JP2019123807A - 制振塗料用樹脂エマルション、制振塗料、及び制振塗料用樹脂エマルションの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一実施形態の制振塗料用樹脂エマルション(以下、単に「樹脂エマルション」及び「エマルション」と記載することがある。)は、ポリカルボン酸系高分子化合物が粒子表面に吸着した吸着保護層を含む(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有する。この(メタ)アクリル系樹脂粒子のレーザー回折・散乱法による平均粒子径DAと動的光散乱法による平均粒子径DBとの比DA/DBは1未満である。
液状媒体としては、樹脂エマルションを用いた制振塗料を塗布する際の安全性や環境への影響の観点から、水が好適であり、少なくとも水を含む水性媒体を用いることができる。水性媒体としては、水のみを使用してもよいし、水、及び水と混じり合うことができる溶剤のうちの1種又は2種以上を含む混合溶剤を用いてもよい。液状媒体としては、水を主成分として用いることが好ましく、液状媒体の全質量を基準として、水を50質量%以上の割合で用いることが好ましい。混合溶剤に用いることが可能な溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチルカルビトール、及びN−メチルピロリドン等を挙げることができる。
ポリカルボン酸系高分子化合物は、粒子表面に吸着して、前述のDA/DBが1未満となる吸着保護層を形成するために、(メタ)アクリル系樹脂粒子が合成される際に、単量体成分の総量100質量部に対して、0.1〜20質量部使用されることが好ましい。ポリカルボン酸系高分子化合物の上記使用量は、より良好な機械的安定性を有する樹脂エマルションを得る観点から、0.1質量部以上であることが好ましく、より好ましくは0.2質量部以上である。一方、塗膜の膨れ、剥がれ、製造コストを抑える観点から、ポリカルボン酸系高分子化合物の上記使用量は、15質量部以下であることが好ましく、より好ましくは12質量部以下、さらに好ましくは10質量部以下である。
(メタ)アクリル系樹脂粒子を形成する単量体成分は、(メタ)アクリル系樹脂を形成することが可能な単量体であれば、特に限定されない。そのような単量体としては、(メタ)アクリル系単量体を挙げることができる。(メタ)アクリル系樹脂粒子は、少なくとも(メタ)アクリル系単量体を含む単量体成分を重合させて得られた樹脂粒子であることが好ましく、(メタ)アクリル系単量体に由来する構造単位を有することが好ましい。(メタ)アクリル系樹脂粒子は、1種の(メタ)アクリル系単量体の単独重合体でもよいし、2種以上の(メタ)アクリル系単量体の共重合体でもよい。本明細書において、(メタ)アクリル系単量体とは、(メタ)アクリロイル基(アクリロイル基又はメタクリロイル基)を有する単量体を意味する。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、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、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(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、ステアリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトールアクリレート、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、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、エチレングリコールジ(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、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、2−クロロエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、及びパーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。これらの(メタ)アクリル酸エステルの1種又は2種以上を用いることができる。
また、(メタ)アクリル系樹脂粒子は、上述の(メタ)アクリル系単量体、及び(メタ)アクリル系単量体と共重合可能なその他の単量体を含む単量体成分を重合させて得られた樹脂粒子であってもよい。この場合、(メタ)アクリル系樹脂粒子は、(メタ)アクリル系単量体に由来する構造単位と、(メタ)アクリル系単量体と共重合可能なその他の単量体に由来する構造単位を有することができる。
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+・・・Wn/Tgn
上記式中、Tgは、n種の単量体成分(単量体1〜n)の重合体(共重合体)のガラス転移温度を表す。W1、W2、・・・Wnは、n種の単量体成分の総量に対する各単量体(1、2、・・・n)の質量分率を表し、Tg1、Tg2、・・・Tgnは、各単量体(1、2、・・・n)の単独重合体のガラス転移温度を表す。例えば、後述する実施例で使用した単量体等を例に挙げると、その単量体の単独重合体のガラス転移温度は次の通りであり、それらの値を後述する実施例で製造した(メタ)アクリル系樹脂粒子のTgの算出に用いた。
メチルメタクリレート(MMA):105℃
ブチルアクリレート(BA):−52℃
2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA):−70℃
アクリル酸(AAc):105℃
スチレン(ST):100℃
本発明の一実施形態の制振塗料用樹脂エマルションの製造方法は、ポリカルボン酸系高分子化合物の存在下に単量体成分を重合させて、ポリカルボン酸系高分子化合物が粒子表面に吸着した吸着保護層を含むとともに前述のDA/DBが1未満である(メタ)アクリル系樹脂粒子を合成する工程を含む。
本発明の一実施形態の制振塗料は、前述の制振塗料用樹脂エマルションと、フィラーとを含有する。前述の樹脂エマルションにフィラーを配合することにより、制振塗料を製造することができる。フィラーとしては、無機フィラー及び有機フィラーのうちの1種又は2種以上を用いることができ、これらのうち、少なくとも無機フィラーを用いることが好ましい。フィラーの形状としては、例えば、球状、多角形状、鱗片状、板状、及び繊維状等が挙げられる。制振塗料には、いずれの形状のフィラーも用いることができ、また、異種形状のフィラーを組み合わせて用いることもできる。
無機フィラーとしては、例えば、シリカ、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ジルコニア、フェライト、カーボンブラック、炭素繊維、ガラスフレーク、ガラス繊維、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、クレー、珪藻土、カオリン、ハロイサイト、タルク、マイカ、セリサイト、及びスメクタイト等を挙げることができる。有機フィラーとしては、例えば、樹脂製の中空粒子や発泡剤を好適に用いることができる。
制振塗料には、前述の制振塗料用樹脂エマルション及びフィラーの他に、必要に応じて、各種の添加剤を含有させることができる。制振塗料に使用することが可能な添加剤としては、例えば、顔料及び染料等の着色剤、溶剤、可塑剤、分散剤、界面活性剤、発泡剤、滑剤、ゲル化剤、造膜助剤、凍結防止剤、架橋剤、pH調整剤、粘度調整剤、防腐剤、防黴剤、殺菌剤、防錆剤、難燃剤、湿潤剤、消泡剤、酸化防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、安定剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤等を挙げることができる。
[1]ポリカルボン酸系高分子化合物が粒子表面に吸着した吸着保護層を含む(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有し、前記(メタ)アクリル系樹脂粒子のレーザー回折・散乱法による平均粒子径DAと動的光散乱法による平均粒子径DBとの比DA/DBが1未満である、制振塗料用樹脂エマルション。
[2]前記(メタ)アクリル系樹脂粒子は、(メタ)アクリル系単量体を含む単量体成分の総量100質量部に対して0.1〜20質量部の前記ポリカルボン酸系高分子化合物の存在下で前記単量体成分が重合した樹脂粒子である前記[1]に記載の制振塗料用樹脂エマルション。
[3]前記(メタ)アクリル系樹脂粒子は、液状媒体、前記単量体成分、及び前記ポリカルボン酸系高分子化合物を含有するプレエマルションを用いて重合されたものである前記[2]に記載の制振塗料用樹脂エマルション。
[4]前記(メタ)アクリル系樹脂粒子は、液状媒体及び前記ポリカルボン酸系高分子化合物を含有する混合液と、前記液状媒体及び前記単量体成分を含有するプレエマルションとを用いて重合されたものである前記[2]に記載の制振塗料用樹脂エマルション。
[5]前記ポリカルボン酸系高分子化合物の重量平均分子量が1,000〜5,000,000である前記[1]〜[4]のいずれかに記載の制振塗料用樹脂エマルション。
[6]前記[1]〜[5]のいずれかに記載の制振塗料用樹脂エマルションと、フィラーとを含有する制振塗料。
[7]ポリカルボン酸系高分子化合物の存在下に単量体成分を重合させて、前記ポリカルボン酸系高分子化合物が粒子表面に吸着した吸着保護層を含むとともにレーザー回折・散乱法による平均粒子径DAと動的光散乱法による平均粒子径DBとの比DA/DBが1未満である(メタ)アクリル系樹脂粒子を合成する、制振塗料用樹脂エマルションの製造方法。
以下の実施例では、下記表1に示すポリカルボン酸系高分子化合物(a)〜(h)を使用して、ポリカルボン酸系高分子化合物が粒子表面に吸着した吸着保護層を含む(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有する樹脂エマルションを製造した。
撹拌機、温度計、還流冷却器、及び滴下ロートを取り付けた四ツ口セパラブルフラスコに、脱イオン水193.3質量部を仕込み、撹拌しながら内温を80℃まで昇温させた。
一方、上記セパラブルフラスコとは別に、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)240.3質量部、メチルメタクリレート(MMA)293.7質量部、及びアクリル酸(AAc)6.7質量部の単量体成分(総量540.7質量部)、並びにt−ドデシルメルカプタン4.0質量部、アニオン性乳化剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム5.6質量部(花王社製の商品名「ラテムルWX」(固形分26質量%) 21.4質量部)、ポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部(花王社製の商品名「デモールEP」 64.9質量部)、及び脱イオン水222.2質量部を、ホモディスパーで乳化させ、プレエマルションを調製した。
次に、セパラブルフラスコ内の内温を80℃に維持しながら、そのセパラブルフラスコ内の脱イオン水に、調製したプレエマルションを滴下ロートから3時間かけて均一に滴下し、これと同時に、10質量%過硫酸アンモニウム水溶液16.0質量部を、3時間かけて均一に滴下した。滴下終了後、80℃で3時間熟成し、冷却後、25質量%アンモニア水5.0質量部を添加して中和した。pHを調整後、120メッシュのろ布を用いてろ過し、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション1を得た。このようにして、単量体成分100質量部に対して3質量部のポリカルボン酸系高分子化合物の存在下で重合された(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有する樹脂エマルションを製造した。なお、この樹脂エマルション中の(メタ)アクリル系樹脂粒子のTg(理論値)は0℃である。
実施例A−1で使用したポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部を、ポリカルボン酸系高分子化合物(b)16.2質量部(日本触媒社製の商品名「アクアリックDL−40」 40.6質量部)に変更した以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション2を得た。
実施例A−1で使用したポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部を、ポリカルボン酸系高分子化合物(c)16.2質量部(第一工業製薬社製の商品名「シャロールAN−103P」 36.9質量部)に変更した以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション3を得た。
実施例A−1で使用したポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部を、ポリカルボン酸系高分子化合物(d)16.2質量部(日本触媒社製の商品名「アクアリックHL−415」 36.0質量部)に変更した以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション4を得た。
実施例A−1で使用したポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部を、ポリカルボン酸系高分子化合物(e)16.2質量部(花王社製の商品名「ポイズ520」 40.6質量部)に変更した以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション5を得た。
実施例A−1で使用したポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部を、ポリカルボン酸系高分子化合物(f)16.2質量部(日本触媒社製の商品名「アクアリックDL−453」 46.3質量部)に変更した以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション6を得た。
実施例A−1で使用したポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部を、ポリカルボン酸系高分子化合物(g)16.2質量部(東亜合成社製の商品名「ジュリマーAC−10L」 40.6質量部)に変更した以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション7を得た。
実施例A−1で使用したポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部を、ポリカルボン酸系高分子化合物(h)5.4質量部(日本触媒社製の商品名「アクアリックIH」 5.7質量部)に変更した以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション8を得た。このように、実施例A−8では、単量体成分100質量部に対して1質量部のポリカルボン酸系高分子化合物の存在下で重合された(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有する樹脂エマルションを製造した。
実施例A−1で使用したポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部を、ポリカルボン酸系高分子化合物(a)1.1質量部(花王社製の商品名「デモールEP」 4.3質量部)に変更し、かつ、実施例A−1で使用した単量体成分(総量540.7質量部)を、スチレン(ST)108.1質量部、ブチルアクリレート(BA)289.9質量部、メチルメタクリレート(MMA)136.0質量部、及びアクリル酸(AAc)6.7質量部の単量体成分(総量540.7質量部)に変更した以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション9を得た。このように、実施例A−9では、単量体成分100質量部に対して0.2質量部のポリカルボン酸系高分子化合物の存在下で重合された(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有する樹脂エマルションを製造した。なお、この樹脂エマルション中の(メタ)アクリル系樹脂粒子のTg(理論値)は0℃である。
実施例A−1で使用したポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部を、ポリカルボン酸系高分子化合物(a)2.7質量部(花王社製の商品名「デモールEP」 10.8質量部)に変更し、かつ、実施例A−1で使用した単量体成分(総量540.7質量部)を、スチレン(ST)108.1質量部、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)290.1質量部、メチルメタクリレート(MMA)135.8質量部、及びアクリル酸(AAc)6.7質量部の単量体成分(総量540.7質量部)に変更した以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション10を得た。このように、実施例A−10では、単量体成分100質量部に対して0.5質量部のポリカルボン酸系高分子化合物の存在下で重合された(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有する樹脂エマルションを製造した。なお、この樹脂エマルション中の(メタ)アクリル系樹脂粒子のTg(理論値)は−15℃である。
実施例A−1で使用したポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部を、ポリカルボン酸系高分子化合物(a)27.0質量部(花王社製の商品名「デモールEP」 108.1質量部)に変更し、かつ、実施例A−1で使用した単量体成分(総量540.7質量部)を、スチレン(ST)108.1質量部、ブチルアクリレート(BA)106.5質量部、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)106.5質量部、メチルメタクリレート(MMA)212.9質量部、及びアクリル酸(AAc)6.7質量部の単量体成分(総量540.7質量部)に変更した以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション11を得た。このように、実施例A−11では、単量体成分100質量部に対して5質量部のポリカルボン酸系高分子化合物の存在下で重合された(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有する樹脂エマルションを製造した。なお、この樹脂エマルション中の(メタ)アクリル系樹脂粒子のTg(理論値)は15℃である。
実施例A−1で使用したポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部を、ポリカルボン酸系高分子化合物(a)54.1質量部(花王社製の商品名「デモールEP」 216.3質量部)に変更し、かつ、単量体成分(総量540.7質量部)を、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)274.4質量部、メチルメタクリレート(MMA)259.6質量部、及びアクリル酸(AAc)6.7質量部の単量体成分(総量540.7質量部)に変更した以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション12を得た。このように、実施例A−12では、単量体成分100質量部に対して10質量部のポリカルボン酸系高分子化合物の存在下で重合された(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有する樹脂エマルションを製造した。なお、この樹脂エマルション中の(メタ)アクリル系樹脂粒子のTg(理論値)は−10℃である。
実施例A−1で使用したポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部を、ポリカルボン酸系高分子化合物(a)64.9質量部(花王社製の商品名「デモールEP」 259.5質量部)に変更し、かつ、単量体成分(総量540.7質量部)を、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)225.7質量部、メチルメタクリレート(MMA)308.3質量部、及びアクリル酸(AAc)6.7質量部の単量体成分(総量540.7質量部)に変更した以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション13を得た。このように、実施例A−13では、単量体成分100質量部に対して12質量部のポリカルボン酸系高分子化合物の存在下で重合された(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有する樹脂エマルションを製造した。なお、この樹脂エマルション中の(メタ)アクリル系樹脂粒子のTg(理論値)は5℃である。
実施例A−1で使用したポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部を、ポリカルボン酸系高分子化合物(a)81.1質量部(花王社製の商品名「デモールEP」 324.4質量部)に変更し、かつ、単量体成分(総量540.7質量部)を、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)257.7質量部、メチルメタクリレート(MMA)276.3質量部、及びアクリル酸(AAc)6.7質量部の単量体成分(総量540.7質量部)に変更した以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション14を得た。このように、実施例A−14では、単量体成分100質量部に対して15質量部のポリカルボン酸系高分子化合物の存在下で重合された(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有する樹脂エマルションを製造した。なお、この樹脂エマルション中の(メタ)アクリル系樹脂粒子のTg(理論値)は−5℃である。
実施例A−1において脱イオン水193.3質量部を仕込んだ四ツ口セパラブルフラスコに、さらにポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部(花王社製の商品名「デモールEP」 64.9質量部)を仕込み、その代わりに、プレエマルションには、ポリカルボン酸系高分子化合物を使用しなかったこと以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション15を得た。このように、実施例A−15では、単量体成分100質量部に対して3質量部のポリカルボン酸系高分子化合物の存在下で重合された(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有する樹脂エマルションを製造した。
実施例A−1において脱イオン水193.3質量部を仕込んだ四ツ口セパラブルフラスコに、さらにポリカルボン酸系高分子化合物(a)54.1質量部(花王社製の商品名「デモールEP」 216.3質量部)を仕込み、その代わりに、プレエマルションには、ポリカルボン酸系高分子化合物を使用しなかったこと以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション16を得た。このように、実施例A−16では、単量体成分100質量部に対して10質量部のポリカルボン酸系高分子化合物の存在下で重合された(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有する樹脂エマルションを製造した。
実施例A−1で使用したポリカルボン酸系高分子化合物を使用しなかったこと以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション17を得た。このように、比較例A−17では、ポリカルボン酸系高分子化合物の非存在下で重合された(メタ)アクリル系樹脂エマルションを製造した。
実施例A−1で使用したポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部を、ポリカルボン酸系高分子化合物(a)0.3質量部(花王社製の商品名「デモールEP」 1.1質量部)に変更した以外は、実施例A−1と同様にして、制振塗料用の(メタ)アクリル系樹脂エマルション18を得た。このように、比較例A−18では、単量体成分100質量部に対して0.05質量部のポリカルボン酸系高分子化合物の存在下で重合された(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有する樹脂エマルションを製造した。
まず、比較例A−17と同様の樹脂エマルションを用意した。すなわち、実施例A−1で使用したポリカルボン酸系高分子化合物を使用しなかったこと以外は実施例A−1と同様にして、(メタ)アクリル系樹脂粒子を合成し、樹脂エマルションを製造した。次いで、得られた樹脂エマルションに、ポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部(花王社製の商品名「デモールEP」 64.9質量部)を加えて配合した。このように、比較例A−19では、ポリカルボン酸系高分子化合物の非存在下で重合された(メタ)アクリル系樹脂エマルションを製造した後、その樹脂エマルションに、単量体成分100質量部に対して3質量部のポリカルボン酸系高分子化合物を加えた樹脂エマルション19を製造した。
比較例A−19で使用したポリカルボン酸系高分子化合物(a)16.2質量部を、ポリカルボン酸系高分子化合物(a)54.1質量部(花王社製の商品名「デモールEP」 216.3質量部)に変更した以外は、比較例A−19と同様にして、樹脂エマルション20を得た。このように、比較例A−20では、ポリカルボン酸系高分子化合物の非存在下で重合された(メタ)アクリル系樹脂エマルションを製造した後、その樹脂エマルションに、単量体成分100質量部に対して10質量部のポリカルボン酸系高分子化合物を加えた樹脂エマルション20を製造した。
得られた各樹脂エマルションについて、樹脂エマルション中の(メタ)アクリル系樹脂粒子のレーザー回折・散乱法による平均粒子径DA及び動的光散乱法による平均粒子径DB、並びに樹脂エマルションのpH、不揮発分、及び粘度を次のように測定した。
各樹脂エマルション中の樹脂粒子について、レーザー回折・散乱法を利用した粒度分布測定装置(島津製作所社製、商品名「レーザー回折式ナノ粒子径分布測定装置 SALD−7100」)を用いて、屈折率が1.45−0.5iのときの体積基準の粒度分布における累積50%となる粒子径(D50)を測定した。
各樹脂エマルション中の樹脂粒子について、動的光散乱法を利用した粒度分布測定装置(大塚電子社製、商品名「濃厚系粒径アナライザー FPAR−1000」)を用いて、体積基準の粒度分布における累積50%となる粒子径(D50)を測定した。
JIS K6833−1:2008の規定に準拠し、pHメーター(東亜ディーケーケー社製、商品名「pHメーター HM−25R」)を用いて、各樹脂エマルションの25℃でのpHを測定した。
JIS K6833−1:2008の規定に準拠し、乾燥温度140℃、乾燥時間0.5時間の条件で、各樹脂エマルションの不揮発分(固形分)を測定した。
JIS K6833−1:2008の規定に準拠し、BH型回転粘度計(東機産業社製、BHII形粘度計)を用いて、回転速度10rpm、温度25℃の条件で、各樹脂エマルションの粘度を測定した。
樹脂エマルション100gに純水50gを添加し、充分に撹拌及び混合し、300メッシュ金網でろ過した後、そのろ液100gを用い、マーロン試験安定性試験機(ジムクウォーツ社製)を用いて、機械的安定性試験を行った。試験条件は、JIS K6828:1996に準じる、台ばかり目盛り10kg、円盤回転数1000rpm、回転時間10分、及び試験温度25℃とした。試験終了後、凝集物を直ちに300メッシュ金網でろ過し、110℃で1時間乾燥させ、乾燥後の凝集物の残渣の質量を測定した。そして、下記式により、凝集率を算出した。
凝集率(%)=(乾燥後の凝集物の残渣の質量g/100g)×100
A:凝集率が0.001%未満であった。
B:凝集率が0.001%以上0.005%未満であった。
C:凝集率が0.005%以上0.01%未満であった。
D:凝集率が0.01%以上であった。
(実施例B−1)
実施例A−1で得た樹脂エマルション1を181.8g(その固形分は55%で100.0g)、分散剤(川原油化社製の商品名「SMA1440H」)を1.0g、消泡剤(サンノプコ社製、商品名:ノプコ8034)0.5g、炭酸カルシウムを200.0g、及びマイカを54.0g加え、高速撹拌機を用いて混合した。そして、アルカリ増粘剤を適量添加して、粘度が25Pa・s、P.W.C(Pigment Weight Concentration)が72%の塗料を得た。この塗料を、真空撹拌脱泡機を用いて脱泡することにより、制振塗料1を得た。なお、脱泡は、真空度10mmHg(Torr)又は1333Paで5分間の条件で行い、以下の例でも同様とした。
実施例B−2乃至B−16では、実施例B−1で使用した樹脂エマルション1を、それぞれ、樹脂エマルション2〜16に変更した以外は、実施例B−1と同様にして、制振塗料2〜16を得た。
比較例B−17乃至B−20では、実施例B−1で使用した樹脂エマルション1を、それぞれ、樹脂エマルション17〜20に変更した以外は、実施例B−1と同様にして制振塗料17〜20を得た。
(測定方法)
制振塗料100gに純水50gを添加し、充分に撹拌及び混合し、300メッシュ金網でろ過した後、そのろ液100gを用い、マーロン試験安定性試験機(ジムクウォーツ社製)を用いて、機械的安定性試験を行った。試験条件は、JIS K6828:1996に準じる、台ばかり目盛り10kg、円盤回転数1000rpm、回転時間10分、及び試験温度25℃とした。試験終了後、凝集物を直ちに300メッシュ金網でろ過し、110℃で1時間乾燥させ、乾燥後の凝集物の残渣の質量を測定した。そして、下記式により、凝集率を算出した。
凝集率(%)=(乾燥後の凝集物の残渣の質量g/100g)×100
A:凝集率が0.005%未満であった。
B:凝集率が0.005%以上0.01%未満であった。
C:凝集率が0.01%以上0.05%未満であった。
D:凝集率が0.05%以上0.1%未満であった。
E:凝集率が0.1%以上であった。
上記実施例B−1〜16及び比較例B−17〜20で得られた制振塗料を、SPCC−SD(ダル剛板:日本テストパネル社製)の基材(70mm幅×150mm長さ×厚み0.8mm)上に乾燥膜厚が1.5mmとなるように塗布し、160℃で30分間乾燥させて塗膜を形成した。乾燥後の塗膜の表面を目視にて観察し、以下の評価基準にしたがって、膨れ及び剥がれの発生状況を評価した。
(膨れの評価基準)
A:塗膜の表面全体において、膨れが確認されなかった。
B:塗膜の表面全体において、直径2〜3mm程度の膨れが1〜4個確認された。
C:塗膜の表面全体において、直径4〜10mm程度の膨れが1〜2個確認された。
D:塗膜の表面全体において、直径2〜3mm程度の膨れが5個以上確認された。
E:塗膜の表面全体において、直径4〜10mm程度の膨れが3個以上確認された。
F:塗膜の表面全体に亘って膨れが確認された。
(剥がれの評価基準)
○:塗膜の表面に剥がれが確認されなかった。
×:塗膜の表面に剥がれが確認された。
各制振塗料の制振性能を評価するために、一般財団法人日本自動車研究所の試験システムに準拠した条件で試験片を作製し、片持ちはり法によって損失係数ηを測定した。ここでは、20〜60℃を実用温度領域とし、20℃、30℃、40℃、50℃、及び60℃の各温度での損失係数ηを測定し、それら値を合算した総損失係数(5点の合計値)で評価した。この総損失係数の値が大きいほど、実用温度領域においてより良好な制振性を有すると判断できる。
Claims (7)
- ポリカルボン酸系高分子化合物が粒子表面に吸着した吸着保護層を含む(メタ)アクリル系樹脂粒子を含有し、
前記(メタ)アクリル系樹脂粒子のレーザー回折・散乱法による平均粒子径DAと動的光散乱法による平均粒子径DBとの比DA/DBが1未満である、制振塗料用樹脂エマルション。 - 前記(メタ)アクリル系樹脂粒子は、(メタ)アクリル系単量体を含む単量体成分の総量100質量部に対して0.1〜20質量部の前記ポリカルボン酸系高分子化合物の存在下で前記単量体成分が重合した樹脂粒子である請求項1に記載の制振塗料用樹脂エマルション。
- 前記(メタ)アクリル系樹脂粒子は、液状媒体、前記単量体成分、及び前記ポリカルボン酸系高分子化合物を含有するプレエマルションを用いて重合されたものである請求項2に記載の制振塗料用樹脂エマルション。
- 前記(メタ)アクリル系樹脂粒子は、液状媒体及び前記ポリカルボン酸系高分子化合物を含有する混合液と、前記液状媒体及び前記単量体成分を含有するプレエマルションとを用いて重合されたものである請求項2に記載の制振塗料用樹脂エマルション。
- 前記ポリカルボン酸系高分子化合物の重量平均分子量が1,000〜5,000,000である請求項1〜4のいずれか1項に記載の制振塗料用樹脂エマルション。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の制振塗料用樹脂エマルションと、フィラーとを含有する制振塗料。
- ポリカルボン酸系高分子化合物の存在下に単量体成分を重合させて、前記ポリカルボン酸系高分子化合物が粒子表面に吸着した吸着保護層を含むとともにレーザー回折・散乱法による平均粒子径DAと動的光散乱法による平均粒子径DBとの比DA/DBが1未満である(メタ)アクリル系樹脂粒子を合成する、制振塗料用樹脂エマルションの製造方法。
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