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JPH11322814A - Production of low-molecular weight emulsion resin - Google Patents

Production of low-molecular weight emulsion resin

Info

Publication number
JPH11322814A
JPH11322814A JP14656198A JP14656198A JPH11322814A JP H11322814 A JPH11322814 A JP H11322814A JP 14656198 A JP14656198 A JP 14656198A JP 14656198 A JP14656198 A JP 14656198A JP H11322814 A JPH11322814 A JP H11322814A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
emulsion resin
component
molecular weight
low
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.)
Pending
Application number
JP14656198A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiko Shiraishi
仁彦 白石
Takamasa Ishihara
隆正 石原
Noriaki Saito
憲明 斉藤
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.)
Shinto Paint Co Ltd
Original Assignee
Shinto Paint 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 Shinto Paint Co Ltd filed Critical Shinto Paint Co Ltd
Priority to JP14656198A priority Critical patent/JPH11322814A/en
Publication of JPH11322814A publication Critical patent/JPH11322814A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Polymerization Catalysts (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a low-molecular weight emulsion resin capable of forming a coating film manifesting performances excellent in chemical and efflorescence resistance, glossiness and surface smoothness including water resistance without using a chain transfer agent. SOLUTION: A redox-based emulsion polymerization of (B) an ethylenically unsaturated monomer is carried out with (C) a water-soluble organic peroxide- based initiator having >=1% solubility in water and (D) a reducing agent by using (A) a copolymerizable surfactant. The molar ratio of the component D to the component C is preferably 0.01-1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、優れた耐水性,基
材付着性,耐薬品性,耐エフロレッセンス性,光沢性お
よび表面平滑性を有する皮膜を与える低分子量エマルシ
ョン樹脂の製造方法に関し、詳しくは、例えば建築内外
装,鉄鋼,工業用製品などに対する各種塗装、特に耐水
性,光沢性,基材付着性の要求される、塗料・コーティ
ング剤・シーリング剤として有用な製品を創り出すこと
ができる低分子量エマルション樹脂の製造方法に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a low molecular weight emulsion resin which gives a film having excellent water resistance, substrate adhesion, chemical resistance, efflorescence resistance, gloss and surface smoothness. Specifically, for example, it is possible to create products useful as paints, coating agents, and sealing agents that require various coatings for building interior / exterior, steel, industrial products, etc., and particularly require water resistance, gloss, and substrate adhesion. The present invention relates to a method for producing a low molecular weight emulsion resin.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のエマルション樹脂は、その必須成
分である界面活性剤の被膜表面への滲み出し(ブリー
ド)や、水溶性無機系重合開始剤を用いた場合、その無
機物残根が被膜中に残留するため、溶剤系樹脂と較べて
耐水性が劣るという欠点を持っている。
2. Description of the Related Art In a conventional emulsion resin, when a surfactant, which is an essential component, oozes (bleeds) onto the surface of a coating film or when a water-soluble inorganic polymerization initiator is used, the inorganic roots of the emulsion resin remain in the coating film. , There is a disadvantage that the water resistance is inferior to that of the solvent-based resin.

【0003】そこで、この対策手段として共重合性界面
活性剤を用いるエマルション樹脂の製造方法などいくつ
かの提案がなされているが、必ずしも溶剤系樹脂に匹敵
する耐水性を有する被膜が与えられる訳ではない。
Some proposals have been made as a countermeasure such as a method for producing an emulsion resin using a copolymerizable surfactant. However, a coating having water resistance comparable to that of a solvent-based resin is not always provided. Absent.

【0004】また、水溶性無機系重合開始剤を用い、熱
解離によるラジカル付加重合で得られるエマルション樹
脂の重量平均分子量は、通常20万〜数百万であるた
め、成膜性不良すなわち粒子融着性不良を引き起こしや
すく、基材付着性,耐薬品性,耐エフロレッセンス性,
光沢性および表面平滑性の悪化が問題となってくる。
The weight-average molecular weight of an emulsion resin obtained by radical addition polymerization by thermal dissociation using a water-soluble inorganic polymerization initiator is usually 200,000 to several million. Easy to cause poor adhesion, substrate adhesion, chemical resistance, efflorescence resistance,
Deterioration of gloss and surface smoothness becomes a problem.

【0005】そこで、これを改良すべく水溶性無機系重
合開始剤の増量により低分子量化した場合は、上述のご
とく耐水性を悪化させるため非実用的である。また連鎖
移動剤を用いた場合、メルカプタン系ではその臭気が問
題となり、近年のエマルション樹脂に要求される「低
臭」という項目を満足できず、非メルカプタン系では臭
気は少ないものの連鎖移動係数が低いため、低分子量化
には必ずしも効果的ではない。
[0005] Therefore, when the molecular weight is reduced by increasing the amount of the water-soluble inorganic polymerization initiator in order to improve this, it is impractical because the water resistance is deteriorated as described above. In addition, when a chain transfer agent is used, the odor of the mercaptan type becomes a problem, and the item of “low odor” required for the emulsion resin in recent years cannot be satisfied. Therefore, it is not always effective in reducing the molecular weight.

【0006】更に、上述のエマルション樹脂は溶剤系樹
脂と較べ、被膜の光沢性および表面平滑性が劣るという
欠点を持っている。
Further, the above-mentioned emulsion resin has a disadvantage that the gloss and surface smoothness of the film are inferior to those of the solvent-based resin.

【0007】これを改良すべく、乳化剤を増量して粒子
径を微細化する方法が提案されているが、この手法では
乳化剤を増量するために耐水性が悪化するという問題を
生ずる。
To improve this, a method of increasing the amount of emulsifier to reduce the particle size has been proposed, but this method causes a problem that the water resistance is deteriorated because the amount of emulsifier is increased.

【0008】すなわち、従来の技術では連鎖移動剤を用
いず低分子量かつ低無機物量、微粒子かつ低乳化剤量で
あり、優れた耐水性,基材付着性,耐薬品性,耐エフロ
レッセンス性,光沢性および表面平滑性を有するエマル
ション樹脂の製造方法は提供されていない。
That is, in the prior art, a low molecular weight and a low inorganic substance content, a fine particle and a low emulsifier content are used without using a chain transfer agent, and excellent water resistance, substrate adhesion, chemical resistance, efflorescence resistance and gloss are obtained. There is no method for producing an emulsion resin having properties and surface smoothness.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の問題
点を解決し、優れた耐水性,基材付着性,耐薬品性,耐
エフロレッセンス性,光沢性および表面平滑性を有する
被膜を与える低分子量エマルション樹脂の製造方法を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems and provides a film having excellent water resistance, substrate adhesion, chemical resistance, efflorescence resistance, gloss and surface smoothness. It is an object of the present invention to provide a method for producing a low molecular weight emulsion resin to be provided.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の問
題点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定の共
重合性界面活性剤を用い、特定の開始剤系を用いること
により、連鎖移動剤を用いずに低分子量かつ低無機物
量、微粒子かつ低乳化剤量であり、成膜性すなわち粒子
融着性の良好なコーティングフィルムを形成し、優れた
耐水性,基材付着性,耐薬品性,耐エフロレッセンス
性,光沢性および表面平滑性を有するエマルション樹脂
を製造する方法を見い出し、本発明を完成するに至っ
た。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that a specific copolymerizable surfactant is used and a specific initiator system is used. Low-molecular weight, low inorganic matter content, fine particles and low emulsifier content without using a chain transfer agent to form a coating film with good film-forming property, that is, good particle fusion property, excellent water resistance, and excellent substrate adhesion A method for producing an emulsion resin having chemical resistance, chemical resistance, efflorescence resistance, gloss and surface smoothness was found, and the present invention was completed.

【0011】すなわち、本発明は、分子中に重合性二重
結合を有する共重合性界面活性剤(A)を用い、エチレ
ン性不飽和単量体(B)を、水溶解度1%以上の水溶性
有機過酸化物系開始剤(C)および還元剤(D)のレド
ックス系乳化重合を行うことを特徴とする低分子量エマ
ルション樹脂の製造方法である。
That is, the present invention uses a copolymerizable surfactant (A) having a polymerizable double bond in a molecule and converts an ethylenically unsaturated monomer (B) into a water-soluble polymer having a water solubility of 1% or more. A method for producing a low-molecular-weight emulsion resin, comprising performing redox-based emulsion polymerization of a water-soluble organic peroxide-based initiator (C) and a reducing agent (D).

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の(A)成分,分子中に重
合性二重結合を有する共重合性界面活性剤としては、例
えば、アクアロンHS−05,HS−10,HS−2
0,HS−1025,BC−05,BC−10,BC−
20,BC−0515,BC−1025,BC−202
0(以上、第一工業製薬(株)製)、アデカリアソープ
SE−5N,SE−10N,SE−20N,SE−10
25N,NE−10,NE−20,NE−30,NE−
40(以上、旭電化工業(株)製)、Antox−MS
−60(日本乳化剤(株)製)、エレミノールJS−2
(三洋化成(株)製)、ラテムルS−180,S−18
0A(以上、花王(株)製)などが挙げられるが、分子
内に重合性二重結合とポリオキシエチレン鎖とを併有す
るアニオン系共重合性界面活性剤およびノニオン系共重
合性界面活性剤などが重合安定性上好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The component (A) of the present invention and the copolymerizable surfactant having a polymerizable double bond in the molecule include, for example, Aqualon HS-05, HS-10 and HS-2.
0, HS-1025, BC-05, BC-10, BC-
20, BC-0515, BC-1025, BC-202
0 (all manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Adecaria Soap SE-5N, SE-10N, SE-20N, SE-10
25N, NE-10, NE-20, NE-30, NE-
40 (manufactured by Asahi Denka Kogyo KK), Antox-MS
-60 (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.), Eleminor JS-2
(Manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.), Latemul S-180, S-18
0A (all manufactured by Kao Corporation) and the like, but an anionic copolymerizable surfactant and a nonionic copolymerizable surfactant having both a polymerizable double bond and a polyoxyethylene chain in the molecule. And the like are preferable in terms of polymerization stability.

【0013】前記の共重合性界面活性剤の重合性二重結
合基としては、プロペニル基,アリル基、ビニル基,マ
レイン酸基,アクリロイル基,メタクリロイル基などが
挙げられるが、好ましくは、プロペニル基,アリル基、
ビニル基である。マレイン酸基,アクリロイル基,メタ
クリロイル基などは乳化剤主構造との結合部分にエステ
ル結合を有し、製造時および製造後の経時により加水分
解を起こすため、乳化剤成分が樹脂骨格から離脱し、共
重合性を持たない一般の乳化剤を用いたエマルション樹
脂と同様に、粒子表面に吸着しただけの状態となる。こ
のために被膜の耐水性が低下する。
Examples of the polymerizable double bond group of the copolymerizable surfactant include a propenyl group, an allyl group, a vinyl group, a maleic acid group, an acryloyl group, and a methacryloyl group. , Allyl group,
It is a vinyl group. The maleic acid group, acryloyl group, methacryloyl group, etc. have an ester bond at the bond with the main structure of the emulsifier, and cause hydrolysis during and after manufacture, so that the emulsifier component is released from the resin skeleton and copolymerized. As in the case of an emulsion resin using a general emulsifier having no property, it is in a state of only being adsorbed on the particle surface. For this reason, the water resistance of the coating decreases.

【0014】前記の共重合性界面活性剤の使用量は、全
モノマーの重量基準として0.02〜20%、好ましく
は0.1〜10%である。0.02%未満では重合時の
安定性が悪くなりグリッツが多量に発生するため工業化
が困難となる。20%を超えると被膜の耐水性が低下す
る。
The amount of the copolymerizable surfactant to be used is 0.02 to 20%, preferably 0.1 to 10%, based on the weight of all monomers. If it is less than 0.02%, the stability during the polymerization is deteriorated, and a large amount of grit is generated, so that industrialization becomes difficult. If it exceeds 20%, the water resistance of the coating decreases.

【0015】前記の共重合性界面活性剤は、アニオン
系,ノニオン系いずれか一方を単独で用いても良いし、
両種を併用しても良い。また、重合性二重結合基の種類
についても1種を単独で用いても良いし、2種類以上を
併用して用いても良い。
As the copolymerizable surfactant, either anionic or nonionic one may be used alone,
Both types may be used in combination. As for the type of the polymerizable double bond group, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

【0016】本発明の(B)成分,エチレン性不飽和単
量体の種類については特に限定はなく、一般的に(メ
タ)アクリル酸アルキルエステル単量体,ビニルエステ
ル単量体,各種ビニル化合物が使用できる。その具体例
としては、メチル(メタ)アクリレート,エチル(メ
タ)アクリレート,ブチル(メタ)アクリルレート,2
−エチルヘキシル(メタ)アクリレート,ベンジル(メ
タ)アクリレート,シクロヘキシル(メタ)アクリレー
トなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体;
アクリル酸,メタアクリル酸などの(メタ)アクリル酸
類;アクリルアミド,メタクリルアミド,N−メチロー
ルアクリルアミド,ジエチルアミノプロピルアクリルア
ミドなどの(メタ)アクリル酸のアミド類;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,アミノエチルビニルエーテル
などの(メタ)アクリル酸のアミノ類;スチレン,α−
メチルスチレン,クロロスチレン,ビニルトルエンなど
の芳香族炭化水素系ビニル単量体;(メタ)アクリロニ
トリルなどのニトリル基含有ビニル単量体;酢酸ビニ
ル,プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル単量体;
グリシジル(メタ)アクリレートなどのエポキシ基含有
ビニル系単量体;2ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ
ート,水酸基含有ビニル変性ヒドロキシアルキルビニル
系モノマーなどの水酸基含有ビニル系単量体;トリフル
オロ(メタ)アクリレート,ペンタフルオロ(メタ)ア
クリレートなどのフッ素含有ビニル系単量体;その他、
ポリエチレングリコールモノメタクリレート,ポリプロ
ピレングリコールモノメタクリレートなどの親水性基含
有ビニル系単量体;共重合性紫外線吸収剤および共重合
性光安定剤などが挙げられ、用途,目的に応じてこれら
の単量体を単独もしくは2種類以上を併せて用いられ
る。特にアクリル酸,メタクリル酸は共重合性および粒
子安定性が良好という点から好ましく、2種類以上併せ
て用いる場合は、アクリル酸,メタクリル酸を組み合わ
せると良い。
The type of the component (B) of the present invention and the ethylenically unsaturated monomer are not particularly limited. Generally, alkyl (meth) acrylate monomers, vinyl ester monomers, various vinyl compounds Can be used. Specific examples thereof include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate,
Alkyl (meth) acrylate monomers such as ethylhexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate;
(Meth) acrylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid; amides of (meth) acrylic acid such as acrylamide, methacrylamide, N-methylolacrylamide and diethylaminopropylacrylamide; dimethylaminoethyl (meth) acrylate and diethylaminoethyl (meth) ) Amino acids of (meth) acrylic acid such as acrylate and aminoethyl vinyl ether; styrene, α-
Aromatic hydrocarbon-based vinyl monomers such as methylstyrene, chlorostyrene, vinyltoluene; nitrile group-containing vinyl monomers such as (meth) acrylonitrile; vinyl ester monomers such as vinyl acetate and vinyl propionate;
Epoxy-containing vinyl monomers such as glycidyl (meth) acrylate; hydroxyl-containing vinyl monomers such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and hydroxyl-modified vinyl-modified hydroxyalkyl vinyl monomers; trifluoro (meth) acrylate; Fluorine-containing vinyl monomers such as pentafluoro (meth) acrylate;
Vinyl group-containing monomers such as polyethylene glycol monomethacrylate and polypropylene glycol monomethacrylate; and copolymerizable ultraviolet absorbers and copolymerizable light stabilizers. These monomers are used according to the intended use and purpose. May be used alone or in combination of two or more. In particular, acrylic acid and methacrylic acid are preferable in terms of good copolymerizability and particle stability, and when two or more kinds are used in combination, it is preferable to combine acrylic acid and methacrylic acid.

【0017】本発明の(C)成分,水溶解度が1%以上
の水溶性有機過酸化物系開始剤は、具体例としては、タ
ーシャリーブチルハイドロパーオキサイド,クメンハイ
ドロパーオキサイドが挙げられるが、水溶解度の観点か
らターシャリーブチルハイドロパーオキサイドを用いる
のが好ましい。
Specific examples of the component (C) of the present invention and the water-soluble organic peroxide initiator having a water solubility of 1% or more include tertiary butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide. From the viewpoint of water solubility, it is preferable to use tertiary butyl hydroperoxide.

【0018】前記(C)成分の使用量は、全モノマーの
重量基準として0.02〜20%、好ましくは0.1〜
10%である。0.02%未満では分子量が大きくなり
粒子融着性が低下するため耐薬品性,耐エフロレッセン
ス性が悪化し、また重合度が低くなり未反応モノマーの
残留が多く臭気面で問題となる。また20%を超えると
分子量が低くなりすぎ、コーティング剤として最低限必
要な被膜強度が得られずかつ、未分解ターシャリーブチ
ルハイドロパーオキサイドの過酸化物臭および分解副生
成物のターシャリーブタノール臭など臭気面での問題を
生じる。
Component (C) is used in an amount of 0.02 to 20%, preferably 0.1 to 20% by weight based on the weight of all monomers.
10%. If it is less than 0.02%, the molecular weight is increased and the particle fusing property is reduced, so that the chemical resistance and the efflorescence resistance are deteriorated. In addition, the degree of polymerization is reduced, and the unreacted monomer is largely left. On the other hand, if it exceeds 20%, the molecular weight becomes too low, the minimum required film strength as a coating agent cannot be obtained, and the peroxide odor of undecomposed tert-butyl hydroperoxide and the tertiary butanol odor of decomposition by-products are obtained. Odor problems occur.

【0019】本発明の(D)成分は、レドックス系乳化
重合を行うためのもので、(C)成分と併用する還元剤
で、例えば、チオ硫酸ナトリウム,亜硫酸水素ナトリウ
ム,アスコルビン酸,ピロリン酸ナトリウム,ロンガリ
ットなどが用いられるが、無機成分の削減,重合安定
性,金属製反応容器の腐食防止およびエマルション樹脂
の着色防止という観点から、ロンガリットを用いるのが
好ましい。
The component (D) of the present invention is used for redox emulsion polymerization, and is a reducing agent used in combination with the component (C). Examples of the reducing agent include sodium thiosulfate, sodium hydrogen sulfite, ascorbic acid, and sodium pyrophosphate. Rongalite is used, but Rongalite is preferably used from the viewpoints of reduction of inorganic components, polymerization stability, prevention of corrosion of the metal reaction vessel and prevention of coloring of the emulsion resin.

【0020】前記(C)成分である水溶解度1%以上の
水溶性有機過酸化物系開始剤に対する(D)成分である
還元剤のモル比は0.01〜1とするのが好ましく、更
に好ましくは0.05〜0.5である。0.01未満で
は全ての開始剤を分解させるには不十分であり、乳化重
合そのものがスムーズに行えない。また1以上では重合
が完結する前に全ての開始剤が分解され、未反応モノマ
ーが多量に残留するため、不適当である。
The molar ratio of the reducing agent as the component (D) to the water-soluble organic peroxide-based initiator having a water solubility of 1% or more as the component (C) is preferably 0.01 to 1, and more preferably 0.01 to 1. Preferably it is 0.05-0.5. If it is less than 0.01, it is insufficient to decompose all the initiators, and the emulsion polymerization itself cannot be carried out smoothly. On the other hand, if it is 1 or more, all the initiators are decomposed before the polymerization is completed, and a large amount of unreacted monomer remains, which is not suitable.

【0021】なお、上記モル比は、従来の公知技術とし
ては0.8〜1(等モル)とするのが一般的であるが、
本発明者は(C)成分を初期仕込みもしくは(B)成分
とともに添加し、還元剤である(D)成分を(B)成分
の滴下とは別に、併注滴下することによって、より少量
の還元剤(無機成分)で重合をスムーズに完結させ、未
反応モノマーの非常に少ない低分子量エマルション樹脂
を合成する手法を見い出したものである。
The above molar ratio is generally set to 0.8 to 1 (equimolar) as a conventional known technique.
The present inventor added the component (C) initially or added it together with the component (B), and separately added the component (D) as a reducing agent separately from the component (B). The present inventors have found a method for synthesizing a low-molecular-weight emulsion resin having an extremely small amount of unreacted monomers by smoothly completing polymerization with an agent (inorganic component).

【0022】本発明におけるエマルション樹脂の合成方
法は、ラジカル発生機構をレドックス系とすることを除
いては、通常の乳化重合法で行うことができるが、レド
ックス系重合であるという点に留意して合成する必要が
ある。反応釜への初期仕込みは水だけでも良いし、
(A)成分を添加しても良い。(B)成分の添加は単独
で行っても良いし、水および(A)成分と混合し、予め
乳化したものを添加しても良い。(C)成分は水ととも
に初期仕込みしても良いし、(B)成分とともに添加し
ても良い。但し、(D)成分については、(B)成分を
予め乳化したものに混合すると、系内で重合が始まる可
能性があるため避けなければならない。また(D)成分
を初期仕込みすると熱により分解,失活するため、重合
がスムーズに行われない。このため、(B)成分とは別
に併注添加する必要がある。また、本発明は酸化,還元
反応を利用したレドックス系重合であるため、反応系外
での(C)成分と(D)成分の混合は、絶対避けなけれ
ばならない。
The method for synthesizing the emulsion resin in the present invention can be carried out by a usual emulsion polymerization method, except that the radical generation mechanism is a redox system. However, it is noted that it is a redox system polymerization. It needs to be synthesized. The initial charge to the reactor can be water alone,
The component (A) may be added. The addition of the component (B) may be performed alone, or a mixture of water and the component (A) and emulsified in advance may be added. The component (C) may be initially charged together with water, or may be added together with the component (B). However, if the component (D) is mixed with a previously emulsified component (B), polymerization may start in the system and must be avoided. Further, when the component (D) is initially charged, it is decomposed and deactivated by heat, so that the polymerization is not carried out smoothly. For this reason, it is necessary to add together and separately from the component (B). Further, since the present invention is a redox polymerization utilizing oxidation and reduction reactions, mixing of the components (C) and (D) outside the reaction system must be absolutely avoided.

【0023】本発明におけるエマルション樹脂の重量平
均分子量は0.2〜20万であり、好ましくは1〜10
万である。0.2万未満ではコーティング被膜として最
低限必要な機械的強度が得られず、20万を超えると成
膜性が低下し、所期の性能が得られない。
The weight average molecular weight of the emulsion resin in the present invention is from 0.2 to 200,000, preferably from 1 to 10
It is ten thousand. If it is less than 20000, the minimum required mechanical strength as a coating film cannot be obtained, and if it exceeds 200,000, the film-forming property is reduced and the desired performance cannot be obtained.

【0024】本発明におけるエマルション樹脂の平均粒
子径は0.01〜0.5μmであり、好ましくは0.0
5〜0.2μmである。0.01μm未満では重合安定
性および製品安定性が悪化する。0.5μmを超えると
成膜性が低下し、所期の性能が得られない。
The average particle size of the emulsion resin in the present invention is from 0.01 to 0.5 μm, preferably from 0.0 to 0.5 μm.
5 to 0.2 μm. If it is less than 0.01 μm, the polymerization stability and the product stability deteriorate. If it exceeds 0.5 μm, the film-forming properties are reduced, and the desired performance cannot be obtained.

【0025】なお、本発明におけるエマルション樹脂
に、粒子間の架橋機構を導入することは、本発明の趣旨
を妨げるものではない。例えば、公知の技術である活性
カルボニル基とヒドラジド基の架橋など、水中では安定
で、水分が蒸発すると同時に架橋が進行するような架橋
機構を導入すれば、被膜強度が向上するだけでなく、耐
水性,耐薬品性,耐エフロレッセンス性も同様に向上す
る。
It should be noted that introducing a crosslinking mechanism between particles into the emulsion resin in the present invention does not hinder the purpose of the present invention. For example, if a cross-linking mechanism that is stable in water, such as the cross-linking of an active carbonyl group and a hydrazide group, which is a known technique, and the cross-linking proceeds simultaneously with the evaporation of water, not only improves the film strength but also improves the water resistance. The properties, chemical resistance and efflorescence resistance are also improved.

【0026】また、本発明におけるエマルション樹脂
を、他の市販されているエマルション樹脂や水系樹脂と
ブレンドすることも可能である。この場合、本発明のエ
マルション樹脂の優れた性能を付与し、被膜物性を改良
することに効果を発揮する。
It is also possible to blend the emulsion resin of the present invention with other commercially available emulsion resins and aqueous resins. In this case, the emulsion resin of the present invention is provided with excellent performance, and is effective in improving the film properties.

【0027】本発明を利用するに際し、得られた低分子
量エマルション樹脂に各種の公知の添加剤、例えば、顔
料,分散剤,湿潤剤,色分かれ防止,剤消泡剤,溶剤,
造膜助剤,可塑剤,凍結防止剤,増粘剤,粘性調整剤,
pH調整剤および防腐剤など、用途,目的に応じて添加
することができる。
In utilizing the present invention, various known additives such as pigments, dispersing agents, wetting agents, color separation preventing agents, defoaming agents, solvents, etc. are added to the obtained low molecular weight emulsion resin.
Film-forming aid, plasticizer, antifreeze, thickener, viscosity modifier,
pH adjusters, preservatives, and the like can be added according to applications and purposes.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明の最大の特徴は、低分子量のエマ
ルション樹脂を製造する方法にある。すなわち、分子中
に重合性二重結合を有する共重合性界面活性剤(A)を
用い、エチレン性不飽和単量体(B)を、水溶解度1%
以上の水溶性有機過酸化物系開始剤(C)および還元剤
(D)のレドックス系乳化重合を行うことを特徴とす
る。水溶性有機過酸化物系開始剤は基本的に親油性であ
り、エチレン性不飽和単量体との親和性が非常に良い。
完全に水溶性の無機系開始剤を用いたエマルション重合
の場合、開始剤ラジカルの乳化剤ミセル内への進入は確
率的にかなり少なく、よって高分子量の重合体が生成さ
れるが、本発明の場合は、上述のごとく乳化剤ミセルへ
の進入が容易であり、多量の開始剤ラジカル存在下で、
いわゆる「マイクロサスペンジョン重合」に相当する反
応機構の下で重合が進行するため、低分子量のエマルシ
ョン樹脂を得ることができると考えられる。更に、過硫
酸塩系開始剤を用いた場合は、その分解物である硫酸根
の影響により系内の初期pHがかなり低くなる。このた
め乳化剤の活性が低下し、乳化剤ミセル数も少なくなる
ため比較的粒子径の大きなエマルションが得られるが、
本発明の場合は初期pHは中性付近であるため、乳化剤
の活性が高く乳化剤ミセル数も多くなり、よって微粒子
エマルションが得られる。
The most important feature of the present invention resides in a method for producing a low molecular weight emulsion resin. That is, a copolymerizable surfactant (A) having a polymerizable double bond in the molecule is used, and the ethylenically unsaturated monomer (B) is dissolved in water at a solubility of 1%.
Redox emulsion polymerization of the water-soluble organic peroxide initiator (C) and the reducing agent (D) described above is performed. The water-soluble organic peroxide-based initiator is basically lipophilic and has a very good affinity for the ethylenically unsaturated monomer.
In the case of emulsion polymerization using a completely water-soluble inorganic initiator, the penetration of initiator radicals into the emulsifier micelles is stochastically small, and thus a high molecular weight polymer is produced. Is easy to enter the emulsifier micelle as described above, and in the presence of a large amount of initiator radical,
It is considered that a low molecular weight emulsion resin can be obtained because polymerization proceeds under a reaction mechanism corresponding to so-called “microsuspension polymerization”. Further, when a persulfate-based initiator is used, the initial pH in the system becomes considerably low due to the effect of sulfate, which is a decomposition product thereof. For this reason, the activity of the emulsifier is reduced, and an emulsion having a relatively large particle size is obtained because the number of micelles of the emulsifier is reduced.
In the case of the present invention, since the initial pH is near neutrality, the activity of the emulsifier is high and the number of micelles of the emulsifier is also large, so that a fine particle emulsion can be obtained.

【0029】すなわち、本発明の特徴は、特定の共重合
性界面活性剤を用い、特定の開始剤系を用いることによ
り、連鎖移動剤を用いなくても低分子量かつ低無機物
量、微粒子かつ低乳化剤量であり、成膜性すなわち粒子
融着性の良好なコーティングフィルムを形成し、優れた
耐水性,基材付着性,耐薬品性,耐エフロレッセンス
性,光沢性および表面平滑性を有するエマルション樹脂
を製造する方法を提供するものである。
That is, the feature of the present invention is that, by using a specific copolymerizable surfactant and a specific initiator system, a low molecular weight and a low inorganic substance, a fine particle and a low molecular weight can be obtained without using a chain transfer agent. Emulsifier with the amount of emulsifier, forming a coating film with good film-forming property, that is, particle fusion property, and having excellent water resistance, substrate adhesion, chemical resistance, efflorescence resistance, gloss and surface smoothness A method for producing a resin is provided.

【0030】[0030]

【実施例】以下に本発明の実施例について比較例と併せ
て説明するが、本発明はこれによって限定されるもので
はない。なお、例中の部および%は、特に例記しないし
ない限り、重量部および重量%である。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below together with comparative examples, but the present invention is not limited thereto. Parts and% in examples are parts by weight and% by weight unless otherwise specified.

【0031】<実施例1〜5および比較例1>撹拌装
置,温度計,還流冷却器,窒素ガス導入管,滴下ロート
および併注用滴下ロートを備え付けた反応装置に、初期
仕込みとして、表1記載(比較例1は表2記載)のイオ
ン交換水,ターシャリーブチルハイドロパーオキサイド
を仕込んだ。
<Examples 1 to 5 and Comparative Example 1> A reaction apparatus equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet tube, a dropping funnel and a dropping funnel for simultaneous injection was prepared as shown in Table 1 as an initial charge. The ion-exchanged water and tertiary butyl hydroperoxide described (comparative example 1 described in Table 2) were charged.

【0032】次に、窒素ガスを導入しながら60℃に昇
温したのち、表1記載(比較例1は表2記載)の単量体
混合物を乳化剤およびイオン交換水とともに撹拌混合し
たモノマー乳化液を4時間かけて滴下した。モノマー乳
化液の滴下開始と同時に表1記載(比較例1は表2記
載)のロンガリットをイオン交換水に溶解したものを5
時間かけて併注滴下した。
Next, after the temperature was raised to 60 ° C. while introducing nitrogen gas, the monomer mixture shown in Table 1 (Comparative Example 1 was described in Table 2) was stirred and mixed with an emulsifier and ion-exchanged water. Was added dropwise over 4 hours. A solution prepared by dissolving Rongalite described in Table 1 (comparative example 1 described in Table 2) in ion-exchanged water at the same time as the dropping of the monomer emulsion was started was added.
The mixture was dropped over time.

【0033】ロンガリット水溶液の併注滴下終了後、更
に60℃で1時間保持したのち、冷却してpHを8.5
に調整、固形分濃度が44%のエマルション樹脂を得
た。
After the co-injection of the Rongalit aqueous solution was completed, the mixture was further maintained at 60 ° C. for 1 hour, and then cooled to adjust the pH to 8.5.
To obtain an emulsion resin having a solid content of 44%.

【0034】<比較例2〜5>撹拌装置,温度計,還流
冷却管,窒素ガス導入管,滴下ロートを備えた反応装置
に初期仕込みとして表2記載のイオン交換水,過硫酸塩
系開始剤を仕込んだ。
<Comparative Examples 2 to 5> Ion-exchanged water and persulfate initiator shown in Table 2 were initially charged into a reactor equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, nitrogen gas inlet, and dropping funnel. Was charged.

【0035】次に、窒素ガスを導入しながら70℃に昇
温したのち、表2記載の単量体混合物を乳化剤およびイ
オン交換水とともに撹拌混合したモノマー乳化液を4時
間かけて滴下した。
Next, after the temperature was raised to 70 ° C. while introducing nitrogen gas, a monomer emulsion obtained by stirring and mixing the monomer mixture shown in Table 2 with an emulsifier and ion-exchanged water was added dropwise over 4 hours.

【0036】モノマー乳化液滴下終了後、30分かけて
80℃に昇温して2時間保持したのち、冷却してpHを
8.5に調整、固形分濃度が44%のエマルション樹脂
を得た。
After completion of the dropping of the monomer emulsion, the temperature was raised to 80 ° C. over 30 minutes and maintained for 2 hours, then cooled to adjust the pH to 8.5, and an emulsion resin having a solid content of 44% was obtained. .

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】<参考例1〜5および比較参考例1〜5>
上記重合体エマルション樹脂のクリヤー膜性能を評価す
るために、表1および表2のエマルション樹脂100部
に対して、造膜助剤としてテキサノールを3部添加し
て、MFTが0℃以下となるよう調整した。
<Reference Examples 1 to 5 and Comparative Reference Examples 1 to 5>
To evaluate the clear film performance of the polymer emulsion resin, 3 parts of Texanol was added as a film-forming aid to 100 parts of the emulsion resin shown in Tables 1 and 2 so that the MFT would be 0 ° C. or less. It was adjusted.

【0040】次に、この樹脂液をフィルムアプリケータ
ーにてトタン板に湿潤厚さ150μmで塗布し、室温で
7日間乾燥させて試験片とした。
Next, this resin liquid was applied to a galvanized sheet with a film applicator at a wet thickness of 150 μm, and dried at room temperature for 7 days to obtain a test piece.

【0041】そして、この試験片の耐水性、光沢
性、付着性、耐アルカリ性を評価した。その結果を
表3、表4に併記する。
The test pieces were evaluated for water resistance, gloss, adhesion, and alkali resistance. The results are shown in Tables 3 and 4.

【0042】[0042]

【表3】 [Table 3]

【0043】[0043]

【表4】 [Table 4]

【0044】なお、それぞれの物性の評価方法は、以下
の通りである。
The methods for evaluating the properties are as follows.

【0045】耐水性:試験片を7日間水中に浸漬した
あと、取出した直後の白化状態および乾燥後の塗面状態
を目視にて測定し、下記の評価基準にて判定した。 ○:異常なし △:中程度の白化,艶引け ×:完全白化,完全艶引け
Water resistance: After the test piece was immersed in water for 7 days, the whitening state immediately after being taken out and the coated surface state after drying were visually measured, and judged according to the following evaluation criteria. :: No abnormality △: Medium whitening, gloss finish ×: Complete whitening, complete gloss finish

【0046】光沢性:試験片を60°鏡面光沢を測定
した。
Gloss: The test piece was measured for 60 ° specular gloss.

【0047】付着性:試験片にカッターナイフで2m
m幅の切り込みを入れて25個のゴバン目を作り、セロ
ハンテープによる剥離テストを行い、ゴバン目の残り数
を表示した。
Adhesion: 2 m on the test piece with a cutter knife
An incision having a width of m was formed to make 25 goban eyes, and a peeling test using a cellophane tape was performed to display the remaining number of gobang eyes.

【0048】耐アルカリ性:直径50mmのガラス製
時計皿に10%水酸化ナトリウム溶液を満たし、試験片
の塗装面に被さるように密着させ、7日間放置後の塗膜
の状態を目視にて測定し、下記の評価基準で判定した。 ○:異常なし △:部分的にフクレもしくはハガレが観察される ×:全面的にフクレもしくはハガレが観察される
Alkali resistance: A glass watch glass having a diameter of 50 mm was filled with a 10% sodium hydroxide solution, adhered so as to cover the painted surface of the test piece, and left standing for 7 days to visually measure the state of the coating film. And the following evaluation criteria. :: No abnormality △: Swelling or peeling is partially observed ×: Swelling or peeling is observed over the entire surface

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 分子中に重合性二重結合を有する共重合
性界面活性剤(A)を用い、エチレン性不飽和単量体
(B)を、水溶解度1%以上の水溶性有機過酸化物系開
始剤(C)および還元剤(D)のレドックス系乳化重合
を行うことを特徴とする低分子量エマルション樹脂の製
造方法。
1. A water-soluble organic peroxide having a water solubility of 1% or more by using a copolymerizable surfactant (A) having a polymerizable double bond in a molecule and using an ethylenically unsaturated monomer (B). A method for producing a low-molecular-weight emulsion resin, comprising performing a redox emulsion polymerization of a product initiator (C) and a reducing agent (D).
【請求項2】 前記(C)成分である水溶解度1%以上
の水溶性有機過酸化物系開始剤に対する(D)成分であ
る還元剤のモル比が0.01〜1であることを特徴とす
る請求項1に記載のエマルション樹脂の製造方法。
2. The molar ratio of the reducing agent as the component (D) to the water-soluble organic peroxide-based initiator having a water solubility of 1% or more as the component (C) is 0.01 to 1. The method for producing an emulsion resin according to claim 1.
【請求項3】 前記エマルション樹脂の重量平均分子量
が0.2〜20万であることを特徴とする請求項1また
は2に記載のエマルション樹脂の製造方法。
3. The method for producing an emulsion resin according to claim 1, wherein the weight average molecular weight of the emulsion resin is 0.2 to 200,000.
JP14656198A 1998-05-11 1998-05-11 Production of low-molecular weight emulsion resin Pending JPH11322814A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015528032A (en) * 2012-07-11 2015-09-24 オムノヴァ・ソリューションズ Rheological agent, process for its preparation and use

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