JP2020090568A - 水分散体 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態では、重合体を構成するモノマーとして、ポリオキシアルキレンスチレン化プロペニルフェニルエーテルリン酸エステルおよび/またはそのアンモニウム塩(モノマー(A))を用いる。モノマー(A)は、酸型のリン酸エステルでもよく、そのアンモニウム塩でもよく、またはこれらの併用でもよい。アンモニウム塩の場合、水分散体の加熱・乾燥時にその多くがアンモニアの脱離により酸型のリン酸エステルになる。このように少なくとも塗膜の状態で重合体がリン酸構造を有することにより、金属への密着性を向上することができる。なお、塗膜の状態では酸型であることが金属への密着性を向上する観点から好ましいが、水分散体の状態では塗膜の成膜性の観点からアンモニウム塩であることがより好ましい。ここで、モノマー(A)は、リン酸モノエステルでも、リン酸ジエステルでも、両者の混合物でもよい。なお、モノマー(A)としてはリン酸エステルの金属塩は含まれないが、下記化合物(C)としてポリオキシアルキレンスチレン化プロペニルフェニルエーテルリン酸エステル金属塩を併用することを除外するものではない。
(X)kP(=O)(OL)3−k (1)
式(1)中、Xは、下記(2)で表される基であり、kは1又は2であり、k=1のものとk=2のものとの混合物でもよい。式(1)中のLは、水素原子またはアンモニウムを表し、一分子中にLを複数有する場合、それらは同一でも異なってもよい。また、Lが水素原子である酸型のものとLがアンモニウムであるアンモニウム塩との混合物でもよい。
本実施形態では、重合体を構成するモノマーとして、更に(メタ)アクリル酸エステルおよび芳香族ビニル化合物からなる群から選択される少なくとも1種(モノマー(B))を用いることが好ましい。一実施形態において、モノマー(B)は、塗膜を構成する重合体の主成分であり、これに上記モノマー(A)を含有させることによってモノマー(B)からなる重合体を改質して金属に対する密着性を向上することができる。
本実施形態では、重合体を構成するモノマーとして、更に重合性不飽和基およびポリオキシアルキレン基を有する化合物(C)(但し、モノマー(A)は除く。)を用いることが好ましい。化合物(C)は、重合性不飽和基とポリオキシアルキレン基を有しかつモノマー(A)以外であれば、種々の化合物を1種又は2種以上組み合わせて用いることができ、モノマー(A)と併用することにより金属に対する密着性の向上効果を高めることができる。
[その他のモノマー]
本実施形態に係る重合体は、上記モノマー(A)、モノマー(B)および化合物(C)以外のモノマーを構成モノマーとして含んでもよい。そのような他のモノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸、アクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の共役ジオレフィンモノマー、エチレン、無水マレイン酸、マレイン酸メチル等が挙げられる。
本実施形態に係る重合体は、構成モノマーとして、モノマー(A)を含む重合体であり、好ましくは、更にモノマー(B)を含み、更に化合物(C)を含み、更に他のモノマーを含んでもよい共重合体である。すなわち、該重合体は、モノマー(A)由来の構成単位を含み、好ましくは、更にモノマー(B)由来の構成単位を含み、更に化合物(C)由来の単量体を含み、更に他のモノマー由来の構成単位を含んでもよい。ここで、構成モノマーとは、重合体を構成するモノマーのことであるが、必ずしも重合体を重合する際に用いるモノマーを意味するものではなく、重合体での各構成単位に相当する構造を持つモノマーを意味し、例えば、モノマー(A)であれば、重合後に塩型を酸型に変換したものでもよく、また重合後に酸型をアンモニアで中和してアンモニウム塩にしてもよい。
本実施形態に係る水分散体の製造方法は、特に限定されず、公知の乳化重合法を用いて製造することができる。すなわち、重合用溶媒として水を用い、モノマー(A)を含むモノマーを、乳化剤を用いて水中に乳化させ、これに重合開始剤を加えて反応させることにより重合体が合成され、必要に応じてアンモニアで中和することにより、水分散体が得られる。
本実施形態に係る水分散体は、上記重合体を含有するものである。一実施形態において、反応性乳化剤として用いた化合物(C)のうち重合体に取り込まれなかった一部を、上記重合体とともに含有してもよい。また、上記の非反応性の硫酸エステル型乳化剤を、上記重合体とともに含有してもよい。
撹拌機、温度計、還流管を備えた反応容器に、スチレン化フェノール(モノスチレン化フェノール:ジスチレン化フェノール:トリスチレン化フェノール=80:19:1(モル比)の混合物)230g(1.0モル)、NaOH40g(1.0モル)およびアセトン210gを仕込み、撹拌しながら内温を40℃に昇温した。次にアリルクロライド91g(1.2モル)を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに40℃に2時間保ち、反応を行った。反応生成物を濾過し、副生したNaClを除去した後、減圧下にアセトンを除去し、スチレン化アリルフェニルエーテル314gを得た。
無水リン酸の使用量を94g(0.33モル)とした以外は合成例1と同様の操作を行うことにより、上記式で表されるリン酸モノエステルと下記式で表されるリン酸ジエステルとの混合物であるポリオキシエチレン(3モル)スチレン化1−プロペニルフェニルエーテルリン酸セスキエステル(A−2)を得た。
無水リン酸の使用量を126g(0.44モル)とした以外は合成例1と同様の操作を行うことにより、上記式で表されるポリオキシエチレン(3モル)スチレン化1−プロペニルフェニルエーテルリン酸ジエステル(A−3)を得た。
エチレンオキサイドの使用量を220g(5モル)とした以外は合成例1と同様の操作を行うことにより、下記式で表されるポリオキシエチレン(5モル)スチレン化1−プロペニルフェニルエーテルリン酸モノエステル(A−4)を得た。
エチレンオキサイドの使用量を220g(5モル)とした以外は合成例2と同様の操作を行うことにより、上記式で表されるモノエステルと下記式で表されるジエステルとの混合物であるポリオキシエチレン(5モル)スチレン化1−プロペニルフェニルエーテルリン酸セスキエステル(A−5)を得た。
エチレンオキサイドの使用量を220g(5モル)とした以外は合成例3と同様の操作を行うことにより、上記式で表されるポリオキシエチレン(5モル)スチレン化1−プロペニルフェニルエーテルリン酸ジエステル(A−6)を得た。
水107.15gに、下記表1に記載のC成分を溶解した。これに表1に記載のC成分以外の原料を加え、ホモミキサーで乳化させることによりプレエマルションを得た。別途、滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却管を備えたフラスコに、水117.11g及び炭酸水素ナトリウム0.25gを仕込み、上記プレエマルションのうち36.46gを加えて80℃に昇温して15分間混合した。次いで、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.38gを水10gに溶解した水溶液を加えて15分間反応させた後、残りのプレエマルションを3時間かけて滴下し、さらに1時間反応させた。続いて、過硫酸アンモニウム0.12gを水10gに溶解した水溶液を添加して1時間反応させた後、40℃に冷却し、アンモニア水でpH8に調整することにより、実施例1〜10及び比較例1〜4の水系樹脂分散体を得た。なお、アンモニア水で中和することにより、水分散体の段階では、A成分のリン酸エステルはアンモニウム塩になった。
・B−1:アクリル酸ブチル
・B−2:メタクリル酸メチル
・B−3:スチレン
・C−1:ポリオキシエチレンスチレン化プロペニルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム(製品名:アクアロンAR−10、第一工業製薬(株)製)
・C−2:ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム(製品名:アクアロンBC−10、第一工業製薬(株)製)
・a−1:アクリル酸
・a−2:ヒドロキシエチルメタクリレートリン酸モノエステル(製品名:ライトエステルP−1M、共栄社化学(株)製)
a−3:ポリオキシエチレン(3モル)スチレン化1−プロペニルフェニルエーテルリン酸モノエステルナトリウム塩(上記A−1を水酸化ナトリウムで中和したもの)
A:剥がれの割合が0%
B:剥がれの割合が0%超25%未満
C:剥がれの割合が25%以上50%未満
D:剥がれの割合が50%以上75%未満
E:剥がれの割合が75%以上
A:3日浸漬後も文字が見える
B:3日浸漬後には文字が見えない
C:1日浸漬後には文字が見えない
A:錆なし
B:クロスカット部のみ錆が見られる
C:全体に錆が見られる
Claims (8)
- 構成モノマーとしてポリオキシアルキレンスチレン化プロペニルフェニルエーテルリン酸エステルおよび/またはそのアンモニウム塩(A)を含有する重合体を含む水分散体。
- 前記重合体は、構成モノマーとして更に(メタ)アクリル酸エステルおよび芳香族ビニル化合物からなる群から選択される少なくとも1種(B)を含有する、請求項1に記載の水分散体。
- 前記重合体は、構成モノマーとして更に重合性不飽和基およびポリオキシアルキレン基を有する化合物(C)(但し、前記ポリオキシアルキレンスチレン化プロペニルフェニルエーテルリン酸エステルおよび/またはそのアンモニウム塩(A)は除く。)を含有する、請求項1又は2に記載の水分散体。
- 重合性不飽和基およびポリオキシアルキレン基を有する化合物(C)(但し、前記ポリオキシアルキレンスチレン化プロペニルフェニルエーテルリン酸エステルおよび/またはそのアンモニウム塩(A)は除く。)を反応性乳化剤として用いて、前記重合体を合成することにより得られる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の水分散体。
- 前記重合性不飽和基およびポリオキシアルキレン基を有する化合物(C)が、SO3M基(但し、Mは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム、アルキルアンモニウムまたはアルカノールアンモニウムを表す。)を有する、請求項3又は4に記載の水分散体。
- ポリオキシアルキレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンスチレン化プロペニルフェニルエーテル硫酸エステル塩、およびポリオキシアルキレンアルキルプロペニルフェニルエーテル硫酸エステル塩からなる群から選択される少なくとも1種の乳化剤を用いて、前記重合体を合成することにより得られる、請求項1又は2に記載の水分散体。
- 金属用コーティング剤である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の水分散体。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の水分散体を用いて得られる塗膜。
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