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JPS6314723B2 - - Google Patents
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JPS6314723B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6314723B2
JPS6314723B2 JP55111209A JP11120980A JPS6314723B2 JP S6314723 B2 JPS6314723 B2 JP S6314723B2 JP 55111209 A JP55111209 A JP 55111209A JP 11120980 A JP11120980 A JP 11120980A JP S6314723 B2 JPS6314723 B2 JP S6314723B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vinyl polymer
urethane
modified vinyl
urethane prepolymer
terminal isocyanate
Prior art date
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Expired
Application number
JP55111209A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5736153A (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
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Publication date
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Publication of JPS6314723B2 publication Critical patent/JPS6314723B2/ja
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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、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、また、本第2の発明
は、前記本第1の発明の水性分散溶液を、効率よ
く、確実に、かつ容易に得る方法を提供するもの
である。
In contrast, the first invention provides an aqueous dispersion of a urethane-modified vinyl polymer that does not have the above-mentioned drawbacks, and the second invention provides an aqueous dispersion of a urethane-modified vinyl polymer that does not have the above-mentioned drawbacks. The present invention provides a method for efficiently, reliably, and easily obtaining an aqueous dispersion solution.

以下、本発明の構成を説明する。 The configuration of the present invention will be explained below.

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、水酸基とカルボキシル基とを具備する
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の反応生成物たる酸価20
以上のウレタン変性ビニル系重合体が、アルカリ
性物質を含む水性溶媒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 a reaction product of a vinyl polymer having hydroxyl groups and carboxyl groups and a urethane prepolymer having terminal isocyanate groups, and has an acid value of 20.
The above urethane-modified vinyl polymer is dispersed in an aqueous solvent containing an alkaline substance.

本発明においては、使用されるウレタン変性ビ
ニル系重合体の酸価が20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
ビニル系重合体の酸価が20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、ウレタン変性ビニル系重合体の酸価の上限に
ついては、特に限定されるものではないが、酸価
が200を越えるようなものの場合には、水性分散
溶液から形成される塗膜の耐水性が低下する欠点
を生ずるので、酸価200以下のウレタン変性ビニ
ル系重合体を使用するのが好ましい。
In the present invention, it is an essential component that the urethane-modified vinyl polymer used has an acid value of 20 or more. This is because if the acid value of the urethane-modified vinyl polymer used is less than 20, it will not be possible to obtain an aqueous dispersion solution with sufficient stability, which is the objective of the present invention. On the other hand, the upper limit of the acid value of the urethane-modified vinyl polymer is not particularly limited, but if the acid value exceeds 200, a coating film formed from an aqueous dispersion solution may be used. However, it is preferable to use a urethane-modified vinyl polymer having an acid value of 200 or less.

水酸基とカルボキシル基とを具備するビニル系
重合体は、水酸基を有する単量体、カルボキシル
基を有する単量体、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
易に製造されるものである。
A vinyl polymer having a hydroxyl group and a carboxyl group can be obtained by copolymerizing a monomer having a hydroxyl group, a monomer having a carboxyl group, and other monomers that can be copolymerized with these monomers. It is easily manufactured by.

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、カルボキ
シル基を有する単量体としては、例えばアクリル
酸,メタクリル酸,クロトン酸等のα,β―不飽
和一塩基酸,マレイン酸,フマル酸,イタコン酸
等のα,β―不飽和多塩基酸及びその半エステル
類等が使用できる。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、アリルスルホン酸,
スチレンスルホン酸等のモノビニルスルホン酸
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 hydroxyl groups 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 carboxyl groups include, for example, α,β-unsaturated monobasic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, etc. α,β-unsaturated polybasic acids and half esters thereof, etc. can be used. Furthermore, 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, allylsulfonic acid,
Monovinyl sulfonic acids such as styrene sulfonic acid, vinyl ethers, allyl ethers, etc. can be used.

以上の水酸基を有する単量体、カルボキシル基
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。
Of course, each of the monomers having a hydroxyl group, the monomers having a carboxyl group, and other monomers copolymerizable with these monomers may be used as single compounds. Yes, but
It can also be used in the form of a mixed compound in which several types of compounds are mixed.

この水酸基とカルボキシル基とを具備するビニ
ル系重合体を得るに際し、水酸基を有する単量
体、カルボキシル基を有する単量体、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、水酸基とカルボキシル基とを具備す
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 carboxyl group, each of a monomer having a hydroxyl group, a monomer having a carboxyl group, and other monomers copolymerizable with these monomers is used. When an acrylic polymer is obtained as a vinyl polymer having a hydroxyl group and a carboxyl group by selecting and using a (meth)acrylic monomer, it is used as a vinyl polymer having a terminal isocyanate group. A urethane-modified vinyl polymer obtained by reacting with a urethane prepolymer has particularly excellent weather resistance.

前記ビニル系重合体は、前述の各単量体、すな
わち水酸基を有する単量体、カルボキシル基を有
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、特に後述の工程で、得られたビニル系重合体
と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,カルボキシル基,及びイソシアネート基に
は反応性を示さない、例えば酢酸エチル,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 is prepared by adding each of the above-mentioned monomers, that is, a monomer having a hydroxyl group, a monomer having a carboxyl group, and other monomers copolymerizable with these monomers, in a conventional manner. It is easily produced by subjecting it to a polymerization operation such as bulk polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, or solution polymerization, but in particular, it is reacted with the obtained vinyl polymer in the steps described below. Ester solvents such as ethyl acetate and formate, acetone, methyl ethyl ketone, etc. that have the effect of dissolving urethane prepolymers having terminal isocyanate groups and do not show reactivity with hydroxyl groups, carboxyl groups, and isocyanate groups. Utilizing a solution polymerization reaction using a solvent such as a ketone solvent, dimethylformamide, or dimethyl sulfoxide allows the obtained vinyl polymer to be combined with another reaction component, a urethane prepolymer having terminal isocyanate groups. In the reaction step, the solution of the vinyl polymer can be used as it is, which is convenient in terms of operational steps.

本発明における前記水酸基を有する単量体、カ
ルボキシル基を有する単量体、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、好ましくは水酸基価が30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にウレタンプレポリマーを
反応させることができ、かつ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
200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、かかる理由により水酸基価は200以下
であることが望ましい。他方、ビニル系重合体中
に含まれるカルボキシル基の量は、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酸価に直接影響す
るものであるから、ウレタン変性ビニル系重合体
の酸価が20〜200になるような量、すなわち酸価
として約30〜250の範囲内にあることが望ましい。
In the vinyl polymer obtained by copolymerization of a monomer having a hydroxyl group, a monomer having a carboxyl group, and another monomer copolymerizable with these monomers in the present invention, The amount of hydroxyl groups contained in the vinyl polymer is not particularly limited; If is small, the amount of urethane prepolymer that reacts with the vinyl polymer will be relatively small, which may make 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 preferably 30 or more. On the other hand, when the hydroxyl group value contained in the vinyl polymer is high, it is possible to react the urethane prepolymer with a portion of the hydroxyl groups in the vinyl polymer, and the resulting urethane-modified vinyl polymer The unreacted hydroxyl groups in the polymer have the effect of further improving the stability of the aqueous dispersion of the polymer. However, if the hydroxyl value is
If it is as high as 200 or more, it will cause a decrease in the water resistance of the coating film formed from the aqueous dispersion, so for this reason it is desirable that the hydroxyl value is 200 or less. On the other hand, the amount of carboxyl groups contained in the vinyl polymer depends on the acid value of 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. Since it has a direct influence, it is desirable that the amount is such that the acid value of the urethane-modified vinyl polymer is 20 to 200, that is, the acid value is within the range of about 30 to 250.

前記水酸基とカルボキシル基とを具備するビニ
ル系重合体に反応せしめ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は、末端に少なく
とも1個のイソシアネート基を有するものであ
り、ポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネート
化合物との反応生成物たるウレタンプレポリマー
を使用することが好ましい。
The urethane prepolymer having a terminal isocyanate group to be reacted with the vinyl polymer having a hydroxyl group and a carboxyl group has at least one isocyanate group at the terminal, and the reaction between the polyhydroxy compound and the polyisocyanate compound Preference is given to using a product urethane prepolymer.

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―ブタンジオール,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。
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.

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 the polyisocyanate compound include tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and prepolymers thereof, singly 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程度
に抑えるようにしておくことが好ましい。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 a case, it is preferable to use a blocking agent to suppress the number of terminal isocyanate groups in the urethane prepolymer to about 1 to 1.5 on average. 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.

本発明におけ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カルボキシル基とを
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反応せしめて
得られる酸価20以上のウレタン変性ビニル系重合
体であり、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
重合体の水酸基1当量に対してウレタンプレポリ
マーの末端イソシアネート基の1当量以下、特に
1〜1/5当量―、で混合し、加熱反応に付すこと
によつて得られる。
The urethane-modified vinyl polymer in the present invention is a urethane-modified polymer with an acid value of 20 or more obtained by reacting the above-described vinyl polymer having hydroxyl groups and carboxyl groups with a urethane prepolymer having terminal isocyanate groups. It is a vinyl polymer, and the vinyl polymer and urethane prepolymer are mixed at a desired mixing ratio, preferably 1 equivalent or less of the terminal isocyanate group of the urethane prepolymer per 1 equivalent of hydroxyl group of the vinyl polymer, especially It is obtained by mixing 1 to 1/5 equivalents and subjecting the 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、本発明におけるカルボキシル基を
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うえで好ましい。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 vinyl polymer having carboxyl groups in the present invention reacts preferentially with the hydroxyl group of the vinyl polymer. However, the reaction between the vinyl polymer and the urethane prepolymer is carried out in a solvent that uniformly dissolves both of these reaction components and does not show reactivity with the functional groups of each reaction component. It is preferable to carry out the reaction in such a manner that 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、前述の説明による酸価20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
系重合体中のカルボキシル基を少なくとも部分的
に中和し得る量のアルカリ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。
In the aqueous dispersion solution of the urethane-modified vinyl polymer of the present invention, the urethane-modified vinyl polymer having an acid value of 20 or more as described above at least partially neutralizes the carboxyl groups in the urethane-modified vinyl polymer. It is dispersed in an aqueous solvent, ie, water or a mixture of water and a hydrophilic solvent, containing a suitable amount of an alkaline substance.

このアルカリ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、これにアルカリ性物質を添加するか、あ
るいは予めアルカリ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アルカリ性
物質を添加するか、あるいは予めアルカリ性物質
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、混合溶液中にアルカリ性物質を添加する前
でも、あるいはアルカリ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 a urethane-modified vinyl polymer is dispersed in water containing an alkaline substance or an aqueous solvent consisting of water and a hydrophilic solvent is prepared by mixing the urethane-modified vinyl polymer in an aqueous solvent, It can be obtained by adding an alkaline substance to this, or by mixing the urethane-modified vinyl polymer into an aqueous solvent to which an alkaline substance has been added in advance. Also, when using a solvent solution of the polymer as the urethane-modified vinyl polymer, similarly, this solvent solution is mixed as it is in an aqueous solvent, and then an alkaline substance is added to this mixed solution. Alternatively, a solvent solution of a urethane-modified vinyl polymer is mixed in an aqueous solvent to which an alkaline 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. obtained by removing,
In particular, in the former method in which the solvent solution of the urethane-modified vinyl polymer is directly mixed into the aqueous solvent, the vacuum distillation operation for removing the organic solvent is performed even before adding the alkaline substance to the mixed solution. Alternatively, the step may be carried out separately, before and after adding the alkaline 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アルカリ性物質は、前述した
ように、酸価20以上のウレタン変性ビニル系重合
体中のカルボキシル基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。このアルカリ性物質としては、無機及
び有機のアルカリ性物質、例えばメチルアミン,
エチルアミン,ジメチルアミン,トリエチルアミ
ン等のアルキルアミン類,モノエタノールアミ
ン,ジエタノールアミン,ジメチルエタノールア
ミン,メチルジエタノールアミン等のアルカノー
ルアミン類,苛性ソーダ,苛性カリ,アンモニア
等が挙げられるが、特にアンモニア,低級アルキ
ルアミン,低級アルカノールアミン等の揮発性ア
ルカリ性物質を使用して得られた水性分散溶液
は、これを皮膜にした場合に、アルカリ性物質が
揮発し、耐水性の優れた皮膜が得られるという特
性が得られる。
As mentioned above, the alkaline substance present in the aqueous dispersion of the urethane-modified vinyl polymer of the present invention is one that at least partially neutralizes the carboxyl groups in the urethane-modified vinyl polymer with an acid value of 20 or more. This imparts dispersibility in an aqueous solvent to the urethane-modified vinyl polymer. This alkaline substance includes inorganic and organic alkaline substances such as methylamine,
Examples include alkylamines such as ethylamine, dimethylamine, and triethylamine, alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, dimethylethanolamine, and methyldiethanolamine, caustic soda, caustic potash, and ammonia, but especially ammonia, lower alkyl amines, and lower alkanols. When an aqueous dispersion solution obtained using a volatile alkaline substance such as an amine is formed into a film, the alkaline substance volatilizes, resulting in a film with excellent water resistance.

本発明のウレタン変性ビニル系重合体の水性分
散溶液およびその製造方法は叙上の通りの構成か
ら成るもので、水性溶媒中に分散せしめられてい
るウレタン変性ビニル系重合体が、該重合体の有
するカルボキシル基により優れた自己分散性を有
していること、及び該重合体のポリウレタンセグ
メントが安定なビニル系重合体によつて保護され
ていること等により、本発明の水性分散溶液は極
めて優れた安定性を具備し、かつこの分散溶液か
らは耐水性,耐候性に優れた塗膜が得られるとい
う特徴を有するものである。また、その製造方法
は溶媒中にて反応を遂行せしめるものであるか
ら、反応は円滑に進行し、本発明の目的物たる分
散溶液を確実に、かつ容易に製造することができ
るという作用を有する。
The aqueous dispersion solution of a urethane-modified vinyl polymer and the method for producing the same of the present invention are constructed as described above, in which the urethane-modified vinyl polymer dispersed in an aqueous solvent is The aqueous dispersion solution of the present invention has excellent self-dispersibility due to its carboxyl group, and the polyurethane segment of the polymer is protected by a stable vinyl polymer. The dispersion solution has the characteristics that it has excellent stability and that a coating film with excellent water resistance and weather resistance can be obtained from this dispersion solution. In addition, since the production method involves carrying out the reaction in a solvent, the reaction proceeds smoothly and has the effect that the dispersion solution, which is the object of the present invention, can be produced 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, an aqueous dispersion solution of a urethane-modified vinyl polymer of the present invention, the functions and effects of the solution, and an example of a method for producing the solution will be explained based on Examples and Comparative Examples.

実施例 1 (i) 水酸基とカルボキシル基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、アクリル酸30g,2―ヒドロキシエ
チルアクリレート30g,2―エチルヘキシルアク
リレート30g,メチルメタクリレート110g,チ
オグリコール酸2g,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
にわたつて滴下する。滴下終了後さらに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 vinyl polymer having hydroxyl group and carboxyl group 200 g of ethyl acetate was charged into a 500 ml four-necked flask, heated and maintained at reflux temperature. While passing nitrogen gas, 206 g of a mixed monomer solution consisting of 30 g of acrylic acid, 30 g of 2-hydroxyethyl acrylate, 30 g of 2-ethylhexyl acrylate, 110 g of methyl methacrylate, 2 g of thioglycolic acid, and 4 g of azobisisobutyronitrile was added over 3 hours. drip. After the dropwise addition was completed, the temperature was maintained for another 4 hours to obtain 393 g of an ethyl acetate solution of vinyl polymer (A).

ビニル系重合体(A)は、酸価119、水酸基価70を
有するものである。
The vinyl polymer (A) has an acid value of 119 and a hydroxyl value of 70.

(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酢酸エチル100g,ポ
リエチレングリコール(分子量300)56.7gを仕
込み、常温でトリレンジイソシアネート(TDI)
41.1gを適下した。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2.2g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0.06g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
るもである。
(ii) Production of urethane prepolymer having terminal isocyanate groups A 500 ml four-necked flask was charged with 100 g of ethyl acetate and 56.7 g of polyethylene glycol (molecular weight 300), and tolylene diisocyanate (TDI) was prepared at room temperature.
41.1g was administered. After the exotherm stopped, the reaction was carried out at 40 to 50°C for 1 hour, and then 2.2 g of ethanol was added and the reaction was carried out at the same temperature for an additional hour. Subsequently, 0.06 g of dibutyltin dilaurate was added, and after the heat generation had stopped, the reaction was carried out at 50 to 60°C for about 1 hour to form a urethane prepolymer (B) having terminal isocyanate groups.
200 g of an ethyl acetate solution was obtained. The reaction component ratio of this urethane prepolymer (B) is polyethylene glycol: TDI: ethanol = 4:5:1 (molar ratio)
and has an average of one terminal isocyanate group.

(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48g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
100gを仕込み昇温して70〜80℃で2時間反応せ
しめたのち、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 48 g of the ethyl acetate solution of the vinyl polymer (A) obtained in section (i) above and the same solution obtained in section (ii) above. Ethyl acetate solution of urethane prepolymer (B) with terminal isocyanate groups
After charging 100 g and reacting at 70 to 80° C. for 2 hours, 4 g of ethanol was added and the reaction was further continued 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2/1,
NCO/OHの当量比で約1/1.33であり、得られた
ウレタン変性ビニル系重合体(C)の酸価は約40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 about 1/1.33, and the acid value of the obtained urethane-modified vinyl polymer (C) was about 40.

(iv) ウレタン変性ビニル系重合体の水性分散溶液
の調整 前記(iii)項で得られたウレタン変性ビニル系重合
体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。次いでジメチルエタノール
アミン5.5gと水175gを加えて、充分に撹拌,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、更に水で稀釈してポリマー
濃度30%のウレタン変性ビニル系重合体の水性分
散溶液(PH7.4)を得た。
(iv) Preparation of aqueous dispersion solution of urethane-modified vinyl polymer The ethyl acetate solution of the urethane-modified vinyl polymer obtained in section (iii) above was subjected to a distillation operation to remove a portion of the ethyl acetate. . Next, 5.5 g of dimethylethanolamine and 175 g of water were added, thoroughly stirred and dispersed, and then distilled under reduced pressure at about 70°C for 1 hour to remove the remaining ethyl acetate, and further diluted with water to give a polymer concentration of 30%. An aqueous dispersion solution (PH7.4) of a urethane-modified vinyl polymer 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 resulting aqueous dispersion of the urethane-modified vinyl polymer has very good stability, and the film obtained by coating this dispersion on a glass plate and drying it is colorless, transparent, water resistant, It had excellent weather resistance.

実施例 2 (i) 水酸基とカルボキシル基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、アクリル酸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20g,メチルメタクリレート80g,スチ
レン40g,チオグリコール酸2g,アゾビスイソ
ブチロニトリル4g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(D)の酢酸エチル溶液
391gを得た。
Example 2 (i) Production of a vinyl polymer having hydroxyl groups and carboxyl groups In the operation in item (i) of Example 1, 20 g of acrylic acid, 40 g of 2-hydroxyethyl acrylate, 2- The same procedure as in section (i) of Example 1 was carried out except for using a mixed monomer solution consisting of 20 g of ethylhexyl acrylate, 80 g of methyl methacrylate, 40 g of styrene, 2 g of thioglycolic acid, and 4 g of azobisisobutyronitrile. Ethyl acetate solution of vinyl polymer (D)
Obtained 391g.

ビニル系重合体(D)は、酸価81,水酸基価94を有
するものである。
The vinyl polymer (D) has an acid value of 81 and a hydroxyl value of 94.

(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)38.3
g,トリメチルペンタンジオール7gを仕込み、
均一に混合,溶解したのち、常温でTDI52gを滴
下した。以下実施例1の(ii)項におけると同様の操
作により、エタノール2.8g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(E)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 200) 38.3
g, prepare 7g of trimethylpentanediol,
After uniformly mixing and dissolving, 52 g of TDI was added dropwise at room temperature. Following the same procedure as in section (ii) of Example 1, 200 g of an ethyl acetate solution of the urethane prepolymer (E) having terminal isocyanate groups was obtained using 2.8 g of ethanol and 0.06 g of dibutyltin dilaurate.

このウレタンプレポリマー(E)の反応成分比は、
ポリエチレングリコール:トリメチルペンタンジ
オール:TDI:エタノール=3.2:0.8:5:1(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 this urethane prepolymer (E) is
Polyethylene glycol: trimethylpentanediol: TDI: ethanol = 3.2:0.8:5:1 (mole 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 前記(i)項で得られたビニル系重合体(D)の酢酸エ
チル溶液47.5gと、同じく前記(ii)項で得られたウ
レタンプレポリマー(E)の酢酸エチル溶液100g,
及びエタノール5g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(F)の酢酸エチル溶液を得た。
(iii) Production of urethane-modified vinyl polymer 47.5 g of an ethyl acetate solution of the vinyl polymer (D) obtained in the above (i) and the urethane prepolymer (E) obtained in the above (ii) ) in ethyl acetate solution 100g,
The same operation as in section (iii) in Example 1 was performed using 5 g of ethanol and 5 g of ethanol to obtain an ethyl acetate solution of the urethane-modified vinyl polymer (F).

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1/1.4であり、得られ
たウレタン変性ビニル系重合体(F)の酸価は約27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 about 1/1.4, and the acid value of the obtained urethane-modified vinyl polymer (F) was about 27.

(iv) ウレタン変性ビニル系重合体の水性分散溶液
の調製 ジメチルエタノールアミン3.8gと水175g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(F)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(PH
8.5)を得た。
(iv) Preparation of an aqueous dispersion solution of urethane-modified vinyl polymer Using 3.8 g of dimethylethanolamine and 175 g of water, an ethyl acetate solution of the urethane-modified vinyl polymer (F) obtained in section (iii) above was prepared. In the same manner as described in Section (iv) of Example 1, an aqueous dispersion of a urethane-modified vinyl polymer (PH
8.5).

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) 水酸基とカルボキシル基とを具備するビニル
系重合体の製造 実施例2の(i)項におけるビニル系重合体(D)の酢
酸エチル溶液を用いる。
Example 3 (i) Production of vinyl polymer having hydroxyl group and carboxyl group The ethyl acetate solution of the vinyl polymer (D) in item (i) of Example 2 is used.

(ii) 末端イソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーの製断 酢酸エチル100g,ポリエステルグリコール
(アジピン酸:無水フタル酸:1,4−ブタンジ
オール=1:1:3のモル比でエステル化された
もの)66.5g,TDI34g,エタノール3g,ジブ
チルチンジラウレート0.06gを使用して、実施例
1の(ii)項における操作と同様の操作を施し、末端
イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー
(G)の酢酸エチル溶液を得た。このウレタンプレポ
リマー(G)の反応成分比は、ポリエステルグリコー
ル:TDI:エタノール=2:3:1(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) Cutting of urethane prepolymer having terminal isocyanate groups 100 g of ethyl acetate, polyester glycol (esterified in a molar ratio of adipic acid: phthalic anhydride: 1,4-butanediol = 1:1:3) Using 66.5 g, TDI 34 g, ethanol 3 g, and dibutyltin dilaurate 0.06 g, the same operation as in section (ii) of Example 1 was performed to obtain a urethane prepolymer having terminal isocyanate groups.
An ethyl acetate solution of (G) was obtained. The reaction component ratio of this urethane prepolymer (G) is polyester glycol:TDI:ethanol=2:3:1 (molar ratio), and it has 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)項のビニル系重合体(D)の酢酸エチル溶液
64.5gと、同じく前記(ii)項のウレタンプレポリマ
ー(G)の酢酸エチル溶液82g,及びエタノール4.8
gを使用し、実施例1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(H)の酢酸エチ
ル溶液を得た。なお、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6/5,NCO/OHの当量比で約1/2.2
であり、得られたウレタン変性ビニル系重合体(H)
の酸価は約37であつた。
(iii) Production of urethane-modified vinyl polymer Ethyl acetate solution of vinyl polymer (D) in item (i) above
64.5g, 82g of the ethyl acetate solution of the urethane prepolymer (G) from item (ii) above, and 4.8g of ethanol.
Using g, the same operation as in section (iii) of Example 1 was performed to obtain an ethyl acetate solution of the urethane-modified vinyl polymer (H). The reaction ratio of urethane prepolymer/vinyl polymer in this reaction is approximately 6/5 by weight, and approximately 1/2.2 by equivalent ratio of NCO/OH.
The obtained urethane-modified vinyl polymer (H)
The acid value was approximately 37.

(iv) ウレタン変性ビニル系重合体の水性分散溶液
の調製 ジメチルエタノールアミン5.0gと水170g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(H)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(PH
8.3)を得た。
(iv) Preparation of aqueous dispersion solution of urethane-modified vinyl polymer Using 5.0 g of dimethylethanolamine and 170 g of water, an ethyl acetate solution of the urethane-modified vinyl polymer (H) obtained in the above (iii) was prepared. In the same manner as described in Section (iv) of Example 1, an aqueous dispersion of a urethane-modified vinyl polymer (PH
8.3) 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 was very good, and the dry film obtained by coating this dispersion on a glass plate was
It was colorless and transparent, and had excellent water resistance and weather resistance.

実施例 4 (i) 水酸基とカルボキシル基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、溶剤とし
て酢酸エチル280gを、混合モノマーとしてアク
リル酸50g,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ルレート20g,
メチルメタクリレート90g,チオグリコール酸2
g,アゾビスイソブチロニトリル4gから成る混
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(I)の酢
酸エチル溶液476gを得た。
Example 4 (i) Production of a vinyl polymer having a hydroxyl group and a carboxyl group In the operation in item (i) of Example 1, 280 g of ethyl acetate was used as a solvent, and 50 g of acrylic acid, 2-hydroxy as a mixed monomer. ethyl acrylate
40g, 2-ethylhexyl acrylate 20g,
Methyl methacrylate 90g, thioglycolic acid 2
g, azobisisobutyronitrile, 4 g, except that a mixed monomer solution consisting of 4 g of azobisisobutyronitrile was used.
The same procedure as in section (i) was carried out to obtain 476 g of an ethyl acetate solution of vinyl polymer (I).

このビニル系重合体(I)の酸価は195、水酸基価
は94である。
This vinyl polymer (I) has an acid value of 195 and a hydroxyl value of 94.

(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 酢酸エチル100g,ポリエチレングリコール
(分子量200)46.6g,TDI50.7g,エタノール2.7
g,ジブチルチンジラウレート0.06gを使用し
て、実施例1の(ii)項における操作と同様の操作を
施し、末端イソシアネート基を有するウレタンプ
レポリマー(J)の酢酸エチル溶液を得た。
(ii) Production of urethane prepolymer having terminal isocyanate groups 100 g of ethyl acetate, 46.6 g of polyethylene glycol (molecular weight 200), 50.7 g of TDI, 2.7 g of ethanol
The same operation as in section (ii) of Example 1 was carried out using 0.06 g of dibutyltin dilaurate to obtain an ethyl acetate solution of the urethane prepolymer (J) having terminal isocyanate groups.

このウレタンプレポリマー(J)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 this urethane prepolymer (J) is
Polyethylene glycol: TDI: Ethanol =
The molar ratio is 4:5:1, and the average is one terminal isocyanate group.

(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(I)の酢酸エチル溶液
87gと、同じく前記(ii)項のウレタンプレポリマー
(J)の酢酸エチル溶液75g,及びエタノール4gを
使用し、実施例1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(K)の酢酸エチル
溶液を得た。なお、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(K)の
酸価は約98であつた。
(iii) Production of urethane-modified vinyl polymer Ethyl acetate solution of vinyl polymer (I) in item (i) above
87g and the same urethane prepolymer described in item (ii) above.
Using 75 g of an ethyl acetate solution of (J) and 4 g of ethanol, the same operation as in section (iii) of Example 1 was performed to obtain an ethyl acetate solution of the urethane-modified vinyl polymer (K). The reaction ratio of urethane prepolymer/vinyl polymer in this reaction was approximately 1/1 in weight ratio and approximately 1/2.87 in equivalent ratio of NCO/OH, and the resulting urethane modified vinyl polymer ( The acid value of K) was approximately 98.

(iv) ウレタン変性ビニル系重合体の水性分散溶液
の調製 ジメチルエタノールアミン14gと水285g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(K)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(PH
6.9)を得た。
(iv) Preparation of an aqueous dispersion solution of urethane-modified vinyl polymer Using 14 g of dimethylethanolamine and 285 g of water, prepare an ethyl acetate solution of the urethane-modified vinyl polymer (K) obtained in section (iii) above. An aqueous dispersion of urethane-modified vinyl polymer with a polymer concentration of 25% (PH
6.9) 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、乾燥して得られた皮膜
は、耐水性,耐候性に優れた無色,透明性のもの
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 colorless and transparent.

比較例 1 (i) 水酸基とカルボキシル基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
マーとしてアクリル酸10g,2―ヒドロキシエチ
ルアクリレート30g,2―エチルヘキシルアクリ
レート30g,メチルメタクリレート130g,チオ
グリコール酸2g,アゾビスイソブチロニトリル
4gから成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)と同様の手順を施し、ビニル系
重合体(L)の酢酸エチル溶液390gを得た。
Comparative Example 1 (i) Production of a vinyl polymer having a hydroxyl group and a carboxyl group Among the operations in section (i) of Example 1, 10 g of acrylic acid, 30 g of 2-hydroxyethyl acrylate, and 2-ethylhexyl were used as mixed monomers. The same procedure as in (i) of Example 1 was carried out except for using a mixed monomer solution consisting of 30 g of acrylate, 130 g of methyl methacrylate, 2 g of thioglycolic acid, and 4 g of azobisisobutyronitrile. 390 g of an ethyl acetate solution of ) was obtained.

このビニル系重合体(L)の酸価は43であつた。 The acid value of this vinyl polymer (L) was 43.

(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4の(ii)項におけるウレタンプレポリマー
(J)の酢酸エチル溶液を用いる。
(ii) Production of urethane prepolymer having terminal isocyanate groups Urethane prepolymer in section (ii) of Example 4
Use an ethyl acetate solution of (J).

(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(L)の酢酸エ
チル溶液47g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
(J)の酢酸エチル溶液100g,及び少量のエタノー
ルを使用し、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(M)の酢
酸エチル溶液を得た。
(iii) Production of urethane-modified vinyl polymer 47 g of an ethyl acetate solution of the vinyl polymer (L) obtained in section (i) above and the urethane having terminal isocyanate groups also obtained in section (ii) above. prepolymer
Using 100 g of an ethyl acetate solution of (J) and a small amount of ethanol, the same operation as in section (iii) of Example 1 was performed to obtain an ethyl acetate solution of the urethane-modified vinyl polymer (M).

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1/1.08で、得られたウ
レタン変性ビニル系重合体(M)の酸価は約15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 about 1/1.08, and the acid value of the obtained urethane-modified vinyl polymer (M) was about 15.

(iv) ウレタン変性ビニル系重合体の水性分散溶液
の調整 ジメチルエタノールアミン2.3gと水172g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(M)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
(PH8.1)を得た。
(iv) Preparation of aqueous dispersion solution of urethane-modified vinyl polymer Using 2.3 g of dimethylethanolamine and 172 g of water, an ethyl acetate solution of the urethane-modified vinyl polymer (M) obtained in the above (iii) was prepared. Proceed in the same manner as described in section (iv) of Example 1, with a polymer concentration of 30%.
An aqueous dispersion solution (PH8.1) of a urethane-modified vinyl polymer 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、その安定性は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 水酸基とカルボキシル基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反応せしめて得られる酸価20
以上のウレタン変性ビニル系重合体が、アルカリ
性物質を含む水性溶媒中に分散せしめられている
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 水酸基とカルボキシル基とを具備するビニル
系重合体が、水酸基価30〜200、酸価30〜250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 末端イソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーが、1分子当り平均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 水酸基とカルボキシル基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反応せしめて得られるウレタ
ン変性ビニル系重合体が、酸価200以下のウレタ
ン変性ビニル系重合体である特許請求の範囲第
1,2,または3項記載のウレタン変性ビニル系
重合体の水性分散溶液。 5 水酸基とカルボキシル基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、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、酸価
20以上のウレタン変性ビニル系重合体を生成せし
め、しかる後に得られたウレタン変性ビニル系重
合体をアルカリ性物質を含む水性溶媒中に分散せ
しめ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。 6 水酸基とカルボキシル基とを具備するビニル
系重合体が、水酸基価30〜200、酸価30〜250のビ
ニル系重合体である特許請求の範囲第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 末端イソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーが、1分子当り平均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であ
る特許請求の範囲第5項または第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 水酸基とカルボキシル基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加熱反応させ
るに当り、ビニル系重合体における水酸基1〜5
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1当量の反応比で反応させる
ことからなる特許請求の範囲第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。 9 アルカリ性物質を含む水性溶媒中のアルカリ
性物質が、アンモニアまたは揮発性有機アミンあ
るいはこれらの混合物である特許請求の範囲第
5,6,7,または8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。
[Claims] 1. An acid value of 20 obtained by reacting a vinyl polymer having a hydroxyl group and a carboxyl group with a urethane prepolymer having a terminal isocyanate group.
An aqueous dispersion solution of a urethane-modified vinyl polymer, characterized in that the above-mentioned urethane-modified vinyl polymer is dispersed in an aqueous solvent containing an alkaline substance. 2. The aqueous urethane-modified vinyl polymer according to claim 1, wherein the vinyl polymer having a hydroxyl group and a carboxyl group is an acrylic polymer having a hydroxyl value of 30 to 200 and an acid value of 30 to 250. Dispersion solution. 3. The aqueous urethane-modified vinyl polymer according to claim 1 or 2, wherein the urethane prepolymer having terminal isocyanate groups is a urethane prepolymer having an average of 1 to 1.5 terminal isocyanate groups per molecule. Dispersion solution. 4. A urethane-modified vinyl polymer obtained by reacting a vinyl polymer having a hydroxyl group and a carboxyl group with a urethane prepolymer having a terminal isocyanate group is a urethane-modified vinyl polymer having an acid value of 200 or less. An aqueous dispersion solution of a urethane-modified vinyl polymer according to claim 1, 2, or 3. 5 A vinyl polymer having a hydroxyl group and a carboxyl group and a urethane prepolymer having a terminal isocyanate group have a dissolving effect on both the vinyl polymer and the urethane prepolymer, but the The acid value of
An aqueous dispersion solution of a urethane-modified vinyl polymer, characterized in that 20 or more urethane-modified vinyl polymers are produced, and then the obtained urethane-modified vinyl polymer is dispersed in an aqueous solvent containing an alkaline substance. manufacturing method. 6. The aqueous urethane-modified vinyl polymer according to claim 5, wherein the vinyl polymer having a hydroxyl group and a carboxyl group is a vinyl polymer having a hydroxyl value of 30 to 200 and an acid value of 30 to 250. Method for producing a dispersion solution. 7. The aqueous urethane-modified vinyl polymer according to claim 5 or 6, wherein the urethane prepolymer having terminal isocyanate groups is a urethane prepolymer having an average of 1 to 1.5 terminal isocyanate groups per molecule. Method for producing a dispersion solution. 8 When heating a vinyl polymer having a hydroxyl group and a carboxyl group and a urethane prepolymer having a terminal isocyanate group in an organic solvent, hydroxyl groups 1 to 5 in the vinyl polymer are heated.
Claims 5, 6, or 7 consisting of reacting at a reaction ratio of 1 equivalent of terminal isocyanate groups in the urethane prepolymer to 1 equivalent of terminal isocyanate groups in the urethane prepolymer.
A method for producing an aqueous dispersion of a urethane-modified vinyl polymer as described in 1. 9. The aqueous dispersion of a urethane-modified vinyl polymer according to claim 5, 6, 7, or 8, wherein the alkaline substance in the aqueous solvent containing an alkaline substance is ammonia, a volatile organic amine, or a mixture thereof. Method of manufacturing the solution.
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