxy compound such as Cardura E10 (manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.) or α-olefin epoxide; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate; Ring-opening addition products with lactone compounds such as ε-caprolactone (for example, trade names “PLAXEL FA2”, “PLAXEL FM-3”, etc., manufactured by Daicel Corporation) and the like, and as the isocyanate compound, for example, tetramethylene isocyanate Aliphatic monoisocyanates such as tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate Socynate; Alicyclic diisocyanates such as 4.4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate) and isophorone diisocyanate; Aromatic diisocyanates such as xylylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and polyphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as polymeric MDI); Monoisocyanates obtained by reacting one of diisocyanates with active hydrogen-containing compounds such as monoalcohols and amines in advance; and similar compounds such as isocyanurates and burettes of the diisocyanates. A mixture of more than one species can also be used.

なかでもジイソシアネートの一方をアミン化合物と反応させたものは分子中にウレア結合を有するイソシアネートであり、これと水酸基含有不飽和モノマーとの反応物は分子内にウレタン結合とウレア結合をともに持つエチレン性不飽和モノマーとなる。なお、このときの合成順序として、まずジイソシアネートとモノアルコールやアミンなどの活性水素含有化合物を反応させた後残存しているイソシアネート基と水酸基含有不飽和モノマーとを反応させる経路によっても、まず水酸基含有不飽和モノマーとジイソシアネートを反応させた後残存しているイソシアネート基と活性水素含有化合物を反応させてもよい。また上記の3者を同時に反応させることも可能であるがこの場合は生成物は混合物となり、精製を行う必要が生じるので有利ではない。   Among them, one obtained by reacting one of the diisocyanates with an amine compound is an isocyanate having a urea bond in the molecule, and the reaction product of this with a hydroxyl group-containing unsaturated monomer is an ethylenic compound having both a urethane bond and a urea bond in the molecule. It becomes an unsaturated monomer. In addition, as a synthesis order at this time, firstly, a hydroxyl group-containing compound can be obtained by reacting a diisocyanate with an active hydrogen-containing compound such as monoalcohol or amine and then reacting the remaining isocyanate group with a hydroxyl group-containing unsaturated monomer. After reacting the unsaturated monomer and diisocyanate, the remaining isocyanate group and the active hydrogen-containing compound may be reacted. It is also possible to react the above three at the same time. However, in this case, the product becomes a mixture, which is not advantageous because it needs to be purified.

上記のうちアクリル酸又はメタクリル酸の炭素数2〜8のヒドロキシアルキルエステルとジイソシアネートの内一方を予めモノアルコールやアミンなどの活性水素含有化合物と反応させて得たモノイソシアネートとを組み合わせることが反応時の安定性及び水素結合性部位を多く含むという観点から好ましい。   Among the above, a combination of a hydroxyalkyl ester having 2 to 8 carbon atoms of acrylic acid or methacrylic acid and a monoisocyanate obtained by reacting one of diisocyanates with an active hydrogen-containing compound such as monoalcohol or amine in advance is a reaction time. It is preferable from the viewpoint of stability and a large number of hydrogen bonding sites.

イミド結合を有するエチレン性不飽和モノマー
イミド結合を有するエチレン性不飽和モノマーとして、例えばヘキサヒドロフタルイミドエチルアクリレート(アロニックスM−140:東亜合成株式会社製品)、ヘキサヒドロフタルイミドプロピレンアクリレート、などを挙げることが出来る。また該モノマーを合成することも出来、合成方法は、例えば以下の公知文献(1)〜(5)で明らかにされている。
(1)加藤清ら、有機合成化学協会誌30(10)、897、(1972)、
(2)Javier de Abajoら、Polymer,vol33(5)、(1992)、
(3)特開昭56−53119号公報、
(4)特開平1−242569号公報、
(5)特開2001−172336号公報。
An ethylenically unsaturated monomer having an imide bond
Examples of the ethylenically unsaturated monomer having an imide bond include hexahydrophthalimide ethyl acrylate (Aronix M-140: product of Toa Gosei Co., Ltd.), hexahydrophthalimide propylene acrylate, and the like. Moreover, this monomer can also be synthesize | combined and the synthesis | combining method is clarified by the following well-known literature (1)-(5), for example.
(1) Kiyoshi Kato et al., Journal of Synthetic Organic Chemistry 30 (10), 897, (1972),
(2) Javier de Abajo et al., Polymer, vol 33 (5), (1992),
(3) JP-A-56-53119,
(4) Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1-242569,
(5) JP 2001-172336 A.

ウレア結合を有するエチレン性不飽和モノマー
ウレア結合を有するエチレン性不飽和モノマーは合成により得ることができる。合成は例えば不飽和基を持つイソシアネート化合物とアミン化合物を反応させることにより行うことができる。
Ethylenically unsaturated monomers having urea bonds
An ethylenically unsaturated monomer having a urea bond can be obtained by synthesis. The synthesis can be performed, for example, by reacting an isocyanate compound having an unsaturated group with an amine compound.

不飽和基を持つイソシアネートとしては前述の2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(商品名カレンズMOI)、該2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートのイソシアネート基をMEKオキシムでブロックしたもの(商品名カレンズMOI−BM)、同ピラゾールブロック物を用いることが出来、アミン化合物としては例えば、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、トリエチルアミン、モノイソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ブチルアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、ジメチルエタノールアミン、2−アミノメチルプロパノール、モルホリン、メチルモルホリン、ピペラジン等を用いることが出来る。   As the isocyanate having an unsaturated group, the aforementioned 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (trade name Karenz MOI), the isocyanate group of the 2-methacryloyloxyethyl isocyanate blocked with MEK oxime (trade name Karenz MOI-BM), the same Pyrazole block products can be used, and examples of amine compounds include monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, triethylamine, monoisopropylamine, diisopropylamine, butylamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and the like. Ethanolamine, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, dimethylethanolamine, 2-aminomethyl Propanol, morpholine, methylmorpholine, it may be used piperazine.

これらのなかでも2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートとモノエチルアミン、モノイソプロピルアミン、ブチルアミン等の1級アミン化合物を組み合わせることが反応時の安定性の観点から好ましく、なかでも、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート及びエチルアミンを反応させて得られるN−メタクリロイルオキシエチル−N´−エチルウレア、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート及びブチルアミンを反応させて得られるN−メタクリロイルオキシエチル−N´−ブチルウレアが特に好ましい。   Of these, a combination of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate and a primary amine compound such as monoethylamine, monoisopropylamine, and butylamine is preferable from the viewpoint of stability during the reaction. Among them, 2-methacryloyloxyethyl isocyanate and ethylamine are preferred. N-methacryloyloxyethyl-N′-butylurea obtained by reacting N-methacryloyloxyethyl-N′-ethylurea, 2-methacryloyloxyethylisocyanate and butylamine obtained by reacting is particularly preferable.

またウレタン結合を有するエチレン性不飽和モノマーの段で挙げた「ジイソシアネートの一方をアミンと反応させたものは分子中にウレア結合を有するイソシアネートでありこれと水酸基含有不飽和モノマーとの反応物」も好適に用いることが出来る。   Also listed in the stage of ethylenically unsaturated monomers having urethane bonds is "reactive product of one of diisocyanates and amines having urea bonds in the molecule and hydroxyl group-containing unsaturated monomers" It can be suitably used.

不飽和モノマー(B)
不飽和モノマー(B)は、上記ウレタン結合を有するエチレン性不飽和モノマー、イミド結合を有するエチレン性不飽和モノマー、及びウレア結合を有するエチレン性不飽和モノマーの中から選ばれる一種以上の水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)以外の不飽和モノマーであって、以下に示すモノマーを用いることが出来る。
Unsaturated monomer (B)
The unsaturated monomer (B) is one or more hydrogen bonds selected from the ethylenically unsaturated monomer having a urethane bond, the ethylenically unsaturated monomer having an imide bond, and the ethylenically unsaturated monomer having a urea bond. It is an unsaturated monomer other than the nitrogen-containing unsaturated monomer (A) having the following, and monomers shown below can be used.

(1):(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、イソボルニル(メタ)アクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸の炭素数1〜30のアルキルエステル又はシクロアルキルエステル。
(2):(メタ)アクリル酸メトキシブチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシブチル等のアクリル酸又はメタクリル酸の炭素数2〜18のアルコキシアルキルエステル;アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート。
(3):スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−クロルスチレン等のビニル芳香族化合物。
(4):2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸の炭素数2〜8のヒドロキシアルキルエステル。
(5):アクリル酸又はメタクリル酸のヒドロキシアルキルエステルとε−カプロラクトンとの付加物、例えば、プラクセルFM−3(ダイセル化学工業社製、「プラクセル」は商品名)で表わされるモノマー。
(6):ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート類、ヒドロキシアルキルビニルエーテル類。
(7):グリシジル(メタ)アクリレート、ジグリシジルフマレート、アリルグリシジルエーテル、ε−カプロラクトン変性グリシジル(メタ)アクリレート、β−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有不飽和モノマー。
(8):パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロイソノニルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸のパーフルオロアルキルエステル。
(9):エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンテン等のオレフィン類。
(10):ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等のジエン化合物。
(11):トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン等のフルオロオレフィン類。
(12):酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ベオバモノマー(シェル化学社製、分岐高級脂肪酸のビニルエステル)、酢酸イソプロペニル等の炭素原子数1〜20の脂肪酸のビニルエステル類やプロペニルエステル類;エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル等のビニルエーテル類。
(13):アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、2−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2−カルボキシプロピル(メタ)アクリレート、5−カルボキシペンチル(メタ)アクリレート等のカルボキシル基含有不飽和モノマー。
(14):ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス(メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、2−スチリルエチルトリメトキシシラン等の加水分解性アルコキシシリル基含有不飽和モノマー。
(15):N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどのアミノアルキル(メタ)アクリレート。
(16):アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド等の重合性アミド類;2−ビニルピリジン、1−ビニル−2−ピロリドン、4−ビニルピリジン、(メタ)アクリロイルモルホリンなど。
(17):ビニルスルホン酸、メタリルスルホン酸、スルホエチル(メタ)アクリレート、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等のスルホン酸モノマー及びその塩。
(18):2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート等の水酸基含有モノマーとりん酸化合物のエステル化物。
(19):グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基にりん酸化合物を付加させた物等のりん酸含有モノマー。
(20):アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の重合性ニトリル。
(21):アリルアミンなどの重合性アミン。
(22):無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物モノマー。
(23):ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA及びプロピレンオキサイドにより変性されたジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1−アクリロキシ−3−メタクリロキシプロパン、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート;カヤラッドHX−220、同620、同R−604、MANDA(以上、日本化薬(株)製品)等の2官能重合性モノマー。
(24):トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン及びエチレンオキサイドにより変性されたトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン及びプロピレンオキサイドにより変性されたトリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、グリセリン及びエチレンオキサイドにより変性されたトリ(メタ)アクリレート、グリセリン及びプロピレンオキサイドにより変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸及びエチレンオキサイドにより変性されたトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等3官能以上の重合性モノマー。
(1): methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i- (meth) acrylic acid Butyl, t-butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, C1-C30 alkyl ester or cycloalkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid such as stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, and isobornyl (meth) acrylate.
(2): C2-C18 alkoxyalkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid such as methoxybutyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, ethoxybutyl (meth) acrylate; acetoacetoxyethyl (meta ) Acrylate.
(3): Vinyl aromatic compounds such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, and p-chlorostyrene.
(4): C2-C8 hydroxyalkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, and hydroxybutyl (meth) acrylate.
(5): A monomer represented by an adduct of a hydroxyalkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid and ε-caprolactone, for example, Plaxel FM-3 (manufactured by Daicel Chemical Industries, “Placcel” is a trade name).
(6): Polyalkylene glycol mono (meth) acrylates, hydroxyalkyl vinyl ethers.
(7): Glycidyl (meth) acrylate, diglycidyl fumarate, allyl glycidyl ether, ε-caprolactone-modified glycidyl (meth) acrylate, β-methylglycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, etc. An epoxy group-containing unsaturated monomer.
(8): Perfluoroalkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid, such as perfluorobutylethyl (meth) acrylate, perfluoroisononylethyl (meth) acrylate, and perfluorooctylethyl (meth) acrylate.
(9): Olefin such as ethylene, propylene, butylene and pentene.
(10): Diene compounds such as butadiene, isoprene and chloroprene.
(11): Fluoroolefins such as trifluoroethylene, tetrafluoroethylene, and vinylidene fluoride.
(12): Vinyl esters and propenyl esters of fatty acids having 1 to 20 carbon atoms such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl caprate, Veova monomer (made by Shell Chemical Co., Ltd., vinyl ester of branched higher fatty acid), isopropenyl acetate, etc. Vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, butyl vinyl ether, octyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, phenyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, and the like.
(13): acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, 2-carboxyethyl (meth) acrylate, 2-carboxypropyl (meth) acrylate, 5-carboxypentyl (meth) acrylate, etc. Carboxyl group-containing unsaturated monomer.
(14): Hydrolyzable alkoxysilyl group-containing unsaturated monomers such as vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltris (methoxyethoxy) silane, γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, 2-styrylethyltrimethoxysilane.
(15): Aminoalkyl (meth) acrylates such as N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate and Nt-butylaminoethyl (meth) acrylate.
(16): Acrylamide, methacrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meth) acrylamide Polymerizable amides such as N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, diacetone acrylamide; 1-vinyl-2-pyrrolidone, 4-vinylpyridine, (meth) acryloylmorpholine and the like.
(17): sulfonic acid monomers such as vinyl sulfonic acid, methallyl sulfonic acid, sulfoethyl (meth) acrylate, styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, and salts thereof;
(18) An esterified product of a hydroxyl group-containing monomer such as 2- (meth) acryloyloxyethyl acid phosphate and a phosphoric acid compound.
(19): A phosphoric acid-containing monomer such as a product obtained by adding a phosphoric acid compound to an epoxy group such as glycidyl (meth) acrylate.
(20): Polymerizable nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile.
(21): A polymerizable amine such as allylamine.
(22): Acid anhydride monomers such as maleic anhydride and itaconic anhydride.
(23): Divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (Meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, bisphenol A ethylene oxide modified di (meth) acrylate, bisphenol Di (meth) acrylate modified with A and propylene oxide, 2-hydroxy-1-acryloxy-3-methacryloxypropane, tricyclodecane dimethano Distearate (meth) acrylate, di (meth) acryloyloxyethyl acid phosphate; KAYARAD HX-220, the 620, the R-604, MANDA (manufactured by Nippon Kayaku Co. product) bifunctional polymerizable monomers such as.
(24): Tri (meth) acrylate modified with trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane and ethylene oxide, tri (meth) acrylate modified with trimethylolpropane and propylene oxide, glycerol tri (meth) Tri (meth) acrylate modified with acrylate, glycerol and ethylene oxide, modified tri (meth) acrylate with glycerol and propylene oxide, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, isocyanuric acid and ethylene oxide Trifunctional or higher functional polymerizable monomers such as modified tri (meth) acrylate and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate.

ウレタン結合を有するエチレン性不飽和モノマー、イミド結合を有するエチレン性不飽和モノマー、及びウレア結合を有するエチレン性不飽和モノマーの中から選ばれる一種以上の水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)と不飽和モノマー(B)の質量の比率は1/99〜50/50の間の値(端値も含む)であることが好ましい。1/99よりも不飽和モノマー(A)が少ないと増粘作用のような十分な水素結合の効果が得られない場合がある。また不飽和モノマー(A)の量が50/50を越えると水素結合の効果が強すぎて水溶液もしくは水分散液の擬似ゲル化などの不具合が生じることがある。   Nitrogen-containing unsaturated monomer having one or more hydrogen bonds selected from ethylenically unsaturated monomers having urethane bonds, ethylenically unsaturated monomers having imide bonds, and ethylenically unsaturated monomers having urea bonds (A ) And the weight ratio of the unsaturated monomer (B) are preferably between 1/99 and 50/50 (including end values). If the unsaturated monomer (A) is less than 1/99, sufficient hydrogen bonding effects such as thickening may not be obtained. On the other hand, when the amount of the unsaturated monomer (A) exceeds 50/50, the effect of hydrogen bonding is too strong, and problems such as pseudo gelation of an aqueous solution or aqueous dispersion may occur.

また不飽和モノマー(B)の中でも、後述の増粘剤との相互作用をもたらすことを勘案すると、不飽和モノマー(B)の少なくとも一部には疎水性相互作用に寄与し得るモノマーを、不飽和モノマー(A)及び不飽和モノマー(B)の合計を100重量部とした場合に1〜50重量部含んでいることが好ましい。かかるモノマーの例としては例えば上述(1)のアクリル酸又はメタクリル酸の炭素数1〜30のアルキルエステル又はシクロアルキルエステルの内炭素数が4〜30のアルキルエステル又はシクロアルキルエステル、(3)のビニル芳香族化合物等が挙げられる。   Considering that the unsaturated monomer (B) brings about an interaction with a thickener described later, at least a part of the unsaturated monomer (B) contains a monomer that can contribute to the hydrophobic interaction. When the total of the saturated monomer (A) and the unsaturated monomer (B) is 100 parts by weight, the content is preferably 1 to 50 parts by weight. Examples of such monomers include, for example, the alkyl ester or cycloalkyl ester having 4 to 30 carbon atoms of the above-mentioned (1) acrylic acid or methacrylic acid alkyl ester or cycloalkyl ester having 4 to 30 carbon atoms, (3) Examples include vinyl aromatic compounds.

本発明で用いる熱硬化性アクリル樹脂組成物は、上記不飽和モノマー(A)及び不飽和モノマー(B)を公知の方法、例えば乳化重合法や溶液重合法により共重合させることにより製造することが出来る。例えば乳化重合法により得られる熱硬化性アクリル樹脂エマルションや溶液重合法により得られる熱硬化性水溶性アクリル樹脂等が挙げられ、水性塗料として利用する上で乳化重合法により得られるアクリル樹脂エマルションであることが好ましい。特に、モノマー(A)の水素結合性に由来する効果はエマルション粒子表面にモノマー(A)成分があることにより発現するとの観点および一般的な市販モノマーに比べ高コストとなることが多いと考えられるモノマー(A)のトータルの使用量を抑えつつ粒子表面の濃度を確保するとの観点からモノマー(A)をシェル部に含むコアシェルエマルションであることが好ましい。この場合コアとシェルの質量比は1/9〜9/1、より好ましくは5/5〜9/1であることがコストの観点から好ましく、かつそのシェル部におけるモノマー(A)の含有量はシェルの総量にたいして3〜70質量%であることが水素結合性に由来する効果を得る上で好ましい。またこのコアシェルエマルションの機械的安定性の観点からコア部は予め多官能モノマーにより架橋していることが好ましく、上述のその他モノマーの例として挙げたなかの(23)の2官能重合性モノマーおよび(24)の3官能以上の重合性モノマーのなかから選ばれる1種又は2種以上のモノマーをコアの総量にたいして5質量%以下含有することが好ましい。   The thermosetting acrylic resin composition used in the present invention can be produced by copolymerizing the unsaturated monomer (A) and the unsaturated monomer (B) by a known method such as an emulsion polymerization method or a solution polymerization method. I can do it. For example, a thermosetting acrylic resin emulsion obtained by an emulsion polymerization method, a thermosetting water-soluble acrylic resin obtained by a solution polymerization method, and the like are mentioned, and an acrylic resin emulsion obtained by an emulsion polymerization method when used as an aqueous paint. It is preferable. In particular, it is considered that the effects derived from the hydrogen bonding properties of the monomer (A) are often high in cost compared to the viewpoint that it is manifested by the presence of the monomer (A) component on the surface of the emulsion particles and general commercial monomers. From the viewpoint of securing the concentration of the particle surface while suppressing the total amount of the monomer (A) used, a core-shell emulsion containing the monomer (A) in the shell part is preferable. In this case, the mass ratio of the core to the shell is preferably 1/9 to 9/1, more preferably 5/5 to 9/1, from the viewpoint of cost, and the content of the monomer (A) in the shell portion is It is preferable that the amount is 3 to 70% by mass with respect to the total amount of the shell in order to obtain an effect derived from hydrogen bonding properties. In addition, from the viewpoint of mechanical stability of the core-shell emulsion, the core part is preferably crosslinked in advance with a polyfunctional monomer, and the bifunctional polymerizable monomer (23) and (24 It is preferable to contain 5% by mass or less of one or more monomers selected from among the trifunctional or higher functional polymerizable monomers (1) based on the total amount of the core.

かかるコアシェルエマルションの製造は、モノマー(A)を含んでいても良い、2種以上のモノマー(B)混合物を乳化重合してコア部(共)重合体のエマルションを得た後、このエマルション中に、モノマー(A)(好ましくは3〜70質量%)およびモノマー(B)(好ましくは30〜97質量%)からなるモノマー混合物を添加し、さらに乳化重合させてシェル部共重合体を調製することによって得ることができる。   The production of such a core-shell emulsion involves emulsion polymerization of a mixture of two or more monomers (B), which may contain the monomer (A), to obtain an emulsion of the core part (co) polymer, and then into this emulsion. Adding a monomer mixture comprising monomer (A) (preferably 3 to 70% by mass) and monomer (B) (preferably 30 to 97% by mass), and further emulsion polymerization to prepare a shell copolymer. Can be obtained by:

コア部(共)重合体のエマルションを調製する乳化重合は、従来公知の方法により行うことができる。例えば、乳化剤の存在下で、重合開始剤を使用してモノマー混合物を乳化重合することにより、行うことができる。   Emulsion polymerization for preparing an emulsion of the core (co) polymer can be performed by a conventionally known method. For example, it can be carried out by emulsion polymerization of the monomer mixture using a polymerization initiator in the presence of an emulsifier.

上記乳化剤としては、アニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤が好適である。該アニオン性乳化剤としては、例えば、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルリン酸などのナトリウム塩やアンモニウム塩が挙げられる。また、ノニオン系乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンフェニルエーテル、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オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリオレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート等が挙げられる。   As the emulsifier, an anionic emulsifier and a nonionic emulsifier are suitable. Examples of the anionic emulsifier include sodium salts and ammonium salts such as alkylsulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid, and alkylphosphoric acid. Nonionic emulsifiers include, for example, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene phenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene Examples include ethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene monolaurate, polyoxyethylene monostearate, polyoxyethylene monooleate, sorbitan monolaurate, sorbitan monostearate, sorbitan trioleate, and polyoxyethylene sorbitan monolaurate. .

また、1分子中にアニオン性基とポリオキシエチレン基やポリオキシプロピレン基等のポリオキシアルキレン基を有するポリオキシアルキレン基含有アニオン性乳化剤;1分子中にアニオン性基とラジカル重合性不飽和基とを有する反応性アニオン性乳化剤を使用することもできる。これらの内、反応性アニオン性乳化剤を使用することが好ましい。   Also, a polyoxyalkylene group-containing anionic emulsifier having an anionic group and a polyoxyalkylene group such as a polyoxyethylene group or a polyoxypropylene group in one molecule; an anionic group and a radically polymerizable unsaturated group in one molecule It is also possible to use reactive anionic emulsifiers having Of these, it is preferable to use a reactive anionic emulsifier.

上記反応性アニオン性乳化剤としては、(メタ)アリル基、(メタ)アクリロイル基、プロペニル基、ブテニル基等のラジカル重合性不飽和基を有するスルホン酸化合物のナトリウム塩やアンモニウム塩を挙げることができる。これらの内、ラジカル重合性不飽和基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩が、得られる塗膜の耐水性に優れるため、好ましい。該スルホン酸化合物のアンモニウム塩の市販品としては、例えば、「ラテムルS−180A」(商品名、花王(株)製)等を挙げることができる。   Examples of the reactive anionic emulsifier include sodium salts and ammonium salts of sulfonic acid compounds having radically polymerizable unsaturated groups such as (meth) allyl groups, (meth) acryloyl groups, propenyl groups, and butenyl groups. . Among these, an ammonium salt of a sulfonic acid compound having a radically polymerizable unsaturated group is preferable because the resulting coating film has excellent water resistance. Examples of the commercially available ammonium salt of the sulfonic acid compound include “Latemul S-180A” (trade name, manufactured by Kao Corporation).

また、上記ラジカル重合性不飽和基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩の中でも、ラジカル重合性不飽和基とポリオキシアルキレン基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩がより好ましい。上記ラジカル重合性不飽和基とポリオキシアルキレン基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩の市販品としては、例えば、「アクアロンKH−10」(商品名、第一工業製薬(株)製)、「SR−1025A」(商品名、(株)ADEKA製)等を挙げることができる。   Of the ammonium salts of sulfonic acid compounds having radically polymerizable unsaturated groups, ammonium salts of sulfonic acid compounds having radically polymerizable unsaturated groups and polyoxyalkylene groups are more preferred. As a commercial item of the ammonium salt of the sulfonic acid compound having the radical polymerizable unsaturated group and the polyoxyalkylene group, for example, “AQUALON KH-10” (trade name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), “SR” -1025A "(trade name, manufactured by ADEKA Corporation).

上記乳化剤の使用量は、使用される全モノマーの合計量を基準にして、0.1〜15質量%程度が好ましく、0.5〜10質量%程度がより好ましく、1〜5質量%程度がさらに好ましい。   The amount of the emulsifier used is preferably about 0.1 to 15% by mass, more preferably about 0.5 to 10% by mass, and about 1 to 5% by mass based on the total amount of all monomers used. Further preferred.

前記重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキシド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキシド、ステアロイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、tert−ブチルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシラウレート、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、tert−ブチルパーオキシアセテート、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、アゾビス(2−メチルプロピオンニトリル)、アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、4、4´−アゾビス(4−シアノブタン酸)、ジメチルアゾビス(2−メチルプロピオネート)、アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド]、アゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]−プロピオンアミド}等のアゾ化合物;過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩等が挙げられる。これらの重合開始剤は、一種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、上記重合開始剤に、必要に応じて、糖、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、鉄錯体等の還元剤を併用して、レドックス開始剤としてもよい。   Examples of the polymerization initiator include benzoyl peroxide, octanoyl peroxide, lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, cumene hydroperoxide, tert-butyl peroxide, tert-butyl peroxylaurate, and tert-butyl peroxy. Organic peroxides such as isopropyl carbonate, tert-butyl peroxyacetate, diisopropylbenzene hydroperoxide; azobisisobutyronitrile, azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), azobis (2-methylpropiononitrile), azobis (2-methylbutyronitrile), 4,4'-azobis (4-cyanobutanoic acid), dimethylazobis (2-methylpropionate), azobis [2-methyl-N- (2-hydro Cyethyl) -propionamide], azo compounds such as azobis {2-methyl-N- [2- (1-hydroxybutyl)]-propionamide}; persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate, sodium persulfate, etc. Is mentioned. These polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more. Moreover, it is good also as a redox initiator by using together with reducing agents, such as saccharide | sugar, sodium formaldehyde sulfoxylate, and an iron complex, as needed to the said polymerization initiator.

上記重合開始剤の使用量は、一般に、使用される全モノマーの合計質量を基準にして、0.1〜5質量%程度が好ましく、0.2〜3質量%程度がより好ましい。該重合開始剤の添加方法は、特に制限されるものではなく、その種類、量等に応じて適宜選択することができる。例えば、予めモノマー混合物又は水性媒体に含ませてもよく、或いは重合時に一括して添加してもよく又は滴下してもよい。   In general, the amount of the polymerization initiator used is preferably about 0.1 to 5% by mass, more preferably about 0.2 to 3% by mass, based on the total mass of all monomers used. The method for adding the polymerization initiator is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type and amount thereof. For example, it may be previously contained in the monomer mixture or the aqueous medium, or may be added all at once during the polymerization, or may be added dropwise.

コアシェルエマルションは、上記で得られるコア部(共)重合体エマルションに、上記モノマー(A)及び上記モノマー(B)からなるモノマー混合物を添加し、さらに重合させてシェル部共重合体を形成することによって得ることができる。エマルションの機械的安定性の観点から、モノマー(B)の一部に、上記例示の中の(13)のカルボキシル基含有不飽和モノマーまたは(17)のスルホン酸モノマー及びその塩または(19)のりん酸含有モノマーから選ばれる酸基含有モノマーが含まれていることが好ましく、特に(13)のカルボキシル基含有不飽和モノマーが含まれていることが好ましい。   In the core-shell emulsion, a monomer mixture composed of the monomer (A) and the monomer (B) is added to the core (co) polymer emulsion obtained above and further polymerized to form a shell copolymer. Can be obtained by: From the viewpoint of the mechanical stability of the emulsion, a part of the monomer (B) includes (13) the carboxyl group-containing unsaturated monomer or (17) the sulfonic acid monomer and its salt or (19) in the above examples. It is preferable that an acid group-containing monomer selected from phosphoric acid-containing monomers is included, and it is particularly preferable that a carboxyl group-containing unsaturated monomer (13) is included.

上記シェル部共重合体を形成するモノマー混合物は、必要に応じて、前記重合開始剤、連鎖移動剤、還元剤、乳化剤等の成分を適宜含有することができる。   The monomer mixture for forming the shell copolymer may appropriately contain components such as the polymerization initiator, chain transfer agent, reducing agent, and emulsifier as necessary.

また、当該モノマー混合物は、そのまま滴下することもできるが、該モノマー混合物を水性媒体に分散して得られるモノマー乳化物として滴下することが望ましい。この場合におけるモノマー乳化物の粒子径は特に制限されるものではない。   The monomer mixture can be dropped as it is, but it is desirable to drop the monomer mixture as a monomer emulsion obtained by dispersing the monomer mixture in an aqueous medium. In this case, the particle size of the monomer emulsion is not particularly limited.

シェル部共重合体を形成するモノマー混合物の重合方法としては、例えば、該モノマー混合物又はその乳化物を、一括で又は徐々に滴下して、上記コア部(共)重合体エマルションに、添加し、攪拌しながら適当な温度に加熱する方法が挙げられる。   As a polymerization method of the monomer mixture for forming the shell copolymer, for example, the monomer mixture or the emulsion thereof is added all at once or gradually and added to the core (co) polymer emulsion, A method of heating to an appropriate temperature while stirring can be mentioned.

かくして得られるコアシェルエマルションは、上記モノマー(A)を含んでいても良い上記モノマー(B)からなるモノマー混合物の共重合体をコア部とし、上記モノマー(A)及び上記モノマー(B)からなるモノマー混合物の共重合体をシェル部とする複層構造を有する。   The core-shell emulsion thus obtained has, as a core part, a monomer mixture comprising the monomer (B) which may contain the monomer (A), and a monomer comprising the monomer (A) and the monomer (B). It has a multilayer structure in which a copolymer of the mixture is used as a shell part.

また、かくして得られるコアシェルエマルションは、10〜1000nm程度、特に20〜500nm程度の平均粒子径を有することができる。   The core-shell emulsion thus obtained can have an average particle size of about 10 to 1000 nm, particularly about 20 to 500 nm.

本明細書において、コアシェルエマルションの平均粒子径は、サブミクロン粒度分布測定装置を用いて、常法により脱イオン水で希釈してから20℃で測定した値である。サブミクロン粒度分布測定装置としては、例えば、「COULTER N4型」(商品名、ベックマン・コールター社製)を用いることができる。   In the present specification, the average particle size of the core-shell emulsion is a value measured at 20 ° C. after diluting with deionized water by a conventional method using a submicron particle size distribution analyzer. As the submicron particle size distribution measuring device, for example, “COULTER N4 type” (trade name, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) can be used.

コアシェルエマルションの粒子の機械的安定性を向上させるために、該エマルションが好ましく有するカルボキシル基等の酸性基を中和剤により中和することが望ましい。該中和剤としては、酸性基を中和できるものであれば特に制限はなく、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリメチルアミン、2−(ジメチルアミノ)エタノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、トリエチルアミン、アンモニア水などが挙げられる。これらの中和剤は、中和後のエマルションまたは該エマルションを含む水性塗料組成物のpHが6.5〜9.0程度となるような量で用いることが望ましい。   In order to improve the mechanical stability of the particles of the core-shell emulsion, it is desirable to neutralize acidic groups such as carboxyl groups that the emulsion preferably has with a neutralizing agent. The neutralizing agent is not particularly limited as long as it can neutralize acidic groups. For example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, trimethylamine, 2- (dimethylamino) ethanol, 2-amino-2-methyl- Examples include 1-propanol, triethylamine, and aqueous ammonia. These neutralizing agents are desirably used in such an amount that the pH of the neutralized emulsion or the aqueous coating composition containing the emulsion is about 6.5 to 9.0.

水性塗料組成物
本発明の水性塗料組成物は、上記熱硬化性アクリル樹脂組成物および増粘剤を含むものである。また必要に応じて、その他の塗料用添加剤、中和剤、有機溶剤、硬化剤、改質用樹脂、顔料等を配合することが出来る。
Water-based paint composition
The water-based coating composition of the present invention contains the thermosetting acrylic resin composition and a thickener. If necessary, other paint additives, neutralizing agents, organic solvents, curing agents, modifying resins, pigments and the like can be blended.

増粘剤
本発明で用いられる増粘剤は、バインダーとして用いられるウレタン結合を有するエチレン性不飽和モノマー、イミド結合を有するエチレン性不飽和モノマー、及びウレア結合を有するエチレン性不飽和モノマーの中から選ばれる一種以上の水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)を共重合していることを特徴とする熱硬化性アクリル樹脂組成物と相互作用を示す増粘剤である。
Thickener The thickener used in the present invention is selected from the group consisting of an ethylenically unsaturated monomer having a urethane bond, an ethylenically unsaturated monomer having an imide bond, and an ethylenically unsaturated monomer having a urea bond. It is a thickener which interacts with the thermosetting acrylic resin composition characterized by copolymerizing one or more selected nitrogen-containing unsaturated monomers (A) having hydrogen bonding properties.

従来水性塗料組成物用流動調整剤として非特許文献1には様々な構造の物質が挙げられている。即ちベントナイト、モンモリロナイトのような粘度鉱物を主成分とする無機系物質、カルボキシエチルセルロース、エチルセルロースのような天然高分子量物質であるセルロース系、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンのような水溶性ポリマーからなるビニル系、(メタ)アクリル酸モノマーをモノマー成分として含むポリアクリル酸系、ポリエーテル変性ウレタン化合物、疎水性変性ポリオキシエチレンポリウレタン共重合物などのポリウレタン系、ポリアマイドワックスアミンの塩を用いているポリアマイド系、ウレタン−ウレア系化合物のようなウレア系などである。   Non-Patent Document 1 includes substances having various structures as conventional flow control agents for aqueous coating compositions. That is, inorganic substances mainly composed of viscosity minerals such as bentonite and montmorillonite, celluloses that are natural high molecular weight substances such as carboxyethyl cellulose and ethyl cellulose, vinyls composed of water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol and polyvinyl pyrrolidone, (Meth) acrylic acid monomer as a monomer component, polyacrylic acid-based, polyether-modified urethane compound, hydrophobic-modified polyoxyethylene polyurethane copolymer and the like, polyamide-based using a salt of polyamide wax amine, And urea-based compounds such as urethane-urea-based compounds.

これらの増粘剤の内、疎水性相互作用を示す増粘剤を用いた場合に本発明の水性塗料組成物による塗膜はハジキ、ヘコミの少ない高い仕上がり性を示す。   Among these thickeners, when a thickener exhibiting a hydrophobic interaction is used, the coating film of the aqueous coating composition of the present invention exhibits a high finish with little repellency and dents.

特定の樹脂と特定の増粘剤の組み合わせにより仕上がり性が良くなる理由については詳細には解明されていないが、凡そ以下のような理由によると考えられる。   The reason why the finish is improved by the combination of the specific resin and the specific thickening agent has not been elucidated in detail, but is considered to be due to the following reasons.

水性塗料組成物に用いられる増粘剤は主として分子間の水素結合力により水溶液又は水分散液での増粘効果を発現しており、特に本発明のバインダーである水素結合性のある熱硬化性アクリル樹脂組成物と組み合わせると高い増粘効果を示す。   The thickener used in the aqueous coating composition exhibits a thickening effect in an aqueous solution or aqueous dispersion mainly due to intermolecular hydrogen bonding force, and in particular, a thermosetting property with hydrogen bonding which is the binder of the present invention. When combined with an acrylic resin composition, a high thickening effect is exhibited.

しかし水素結合力は分子分極により生じる常に分子間に働く力であるので基本的には変位速度の大きさによりその強さが変わることがないため、水素結合力を利用した増粘は低シアー時も高シアー時も同じく高い粘度を示す。塗料塗液の粘度が高すぎるとスプレー塗装やハケ塗装などの時に塗料が微粒化しにくい、伸びが悪いなどの塗装作業性の悪さが生じる。そしてそれを軽減するために希釈率を上げて塗装すると塗装後の静置(セッティング)時にハジキ・ヘコミに対する抵抗性が低下する。希釈しているため塗着塗膜の粘度が不充分であり、環境中から混入した微量の低極性汚染物質が原因の局所的異常フロー、即ち塗膜表面の点状のハジキ、ヘコミが生じると考えられる。   However, since the hydrogen bond force is a force that always acts between molecules caused by molecular polarization, its strength does not change depending on the magnitude of the displacement speed, so thickening using hydrogen bond force is at low shear. It also shows high viscosity at high shear. If the viscosity of the coating liquid is too high, poor coating workability such as difficulty in atomizing the paint or poor elongation occurs during spray coating or brush coating. And to reduce this, if you increase the dilution rate and paint, the resistance to repellency and dents will decrease when set after setting. The viscosity of the coated film is insufficient due to dilution, and local abnormal flow caused by a small amount of low-polarity contaminants mixed in from the environment, i.e. dot-like repellency and dents on the surface of the film occurs. Conceivable.

水性塗料組成物用増粘剤の中には疎水性相互作用を利用している増粘剤がある。ここでいう「疎水性相互作用」とは要は水という高極性の媒体中での疎水性分子の「凝集」である。ここで分子の全ての部分が凝集した場合は非溶解=分離析出・沈殿となってしまうが、分子のセグメントの一部が局部的に凝集する場合は溶質分子は親水性セグメント部分により溶解または分散状態を保ちながらかつ局部的な凝集により分子が繋がり合い、それによって粘度が上昇する。これが疎水性相互作用による増粘の機構と考えられる。   Among the thickeners for aqueous coating compositions, there are thickeners that utilize hydrophobic interactions. The “hydrophobic interaction” here is the “aggregation” of hydrophobic molecules in a highly polar medium called water. Here, if all parts of the molecule are aggregated, non-dissolution = separation precipitation / precipitation, but if some of the molecular segments are aggregated locally, the solute molecules are dissolved or dispersed by the hydrophilic segment part. While maintaining the state, the molecules are connected by local aggregation, thereby increasing the viscosity. This is considered to be a mechanism of thickening by hydrophobic interaction.

分子の凝集は分子同士が近づくことにより発現する現象=力であるのでせん断による変位速度が大きいときには疎水性相互作用(による粘度)が発現しにくい。このことは変位速度が大きいときには増粘効果が出ず変位速度が小さいときは粘度が発現するという好ましい流動特性(チクソトロピー)をもたらす。またこの疎水性相互作用効果はバインダーとの間にも疎水性相互作用があると相乗されるので、塗料として塗装時には粘度が低くスプレー塗装時の微粒化、ハケ塗装時のノビ、といった塗装作業性に優れ、セッティング時には充分に粘度が上がるのでハジキ、ヘコミなどの塗装欠陥の無い高い仕上がり性を得ることができると考えられる。   Aggregation of molecules is a phenomenon expressed by the close proximity of molecules = force, so that hydrophobic interaction (due to viscosity) is difficult to develop when the displacement rate due to shearing is large. This brings about a preferable flow characteristic (thixotropy) in which a thickening effect does not appear when the displacement speed is high and a viscosity appears when the displacement speed is low. In addition, this hydrophobic interaction effect is synergistic with the hydrophobic interaction with the binder, so that the coating workability such as low viscosity when coating as paint, atomization during spray coating, nob during brush coating, etc. It is considered that the viscosity is sufficiently increased during setting, so that it is possible to obtain a high finish without coating defects such as repellency and dents.

かかる疎水性相互作用を示す増粘剤として特に好ましいのは、疎水性モノマーを共重合したポリアクリル酸系増粘剤、疎水性鎖を分子中に持つポリウレタン系増粘剤、主鎖の少なくとも一部が疎水性ウレタン鎖であるウレタン−ウレア系増粘剤、主鎖の少なくとも一部が疎水性アミド鎖であるアミド−ウレア系増粘剤であり、主鎖の少なくとも一部が疎水性ウレタン鎖であるウレタン−ウレア系増粘剤、主鎖の少なくとも一部が疎水性アミド鎖であるアミド−ウレア系増粘剤がより好適である。   Particularly preferred as a thickener exhibiting such hydrophobic interaction is a polyacrylic acid thickener copolymerized with a hydrophobic monomer, a polyurethane thickener having a hydrophobic chain in the molecule, and at least one main chain. Urethane-urea thickener whose part is a hydrophobic urethane chain, amide-urea thickener whose main chain is at least part of a hydrophobic amide chain, and at least part of the main chain is a hydrophobic urethane chain More preferred are urethane-urea thickeners, and amide-urea thickeners in which at least part of the main chain is a hydrophobic amide chain.

かかる増粘剤としてBYK−425(ウレア変性ウレタン化合物:BYK−Chemie社製)、BYK−420(ウレタン−ウレア化合物:BYK−Chemie社製)、BYK−430(アミド−ウレア化合物:BYK−Chemie社製)、SNシックナー−660T、SNシックナー−665T(ウレタン系:サンノプコ社製)、RHEOLATE216(ウレタン−ウレア化合物:ELEMENTIS社製)、プライマルRM−12W,プライマルRM−895(ウレタン系:ダウケミカル社製)などが市販されている。   As such a thickener, BYK-425 (urea-modified urethane compound: manufactured by BYK-Chemie), BYK-420 (urethane-urea compound: manufactured by BYK-Chemie), BYK-430 (amide-urea compound: BYK-Chemie) Manufactured), SN thickener-660T, SN thickener-665T (urethane system: manufactured by Sannopco), RHEOLATE216 (urethane-urea compound: manufactured by ELEMENTIS), Primal RM-12W, primal RM-895 (urethane system: manufactured by Dow Chemical Company) ) Etc. are commercially available.

本発明で用いられる増粘剤の添加量は求められる塗料のレオロジー特性によって適宜決定されるが、一般的にはウレタン結合を有するエチレン性不飽和モノマー、イミド結合を有するエチレン性不飽和モノマー、及びウレア結合を有するエチレン性不飽和モノマーの中から選ばれる一種以上の水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)を共重合している熱硬化性アクリル樹脂に対して質量%で0.03〜5%、より好ましくは0.1〜2%の範囲が好ましい。増粘剤がこの範囲よりも少ない場合は充分なレオロジーコントロール効果が得られないことがあり、また増粘剤がこの範囲よりも多い場合には塗料粘度が高くなりすぎてスプレー塗装時の微粒化が不十分であったり、ハケ塗装時の塗料のノビが悪くなるなど塗装作業性に支障が生じることがある。   The addition amount of the thickener used in the present invention is appropriately determined depending on the required rheological properties of the paint, but in general, an ethylenically unsaturated monomer having a urethane bond, an ethylenically unsaturated monomer having an imide bond, and 0.03 mass% with respect to the thermosetting acrylic resin copolymerized with one or more nitrogen-containing unsaturated monomers (A) selected from ethylenically unsaturated monomers having urea bonds. A range of -5%, more preferably 0.1-2% is preferred. If the thickener is less than this range, sufficient rheology control effect may not be obtained. If the thickener is more than this range, the viscosity of the paint becomes too high and atomization during spray coating is possible. The coating workability may be hindered, for example, due to inadequate or poor paint coating during brush painting.

その他の塗料添加剤としては、ピロリン酸、トリポリリン酸、ヘキサメタリン酸等の縮合リン酸のカリウム塩、ナトリウム塩、アンモニウム塩、アニオン性又は非イオン性界面活性剤などの分散剤;消泡剤、防腐剤、防ばい剤などを挙げることができる。また、紫外線吸収剤及び/又は光安定剤を配合することもできる。かかる紫外線吸収剤としては、例えば2−(5−メチル−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2´−ヒドロキシ−5´−t−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール類;2,4−ジヒドロキシ−ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシロキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類等が挙げられ、光安定剤としては、例えばビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチル、マロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、コハク酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)エステルなどが挙げられる。   Other paint additives include dispersants such as potassium phosphates, sodium salts, ammonium salts, anionic or nonionic surfactants of condensed phosphoric acid such as pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid and hexametaphosphoric acid; antifoaming agents, antiseptics Agents, anti-fungal agents and the like. Moreover, a ultraviolet absorber and / or a light stabilizer can also be mix | blended. Examples of the ultraviolet absorber include 2- (5-methyl-hydroxyphenyl) benzotriazole, 2- [2-hydroxy-3,5-bis (α, α-dimethylbenzyl) phenyl] -2H-benzotriazole, 2 -(3,5-di-tert-butyl-2-hydroxyphenyl) benzotriazole, 2- (3-tert-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (3 5-di-t-butyl-2-hydroxyphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (3,5-di-t-amyl-2-hydroxyphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-5) Benzotriazoles such as' -t-octylphenyl) benzotriazole; 2,4-dihydroxy-benzophenone, 2-hydroxy- -Methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, benzophenones such as 2-hydroxy-4-n-dodecyloxybenzophenone, and the like. Examples of the light stabilizer include bis (2,2,6,6). 6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, 2- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) -2-n-butyl, bis (1,2,2,6,6-malonate) Pentamethyl-4-piperidyl), bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) succinate and the like.

中和剤としては、前記した塩基性化合物等が挙げられる。   Examples of the neutralizing agent include the basic compounds described above.

有機溶剤としては特に制限は無く、アルコール系やエステル系などの親水性溶剤または炭化水素系などの疎水性溶剤共に用いることが出来る。   There is no restriction | limiting in particular as an organic solvent, Hydrophilic solvents, such as alcohol type and ester type, or hydrophobic solvents, such as hydrocarbon type, can be used.

また、必要に応じて熱硬化性アクリル樹脂中の官能基と反応し得る硬化剤を併用することも出来る。かかる硬化剤としては、例えば、アミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物、エポキシ基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、カルボジイミド基含有化合物等が挙げられる。これらは水溶性であっても疎水性であっても良い。   Moreover, the hardening | curing agent which can react with the functional group in a thermosetting acrylic resin can also be used together as needed. Examples of such curing agents include amino resins, polyisocyanate compounds, blocked polyisocyanate compounds, epoxy group-containing compounds, carboxyl group-containing compounds, carbodiimide group-containing compounds, and the like. These may be water-soluble or hydrophobic.

また更に、水溶性又は水分散性の改質用樹脂を含んでいてもよい。前記改質用樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、前記熱硬化性アクリル樹脂以外のアクリル樹脂、アルキド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。これら改質用樹脂は、一種単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。特に、塗装作業性、塗膜耐水性等の点から、水溶性又は水分散性のポリウレタン樹脂を含むことが好ましい。   Furthermore, a water-soluble or water-dispersible modifying resin may be included. Examples of the modifying resin include polyurethane resins, polyester resins, acrylic resins other than the thermosetting acrylic resins, alkyd resins, silicon resins, fluororesins, and epoxy resins. These modifying resins can be used singly or in combination of two or more. In particular, it is preferable to include a water-soluble or water-dispersible polyurethane resin from the viewpoints of coating workability, coating film water resistance, and the like.

本発明の水性塗料組成物は顔料を含むことが出来る。顔料は着色顔料、体質顔料および光輝性顔料の何れか1種又は2種以上を併用して用いることが出来る。   The aqueous coating composition of the present invention can contain a pigment. As the pigment, any one or two or more of a color pigment, an extender pigment and a glitter pigment can be used.

着色顔料としては、例えば、酸化チタン、亜鉛華、カーボンブラック、モリブデンレッド、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリン顔料、スレン系顔料、ペリレン顔料等が挙げられる。   Examples of the color pigment include titanium oxide, zinc white, carbon black, molybdenum red, Prussian blue, cobalt blue, azo pigment, phthalocyanine pigment, quinacridone pigment, isoindoline pigment, selenium pigment, and perylene pigment.

体質顔料としては、タルク、クレー、カオリン、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナホワイト等が挙げられる。   Examples of extender pigments include talc, clay, kaolin, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silica, and alumina white.

光輝性顔料としては、例えば、アルミニウム、蒸着アルミニウム、銅、亜鉛、真ちゅう、ニッケル、酸化アルミニウム、雲母、酸化チタン又は酸化鉄で被覆された酸化アルミニウム、酸化チタン又は酸化鉄で被覆された雲母などを挙げることができる。中でもアルミニウム及び蒸着アルミニウムが特に好ましい。前記アルミニウム及び蒸着アルミニウムには、ノンリーフィング型とリーフィング型アルミニウムがあるが、いずれも使用できる。また光輝性顔料はりん片状であることが好ましい。   Examples of the bright pigment include aluminum, vapor-deposited aluminum, copper, zinc, brass, nickel, aluminum oxide, mica, aluminum oxide coated with titanium oxide or iron oxide, mica coated with titanium oxide or iron oxide, and the like. Can be mentioned. Of these, aluminum and evaporated aluminum are particularly preferable. The aluminum and vapor-deposited aluminum include non-leafing type and leafing type aluminum, both of which can be used. The glitter pigment is preferably in the form of flakes.

本発明の水性塗料組成物は種々の被塗物に塗装することにより、優れた外観を有する塗膜を形成することができる。   The aqueous coating composition of the present invention can form a coating film having an excellent appearance by coating on various objects to be coated.

これらの被塗物の材質としては、特に限定されるものではない。例えば、鉄、アルミニウム、真鍮、銅、ステンレス鋼、ブリキ、亜鉛メッキ鋼、合金化亜鉛(Zn−Al、Zn−Ni、Zn−Fe等)メッキ鋼等の金属材料;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂類、各種のFRP等のプラスチック材料;ガラス、セメント、コンクリート等の無機材料;木材;繊維材料(紙、布等)等を挙げることができる。これらの内、金属材料が好ましい。   The material of these objects to be coated is not particularly limited. For example, metal materials such as iron, aluminum, brass, copper, stainless steel, tinplate, galvanized steel, alloyed zinc (Zn-Al, Zn-Ni, Zn-Fe, etc.) plated steel; polyethylene resin, polypropylene resin, acrylonitrile -Butadiene-styrene (ABS) resin, polyamide resin, acrylic resin, vinylidene chloride resin, polycarbonate resin, polyurethane resin, epoxy resin and other plastic materials such as various FRPs; inorganic materials such as glass, cement and concrete; Wood; fiber materials (paper, cloth, etc.) and the like. Of these, metal materials are preferred.

被塗物は、上記金属材料等の基材上に、下塗り塗膜を形成したものであってもよい。また、前記基材上に下塗り塗膜及び中塗り塗膜を順に形成したものであってもよい。基材が金属材料である場合は、前記基材上に下塗り塗膜を形成させる前に、予めりん酸塩処理、クロメート処理、複合酸化物処理等の表面処理が施されたものであってもよい。   The article to be coated may be one in which an undercoat coating film is formed on a base material such as the above metal material. In addition, an undercoat coating film and an intermediate coating film may be sequentially formed on the substrate. When the base material is a metal material, it may have been subjected to surface treatment such as phosphate treatment, chromate treatment, complex oxide treatment in advance before forming an undercoat film on the base material. Good.

本発明の水性塗料組成物の塗装方法としては、特に限定されず、例えば、ハケ塗り、ローラー塗装、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、回転霧化塗装、カーテンコート塗装などが挙げられる。これらの塗装方法でウェット塗膜を形成することができる。   The coating method of the aqueous coating composition of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include brush coating, roller coating, air spray coating, airless spray coating, rotary atomization coating, and curtain coat coating. A wet coating film can be formed by these coating methods.

ウェット塗膜の硬化は、被塗物に本発明の組成物を塗装後、加熱することにより行うことができる。加熱は、公知の加熱手段により行うことができる。例えば、熱風炉、電気炉、赤外線誘導加熱炉等の乾燥炉を使用することができる。加熱温度は、被塗物が金属材料の場合、通常80〜180℃程度が好ましく、100〜170℃程度がより好ましく、120〜160℃程度が更に好ましい。加熱時間は、特に制限されるものではないが、通常、10〜60分間程度が好ましく、20〜40分間程度がより好ましい。   The wet coating film can be cured by applying the composition of the present invention to an object to be coated and then heating it. Heating can be performed by a known heating means. For example, a drying furnace such as a hot air furnace, an electric furnace, or an infrared induction heating furnace can be used. When the object to be coated is a metal material, the heating temperature is usually preferably about 80 to 180 ° C, more preferably about 100 to 170 ° C, and further preferably about 120 to 160 ° C. The heating time is not particularly limited, but is usually preferably about 10 to 60 minutes, more preferably about 20 to 40 minutes.

かくして本発明の水性塗料組成物はレオコン性、仕上がり性および耐ハジキ性に優れる。   Thus, the aqueous coating composition of the present invention is excellent in rheocon properties, finish properties and repellency resistance.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、「部」及び「%」はいずれも質量基準によるものである。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to only these examples. “Part” and “%” are based on mass.

ウレア結合を有するエチレン性不飽和モノマーの合成
モノマー製造例1
加熱及び冷却装置を備えたオイルバス中に攪拌機、温度計、乾燥管及び滴下ロートを付けた空の四つ口フラスコを設置した。まずフラスコ中にテトラヒドロフラン40部及び2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート52.9部を仕込み、オイルバスを冷却することによりフラスコ内容物の温度を15℃にした。次いで内容物の温度が20℃以下を維持するようにオイルバス温度を調節しながらフラスコ中にエチルアミンの37.8%メタノール溶液37部を1時間かけて攪拌しながら滴下し、さらに2時間保持しアミンとイソシアネートを反応させた。その後内容物のNCO価(注1)を測定し、1以下であることを確認した。次に内容物を60℃に昇温して、減圧下脱溶剤(テトラヒドロフラン)を行うことにより、エチルウレア基含有重合性不飽和モノマーA−1を得た。
Synthetic monomer production example 1 of an ethylenically unsaturated monomer having a urea bond
An empty four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, drying tube and dropping funnel was placed in an oil bath equipped with a heating and cooling device. First, 40 parts of tetrahydrofuran and 52.9 parts of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate were charged into the flask, and the temperature of the flask contents was adjusted to 15 ° C. by cooling the oil bath. Next, 37 parts of a 37.8% methanol solution of ethylamine was added dropwise to the flask with stirring for 1 hour while adjusting the oil bath temperature so that the temperature of the contents was maintained at 20 ° C. or lower, and the mixture was further maintained for 2 hours. The amine and isocyanate were reacted. Thereafter, the NCO value (Note 1) of the contents was measured and confirmed to be 1 or less. Next, the content was heated to 60 ° C. and solvent removal (tetrahydrofuran) was performed under reduced pressure to obtain an ethylurea group-containing polymerizable unsaturated monomer A-1.

(注1)NCO価:重合性不飽和モノマー1g中に含まれるイソシアネート基量(mg)で、下記測定方法にて追跡した。
三角フラスコに試料(1g程度)を正しくはかりとり、ジオキサン10mlを加える。溶解した試料を50℃に加熱し、正しくはかりとったN/5ジブチルアミン−ジオキサン溶液10mlを加え、2分間かき混ぜて試料とジブチルアミンを反応させる。次に、ブロムフェノールブルー−エチルアルコール溶液を2〜3敵加えた後、N/10塩酸溶液で滴定し、溶液が青色から黄緑色に変化したときを終点とする。下記計算式により試料のNCO価を算出する。
(Note 1) NCO value: The amount of isocyanate group (mg) contained in 1 g of the polymerizable unsaturated monomer, followed by the following measurement method.
A sample (about 1 g) is weighed correctly in an Erlenmeyer flask, and 10 ml of dioxane is added. The dissolved sample is heated to 50 ° C., 10 ml of a properly weighed N / 5 dibutylamine-dioxane solution is added, and the mixture is stirred for 2 minutes to react the sample with dibutylamine. Next, after adding 2 to 3 bromophenol blue-ethyl alcohol solutions, titration is performed with an N / 10 hydrochloric acid solution, and the end point is when the solution changes from blue to yellow-green. The NCO value of the sample is calculated according to the following formula.

計算式 N={0.1×42×(A−B)×f}/0.01×S×W}
ここでN:NCO価(試料1g中に含まれるNCOのmg数)
A:空試験のN/5ジブチルアミン−ジオキサン溶液を中和するのに使用したN/10塩酸溶液の量(ml)
B:試料の滴定に使用したN/10塩酸溶液の量(ml)
f:N/10塩酸溶液のファクター
S:試料の加熱残分(%)
W:試料の量(g)
42:イソシアネート基(NCO)の分子量。
Formula N = {0.1 × 42 × (A−B) × f} /0.01×S×W}
Here, N: NCO value (mg number of NCO contained in 1 g of sample)
A: Amount of N / 10 hydrochloric acid solution used to neutralize blank N / 5 dibutylamine-dioxane solution (ml)
B: Amount of N / 10 hydrochloric acid solution used for titration of sample (ml)
f: Factor of N / 10 hydrochloric acid solution S: Residue of sample heated (%)
W: Amount of sample (g)
42: Molecular weight of isocyanate group (NCO).

モノマー製造例2
製造例1における2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート仕込み量52.9部を51.2部とし、エチルアミンの37.8%メタノール溶液37部に換えてブチルアミン24.1部を滴下し、また滴下時の温度を20℃ではなく35℃に維持し、それら以外は製造例1と同様にして合成を行うことにより、ブチルウレア基含有重合性不飽和モノマーA−2を得た。
Monomer Production Example 2
The amount of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate charged in Production Example 1 was changed to 51.2 parts, and 24.1 parts of butylamine was added dropwise instead of 37 parts of a 37.8% methanol solution of ethylamine. Was maintained at 35 ° C. instead of 20 ° C., and synthesis was carried out in the same manner as in Production Example 1 to obtain a butylurea group-containing polymerizable unsaturated monomer A-2.

モノマー製造例3
製造例1における2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート仕込み量52.9部を51.2部とし、エチルアミンの37.8%メタノール溶液37部に換えてイソプロピルアミン19.5部を滴下し、又滴下時の温度を35℃に維持し、それら以外は製造例1と同様にして合成を行うことにより、イソプロピルウレア基含有重合性不飽和モノマーA−3を得た。
Monomer Production Example 3
The amount of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate charged in Production Example 1 was changed to 51.2 parts, and 19.5 parts of isopropylamine was added dropwise instead of 37 parts of a 37.8% methanol solution of ethylamine. Synthesis was carried out in the same manner as in Production Example 1 except that the temperature was maintained at 35 ° C., thereby obtaining isopropylurea group-containing polymerizable unsaturated monomer A-3.

モノマー製造例4
加熱及び冷却装置を備えたオイルバス中に攪拌機、温度計、乾燥管、空気導入管及び滴下ロートを付けた空の四つ口フラスコを設置した。まずフラスコ中に2−ヒドロキシエチルメタクリレート42.9部、p−メトキシフェノール0.039部を仕込み、乾燥空気を導入しながら、内容物を60℃まで昇温した。さらにイソホロンジイソシアネート66.6部を加え、2時間攪拌し、次いで80℃に昇温して1時間反応させた。その後、内容物を冷却し10℃とし、テトラヒドロフラン50部を加えた。その後、内容物の温度が20℃を超えないように維持しながらブチルアミン19.7部を1時間かけて滴下した。次に60℃まで昇温して減圧下脱溶剤(テトラヒドロフラン)することにより、ブチルウレア基含有重合性不飽和モノマーA−4を得た。
Monomer Production Example 4
An empty four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a drying tube, an air introduction tube and a dropping funnel was placed in an oil bath equipped with a heating and cooling device. First, 42.9 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate and 0.039 parts of p-methoxyphenol were charged into a flask, and the contents were heated to 60 ° C. while introducing dry air. Further, 66.6 parts of isophorone diisocyanate was added, stirred for 2 hours, then heated to 80 ° C. and reacted for 1 hour. Thereafter, the contents were cooled to 10 ° C., and 50 parts of tetrahydrofuran was added. Thereafter, 19.7 parts of butylamine was added dropwise over 1 hour while maintaining the temperature of the contents not exceeding 20 ° C. Next, the temperature was raised to 60 ° C., and the solvent was removed under reduced pressure (tetrahydrofuran) to obtain a butylurea group-containing polymerizable unsaturated monomer A-4.

ウレタン結合を有するエチレン性不飽和モノマーの合成
モノマー製造例5
加熱及び冷却装置を備えたオイルバス中に攪拌機、温度計、乾燥管、空気導入管及び滴下ロートを付けた空の四つ口フラスコを設置した。まずフラスコ中に2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート67.7部、p−メトキシフェノール0.40部を仕込み、乾燥空気を導入しながら、50℃まで昇温した。次いで攪拌しながら60℃以下を維持しながらブタノール32.3部を1時間かけて滴下し、さらに攪拌下60℃で1時間保持した。その後100℃に昇温して1時間反応を行い、ブチルウレタン基含有重合性不飽和モノマーA−5を得た。
Synthetic monomer production example 5 of an ethylenically unsaturated monomer having a urethane bond
An empty four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a drying tube, an air introduction tube and a dropping funnel was placed in an oil bath equipped with a heating and cooling device. First, 67.7 parts of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate and 0.40 part of p-methoxyphenol were charged into a flask, and the temperature was raised to 50 ° C. while introducing dry air. Next, 32.3 parts of butanol was added dropwise over 1 hour while maintaining the temperature at 60 ° C. or lower while stirring, and further maintained at 60 ° C. for 1 hour with stirring. Thereafter, the temperature was raised to 100 ° C. and the reaction was performed for 1 hour to obtain a butylurethane group-containing polymerizable unsaturated monomer A-5.

イミド結合を有するエチレン性不飽和モノマーの合成
モノマー製造例6
加熱及び冷却装置を備えたオイルバス中に攪拌機、温度計、乾燥管、空気導入管及び水分離器を付けた空の四つ口フラスコを設置した。まず、フラスコ中にメタクリル酸52.4部、N−ヒドロキシエチルフタルイミド47.6部、トルエン64.2部、p−メトキシフェノール0.08部、p−トルエンスルホン酸一水和物4.7部を仕込み、乾燥空気を導入しながら、130℃まで昇温した。次いで攪拌しながら3時間縮合反応させた後、80℃まで冷却し、更にトルエンを150部加え、室温まで冷却した。次いで、5重量%の水酸化ナトリウム水溶液を加えて洗浄し、さらに中性になるまで純水で洗浄した後、飽和食塩水で脱水した。油相に対して50部のアセトンと1重量%の硫酸ナトリウムを加え、脱水した。その後硫酸ナトリウムをろ過によって取り除き、70℃まで加熱して、固形分35%になるまで溶剤を減圧留去した。氷水を用いて10℃まで冷却し、析出した結晶をろ過し、イミド結合を有するエチレン性不飽和モノマーA−6(フタルイミドエチルメタクリレート)を得た。
Synthetic monomer production example 6 of ethylenically unsaturated monomer having imide bond
An empty four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, drying tube, air introduction tube and water separator was placed in an oil bath equipped with a heating and cooling device. First, methacrylic acid 52.4 parts, N-hydroxyethylphthalimide 47.6 parts, toluene 64.2 parts, p-methoxyphenol 0.08 parts, p-toluenesulfonic acid monohydrate 4.7 parts in a flask. The temperature was raised to 130 ° C. while introducing dry air. Next, the mixture was allowed to undergo a condensation reaction for 3 hours with stirring, and then cooled to 80 ° C., and further 150 parts of toluene was added and cooled to room temperature. Next, 5% by weight aqueous sodium hydroxide solution was added for washing, followed by washing with pure water until neutrality, followed by dehydration with saturated saline. 50 parts of acetone and 1% by weight of sodium sulfate were added to the oil phase for dehydration. Thereafter, sodium sulfate was removed by filtration, heated to 70 ° C., and the solvent was distilled off under reduced pressure until the solid content became 35%. It cooled to 10 degreeC using ice water, the deposited crystal | crystallization was filtered, and ethylenically unsaturated monomer A-6 (phthalimidoethyl methacrylate) which has an imide bond was obtained.

熱硬化性アクリルエマルションの製造
製造例1
加熱及び冷却装置を備え、撹拌機、温度計、サーモスタット、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置が取り付けられている空の反応容器に脱イオン水130部、「アクアロンKH−10」(商品名、第一工業製薬株式会社製、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩エステルアンモニウム塩、有効成分97%)0.52部を仕込み、窒素気流下で撹拌混合しながら内容物を80℃に昇温した。次いで下記のモノマー乳化物(1)のうちの全質量の1%に相当する量及び6%過硫酸アンモニウム水溶液5.3部を撹拌しながら加え80℃で15分間保持した。その後、温度を80℃に保ちながらモノマー乳化物(1)残量全部を3時間かけて滴下し、滴下終了後1時間熟成を行った。
Production of thermosetting acrylic emulsion
Production Example 1
130 parts of deionized water, “Aqualon KH-10” (trade name) in an empty reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, thermostat, reflux condenser, nitrogen inlet tube and dropping device , Manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester ammonium salt, active ingredient 97%) 0.52 part was charged, and the contents were heated to 80 ° C. with stirring and mixing under a nitrogen stream. Next, an amount corresponding to 1% of the total mass of the following monomer emulsion (1) and 5.3 parts of a 6% aqueous ammonium persulfate solution were added with stirring and maintained at 80 ° C. for 15 minutes. Thereafter, the remaining amount of the monomer emulsion (1) was dropped over 3 hours while maintaining the temperature at 80 ° C., and aging was performed for 1 hour after the completion of the dropping.

その後、内容物の温度を80℃に保ちながら下記のモノマー乳化物(2)を1時間かけて滴下し、1時間熟成した後、2−(ジメチルアミノ)エタノールの5%水溶液40部(2−(ジメチルアミノ)エタノール2.0部)を反応容器に1時間かけて滴下しながら同時に内容物を徐々に冷却し滴下終了時に内容物温度を30℃にした。以上の工程により熱硬化性アクリルエマルションB−1を得た。   Thereafter, the following monomer emulsion (2) was added dropwise over 1 hour while keeping the temperature of the content at 80 ° C., and after aging for 1 hour, 40 parts of 2-% (dimethylamino) ethanol aqueous solution (2- While adding (dimethylamino) ethanol (2.0 parts) to the reaction vessel over 1 hour, the contents were gradually cooled and the temperature of the contents was adjusted to 30 ° C. at the end of the addition. The thermosetting acrylic emulsion B-1 was obtained by the above process.

得られたエマルションはコア部が架橋したコアシェル型アクリルエマルションであり、平均粒子径142nm(サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製)を用いて、脱イオン水で希釈し20℃で測定した。)、固形分濃度30%であった。アクリル樹脂自体の水酸基価は9.4mgKOH/g、酸価は14.3mgKOH/gであった。   The obtained emulsion is a core-shell type acrylic emulsion having a crosslinked core part, and is diluted with deionized water using an average particle size of 142 nm (submicron particle size distribution measuring device “COULTER N4 type” (manufactured by Beckman Coulter)). Measured at 20 ° C.), the solid content concentration was 30%. The hydroxyl value of the acrylic resin itself was 9.4 mgKOH / g, and the acid value was 14.3 mgKOH / g.

モノマー乳化物(1):脱イオン水46.2部、「アクアロンKH−10」0.79部、エチレングリコールジメタクリレート3.0部、メチルメタクリレート64.0部、及びn−ブチルアクリレート10.0部を混合攪拌して、モノマー乳化物(1)を得た。本モノマー乳化物(1)は重合後はコアシェル型アクリルエマルションのコア部を形成する。   Monomer emulsion (1): 46.2 parts of deionized water, 0.79 parts of “AQUALON KH-10”, 3.0 parts of ethylene glycol dimethacrylate, 64.0 parts of methyl methacrylate, and 10.0 of n-butyl acrylate The parts were mixed and stirred to obtain a monomer emulsion (1). This monomer emulsion (1) forms the core part of a core-shell type acrylic emulsion after polymerization.

モノマー乳化物(2):脱イオン水13.8部、「アクアロンKH−10」0.24部、過硫酸アンモニウム0.03部、メチルメタクリレート4.37部、n−ブチルアクリレト4.37部、スチレン2.98部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート2.19部、メタクリル酸2.19部、及びモノマー製造例1で得たエチルウレア基含有重合性不飽和モノマー(A−1)6.9部を混合攪拌して、モノマー乳化物(2)を得た。本モノマー乳化物(2)は重合後はコアシェル型アクリルエマルションのシェル部を形成する。   Monomer emulsion (2): 13.8 parts of deionized water, 0.24 part of “Aqualon KH-10”, 0.03 part of ammonium persulfate, 4.37 parts of methyl methacrylate, 4.37 parts of n-butyl acrylate, styrene 2 .98 parts, 2.19 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 2.19 parts of methacrylic acid, and 6.9 parts of ethylurea group-containing polymerizable unsaturated monomer (A-1) obtained in Monomer Production Example 1 were mixed and stirred. Thus, a monomer emulsion (2) was obtained. This monomer emulsion (2) forms the shell part of a core-shell type acrylic emulsion after polymerization.

製造例2〜9、製造例11〜19
モノマー乳化物(1)及び(2)の組成を下記表1、表2に示すように変更する以外は、実施例1と同様にして、熱硬化性アクリルエマルションB−2〜B−19を得た。製造例1と併せて、得られた熱硬化性アクリルエマルションB−2〜B−19の固形分濃度、酸価、水酸基価及び平均粒子径を下記表1、表2に示す。
Production Examples 2-9, Production Examples 11-19
Thermosetting acrylic emulsions B-2 to B-19 are obtained in the same manner as in Example 1 except that the compositions of the monomer emulsions (1) and (2) are changed as shown in Tables 1 and 2 below. It was. Table 1 and Table 2 below show the solid content concentration, acid value, hydroxyl value and average particle size of the obtained thermosetting acrylic emulsions B-2 to B-19 together with Production Example 1.

Figure 0005713502
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製造例10
加熱及び冷却装置を備え、撹拌機、温度計、サーモスタット、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置が取り付けられている空の反応容器に脱イオン水130部、「アクアロンKH−10」(商品名、第一工業製薬株式会社製、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩エステルアンモニウム塩、有効成分97%)0.52部を仕込み、窒素気流下で撹拌混合しながら内容物を80℃に昇温した。次いで下記のモノマー乳化物(1)のうちの全質量の1%に相当する量及び6%過硫酸アンモニウム水溶液5.3部を撹拌しながら加え80℃で15分間保持した。その後、温度を80℃に保ちながらモノマー乳化物(1)残量全部を3時間かけて滴下し、滴下終了後1時間熟成を行った。以上の工程により熱硬化性アクリルエマルションB−10を得た。
Production Example 10
130 parts of deionized water, “Aqualon KH-10” (trade name) in an empty reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, thermostat, reflux condenser, nitrogen inlet tube and dropping device , Manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester ammonium salt, active ingredient 97%) 0.52 part was charged, and the contents were heated to 80 ° C. with stirring and mixing under a nitrogen stream. Next, an amount corresponding to 1% of the total mass of the following monomer emulsion (1) and 5.3 parts of a 6% aqueous ammonium persulfate solution were added with stirring and maintained at 80 ° C. for 15 minutes. Thereafter, the remaining amount of the monomer emulsion (1) was dropped over 3 hours while maintaining the temperature at 80 ° C., and aging was performed for 1 hour after the completion of the dropping. The thermosetting acrylic emulsion B-10 was obtained by the above process.

モノマー乳化物(1):脱イオン水60.0部、「アクアロンKH−10」1.03部、エチレングリコールジメタクリレート3.0部、メチルメタクリレート68.4部、n−ブチルアクリレート14.4部、スチレン3.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート2.19部、メタクリル酸2.19部及びモノマー製造例1で得たエチルウレア基含有重合性不飽和モノマー(A−1)6.9部を混合撹拌して得られた乳化物。   Monomer emulsion (1): 60.0 parts of deionized water, 1.03 part of “AQUALON KH-10”, 3.0 parts of ethylene glycol dimethacrylate, 68.4 parts of methyl methacrylate, 14.4 parts of n-butyl acrylate , 3.0 parts of styrene, 2.19 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 2.19 parts of methacrylic acid and 6.9 parts of ethylurea group-containing polymerizable unsaturated monomer (A-1) obtained in Monomer Production Example 1 An emulsion obtained by stirring.

Figure 0005713502
Figure 0005713502

熱硬化性水溶性アクリル樹脂の製造
製造例20
加熱及び冷却装置を備え、撹拌機、温度計、サーモスタット、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置が取り付けられている空の反応容器にブチルセロソルブ35.0部を仕込み、窒素雰囲気下で125℃に昇温し、メチルメタクリレート30.0部、n−ブチルアクリレート20.0部、スチレン13.0部、2−ヒドロキシエチルアクリレート15.0部、アクリル酸7.0部、製造例1で得たエチルウレア基含有重合性不飽和モノマーA−1を15.0部、及び2,2´−アゾビスイソブチロニトリル2.5部の混合物を4時間かけて滴下した。次いで、125℃で窒素ガスを通気しながら30分間熟成させた後、更に23.9部のブチルセロソルブ及び2,2´−アゾビスイソブチロニトリル0.5部の混合物を1時間かけて滴下し、その後1時間熟成させた。得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は14,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.1であった。また、水酸基価は64.7mgKOH/g、酸価は54.5mgKOH/gであった。さらに、得られた固形分濃度55%のアクリルポリマー溶液に、ジメチルアミノエタノール8.6部を加えて中和した後、脱イオン水を徐々に添加し、固形分濃度30%の熱硬化性アクリルポリマーの水分散体C−1を得た。
Manufacture of thermosetting water-soluble acrylic resin
Production Example 20
35.0 parts of butyl cellosolve was charged in an empty reaction vessel equipped with a heating and cooling device and equipped with a stirrer, thermometer, thermostat, reflux condenser, nitrogen inlet tube and dropping device, and the temperature was adjusted to 125 ° C. under a nitrogen atmosphere. The temperature was raised, 30.0 parts of methyl methacrylate, 20.0 parts of n-butyl acrylate, 13.0 parts of styrene, 15.0 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, 7.0 parts of acrylic acid, ethyl urea obtained in Production Example 1 A mixture of 15.0 parts of the group-containing polymerizable unsaturated monomer A-1 and 2.5 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added dropwise over 4 hours. Next, after aging for 30 minutes while bubbling nitrogen gas at 125 ° C., a mixture of 23.9 parts of butyl cellosolve and 0.5 part of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added dropwise over 1 hour. Thereafter, the mixture was aged for 1 hour. The weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 14,000, and molecular weight distribution (Mw / Mn) was 2.1. The hydroxyl value was 64.7 mgKOH / g, and the acid value was 54.5 mgKOH / g. Further, 8.6 parts of dimethylaminoethanol was added to the obtained acrylic polymer solution with a solid content concentration of 55% to neutralize it, and then deionized water was gradually added to obtain a thermosetting acrylic with a solid content concentration of 30%. An aqueous dispersion C-1 of polymer was obtained.

製造例21〜30
モノマー組成を下記表3に示すように変更する以外は、製造例20と同様にして、熱硬化性アクリルポリマーの水分散体C−2〜C−11を得た。製造例20と併せて、得られた熱硬化性アクリルポリマーの水分散体C−2〜C−11の固形分濃度、酸価、及び水酸基価を下記表3に示す。
Production Examples 21-30
Except having changed a monomer composition as shown in following Table 3, it carried out similarly to manufacture example 20, and obtained the water dispersion C-2 to C-11 of the thermosetting acrylic polymer. Table 3 below shows the solid content concentration, acid value, and hydroxyl value of the aqueous dispersions C-2 to C-11 of the obtained thermosetting acrylic polymer together with Production Example 20.

Figure 0005713502
Figure 0005713502

水性塗料組成物の製造
実施例1
製造例1で得た熱硬化性アクリルエマルションB−1を233部(樹脂固形分70部)、メラミン樹脂サイメル272(商品名:日本サイテックインダストリーズ株式会社製、メチル−ブチル混合エーテル化メラミン樹脂、固形分80%)を37.5部(樹脂固形分30部)および増粘剤BYK−425(ウレア変性ウレタン化合物:有効成分濃度50%)0.3部を均一に混合し、水性塗料組成物D−1を得た。
実施例2〜22
実施例1の塗料組成物の配合組成を下記表4に示すように変更する以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜22の水性塗料組成物D−2〜D−22を得た。
Production Example 1 of water-based coating composition
233 parts of thermosetting acrylic emulsion B-1 obtained in Production Example 1 (resin solid content 70 parts), melamine resin Cymel 272 (trade name: manufactured by Nippon Cytec Industries, Ltd., methyl-butyl mixed etherified melamine resin, solid 80%) and 37.5 parts (resin solid content 30 parts) and thickener BYK-425 (urea-modified urethane compound: active ingredient concentration 50%) 0.3 parts are uniformly mixed to form an aqueous coating composition D -1 was obtained.
Examples 2-22
Aqueous coating compositions D-2 to D-22 of Examples 2 to 22 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the blending composition of the coating composition of Example 1 was changed as shown in Table 4 below. It was.

Figure 0005713502
Figure 0005713502

(注1)バイヒジュールVPLS2310:商品名、住化バイエルウレタン社製、ブロック化ポリイソシアネート化合物、固形分38%
(注2)BYK−420:有効成分濃度52%
(注3)BYK−430:有効成分濃度30%。
(Note 1) Bihijoule VPLS2310: trade name, manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd., blocked polyisocyanate compound, solid content 38%
(Note 2) BYK-420: active ingredient concentration 52%
(Note 3) BYK-430: active ingredient concentration 30%.

比較例1〜22
実施例1の塗料組成物の配合組成を下記表5に示すように変更する以外は、実施例1と同様にして、比較例1〜22の水性塗料組成物D−23〜D−44を得た。
Comparative Examples 1-22
Aqueous coating compositions D-23 to D-44 of Comparative Examples 1 to 22 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition of the coating composition of Example 1 was changed as shown in Table 5 below. It was.

Figure 0005713502
Figure 0005713502

評価試験
各実施例あるいは比較例で得た水性塗料組成物について、下記の試験方法により評価を行った。評価結果を下記表6、7に示す。
Evaluation test The aqueous coating composition obtained in each Example or Comparative Example was evaluated by the following test method. The evaluation results are shown in Tables 6 and 7 below.

(試験方法)
ヒビワレ性:各実施例あるいは比較例で得た水性塗料組成物をガラス板上に乾燥膜厚が35±1μmとなるようにアプリケーターで塗装した後、80℃で5分間予備乾燥した。その後、熱風式乾燥機を用いて140℃で30分間乾燥し硬化塗膜とした。得られた塗膜のヒビワレ性を目視評価した。
(Test method)
Cracking property: The aqueous coating composition obtained in each Example or Comparative Example was applied on a glass plate with an applicator so that the dry film thickness was 35 ± 1 μm, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. Then, it dried for 30 minutes at 140 degreeC using the hot air type dryer, and was set as the cured coating film. The cracking property of the obtained coating film was visually evaluated.

○:ヒビワレがない。
×:ヒビワレが認められる。
○: There is no crack.
X: Cracking is observed.

黄変性:各実施例あるいは比較例で得た水性塗料組成物をガラス板上に乾燥膜厚が35±1μmとなるようにアプリケーターで塗装した後、80℃で5分間予備乾燥した。その後熱風式乾燥機を用いて140℃で30分間乾燥し硬化塗膜とした。得られた塗膜の乾燥前後の黄変の度合いを目視評価した。   Yellowing: The aqueous coating composition obtained in each example or comparative example was applied on a glass plate with an applicator so that the dry film thickness was 35 ± 1 μm, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. Then, it dried for 30 minutes at 140 degreeC using the hot-air-type dryer, and was set as the cured coating film. The degree of yellowing before and after drying of the obtained coating film was visually evaluated.

○:変化がない
△:黄変が認められる
×:著しい黄変が認められる。
○: No change
Δ: Yellowing is observed
X: Significant yellowing is observed.

耐溶剤性:各実施例あるいは比較例で得た水性塗料組成物をガラス板上に乾燥膜厚が35±1μmとなるようにアプリケーターで塗装した後、80℃で5分間予備乾燥した。その後熱風式乾燥機を用いて140℃で30分間乾燥し硬化塗膜とした。得られた塗板表面にメチルエチルケトン約2mlを乗せ、ガーゼ(白十字社製FCガーゼ)2枚重ねを4つ折りにしたものを当てて、中指で押し付けながらストローク5cmで往復50回のラビングを行い、その後の塗板の状態を評価した。   Solvent resistance: The aqueous coating composition obtained in each Example or Comparative Example was applied on a glass plate with an applicator so that the dry film thickness was 35 ± 1 μm, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. Then, it dried for 30 minutes at 140 degreeC using the hot-air-type dryer, and was set as the cured coating film. Place about 2 ml of methyl ethyl ketone on the surface of the resulting coated plate, apply a fold of two layers of gauze (FC gauze manufactured by White Cross Co., Ltd.) and rub it 50 times with a stroke of 5 cm while pressing with the middle finger. The state of the coated plate was evaluated.

○:塗面にキズ、ツヤビケなどの変化が生じなかった。
△:こすった後に細かなキズが生じ塗面のツヤが低下した。
×:塗膜が破壊され剥がれが生じた。
○: No changes such as scratches and gloss on the painted surface.
Δ: Fine scratches occurred after rubbing, and the gloss of the coated surface was lowered.
X: The coating film was broken and peeled off.

耐水性:各実施例あるいは比較例で得た水性塗料組成物をガラス板上に乾燥膜厚が20±1μmとなるようにアプリケーターで塗装した後、80℃で5分間予備乾燥した。その後熱風式乾燥機を用いて140℃で30分間乾燥し硬化塗膜とした。得られた塗板を50℃温水に24時間浸漬した後引き上げ、表面の水滴をふき取った後塗面の状態を目視評価した。   Water resistance: The aqueous coating composition obtained in each Example or Comparative Example was applied on a glass plate with an applicator so that the dry film thickness was 20 ± 1 μm, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. Then, it dried for 30 minutes at 140 degreeC using the hot-air-type dryer, and was set as the cured coating film. The obtained coated plate was immersed in warm water at 50 ° C. for 24 hours, then pulled up, wiped off water droplets on the surface, and then visually evaluated the state of the coated surface.

○:塗面に変化がない。
△:塗面に白化が見られるが24時間放置すると元の透明な塗面に戻った。
×:塗膜が著しく白化しており、軽くこすっただけで簡単に剥がれた。
○: There is no change in the paint surface.
(Triangle | delta): Although whitening was seen on the coating surface, when it was left to stand for 24 hours, it returned to the original transparent coating surface.
X: The coating film was remarkably whitened and peeled off simply by rubbing lightly.

タレ性:各実施例あるいは比較例で得た水性塗料組成物をガラス板上に乾燥膜厚が50〜60μmとなるようにアプリケーターで塗装した後、塗板を傾斜角30度に保持して雰囲気温度80℃で30分間静置した。その時の塗装膜のタレ具合を観察した。   Sagging property: After coating the aqueous coating composition obtained in each example or comparative example on a glass plate with an applicator so that the dry film thickness is 50 to 60 μm, the coating plate is held at an inclination angle of 30 degrees and the ambient temperature It left still at 80 degreeC for 30 minutes. The sagging condition of the coating film at that time was observed.

○:タレが認められない。
△:塗面の一部にタレが発生する。
×:塗膜の全面にわたってタレが発生する。
○: Sagging is not recognized.
Δ: Sagging occurs on part of the painted surface.
X: Sagging occurs over the entire surface of the coating film.

塗膜仕上がり性:各実施例あるいは比較例で得た水性塗料組成物をさらに水で希釈し固形分濃度25%に調整し、厚さ0.8mmの亜鉛メッキ鋼板上に乾燥膜厚が30±1μmとなるようにスプレー塗装した後、80℃で5分間予備乾燥した。その後、熱風式乾燥機を用いて140℃で30分間乾燥し仕上がり性評価板を作成し仕上りを目視評価した。   Coating finish: The aqueous coating composition obtained in each Example or Comparative Example was further diluted with water to adjust the solid content concentration to 25%, and the dry film thickness was 30 ± on a 0.8 mm thick galvanized steel sheet. After spray coating to 1 μm, it was pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. Thereafter, it was dried at 140 ° C. for 30 minutes using a hot air drier to prepare a finish evaluation plate, and the finish was visually evaluated.

○:平滑で塗装欠陥のない塗面である。
△:表面にワキ/ヘコミが散見される。(5cm×5cm当り1、2個程度)
×:表面に著しいワキ/ヘコミが生じている。
○: Smooth and free of coating defects.
Δ: Wrinkles / dents are scattered on the surface. (About 1 or 2 per 5cm x 5cm)
X: Remarkable wrinkles / dents are generated on the surface

Figure 0005713502
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Figure 0005713502
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Claims (3)

ウレタン結合を有するエチレン性不飽和モノマー、イミド結合を有するエチレン性不飽和モノマー、及びウレア結合を有するエチレン性不飽和モノマーの中から選ばれる一種以上の水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)及び該不飽和モノマー(A)以外の不飽和モノマー(B)を共重合してなる熱硬化性アクリル樹脂組成物、及び該アクリル樹脂組成物と疎水性相互作用を示す増粘剤を含有する水性塗料組成物であって、
前記熱硬化性アクリル樹脂組成物が水中に分散している熱硬化性アクリルエマルション組成物であり、熱硬化性アクリルエマルション組成物がコアシェル構造を有し、コアとシェルの質量比が1/9〜9/1で、かつそのシェル部において水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)の量がシェル部を構成する不飽和モノマーの総量の3〜70質量%であって、
前記増粘剤が、主鎖の少なくとも一部が疎水性ウレタン鎖であるウレタン−ウレア系増粘剤、主鎖の少なくとも一部が疎水性アミド鎖であるアミド−ウレア系増粘剤の中から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする水性塗料組成物。
Nitrogen-containing unsaturated monomer having one or more hydrogen bonds selected from ethylenically unsaturated monomers having urethane bonds, ethylenically unsaturated monomers having imide bonds, and ethylenically unsaturated monomers having urea bonds (A ) And an unsaturated monomer (B) other than the unsaturated monomer (A), and a thickening agent that exhibits hydrophobic interaction with the acrylic resin composition. An aqueous coating composition comprising:
The thermosetting acrylic emulsion composition in which the thermosetting acrylic resin composition is dispersed in water, the thermosetting acrylic emulsion composition has a core-shell structure, and the mass ratio of the core to the shell is 1/9 to 9/1, and the amount of the nitrogen-containing unsaturated monomer (A) having hydrogen bonding in the shell part is 3 to 70% by mass of the total amount of the unsaturated monomers constituting the shell part,
The thickener is a urethane-urea thickener in which at least a part of the main chain is a hydrophobic urethane chain, or an amide-urea thickener in which at least a part of the main chain is a hydrophobic amide chain. A water-based coating composition characterized by being at least one selected .
熱硬化性アクリル樹脂組成物において水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)がN−メタクリロイルオキシエチル−N´−エチルウレアおよび/又はN−メタクリロイルオキシエチル−N´−ブチルウレアであることを特徴とする請求項1に記載の水性塗料組成物。 The nitrogen-containing unsaturated monomer (A) having hydrogen bonding in the thermosetting acrylic resin composition is N-methacryloyloxyethyl-N′-ethylurea and / or N-methacryloyloxyethyl-N′-butylurea The water-based coating composition according to claim 1. 熱硬化性アクリル樹脂組成物において水素結合性を持つ含窒素不飽和モノマー(A)と不飽和モノマー(B)の質量比率が1/99〜50/50であることを特徴とする請求項1又は2に記載の水性塗料組成物。 The mass ratio of the nitrogen-containing unsaturated monomer (A) and the unsaturated monomer (B) having hydrogen bonding in the thermosetting acrylic resin composition is 1/99 to 50/50, or The water-based coating composition according to 2.
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