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JPS6410549B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6410549B2
JPS6410549B2 JP55137417A JP13741780A JPS6410549B2 JP S6410549 B2 JPS6410549 B2 JP S6410549B2 JP 55137417 A JP55137417 A JP 55137417A JP 13741780 A JP13741780 A JP 13741780A JP S6410549 B2 JPS6410549 B2 JP S6410549B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vinyl polymer
urethane
nitrogen atom
tertiary nitrogen
basic tertiary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55137417A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5761050A (en
Inventor
Shigehiko Yoshioka
Iwao Sugyama
Yoshinobu Nagai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd filed Critical Seiko Kagaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP55137417A priority Critical patent/JPS5761050A/en
Publication of JPS5761050A publication Critical patent/JPS5761050A/en
Publication of JPS6410549B2 publication Critical patent/JPS6410549B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規なウレタン変性ビニル系重合体の
水性分散溶液及びその製造方法に関するもので、
優れた安定性を有し、耐水性、耐候性に優れた皮
膜を形成することが出来、例えば水性塗料、水性
インキ、水性コート剤、紙、繊維等の処理剤、分
散剤等に使用することのできる水性分散溶液を提
供するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a novel aqueous dispersion solution of a urethane-modified vinyl polymer and a method for producing the same.
It has excellent stability and can form a film with excellent water resistance and weather resistance, and can be used for example in water-based paints, water-based inks, water-based coating agents, processing agents for paper and fibers, dispersants, etc. The present invention provides an aqueous dispersion solution that can be used as a dispersion solution.

ウレタン系重合体の水性分散溶液は、乳化剤ま
たは分散剤を利用してポリウレタンを水中に分散
せしめたものや、予めポリウレタン鎖中へ親水性
基(イオン性基を含む)を導入したポリウレタン
を水中に分散せしめたもの等があるが、従来使用
されている水性分散溶液はいずれも安定性が不十
分であつたり、また形成される皮膜は耐水性、耐
候性に乏しいという欠点を有している。
Aqueous dispersion solutions of urethane polymers include polyurethane dispersed in water using an emulsifier or dispersant, or polyurethane with hydrophilic groups (including ionic groups) introduced into the polyurethane chain in advance. Although there are dispersed solutions, all of the conventionally used aqueous dispersions have the disadvantage that they have insufficient stability and the films formed have poor water resistance and weather resistance.

これに対して、本第1の発明は、水酸基と塩基
性第3級窒素原子とを具備するビニル系重合体
と、1分子当たりの平均で1〜1.5の末端イソシ
アネート基を有するウレタンプレポリマーとの反
応生成物からなるウレタン変性ビニル系重合体
で、しかも、塩基性第3級窒素原子含有量が0.4
ミリ当量/g以上のウレタン変性ビニル系重合体
が、酸性物質を含む水性溶媒中に分散されている
ウレタン変性ビニル系重合体の水性分散液とする
ことにより、前記したような欠点を有することの
ないウレタン変性ビニル系重合体の水性分散溶液
を提供し得たものである。
In contrast, the first invention comprises a vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom, and a urethane prepolymer having an average of 1 to 1.5 terminal isocyanate groups per molecule. A urethane-modified vinyl polymer consisting of a reaction product with a basic tertiary nitrogen atom content of 0.4
By creating an aqueous dispersion of a urethane-modified vinyl polymer in which a urethane-modified vinyl polymer of milliequivalents/g or more is dispersed in an aqueous solvent containing an acidic substance, the above-mentioned drawbacks can be avoided. This makes it possible to provide an aqueous dispersion solution of a urethane-modified vinyl polymer.

また、本第2の発明は、水酸基と塩基性第3級
窒素原子とを具備するビニル系重合体と、1分子
当たりの平均で1〜1.5の末端イソシアネート基
を有するウレタンプレポリマーとを、前記ビニル
系重合体とウレタンプレポリマーとの両者に対し
ては溶解作用を有するが、各重合体の有する官能
基に対しては反応性を示さない有機溶媒中にて加
熱反応させることによつて、塩基性第3級窒素原
子含有量が0.4ミリ当量/g以上のウレタン変性
ビニル系重合体を生成させる工程と、前記工程に
よつて得られたウレタン変性ビニル系重合体を、
酸性物質を含む水性溶媒中に分散させることによ
つて、ウレタン変性ビニル系重合体の水性分散溶
液を得る工程とからなるものであり、前記本第1
の発明のウレタン変性ビニル系重合体の水性分散
溶液を、効率良く、確実に、かつ、容易に得る方
法を提供し得たものである。
The second invention also provides the above-mentioned method of combining a vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom, and a urethane prepolymer having an average of 1 to 1.5 terminal isocyanate groups per molecule. By heating and reacting in an organic solvent that has a dissolving effect on both the vinyl polymer and the urethane prepolymer, but does not show reactivity with the functional groups of each polymer, A step of producing a urethane-modified vinyl polymer having a basic tertiary nitrogen atom content of 0.4 meq/g or more, and a step of producing a urethane-modified vinyl polymer obtained by the above step,
A step of obtaining an aqueous dispersion solution of a urethane-modified vinyl polymer by dispersing it in an aqueous solvent containing an acidic substance,
The present invention provides a method for efficiently, reliably, and easily obtaining the aqueous dispersion of the urethane-modified vinyl polymer of the invention.

本発明においては、使用されるウレタン変性ビ
ニル系重合体の塩基性第3級窒素原子含有量は
0.4ミリ当量/g以上であることが必須の構成要
件である。これは使用されるウレタン変性ビニル
系重合体の塩基性第3級窒素原子含有量が0.4ミ
リ当量/g未満の場合には、本発明の目的とする
安定性が十分な水性分散溶液を得ることができな
くなるからである。これに対して、該重合体の塩
基性第3級窒素原子含有量の上限については、特
に限定されるものではないが、塩基性第3級窒素
原子含有量が極度に大きい場合には、それを使用
した水性分散溶液から形成される塗膜の耐水性が
低下する欠点を生ずる傾向がある。
In the present invention, the basic tertiary nitrogen atom content of the urethane-modified vinyl polymer used is
An essential constituent requirement is 0.4 milliequivalent/g or more. This means that when the basic tertiary nitrogen atom content of the urethane-modified vinyl polymer used is less than 0.4 milliequivalents/g, an aqueous dispersion solution with sufficient stability for the purpose of the present invention can be obtained. This is because it becomes impossible to do so. On the other hand, the upper limit of the basic tertiary nitrogen atom content of the polymer is not particularly limited, but if the basic tertiary nitrogen atom content is extremely large, There is a tendency for the water resistance of the coating film formed from the aqueous dispersion solution using to be reduced.

水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備するビ
ニル系重合体は、水酸基を有する単量体、塩基性
第3級窒素原子を有する単量体、及びこれらの単
量体と共重合可能な他の単量体を共重合させるこ
とによつて容易に製造できる。
A vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom can be copolymerized with a monomer having a hydroxyl group, a monomer having a basic tertiary nitrogen atom, and these monomers. It can be easily produced by copolymerizing other monomers.

水酸基を有する単量体としては、例えばヒドロ
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)アクリレート等のヒドロキシアルキル
(メタ)アクリレート類や、ポリエチレングリコ
ールモノ(メタ)アクリレート、アリルアルコー
ル、ヒドロキシスチレン類等が、また、塩基性第
3級窒素原子を有する単量体としては、例えばジ
メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエ
チルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチ
ルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチ
ルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ビニル
ピリジン等がある。さらに、これらの単量体と共
重合可能な他の単量体としては、例えばメチル
(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレ
ート、ブチル(メタ)アクリレート、2―エチル
ヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メ
タ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレ
ート類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビ
ニルエステル類、スチレン、ビニルトルエン等の
芳香族モノビニル化合物類、ビニルエーテル類、
アリルエーテル類等が使用できる。
Examples of monomers having a hydroxyl group include hydroxyalkyl (meth)acrylates such as hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, and hydroxybutyl (meth)acrylate, polyethylene glycol mono(meth)acrylate, and allyl Alcohols, hydroxystyrenes, etc., and monomers having a basic tertiary nitrogen atom include, for example, dimethylaminoethyl (meth)acrylate, diethylaminoethyl (meth)acrylate, dimethylaminopropyl (meth)acrylate, diethylamino Examples include propyl (meth)acrylate and vinylpyridine. Further, other monomers that can be copolymerized with these monomers include, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, and lauryl (meth)acrylate. ) Alkyl (meth)acrylates such as acrylates, vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate, aromatic monovinyl compounds such as styrene and vinyltoluene, vinyl ethers,
Allyl ethers etc. can be used.

以上の水酸基を有する単量体、塩基性第3級窒
素原子を有する単量体、及びこれらの単量体と共
重合可能な他の単量体のそれぞれについては、そ
れぞれの単一化合物同士でもよいことは勿論であ
るが、何種類かの化合物を混合した混合化合物の
状態で使用することもできる。
Regarding each of the above monomers having a hydroxyl group, monomers having a basic tertiary nitrogen atom, and other monomers that can be copolymerized with these monomers, even if the respective single compounds are Of course, it is possible to use the compound in the form of a mixture of several kinds of compounds.

この水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備す
るビニル系重合体を得るに際し、水酸基を有する
単量体、塩基性第3級窒素原子を有する単量体、
及びこれらの単量体と共重合可能な他の単量体の
それぞれとして、いずれも(メタ)アクリル系単
量体を選択、使用し、水酸基と塩基性第3級窒素
原子とを具備するビニル系重合体としてアクリル
系の重合体を得た場合には、これを末端イソシア
ネート基を有するウレタンプレポリマーと反応せ
しめて得られるウレタン変性ビニル系重合体が特
に優れた耐候性を具備するという特質を有する。
When obtaining this vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom, a monomer having a hydroxyl group, a monomer having a basic tertiary nitrogen atom,
And as each of the other monomers copolymerizable with these monomers, (meth)acrylic monomers are selected and used, and vinyl having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom is selected and used. When an acrylic polymer is obtained as a system polymer, the urethane-modified vinyl polymer obtained by reacting it with a urethane prepolymer having terminal isocyanate groups has the characteristic of having particularly excellent weather resistance. have

水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備するビ
ニル系重合体は、前述の各単量体、すなわち水酸
基を有する単量体、塩基性第3級窒素原子を有す
る単量体、及びこれらの単量体と共重合可能な他
の単量体を、通常の重合操作、例えば塊状重合、
懸濁重合、乳化重合、あるいは溶液重合等の重合
操作に付すことによつて容易に製造されるが、特
に得られたビニル系重合体に後の段階で反応させ
る末端イソシアネート基を有するウレタンプレポ
リマーを溶解する作用を有し、かつ水酸基、塩基
性第3級窒素原子及びイソシアネート基には反応
性を示さない、例えば酢酸エステル、ギ酸エステ
ル等のエステル系溶剤、アセトン、メチルエチル
ケトン等のケトン系溶剤、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルスルホキサイド等の溶剤を使用した
溶液重合反応を利用することが、得られたビニル
系重合体をもう一つの反応成分である末端イソシ
アネート基を有するウレタンプレポリマーと反応
せしめる工程で、ビニル系重合体の溶液をその
まゝ使用することが出来るので操作工程上好都合
である。
The vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom is composed of each of the above-mentioned monomers, that is, a monomer having a hydroxyl group, a monomer having a basic tertiary nitrogen atom, and a monomer having a basic tertiary nitrogen atom. Other monomers that can be copolymerized with the monomer are subjected to conventional polymerization operations such as bulk polymerization,
A urethane prepolymer having a terminal isocyanate group that is easily produced by subjecting it to a polymerization operation such as suspension polymerization, emulsion polymerization, or solution polymerization, and which is particularly reacted with the obtained vinyl polymer at a later stage. ester solvents such as acetate esters and formate esters; ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; Utilizing a solution polymerization reaction using a solvent such as dimethylformamide or dimethyl sulfoxide is a step in which the obtained vinyl polymer is reacted with another reaction component, a urethane prepolymer having terminal isocyanate groups. This is convenient in terms of operational steps, since the solution of the vinyl polymer can be used as it is.

本発明における前記水酸基を有する単量体、塩
基性第3級窒素原子を有する単量体、及びこれら
の単量体と共重合可能な他の単量体の共重合によ
つて得られるビニル系重合体においては、該ビニ
ル系重合体中に含まれる水酸基の量については特
に限定されるものではないが、もう一つの反応成
分である末端イソシアネート基を有するウレタン
プレポリマーとの反応性の関係から、すなわち、
水酸基価が小さい場合にはビニル系重合体と反応
するウレタンプレポリマーの量が相対的に少なく
なるために、本発明の目的とする性質の塗膜形成
能を有する水性分散溶液を得られなくなる場合も
生ずるので、水酸基価が30mgKOH/g以上であ
ることが望ましい。これに対して、ビニル系重合
体中に含まれる水酸基価が高い場合は、このビニ
ル系重合体中の水酸基の一部分のみにウレタンプ
レポリマーを反応させることができるので、得ら
れるウレタン変性ビニル系重合体における未反応
の水酸基が、該重合体の水性分散溶液の安定性を
より向上せしめる作用を有する。しかしながら水
酸基価が例えば200mgKOH/g以上というように
高い場合には、水性分散溶液から形成される塗膜
の耐水性が低下する原因となるので、水酸基価は
200mgKOH/g以下であることが望ましい。
Vinyl type obtained by copolymerization of a monomer having a hydroxyl group, a monomer having a basic tertiary nitrogen atom, and another monomer copolymerizable with these monomers according to the present invention Regarding the polymer, the amount of hydroxyl groups contained in the vinyl polymer is not particularly limited, but due to the reactivity with the urethane prepolymer having terminal isocyanate groups, which is another reactive component. , that is,
If the hydroxyl value is small, the amount of urethane prepolymer that reacts with the vinyl polymer will be relatively small, making it impossible to obtain an aqueous dispersion solution having the ability to form a film with the properties targeted by the present invention. Therefore, it is desirable that the hydroxyl value is 30 mgKOH/g or more. On the other hand, if the hydroxyl value contained in the vinyl polymer is high, the urethane prepolymer can be reacted with only a portion of the hydroxyl groups in the vinyl polymer, so the resulting urethane-modified vinyl polymer can be reacted with the urethane prepolymer. The unreacted hydroxyl groups in the combination have the effect of further improving the stability of the aqueous dispersion of the polymer. However, if the hydroxyl value is high, for example 200mgKOH/g or more, the water resistance of the coating film formed from the aqueous dispersion solution will decrease.
It is desirable that it is 200mgKOH/g or less.

他方、この水酸基と塩基性第3級窒素原子とを
具備するビニル系重合体中に含まれる塩基性第3
級窒素原子の量は、前記したもう一つの反応成分
である末端イソシアネート基を有するウレタンプ
レポリマーとの反応生成物であるウレタン変性ビ
ニル系重合体の塩基性第3級窒素原子の含有量に
直接影響するものであるから、得られるウレタン
変性ビニル系重合体の塩基性第3級窒素原子の含
有量が0.4ミリ当量/g以上となるような量、す
なわち塩基性第3級窒素原子の含有量が0.5ミリ
当量/g以上であることが望ましい。
On the other hand, the basic tertiary nitrogen atom contained in the vinyl polymer having the hydroxyl group and the basic tertiary nitrogen atom
The amount of tertiary nitrogen atoms is directly related to the content of basic tertiary nitrogen atoms in the urethane-modified vinyl polymer, which is the reaction product with the urethane prepolymer having terminal isocyanate groups, which is another reaction component mentioned above. Therefore, the content of basic tertiary nitrogen atoms is such that the content of basic tertiary nitrogen atoms in the resulting urethane-modified vinyl polymer is 0.4 milliequivalents/g or more, that is, the content of basic tertiary nitrogen atoms. It is desirable that the amount is 0.5 milliequivalent/g or more.

前記水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備す
るビニル系重合体に反応させるウレタンプレポリ
マーは、1分子当たりの平均で1〜1.5末端イソ
シアネート基を有するウレタンプレポリマーであ
り、特に、ポリヒドロキシ化合物とポリイソシア
ネート化合物との反応によつて得られたウレタン
プレポリマーの使用が好ましい。
The urethane prepolymer reacted with the vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom is a urethane prepolymer having an average of 1 to 1.5 terminal isocyanate groups per molecule. Preference is given to using urethane prepolymers obtained by reaction of compounds with polyisocyanate compounds.

ポリヒドロキシ化合物の具体的な例としては、
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、あるいはエチレンオキサイド―プロピレン
オキサイドのブロツク共重合体、ポリ―(テトラ
メチレンエーテル)ポリオール等のポリエーテル
ポリオール類、ポリエステルポリオール類、エチ
レングリコール、1,4―プタンジオール、1,
6―ヘキサンジオール等のアルキレングリコール
類等の単独あるいは混合物を使用することができ
る。また、ポリイソシアネート化合物の具体的な
例としては、トリレンジイソシアネート、ジフエ
ニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジ
イソシアネート、キシリレンジイソシアネート、
イソホロンジイソシアネート、あるいはこれらの
プレポリマー等の単独あるいは混合物を使用する
ことができる。
Specific examples of polyhydroxy compounds include:
Polyethylene glycol, polypropylene glycol, ethylene oxide-propylene oxide block copolymer, polyether polyols such as poly(tetramethylene ether) polyol, polyester polyols, ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,
Alkylene glycols such as 6-hexanediol can be used alone or in mixtures. Further, specific examples of polyisocyanate compounds include tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate,
Isophorone diisocyanate or prepolymers thereof can be used alone or in mixtures.

ウレタンプレポリマーを得る場合に、ジヒドロ
キシ化合物とジイソシアネート化合物とをイソシ
アネート基の適当な過剰割合で反応せしめること
により両末端がイソシアネート基のウレタンプレ
ポリマーが、また三官能以上のポリヒドロキシ化
合物あるいはポリイソシアネート化合物を反応せ
しめることにより末端イソシアネート基を3個以
上有するウレタンプレポリマーが得られるが、こ
れらのウレタンプレポリマーを前述のビニル系重
合体と反応せしめると、架橋反応によるゲル化が
生ずる弊害があるので、かかる場合にはブロツク
剤を使用することにより、ウレタンプレポリマー
の末端イソシアネート基の数を平均1〜1.5の範
囲内に抑えておかなければならない。このブロツ
ク剤はウレタンプレポリマーを得るに当りポリヒ
ドロキシ化合物とポリイソシアネート化合物とを
反応せしめる際、あるいは得られたウレタンプレ
ポリマーをビニル系重合体と反応せしめる際のい
ずれの段階でも使用することができる。このブロ
ツク剤は、イソシアネート基に対して反応性のあ
る官能基を1個有するもの、例えばアルコール
類、フエノール類、チオール類、アミン類等が使
用でき、ウレタンプレポリマーを得る際に使用す
る場合には、適当な溶媒と適当なウレタン化反応
触媒とを使用し、通常のポリウレタン合成反応の
操作によりウレタンプレポリマーを得るのが好ま
しい。
When obtaining a urethane prepolymer, a urethane prepolymer having isocyanate groups at both ends can be obtained by reacting a dihydroxy compound and a diisocyanate compound with an appropriate excess proportion of isocyanate groups, or a trifunctional or higher functional polyhydroxy compound or polyisocyanate compound. By reacting, a urethane prepolymer having three or more terminal isocyanate groups can be obtained, but if these urethane prepolymers are reacted with the above-mentioned vinyl polymer, there is a disadvantage that gelation occurs due to crosslinking reaction. In such cases, the number of terminal isocyanate groups in the urethane prepolymer must be kept within the range of 1 to 1.5 on average by using a blocking agent. This blocking agent can be used at any stage when reacting a polyhydroxy compound and a polyisocyanate compound to obtain a urethane prepolymer, or when reacting the obtained urethane prepolymer with a vinyl polymer. . This blocking agent can be one having one functional group reactive with isocyanate groups, such as alcohols, phenols, thiols, amines, etc. When used to obtain a urethane prepolymer, It is preferable to obtain a urethane prepolymer by using a suitable solvent and a suitable urethanization reaction catalyst and performing a normal polyurethane synthesis reaction.

本発明において使用するウレタン変性ビニル系
重合体は、以上に説明した水酸基と塩基性第3級
窒素原子とを具備するビニル系重合体と、1分子
当たりの平均で1〜1.5の末端イソシアネート基
を有するウレタンプレポリマーとを反応させるこ
とによつて得られる反応生成物からなるもので、
塩基性第3級窒素原子含有量が0.4ミリ当量/g
以上のものであり、前記ビニル系重合体とウレタ
ンプレポリマーとを所望の混合割合、好ましく
は、ビニル系重合体における水酸基1当量に対し
てウレタンプレポリマーにおける末端イソシアネ
ート基が1当量以下、特に、前記両者の当量比が
1〜1/5で混合し、得られた混合物を加熱反応
に付すことによつて容易に得られるものである。
The urethane-modified vinyl polymer used in the present invention is a vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom as described above, and an average of 1 to 1.5 terminal isocyanate groups per molecule. It consists of a reaction product obtained by reacting a urethane prepolymer with
Basic tertiary nitrogen atom content is 0.4 meq/g
The vinyl polymer and urethane prepolymer are mixed at a desired mixing ratio, preferably, the terminal isocyanate group in the urethane prepolymer is 1 equivalent or less per 1 equivalent of hydroxyl group in the vinyl polymer, particularly, It can be easily obtained by mixing the two at an equivalent ratio of 1 to 1/5 and subjecting the resulting mixture to a heating reaction.

このビニル系重合体とウレタンプレポリマーと
の反応においては、ウレタンプレポリマーの末端
イソシアネート基がビニル系重合体の水酸基と優
先的に反応し、本発明における塩基性第3級窒素
原子を有するウレタン変性ビニル系重合体が得ら
れるものであるが、このビニル系重合体とウレタ
ンプレポリマーとの反応は、これらの両反応成分
を均一に溶解し、かつそれぞれの反応成分が有す
る官能基とは反応性を示さない溶媒中で行うの
が、反応を円滑に進めることができるので好まし
い。反応の終点は、反応混合物中に含まれる遊離
イソシアネート基が実質的に無くなつた点である
が、反応生成物中に少量の遊離イソシアネート基
が存在しても特別な障害が生ずることもなく、ま
た、必要に応じ、前述のブロツク剤を添加するこ
ともできる。
In this reaction between the vinyl polymer and the urethane prepolymer, the terminal isocyanate group of the urethane prepolymer preferentially reacts with the hydroxyl group of the vinyl polymer, and the urethane modified with a basic tertiary nitrogen atom in the present invention A vinyl polymer is obtained, but the reaction between the vinyl polymer and the urethane prepolymer is such that both of these reaction components are uniformly dissolved, and the functional groups of each reaction component are reactive. It is preferable to carry out the reaction in a solvent that does not exhibit , since the reaction can proceed smoothly. The end point of the reaction is the point at which the free isocyanate groups contained in the reaction mixture are substantially exhausted, but the presence of small amounts of free isocyanate groups in the reaction product does not pose any particular hindrance. In addition, the above-mentioned blocking agent can be added if necessary.

本発明のウレタン変性ビニル系重合体の水性分
散溶液は、前述の説明による塩基性第3級窒素原
子含有量が0.4ミリ当量/g以上のウレタン変性
ビニル系重合体が、該ウレタン変性ビニル系重合
体中の塩基性第3級窒素原子を少なくとも部分的
に中和し得る量の酸性物質を含む水性溶媒、すな
わち水あるいは水と親水性溶剤との混合物中に分
散せしめられているものである。
The aqueous dispersion solution of the urethane-modified vinyl polymer of the present invention is such that the urethane-modified vinyl polymer having a basic tertiary nitrogen atom content of 0.4 meq/g or more as explained above is It is dispersed in an aqueous solvent, ie, water or a mixture of water and a hydrophilic solvent, containing an amount of an acidic substance capable of at least partially neutralizing the basic tertiary nitrogen atoms in the coalescence.

この酸性物質を含む水または水と親水性溶剤と
からなる水性溶媒中に前述のウレタン変性ビニル
系重合体が分散せしめられている水性分散溶液
は、ウレタン変性ビニル系重合体を水性溶媒中に
混合し、これに酸性物質を添加するか、あるいは
予め酸性物質が添加されている水性溶媒中にウレ
タン変性ビニル系重合体を混合するかして得られ
る。また、ウレタン変性ビニル系重合体として、
該重合体の溶媒溶液を使用する場合も、同様にこ
の溶媒溶液をそのまゝ水性溶媒中に混合し、しか
る後にこの混合溶液中に酸性物質を添加するか、
あるいは予め酸性物質が添加されている水性溶媒
中にウレタン変性ビニル系重合体の溶媒溶液を混
合し、しかる後に得られた混合溶液を減圧蒸留操
作に付し、混合溶液中の有機溶媒を除去すること
によつて得られるが、特に、このウレタン変性ビ
ニル系重合体の溶媒溶液をそのまま水性溶媒中に
混合する前者の方法においては、有機溶媒を除去
するための減圧蒸留操作は、混合溶液中に酸性物
質を添加する前でも、あるいは酸性物質を添加す
る前と後との両工程に分けて行つても良い。
An aqueous dispersion solution in which the above-mentioned urethane-modified vinyl polymer is dispersed in water containing an acidic substance or an aqueous solvent consisting of water and a hydrophilic solvent is a mixture of the urethane-modified vinyl polymer in an aqueous solvent. However, it can be obtained by adding an acidic substance to this, or by mixing the urethane-modified vinyl polymer in an aqueous solvent to which an acidic substance has been added in advance. In addition, as a urethane-modified vinyl polymer,
When using a solvent solution of the polymer, similarly, this solvent solution is mixed as it is in an aqueous solvent, and then an acidic substance is added to this mixed solution, or
Alternatively, a solvent solution of a urethane-modified vinyl polymer is mixed in an aqueous solvent to which an acidic substance has been added in advance, and the resulting mixed solution is then subjected to vacuum distillation to remove the organic solvent in the mixed solution. However, especially in the former method, in which the solvent solution of the urethane-modified vinyl polymer is mixed directly into the aqueous solvent, the vacuum distillation operation for removing the organic solvent is performed by adding the solvent to the mixed solution. The step may be carried out before adding the acidic substance, or separately in both steps before and after adding the acidic substance.

本発明のウレタン変性ビニル系重合体の水性分
散溶液中に存在する酸性物質は、前述したよう
に、ウレタン変性ビニル系重合体中の塩基性第3
級窒素原子を少なくとも部分的に中和せしめるも
のであり、該ウレタン変性ビニル系重合体に、水
性溶媒中での分散性を付与せしめるものである。
この酸性物質としては、無機及び有機の酸性物
質、例えば塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、蟻酸、酢
酸、プロピオン酸等を使用することができるが、
特に塩酸、蟻酸、酢酸等の揮発性の酸性物質を使
用した場合には、得られる水性分散溶液はこれを
皮膜にした場合に酸性物質が揮発し、耐水性に優
れた皮膜が得られるという特性が得られる。
As mentioned above, the acidic substance present in the aqueous dispersion of the urethane-modified vinyl polymer of the present invention is the basic tertiary substance in the urethane-modified vinyl polymer.
The urethane-modified vinyl polymer is made to have dispersibility in an aqueous solvent by at least partially neutralizing nitrogen atoms.
As this acidic substance, inorganic and organic acidic substances such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, etc. can be used.
In particular, when a volatile acidic substance such as hydrochloric acid, formic acid, or acetic acid is used, the resulting aqueous dispersion has the characteristic that when it is made into a film, the acidic substance evaporates, resulting in a film with excellent water resistance. is obtained.

以上の通りの構成からなる本発明のウレタン変
性ビニル系重合体の水性分散溶液は、ウレタン変
性ビニル系重合体を更に適当な4級化剤で第4級
化して使用に供することも出来る。
The aqueous dispersion of the urethane-modified vinyl polymer of the present invention having the above-mentioned structure can also be used by further quaternizing the urethane-modified vinyl polymer with a suitable quaternizing agent.

本第1の発明のウレタン変性ビニル系重合体の
水性分散溶液は、前述した通り、水酸基と塩基性
第3級窒素原子とを具備するビニル系重合体と、
1分子当たりの平均で1〜1.5の末端イソシアネ
ート基を有するウレタンプレポリマーとの反応生
成物で、塩基性第3級窒素原子含有量が0.4ミリ
当量/g以上のウレタン変性ビニル系重合体が、
酸性物質を含む水性溶媒中に分散されているもの
である。
As mentioned above, the aqueous dispersion of the urethane-modified vinyl polymer of the first invention includes a vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom,
A urethane-modified vinyl polymer having a basic tertiary nitrogen atom content of 0.4 milliequivalents/g or more, which is a reaction product with a urethane prepolymer having an average of 1 to 1.5 terminal isocyanate groups per molecule,
It is dispersed in an aqueous solvent containing an acidic substance.

しかして、前記本第1の発明のウレタン変性ビ
ニル系重合体の水性分散溶液においては、ビニル
系重合体に対してウレタンプレポリマー鎖がグラ
フト重合された重合体、すなわち、該重合体が有
する塩基性第3級窒素原子による水中での優れた
自己分散性と、該重合体においてポリウレタンセ
グメントが安定なビニル系重合体によつて保護さ
れていることによる水中安定性との両特性におい
て優れた性質を有する水溶性もしくは水分散性の
重合体が、前記ウレタン変性ビニル系重合体に良
好な水中分散性をもたらすところの酸性物質が添
加されている水性溶媒中に分散されているもので
あり、安定性において極めて優れた作用を有する
ものである。
Therefore, in the aqueous dispersion solution of the urethane-modified vinyl polymer of the first invention, a polymer in which a urethane prepolymer chain is graft-polymerized to a vinyl polymer, that is, a base contained in the polymer is used. The polymer has excellent self-dispersibility in water due to the tertiary nitrogen atom, and stability in water due to the polyurethane segment being protected by a stable vinyl polymer. A water-soluble or water-dispersible polymer with It has extremely excellent effects in terms of sex.

更に、前記本第1の発明のウレタン変性ビニル
系重合体の水性分散溶液は、該分散溶液による皮
膜形成の際には、前記分散溶液中の酸性物質が揮
散され、耐水性および耐候性において優れた作用
を有する皮膜になるものである。
Furthermore, the aqueous dispersion solution of the urethane-modified vinyl polymer of the first invention has excellent water resistance and weather resistance because the acidic substance in the dispersion solution is volatilized when a film is formed by the dispersion solution. This results in a film that has additional effects.

なお、前記皮膜は、酸性物質を含有する水性溶
媒によつて再度水中分散し得るという特別の作用
を呈するものである。
Note that the film exhibits a special effect of being able to be redispersed in water using an aqueous solvent containing an acidic substance.

また、本第2発明のウレタン変性ビニル系重合
体の水性分散溶液の製造方法は、水酸基と塩基性
第3級窒素原子とを具備するビニル系重合体と、
1分子当たりの平均で1〜1.5の末端イソシアネ
ート基を有するウレタンプレポリマーとを、前記
ビニル系重合体とウレタンプレポリマーとの両者
に対して溶解作用を有するが、各重合体の有する
官能基に対しては反応性を示さない有機溶媒中に
て加熱反応させることによつて、塩基性第3級窒
素原子含有量が0.4ミリ当量/g以上のウレタン
変性ビニル系重合体を生成させ、しかる後に、前
記得られたウレタン変性ビニル系重合体を酸性物
質を含む水性媒体中に分散させるものである。
Further, the method for producing an aqueous dispersion solution of a urethane-modified vinyl polymer according to the second invention includes: a vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom;
A urethane prepolymer having an average of 1 to 1.5 terminal isocyanate groups per molecule has a dissolving effect on both the vinyl polymer and the urethane prepolymer, but it has a dissolving effect on the functional groups of each polymer. A urethane-modified vinyl polymer having a basic tertiary nitrogen atom content of 0.4 milliequivalents/g or more is produced by carrying out a heating reaction in an organic solvent that does not show reactivity, and then , the urethane-modified vinyl polymer obtained above is dispersed in an aqueous medium containing an acidic substance.

しかして、前記本第2の発明のウレタン変性ビ
ニル系重合体の水性分散溶液の製造方法は、溶媒
中で反応を遂行させる重合反応を利用するもので
あるから、重合反応が円滑に進行し、本第1の発
明の前記水性分散溶液が、確実に、かつ、容易に
得られるという作用、効果を有するものである。
Therefore, since the method for producing an aqueous dispersion of a urethane-modified vinyl polymer according to the second aspect of the present invention utilizes a polymerization reaction in which the reaction is carried out in a solvent, the polymerization reaction proceeds smoothly. The aqueous dispersion solution of the first invention has the effect that it can be obtained reliably and easily.

以下、本発明のウレタン変性ビニル系重合体の
水性分散溶液、該溶液の有する作用、効果、なら
びに該溶液の製造方法例を実施例及び比較例に基
づいて説明する。
Hereinafter, the aqueous dispersion of the urethane-modified vinyl polymer of the present invention, the functions and effects of the solution, and examples of the method for producing the solution will be described based on Examples and Comparative Examples.

実施例 1 (i) 水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備する
ビニル系重合体の製造 500ml容の四ツ口フラスコに酢酸エチル200g
を仕込み、昇温して還流温度に保持する。窒素
ガスを通しながら、ジメチルアミノエチルメタ
クリレート40g、2―ヒドロキシエチルアクリ
レート40g、2―エチルヘキシルアクリレート
20g、メチルメタクリレート60g、スチレン40
g、ラウリルメルカプタン2g、及びアゾビス
イソブチロニトリル4gより成る混合モノマー
溶液206gを3時間に亘つて滴下する。滴下終
了后、さらに4時間同温度に保持し、ビニル系
重合体Aの酢酸エチル溶液393gを得た。
Example 1 (i) Production of a vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom 200 g of ethyl acetate was placed in a 500 ml four-necked flask.
The temperature is raised and maintained at reflux temperature. While passing nitrogen gas, add 40 g of dimethylaminoethyl methacrylate, 40 g of 2-hydroxyethyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate.
20g, methyl methacrylate 60g, styrene 40g
206 g of a mixed monomer solution consisting of 1.5 g, 2 g of lauryl mercaptan, and 4 g of azobisisobutyronitrile was added dropwise over 3 hours. After the dropwise addition was completed, the temperature was maintained for an additional 4 hours to obtain 393 g of an ethyl acetate solution of vinyl polymer A.

得られたビニル系重合体Aは、水酸基価94mg
KOH/g、塩基性第3級窒素原子含有量1.24
ミリ当量/gを有するものである。
The obtained vinyl polymer A had a hydroxyl value of 94 mg.
KOH/g, basic tertiary nitrogen atom content 1.24
milliequivalent/g.

(ii) 末端イソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーの製造 500ml容の四ツ口フラスコに酢酸エチル100
g、ポリエチレングリコール(分子量200)
46.6gを仕込み、常温でトリレンジイソシアネ
ート(TDI)50.7gを滴下した。発熱が止つて
から40〜50℃で1時間反応させ、次いでエタノ
ール2.7gを添加して同温度で更に1時間反応
させた。続いてジブチルチンジラウレート0.06
gを添加し、発熱が止つてのち、50〜60℃で約
1時間反応させ、末端イソシアネート基を有す
るウレタンプレポリマーBの酢酸エチル溶液
200gを得た。このウレタンプレポリマーBの
反応成分比は、ポリエチレングリコール:
TDI:エタノール=4:5:1(モル比)であ
り、平均1個の末端イソシアネート基を有する
ものである。
(ii) Production of urethane prepolymer having terminal isocyanate groups: Add 100 ml of ethyl acetate to a 500 ml four-necked flask.
g, polyethylene glycol (molecular weight 200)
46.6 g of tolylene diisocyanate (TDI) was added dropwise at room temperature. After the exotherm stopped, the reaction was carried out at 40 to 50°C for 1 hour, and then 2.7 g of ethanol was added and the reaction was carried out at the same temperature for an additional 1 hour. Followed by dibutyltin dilaurate 0.06
After the heat generation has stopped, the reaction is carried out at 50 to 60°C for about 1 hour to form an ethyl acetate solution of urethane prepolymer B having terminal isocyanate groups.
Got 200g. The reaction component ratio of this urethane prepolymer B is polyethylene glycol:
TDI:ethanol=4:5:1 (molar ratio), and has one terminal isocyanate group on average.

(iii) ウレタン変性ビニル系重合体の製造 500ml容四ツ口フラスコに前記(i)項で得られ
たビニル系重合体Aの酢酸エチル溶液71.5gと
同じく前記(ii)項で得られた末端イソシアネート
基を有するウレタンプレポリマーBの酢酸エチ
ル溶液75gとを仕込み、40〜50℃で1時間反応
させ、次いで昇温して70〜80℃で2時間反応さ
せた。その後、エタノール4gを添加し、更に
30分間反応させ、ウレタン変性ビニル系重合体
Cの酢酸エチル溶液を得た。
(iii) Production of urethane-modified vinyl polymer In a 500 ml four-necked flask, add 71.5 g of the ethyl acetate solution of vinyl polymer A obtained in section (i) above and the terminals obtained in section (ii) above. A solution of urethane prepolymer B having an isocyanate group (75 g) in ethyl acetate was charged and reacted at 40 to 50°C for 1 hour, and then heated to 70 to 80°C for 2 hours. Then, add 4g of ethanol and
The reaction was carried out for 30 minutes to obtain an ethyl acetate solution of urethane-modified vinyl polymer C.

この反応におけるウレタンプレポリマー/ビ
ニル系重合体の反応比は重量比で約1/1、
NCO/OHの当量比で約1/2.87であり、得ら
れたウレタン変性ビニル系重合体Cの塩基性第
3級窒素原子含有量は0.62ミリ当量/gであつ
た。
The reaction ratio of urethane prepolymer/vinyl polymer in this reaction is approximately 1/1 by weight,
The equivalent ratio of NCO/OH was approximately 1/2.87, and the basic tertiary nitrogen atom content of the obtained urethane-modified vinyl polymer C was 0.62 meq/g.

(iv) ウレタン変性ビニル系重合体の水性分散溶液
の調製 前記(iii)項で得られたウレタン変性ビニル系重
合体Cの酢酸エチル溶液を蒸留操作に付し、酢
酸エチルの一部を留去した。次いで濃度90%の
酢酸3.6gと水171gとを加え、十分に撹拌、分
散したのち、約70℃で1時間、減圧蒸留して、
残りの酢酸エチルを留去し、更に水で希釈し、
ポリマー濃度30%のウレタン変性ビニル系重合
体の水性分散溶液(PH4.65)を得た。
(iv) Preparation of aqueous dispersion solution of urethane-modified vinyl polymer The ethyl acetate solution of urethane-modified vinyl polymer C obtained in the above (iii) was subjected to a distillation operation to distill off a portion of the ethyl acetate. did. Next, 3.6 g of acetic acid with a concentration of 90% and 171 g of water were added, thoroughly stirred and dispersed, and then distilled under reduced pressure at about 70°C for 1 hour.
The remaining ethyl acetate was distilled off, further diluted with water,
An aqueous dispersion solution (PH4.65) of a urethane-modified vinyl polymer with a polymer concentration of 30% was obtained.

得られたウレタン変性ビニル系重合体の水性
分散溶液の安定性は非常に良好であり、この分
散溶液をガラス板上に塗布、乾燥して得られた
フイルムは無色透明で、かつ、耐水性、耐候性
に優れたものであつた。
The stability of the obtained aqueous dispersion of the urethane-modified vinyl polymer is very good, and the film obtained by coating this dispersion on a glass plate and drying it is colorless and transparent, and has water resistance and It had excellent weather resistance.

実施例 2 (i) 水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備する
ビニル系重合体の製造 実施例1の(i)項におけるビニル系重合体Aの
酢酸エチル溶液を用いる。
Example 2 (i) Production of a vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom The ethyl acetate solution of the vinyl polymer A in item (i) of Example 1 is used.

(ii) 末端イソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーの製造 実施例1の(ii)項におけるウレタンプレポリマ
ーBの酢酸エチル溶液を用いる。
(ii) Production of urethane prepolymer having terminal isocyanate groups The ethyl acetate solution of urethane prepolymer B in section (ii) of Example 1 was used.

(iii) ウレタン変性ビニル系重合体の製造 前記(i)項のビニル系重合体Aの酢酸エチル溶
液47.7g、同じく前記(ii)項のウレタンプレポリ
マーBの酢酸エチル溶液100g、及びエタノー
ル5.4gを使用し、実施例1における(iii)項と同
様の操作を施し、ウレタン変性ビニル系重合体
Dの酢酸エチル溶液を得た。
(iii) Production of urethane-modified vinyl polymer 47.7 g of an ethyl acetate solution of vinyl polymer A in item (i) above, 100 g of an ethyl acetate solution of urethane prepolymer B in item (ii) above, and 5.4 g of ethanol. Using the same procedure as in section (iii) of Example 1, an ethyl acetate solution of urethane-modified vinyl polymer D was obtained.

この反応におけるウレタンプレポリマー/ビ
ニル系重合体の反応比は、重量比で約2/1、
NCO/OHの当量比で約1/1.44であり、得ら
れたウレタン変性ビニル系重合体Dの塩基性第
3級窒素原子含有量は0.41ミリ当量/gであつ
た。
The reaction ratio of urethane prepolymer/vinyl polymer in this reaction is approximately 2/1 by weight,
The equivalent ratio of NCO/OH was approximately 1/1.44, and the basic tertiary nitrogen atom content of the obtained urethane-modified vinyl polymer D was 0.41 meq/g.

(iv) ウレタン変性ビニル系重合体の水性分散溶液
の調製 濃度90%の酢酸2.4gと水173gとを用い、前
記(iii)項で得られたウレタン変性ビニル系重合体
Dの酢酸エチル溶液を実施例1の(iv)項に説明し
たのと同様に操作しポリマー濃度30%のウレタ
ン変性ビニル系重合体の水性分散溶液
(PH4.6)を得た。
(iv) Preparation of an aqueous dispersion solution of urethane-modified vinyl polymer Using 2.4 g of acetic acid with a concentration of 90% and 173 g of water, an ethyl acetate solution of urethane-modified vinyl polymer D obtained in section (iii) above was prepared. The same procedure as described in Section (iv) of Example 1 was carried out to obtain an aqueous dispersion solution (PH4.6) of a urethane-modified vinyl polymer having a polymer concentration of 30%.

得られたウレタン変性ビニル系重合体の水性
分散溶液の安定性は非常に良好であり、この分
散溶液をガラス板上に塗布、乾燥して得られた
皮膜は、耐水性、耐候性に優れたものであつ
た。
The stability of the obtained aqueous dispersion of the urethane-modified vinyl polymer was very good, and the film obtained by coating and drying this dispersion on a glass plate had excellent water resistance and weather resistance. It was hot.

実施例 3 (i) 水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備する
ビニル系重合体の製造 実施例1の(i)項における操作のうち、混合モ
ノマーとして、ジメチルアミノエチルメタクリ
レート80g、2―ヒドロキシエチルアクリレー
ト40g、2―エチルヘキシルアクリレート20
g、メチルメタクリレート60g、ラウリルメル
カプタン2g、アゾビスイソブチロニトリル4
gからなる混合モノマー溶液を使用する以外は
全て実施例1の(i)項と同様の手順を施し、ビニ
ル系重合体Eの酢酸エチル溶液395gを得た。
Example 3 (i) Production of a vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom In the operation in item (i) of Example 1, 80 g of dimethylaminoethyl methacrylate, 2- Hydroxyethyl acrylate 40g, 2-ethylhexyl acrylate 20g
g, methyl methacrylate 60g, lauryl mercaptan 2g, azobisisobutyronitrile 4g
395 g of an ethyl acetate solution of vinyl polymer E was obtained by carrying out the same procedure as in section (i) of Example 1, except for using a mixed monomer solution consisting of 1.

得られたビニル系重合体Eは、水酸基価94mg
KOH/g、塩基性第3級窒素原子含有量2.47
ミリ当量/gを有するものである。
The obtained vinyl polymer E had a hydroxyl value of 94 mg.
KOH/g, basic tertiary nitrogen atom content 2.47
milliequivalent/g.

(ii) 末端イソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーの製造 500ml容の四ツ口フラスコに、酢酸エチル100
g、ポリエチレングリコール(分子量300)
56.7gを仕込み、均一に混合、溶解したのち、
常温でTDI41.1gを滴下し、以下実施例1の(ii)
項と同様の操作により、エタノール2.2g、及
びジブチルチンジラウレート0.06gを使用し
て、末端イソシアネート基を有するウレタンプ
レポリマーFの酢酸エチル溶液200gを得た。
(ii) Production of urethane prepolymer having terminal isocyanate groups In a 500 ml four-necked flask, add 100 ml of ethyl acetate.
g, polyethylene glycol (molecular weight 300)
After preparing 56.7g, mixing and dissolving it uniformly,
41.1g of TDI was added dropwise at room temperature, and (ii) of Example 1 was added below.
In the same manner as described above, 200 g of an ethyl acetate solution of urethane prepolymer F having terminal isocyanate groups was obtained using 2.2 g of ethanol and 0.06 g of dibutyltin dilaurate.

得られたウレタンプレポリマーFの反応成分
比はポリエチレングリコール:TDI:エタノー
ル=4:5:1(モル比)であり平均1個の末
端イソシアネート基を有するものである。
The reaction component ratio of the obtained urethane prepolymer F was polyethylene glycol:TDI:ethanol=4:5:1 (molar ratio), and it had one terminal isocyanate group on average.

(iii) ウレタン変性ビニル系重合体の製造 前記(i)項で得られたビニル系重合体Eの酢酸
エチル溶液95.9g、同じく前記(ii)項で得られた
ウレタンプレポリマーFの酢酸エチル溶液50g
及びエタノール2.2gを使用して実施例1にお
ける(iii)項と同様の操作を施し、ウレタン変性ビ
ニル系重合体Gの酢酸エチル溶液を得た。
(iii) Production of urethane-modified vinyl polymer 95.9 g of an ethyl acetate solution of vinyl polymer E obtained in section (i) above, and an ethyl acetate solution of urethane prepolymer F also obtained in section (ii) above. 50g
The same operation as in item (iii) in Example 1 was performed using 2.2 g of ethanol to obtain an ethyl acetate solution of urethane-modified vinyl polymer G.

この反応におけるウレタンプレポリマー/ビ
ニル系重合体の反応比は重量比で約1/2、
NCO/OHの当量比で約1/7.1であり、得ら
れたウレタン変性ビニル系重合体Gの塩基性第
3級窒素原子含有量は1.65ミリ当量/gであつ
た。
The reaction ratio of urethane prepolymer/vinyl polymer in this reaction is approximately 1/2 by weight,
The equivalent ratio of NCO/OH was approximately 1/7.1, and the basic tertiary nitrogen atom content of the obtained urethane-modified vinyl polymer G was 1.65 meq/g.

(iv) ウレタン変性ビニル系重合体の水性分散溶液
の調製 濃度90%の酢酸9.5gと水216gとを用い、前
記(iii)項で得られたウレタン変性ビニル系重合体
Gの酢酸エチル溶液を実施例1の(iv)項に説明し
たのと同様に操作し、ポリマー濃度25%のウレ
タン変性ビニル系重合体の水性分散溶液
(PH5.2)を得た。
(iv) Preparation of aqueous dispersion solution of urethane-modified vinyl polymer Using 9.5 g of acetic acid with a concentration of 90% and 216 g of water, an ethyl acetate solution of urethane-modified vinyl polymer G obtained in the above (iii) was prepared. The same procedure as described in Section (iv) of Example 1 was carried out to obtain an aqueous dispersion solution (PH5.2) of a urethane-modified vinyl polymer having a polymer concentration of 25%.

得られたウレタン変性ビニル系重合体の水性
分散溶液の安定性は非常に良好であり、この分
散溶液をガラス板上に被覆して得られた乾燥皮
膜は、無色透明で、耐水性、耐候性に優れてい
た。
The stability of the obtained aqueous dispersion of the urethane-modified vinyl polymer is very good, and the dry film obtained by coating this dispersion on a glass plate is colorless and transparent, and has good water resistance and weather resistance. It was excellent.

比較例 (i) 水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備する
ビニル系重合体の製造 実施例1の(i)項における操作のうち、混合モ
ノマーとして、ジメチルアミノエチルメタクリ
レート20g、2―ヒドロキシエチルアクリレー
ト40g、2―エチルヘキシルアクリレート20
g、メチルメタクリレート80g、スチレン40
g、ラウリルメルカプタン2g、アゾビスイソ
ブチロニトリル4gからなる混合物を使用する
以外は、全て実施例1の(i)項と同様の手順を施
し、ビニル系重合体Hの酢酸エチル溶液392g
を得た。
Comparative Example (i) Production of a vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom In the operation in section (i) of Example 1, 20 g of dimethylaminoethyl methacrylate, 2-hydroxy 40g of ethyl acrylate, 20g of 2-ethylhexyl acrylate
g, methyl methacrylate 80g, styrene 40g
392 g of an ethyl acetate solution of vinyl polymer H was prepared by following the same procedure as in section (i) of Example 1, except for using a mixture consisting of
I got it.

得られたビニル系重合体Hは、水酸基価94mg
KOH/g、塩基性第3級窒素原子含有量0.62
ミリ当量/gを有するものである。
The obtained vinyl polymer H had a hydroxyl value of 94 mg.
KOH/g, basic tertiary nitrogen atom content 0.62
milliequivalent/g.

(ii) 末端イソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーの製造 実施例1の(ii)項におけるウレタンプレポリマ
ーBの酢酸エチル溶液を用いる。
(ii) Production of urethane prepolymer having terminal isocyanate groups The ethyl acetate solution of urethane prepolymer B in section (ii) of Example 1 was used.

(iii) ウレタン変性ビニル系重合体の製造 前記(i)項で得られたビニル系重合体Hの酢酸
エチル溶液85.6g、同じく前記(ii)項のウレタン
プレポリマーBの酢酸エチル溶液60g、及びエ
タノール3.2gを使用し、実施例1における(iii)
項と同様の操作を施しウレタン変性ビニル重合
体Iの酢酸エチル溶液を得た。
(iii) Production of urethane-modified vinyl polymer 85.6 g of an ethyl acetate solution of vinyl polymer H obtained in the above (i), 60 g of an ethyl acetate solution of the urethane prepolymer B also obtained in the above (ii), and Using 3.2 g of ethanol, (iii) in Example 1
An ethyl acetate solution of urethane-modified vinyl polymer I was obtained by carrying out the same operation as in section 2.

この反応におけるウレタンプレポリマー/ビ
ニル系重合体の反応比は、重量比で約1/1.5、
NCO/OHの当量比で約1/4.31であり、得ら
れたウレタン変性ビニル重合体Iの塩基性第3
級窒素原子含有量は0.37ミリ当量/gであつ
た。
The reaction ratio of urethane prepolymer/vinyl polymer in this reaction is approximately 1/1.5 by weight.
The equivalent ratio of NCO/OH is about 1/4.31, and the basic tertiary
The nitrogen atom content was 0.37 meq/g.

(iv) ウレタン変性ビニル系重合体の水性分散溶液
の調製 濃度90%の酢酸2.2gと水173gとを用い、前
記(iii)項で得られたウレタン変性ビニル系重合体
Iの酢酸エチル溶液を実施例1の(iv)項に説明し
たのと同様に操作しポリマー濃度30%のウレタ
ン変性ビニル系重合体の水性分散溶液
(PH4.35)を得た。
(iv) Preparation of an aqueous dispersion solution of urethane-modified vinyl polymer Using 2.2 g of acetic acid with a concentration of 90% and 173 g of water, an ethyl acetate solution of urethane-modified vinyl polymer I obtained in the above (iii) was prepared. The same procedure as described in Section (iv) of Example 1 was carried out to obtain an aqueous dispersion (PH4.35) of a urethane-modified vinyl polymer having a polymer concentration of 30%.

得られたウレタン変性ビニル系重合体の水性
分散溶液を24時間放置したあとで、その安定性
を観察した結果、分散溶液中には多量の沈降物
質が発生しており、その安定性が悪いことが判
明した。また、この分散溶液をガラス板上に塗
布、乾燥して得られた皮膜は白濁したものであ
つた。
After leaving the obtained aqueous dispersion of the urethane-modified vinyl polymer for 24 hours, we observed its stability. As a result, a large amount of precipitated substances were generated in the dispersion, and its stability was poor. There was found. Further, the film obtained by applying this dispersion solution onto a glass plate and drying it was cloudy.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備する
ビニル系重合体と、1分子当たりの平均で1〜
1.5の末端イソシアネート基を有するウレタンプ
レポリマーとの反応生成物で、塩基性第3級窒素
原子含有量が0.4ミリ当量/g以上のウレタン変
性ビニル系重合体が、酸性物質を含む水性溶媒中
に分散されていることを特徴とするウレタン変性
ビニル系重合体の水性分散溶液。 2 水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備する
ビニル系重合体が、水酸基価30〜200mgKOH/g
のアクリル系重合体である特許請求の範囲第1項
記載のウレタン変性ビニル系重合体の水性分散溶
液。 3 水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備する
ビニル系重合体が、塩基性第3級窒素原子含有量
が0.5ミリ当量/g以上のビニル系重合体である
特許請求の範囲第1項または第2項記載のウレタ
ン変性ビニル系重合体の水性分散溶液。 4 水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備する
ビニル系重合体と、1分子当たりの平均で1〜
1.5の末端イソシアネート基を有するウレタンプ
レポリマーとを、前記ビニル系重合体とウレタン
プレポリマーとの両者に対して溶解作用を有する
が、各重合体の有する官能基に対しては反応性を
示さない有機溶媒中にて加熱反応させることによ
つて、塩基性第3級窒素原子含有量が0.4ミリ当
量/g以上のウレタン変性ビニル系重合体を生成
させ、しかる後に、前記得られたウレタン変性ビ
ニル系重合体を酸性物質を含む水性溶媒中に分散
させることを特徴とするウレタン変性ビニル系重
合体の水性分散溶液の製造方法。 5 水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備する
ビニル系重合体が、水酸基価30〜200mgKOH/g
のビニル系重合体である特許請求の範囲第4項記
載のウレタン変性ビニル系重合体の水性分散溶液
の製造方法。 6 水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備する
ビニル系重合体が、塩基性第3級窒素原子含有量
が0.5ミリ当量/g以上のビニル系重合体である
特許請求の範囲第4項または第5項記載のウレタ
ン変性ビニル系重合体の水性分散溶液の製造方
法。 7 水酸基と塩基性第3級窒素原子とを具備する
ビニル系重合体と、末端イソシアネート基を有す
るウレタンプレポリマーとを、有機溶媒中にて、
前記ビニル系重合体における水酸基1〜5当量に
対して、前記ウレタンプレポリマーにおける末端
イソシアネート基1当量の反応比で加熱反応させ
ることからなる特許請求の範囲第4、5、または
6項記載のウレタン変性ビニル系重合体の水性分
散溶液の製造方法。 8 酸性物質を含む水性溶媒中の酸性物質が、蟻
酸、酢酸、塩酸あるいはこれらの混合物である特
許請求の範囲第4、5、6または7項記載のウレ
タン変性ビニル系重合体の水性分散溶液の製造方
法。
[Scope of Claims] 1. A vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom, and an average of 1 to 1 per molecule.
A urethane-modified vinyl polymer, which is a reaction product with a urethane prepolymer having 1.5 terminal isocyanate groups and has a basic tertiary nitrogen atom content of 0.4 meq/g or more, is added to an aqueous solvent containing an acidic substance. An aqueous dispersion solution of a urethane-modified vinyl polymer. 2 The vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom has a hydroxyl value of 30 to 200 mgKOH/g.
An aqueous dispersion solution of a urethane-modified vinyl polymer according to claim 1, which is an acrylic polymer. 3. Claim 1, wherein the vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom is a vinyl polymer having a basic tertiary nitrogen atom content of 0.5 milliequivalent/g or more. Or an aqueous dispersion solution of the urethane-modified vinyl polymer according to item 2. 4 A vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom, and an average of 1 to 1 per molecule.
urethane prepolymer having a terminal isocyanate group of 1.5, has a dissolving effect on both the vinyl polymer and the urethane prepolymer, but does not show reactivity with the functional groups of each polymer. By carrying out a heating reaction in an organic solvent, a urethane-modified vinyl polymer having a basic tertiary nitrogen atom content of 0.4 milliequivalents/g or more is produced, and then the obtained urethane-modified vinyl is A method for producing an aqueous dispersion solution of a urethane-modified vinyl polymer, which comprises dispersing the polymer in an aqueous solvent containing an acidic substance. 5 The vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom has a hydroxyl value of 30 to 200 mgKOH/g.
A method for producing an aqueous dispersion of a urethane-modified vinyl polymer according to claim 4, which is a vinyl polymer. 6 Claim 4, wherein the vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom is a vinyl polymer having a basic tertiary nitrogen atom content of 0.5 milliequivalent/g or more. Alternatively, the method for producing an aqueous dispersion of a urethane-modified vinyl polymer according to item 5. 7 A vinyl polymer having a hydroxyl group and a basic tertiary nitrogen atom and a urethane prepolymer having a terminal isocyanate group are mixed in an organic solvent,
The urethane according to claim 4, 5, or 6, wherein the urethane is heated at a reaction ratio of 1 to 5 equivalents of hydroxyl groups in the vinyl polymer to 1 equivalent of terminal isocyanate groups in the urethane prepolymer. A method for producing an aqueous dispersion of a modified vinyl polymer. 8. An aqueous dispersion solution of a urethane-modified vinyl polymer according to claim 4, 5, 6, or 7, wherein the acidic substance in the aqueous solvent is formic acid, acetic acid, hydrochloric acid, or a mixture thereof. Production method.
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