CN110669392A - 水性金属涂料组合物以及涂装体 - Google Patents

水性金属涂料组合物以及涂装体 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于，提供干燥性优异、且能够形成耐热性优异的涂膜的水性金属涂料组合物，以及提供使用这种水性金属涂料组合物所形成的涂装体。本发明提供的水性金属涂料组合物至少含有(A)丙烯酸树脂、(B)鳞片状金属颜料以及(C)水，其中，所述鳞片状金属颜料被无机氧化物所包覆，且其50％体积平均粒径为8μm以上40μm以下；以及，本发明还提供一种在基材上至少具有金属涂膜的涂装体，其中，所述金属涂膜含有(A)丙烯酸树脂以及(B)鳞片状金属颜料，所述鳞片状金属颜料被无机氧化物所包覆、且其50％体积平均粒径为8μm以上40μm以下。

Description

水性金属涂料组合物以及涂装体
技术领域
本发明涉及一种水性金属涂料组合物，其对环境的负担较小，具有优异的干燥性并且能够形成耐热性优异的涂膜，以及使用该水性金属涂料组合物的涂布体。
背景技术
全球正在研讨的作为地球环境问题的削减VOC(挥发性有机化合物)、节约石油资源的今天，削减作为石油制品并且为VOC来源的有机溶剂是涂料和涂装工业所面临的重大课题。以往，在涂料工业中，为了削减VOC和节约石油资源，正在推进从技术上可行的转换为水性涂料、粉末涂料等的非有机溶剂型涂料，如在建筑、汽车、弱电、一般工业品关系等中，非有机溶剂型涂料的转化率相对较高。如上所述，在涂料领域，近年来，不使用有机溶剂，或者，为了使有机溶剂的使用量减少，使用水作为溶剂的一部分的水性涂料，但是，通常对于水性涂料而言，与有机溶剂型涂料相比，其在涂膜性能方面欠佳，所以改善水性涂料的涂膜性能是所面临的一个课题。
能够形成具有高亮度和高外观设计性的涂膜的金属涂料被广泛应用于诸如建筑物和构筑物的结构体中。在金属涂料中，通常配合诸如铝等的鳞片状金属颜料，已知在涂膜中，当这种鳞片状金属颜料以平行于基材取向的状态存在于涂膜中时，能够获得高亮度涂膜。使鳞片状金属颜料平行排列的最常用方法是通过喷涂控制鳞片状金属颜料的取向。
这里，通常，由于有机溶剂型的金属涂料具有良好的干燥性，因此在成膜时，鳞片状金属颜料相对于基材，容易被平行取向，并且容易获得高亮度，然而，使用水作为溶剂的至少一部分的水性金属涂料与有机溶剂型的金属涂料相比，由于干燥速度慢，因此存在鳞片状金属颜料难以与基材平行取向，并且难以获得高亮度涂膜的问题。由于一些鳞片状金属颜料与水具有反应性，因此，为了使用这些鳞片状金属颜料制备水性金属涂料，需要使用树脂等涂覆鳞片状金属颜料。当使用树脂等涂覆鳞片状金属颜料的情况时，其取向有进一步劣化的倾向。
关于涂膜，当其形成在可能变为高温的基材上时，需要具有耐热性。作为通过短时间干燥能够形成耐热涂膜的水性金属涂料组合物，例如，专利文献1公开了一种水性耐热涂料组合物，其含有两种以上的水性聚有机硅氧烷树脂，在这些水性聚有机硅氧烷树脂中，至少有一种通过水分蒸发形成硅橡胶薄膜。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许公开JP 2009-013379号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
然而，关于专利文献1的水性耐热涂料组合物(水性金属涂料组合物)，需要在形成涂膜时进行加热，存在涂装作业性差的问题。因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种水性金属涂料组合物，其能够形成优异的干燥性以及耐热性的涂膜，以及使用该涂料组合物所形成的涂装体。
解决问题的技术手段
鉴于上述问题，本发明的发明者们进行了深入的研究。其结果发现了一种含有丙烯酸类树脂和鳞片状金属颜料的水性金属涂料组合物，其中，所述鳞片状金属颜料被无机氧化物所包覆，且具有预先指定的平均粒径；以及使用该水性金属涂料组合物而制成的涂装体，从而解决了上述问题，完成了本发明。具体而言，本发明提供以下技术方案。
(1)一种水性金属涂料组合物，其特征在于，所述水性金属涂料组合物至少含有(A)丙烯酸树脂、(B)鳞片状金属颜料以及(C)水；其中，所述鳞片状金属颜料被无机氧化物所包覆，且其50％体积平均粒径为8μm以上40μm以下。
(2)如(1)所述的水性金属涂料组合物，其特征在于，所述丙烯酸树脂的玻璃化转变温度为30℃以上。
(3)如(1)或者(2)所述的水性金属涂料组合物，其特征在于，所述丙烯酸树脂具有脂环结构。
(4)根据(1)～(3)的任一种所述的水性金属涂料组合物，其特征在于，有机溶剂的含有量为20质量％以下。
(5)一种涂装体的制造方法，其特征在于，具有形成金属涂膜的工序，所述工序是直接在基材的表面上，或者在基材上所形成的其他层的表面上，涂布上述(1)～(4)的任一种所述的水性金属涂料组合物，并使其干燥，从而形成金属涂膜。
(6)一种涂装体，其特征在于，所述涂装体在基材上至少具有金属涂膜，其中，所述金属涂膜含有(A)丙烯酸树脂以及(B)鳞片状金属颜料；所述鳞片状金属颜料被无机氧化物所包覆，且其50％体积平均粒径为8μm以上40μm以下。
(7)如(6)所述的涂装体，其特征在于，在所述基材和所述金属涂膜之间，具有含有防锈颜料的底漆层。
(8)如(6)或者(7)所述的涂装体，其中，所述基材为金属阀。
发明效果
根据本发明，能够提供一种水性金属涂料组合物，其能够形成干燥性以及耐热性优异的涂膜，以及使用该水性金属涂料组合物所形成的涂装体。即使金属涂膜为由水性金属涂料所形成的涂膜的情况时，也具有优异的干燥性并且能够形成耐热性优异的涂膜，其中，所述金属涂膜含有丙烯酸类树脂以及被无机氧化物所包覆、且具有预先指定的平均粒径的鳞片状金属颜料。进一步，通过本发明所形成的金属涂膜通常还具有优异的耐水性。
具体实施方式
以下，对本发明进行详细的说明。
<水性金属涂料组合物>
本发明的水性金属涂料组合物含有(A)丙烯酸树脂、(B)鳞片状金属颜料、以及(C)水，进一步，还可以含有(D)有机溶剂。
[(A)丙烯酸树脂]
本发明的水性金属涂料组合物中所含有的丙烯酸树脂可以是含有一种以上的(甲基)丙烯酸单体作为构成单元的树脂，只要是在不损害本发明的效果的范围内，还可以含有除(甲基)丙烯酸单体以外的单体作为构成单元。(甲基)丙烯酸单体是指(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯等具有(甲基)丙烯酰基的单体，例如，作为本发明中所使用的丙烯酸树脂的构成单体，优选(甲基)丙烯酸的烷基酯，该酯中的烷基优选为1至10个碳原子的烷基，特别优选1至8个碳原子的烷基，并且可以将官能团引入该烷基中，该烷基还可以是环状基团。作为这样的构成单体的实例，例如可以列举(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十三烷酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸环戊酯，(甲基)丙烯酸环己酯等。
从该丙烯酸树脂在水中的优异分散性的观点出发，优选使用丙烯酸乳液(更优选为水性乳液)。这里，由于具有9个以上的碳原子的烷基酯单体在乳液聚合过程中会生成胶凝物质、乳液颗粒的疏水性会增加，溶解度、分散性会变差，所以，优选使用碳原子数为8以下的烷基酯单体。
这些丙烯酸树脂的分子量尽管没有特别限制，但是，优选分子量为5万以上200万以下，更优选为10万以上150万以下。
本发明中使用的丙烯酸树脂的玻璃化转变温度优选为30℃以上。通过使用这样的丙烯酸树脂，由本发明的水性金属涂料组合物所形成的涂膜具有优异的耐热性。丙烯酸树脂的玻璃化转变温度的上限值尽管没有特别限制，但是，通常为90℃以下，例如，在一些实施方式中，其优选为50℃以下，更优选为40℃以下。
在本发明中，作为丙烯酸树脂，优选使用具有脂环结构的丙烯酸树脂作为丙烯酸树脂，所述脂环结构含有脂环族(甲基)丙烯酸酯作为构成单体之一。在上述丙烯酸树脂的构成单体((甲基)丙烯酸单体)中，脂环族单体的实例尽管可以列举：(甲基)丙烯酸环戊酯以及(甲基)丙烯酸环己酯，但是，作为丙烯酸树脂，优选使用脂环族(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸直链或支链烷基酯的共聚物。
另外，在本发明中，可以组合使用上述具有脂环结构的丙烯酸树脂和非脂环结构的丙烯酸树脂。在这种情况下，非脂环族丙烯酸树脂优选为(甲基)丙烯酸直链或者支链烷基酯的均聚物或共聚物。
[(B)鳞片状金属颜料]
鳞片状金属颜料是如箔一样的具有薄且扁平形状的金属颜料，例如，可以列举铝、镍、铬、锡、铜、银、铂、金等的金属颜料，还包括不锈钢等的合金的颜料。本发明中使用的金属颜料的种类可以根据用途等进行适当地选择，但是，通常在上述的金属颜料中优选使用铝颜料。另外，这些金属颜料可以单独使用一种，也可以将两种以上组合起来使用。
本发明中使用的鳞片状金属颜料是一种50％体积平均粒径为8μm以上40μm以下的金属颜料，更优选50％体积平均粒径为10μm以上20μm以下。通过使鳞片状金属颜料的50％体积平均粒径在上述范围内，能够形成取向性好且金属光泽优异，外观设计性能高，而且还具有优异的耐热性的金属涂膜。
鳞片状金属颜料的50％体积平均粒径是指以体积基准的粒度分布的50％粒径(D50)，并且鳞片状金属颜料的50％体积平均粒径能够使用粒度分布测量装置(例如，激光衍射·散射粒度分布测量装置)，从所测定的粒度分布而求出。本发明中的粒径由激光衍射·散射法的球当量直径表示。
本发明中使用的鳞片状金属颜料，其纵横比优选为2以上，更优选为10以上，更优选其纵横比为20以上，进一步更优选为30以上。通过将鳞片状金属颜料的纵横比设定为上述值，可以进一步改善涂膜的金属光泽。鳞片状金属颜料的纵横比的上限值没有特别限定，通常优选为例如2000以下。
另外，这里，鳞片状金属颜料的纵横比是50％体积平均粒径(D)与平均厚度(T)的比值(D/T)。在本发明中，使用SEM(扫描电子显微镜)测定鳞片状金属颜料的厚度，并以100个以上的颗粒的平均厚度(T)为对象从而求出的厚度。
本发明的水性金属涂料组合物中所使用的鳞片状金属颜料是一种被无机氧化物所包覆的鳞片状金属颜料。本发明中使用的鳞片状金属颜料不限于其整个表面被无机氧化物所包覆，也可以是表面的至少一部分被无机氧化物所包覆。
作为用于包覆鳞片状金属颜料的无机氧化物尽管没有特别限制，但是，优选能够列举二氧化硅(二氧化硅)。作为可用于鳞片状金属颜料的表面处理的二氧化硅，可以使用湿式二氧化硅或干式二氧化硅，但是，优选使用具有提高粘附性的大的效果的二氧化硅微粒，特别是干式二氧化硅。
被二氧化硅所包覆的鳞片状的铝颜料等的金属颜料在市场上有销售，可以使用市售产品。
本发明的水性金属涂料组合物中的鳞片状金属颜料的含有量通常优选为2质量％以上10质量％以下，更优选为3质量％以上7质量％以下。此外，丙烯酸树脂和鳞片状金属颜料的重量比优选为10：1至5：1。通过将鳞片状金属颜料的含有量以及丙烯酸树脂和鳞片状金属颜料的质量比控制在上述范围内，能够改善鳞片状金属颜料的取向性，使得金属涂膜的金属光泽变好，从而具有优异的外观设计性。
[(C)水以及(D)有机溶剂(水性金属涂料组合物的溶剂)]
作为本发明的水性金属涂料组合物的溶剂，其含有水，其溶剂优选以水为主。这里，以水为主的意思是指，总溶剂中水的比例为50质量％以上，并且更优选总溶剂中水的比率为70质量％以上。
本发明的水性金属涂料组合物还可以含有有机溶剂。在本发明的水性金属涂料组合物中，有机溶剂的含有量优选为20质量％以下，更优选为18质量％以下。从降低VOC的观点出发，尽管优选含有量少的有机溶剂，但是，通过使用少量的有机溶剂，能够较好的维持鳞片状金属颜料的分散性以及水性金属涂料组合物的成膜性。
这里，作为能够使用的有机溶剂没有特别限制，尽管可以列举各种水性有机溶剂，但是，更具体地，优选使用醇溶剂或乙二醇醚溶剂。作为醇溶剂，例如可以列举异丁醇、正丁醇、异戊醇、正戊醇、己醇、2-乙基丁醇、甲基戊醇、环己醇、2-乙基己醇、辛醇、苯甲醇等，作为乙二醇醚溶剂，例如可以列举乙二醇单丁醚和二乙二醇单丁醚等。
本发明的水性金属涂料组合物的固体成分含量，通常优选为30质量％以上45质量％以下。通过调节水性金属涂料组合物的固体成分的含量，能够改善金属涂膜的干燥性。
[其他成分]
在不损害本发明的效果的范围内，本发明的水性金属涂料组合物可以添加用作乳化剂、表面活性剂、硅烷偶联剂、pH调节剂、增稠剂、防腐剂、消泡剂等的涂料领域中常用的各种添加剂。
另外，作为增稠剂，尽管能够使用碱增稠型增稠剂或者氨基甲酸酯缔合型增稠剂，但是，特别优选碱增稠型增稠剂，其中，在碱增稠型增稠剂中，优选锂蒙脱石型增稠剂。本发明的水性金属涂料组合物中的增稠剂的含有量尽管没有特别限制，但是，通常优选为0.5质量％以上2.5质量％以下。通过调节增稠剂的种类以及含有量，有时能够改善鳞片状金属颜料的取向。
<涂装体>
本发明的涂装体是在基材上至少具有金属涂膜，该金属涂膜含有(A)丙烯酸树脂、以及(B)鳞片状金属颜料，其中，该鳞片状金属颜料被无机氧化物所包覆，且其50％体积平均粒径为8μm以上40μm以下。并且，该金属涂膜可以通过在待涂布的制品上涂布如上所述的本发明的水性金属涂料从而形成该金属涂膜。另外，关于本发明的涂装体，金属涂膜可以直接形成在基材上，或者也可以与基材之间隔着其他的层而形成。
[金属涂膜]
金属涂膜的膜厚根据用途等进行适当地选择，没有特别限定，通常优选为20μm以上50μm以下。通过使金属涂膜的膜厚在上述范围内，金属涂膜能够有效地包覆整个待涂布的制品，并且金属涂膜具有良好的外观设计性和耐久性。
[底漆层]
本发明的涂装体可以在基材和金属涂膜之间具有底漆层，其中，该底漆层中含有防锈颜料。作为该底漆层，优选由后述的水性底漆涂料组合物所形成，该膜厚没有特别限定，通常优选为20μm以上30μm以下。通过使涂装体具有含有防锈颜料的底漆层，可以改善基材的隐蔽性，并且，还可以适当地抑制在基材上产生锈，并且涂装体的耐久性变得良好。
底漆层中的防锈颜料的含有量尽管没有特别限制，但是，通常优选为10质量％以上20质量％以下。通过使底漆层中含有防锈颜料的含有量在上述范围内，能够改善涂装体的耐久性，并且适当地保持与金属涂料的粘附性。
[基材]
作为用于形成本发明的涂装体的基材，可以列举由各种金属材料制成的结构体。作为这样的金属材料，例如，除了铁、钛、镍、锡、铝、铜、银、金等之外，还可以列举诸如不锈钢等的合金。
作为由这些金属材料制成的结构体，例如，可以列举金属制阀门。金属制阀门通常用于管道的连接等，流体通过阀门内部，但在某些情况下，该流体可以是高温流体。在本发明中，由于金属涂膜和底漆层具有足够的耐热性，所以在使用金属阀门作为基材的情况下，能够提供具有优异耐久性和良好外观设计性的涂装体。
<涂装体的制造方法>
本发明的涂装体能够通过在基材表面上，或者当基材上形成底漆层等其他的层的情况时，在该其他层的表面上，涂布本发明的水性金属涂料组合物，然后使其干燥形成金属涂膜从而进行制造。底漆层能够通过将底漆涂料组合物，优选将后述的水性底漆涂料组合物涂布到基材的表面上，使其干燥从而形成。
在形成本发明的涂装体时，作为涂布涂料组合物(本发明的水性金属涂料组合物，以及底漆涂料组合物等)的方法没有特别限制，可以是任何已知的涂布方法，例如可以列举浸渍法、旋涂法、流涂法、辊涂法、喷涂法、刮刀涂布法、气刀涂布法等。在这些方法中，从能够容易控制膜厚的观点出发，优选喷涂法和辊涂法。
在涂布涂料组合物时，本发明的水性金属涂料组合物、底漆涂料组合物等的涂布量可以根据基材的种类和用途进行适当地变更，但是，通常优选为50g/m2以上200g/m2以下，更优选为50g/m2以上150g/m2以下。另外，在基材表面上所形成的涂膜的膜厚度取决于涂料组合物的涂布量。
<水性底漆涂料组合物>
作为用于形成本发明的涂装体的水性底漆涂料组合物，尽管可以使用常规的用于涂装金属制的结构体的任意底漆涂料，但是，优选使用与基材以及金属涂膜具有优异粘附性的水性底漆涂料组合物。
[防锈颜料]
适用于本发明的水性底漆涂料组合物至少含有防锈颜料。作为防锈颜料，例如可以列举氧化锌、磷酸锌、磷硅酸锌、磷酸铝、磷酸铝锌、磷酸钙锌、亚磷酸锌、亚磷酸钙、亚磷酸铝，锌氰胺钙、锌处理的多磷酸铝、三聚磷酸二氢铝、钼酸锌钙、钼酸锌、磷钼酸锌、磷钼酸铝等。这些防锈颜料可以单独使用，也可以将两种以上组合起来使用。水性底漆涂料组合物中的防锈颜料的含有量通常优选为1质量％以上10质量％以下，并且更优选为3质量％以上8质量％以下。
[粘合剂树脂]
作为可用于水性底漆涂料组合物中的粘合剂树脂，例如可以列举丙烯酸树脂、有机硅树脂、丙烯酸硅树脂、聚酯树脂、松香树脂、石油树脂、香豆酮树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、环氧树脂、纤维素树脂、二甲苯树脂、醇酸树脂、脂肪烃树脂、丁醛树脂、马来酸树脂、富马酸树脂和乙烯基树脂等，这些粘合剂树脂可以是乳液树脂的形式。在本发明中，在这些粘合剂树脂中，优选丙烯酸树脂以及醇酸树脂。作为丙烯酸树脂，可以使用与水性金属涂料组合物中所使用的丙烯酸树脂相同的丙烯酸树脂。作为醇酸树脂，例如可以列举，从诸如邻苯二甲酸酐、对苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸等的饱和多元酸，或者如马来酸、马来酸酐、富马酸等不饱和多元酸中任意选择的多元酸，与从诸如乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、1,3-丙二醇、四亚甲基二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘油、季戊四醇等的多元醇中任意选择的多元醇进行反应的生成物。
[溶剂以及其他成分]
适用于形成本发明的涂装体的水性底漆涂料组合物的溶剂，尽管优选以水为主要成分的溶剂，但是，在不影响本发明的效果的范围内，还可以含有有机溶剂。这里，作为有机溶剂，可以使用与水性金属涂料组合物中所使用的有机溶剂相同的有机溶剂。
进一步，在本发明所使用的水性底漆涂料组合物中，在不影响本发明的效果的范围内，还可以添加乳化剂、表面活性剂、硅烷偶联剂、pH调节剂、增稠剂、防腐剂、消泡剂等的涂料领域中常用的各种添加剂。
以下，参考实施例对本发明进行详细说明。另外，本发明并不局限于以下所示的实施例。
<丙烯酸树脂1的制备>
将26质量份的水、0.1质量份的碳酸氢钠、0.5质量份的作为反应性乳化剂的SE1025A(ADEKA制造)，以及0.06质量份的作为聚合引发剂的过硫酸钾加入到反应容器中，并滴加使21质量份的水、3.0质量份的SE1025A、8.6质量份的甲基丙烯酸丁酯、10.2质量份的丙烯酸丁酯、13.0质量份的甲基丙烯酸环己酯、9.8质量份的甲基丙烯酸甲酯以及1.4质量份的甲基丙烯酸共同乳化而成的乳化组合物，然后在80℃下搅拌240分钟。
反应后，添加0.03质量份的70％叔丁基过氧化氢水溶液、0.03质量份的异抗坏血酸钠、0.4质量份的N，N-二甲基乙醇胺、0.03质量份的作为防腐剂的PROXEL AM(由LonzaJapan制造)、0.02质量份的作为消泡剂的SN消泡剂777(由San Nopco制造)，以及5.83质量份的水，获得具有脂环族基团的丙烯酸乳液树脂(丙烯酸树脂1)。该丙烯酸乳液树脂的固体成分浓度(丙烯酸树脂的含有量)为45质量％，该丙烯酸树脂1的玻璃化转变温度为32℃，重均分子量为100万。
<丙烯酸树脂(市售品)>
作为市售品的丙烯酸树脂，使用了如下所示的丙烯酸树脂(丙烯酸烷基酯/甲基丙烯酸烷基酯的共聚物的水性乳液)。
(丙烯酸树脂2)Poly Durex H7650(由旭化成化学株式会社制造的具有脂环族基团的有机硅改性的丙烯酸乳液树脂，玻璃化转变温度为35℃的丙烯酸树脂，固体成分浓度(丙烯酸树脂的含有量)为40质量％)
(丙烯酸树脂3)Yodosol AD93(由Henkel Japan株式会社制造的丙烯酸酯乳液，丙烯酸树脂的玻璃化转变温度-10℃，固体成分浓度(丙烯酸树脂含有量)为45质量％)。
<丙烯酸树脂以外的树脂(市售品)>
作为市售品的丙烯酸树脂以外的树脂，使用了如下所示的树脂。
(丙烯酸树脂以外的树脂1)Watersol BCD-3090(由DIC株式会社制造的水性醇酸树脂分散体，固体成分浓度(醇酸树脂含有量)为42质量％)
(丙烯酸类以外的树脂2)Watersol EFD-5530(由DIC株式会社制造的水性环氧酯分散体，固体成分浓度(环氧酯树脂的含有量)为36质量％)
<鳞片状金属颜料(市售品)>
作为鳞片状金属颜料，使用了以下所示的市售的铝粉浆。
(鳞片状金属颜料1)EMR-D7670(由东洋铝株式会社制造的二氧化硅处理(二氧化硅涂层)铝颜料，50％体积平均粒径为16μm，固体成分为60质量％，作为溶剂，含有40质量％的丙二醇单甲醚)。
(鳞片状金属颜料2)EMR-D6340(由东洋铝株式会社制造的二氧化硅处理(二氧化硅涂层)铝颜料，50％体积平均粒径为12μm，固体成分为60质量％，作为溶剂，含有40质量％的丙二醇单甲醚)。
(鳞片状金属颜料3)SW 120PM(由旭化成株式会社制造的磷酸处理铝颜料，50％体积平均粒径为14μm，固体成分为52质量％，作为溶剂，含有45质量％的丙二醇单甲醚、2质量％的矿物油精、1质量％的溶剂石脑油)。
(鳞片状金属颜料4)FW 620(由旭化成株式会社制造的丙烯酸处理铝颜料，50％体积平均粒径为17μm，固体成分为68质量％，作为溶剂，含有9质量％的二丙二醇单甲醚、17质量％矿物油精、6质量％的聚氧乙烯烷基醚)。
(鳞片状金属颜料5)EMR-D 6390(由东洋铝株式会社制造的二氧化硅处理(二氧化硅涂层)铝颜料，50％体积平均粒径为7μm，固体成分为55质量％，作为溶剂，含有45质量％丙二醇单甲醚)。
<<其他成分>>
<表面活性剂>
使用了如下所示的市售表面活性剂。
SURFYNOL 104BC(由Evonik Industries制造)
<增稠剂>
使用了如下所示的市售增稠剂。
(增稠剂1)Rheovis AS 1125AY(丙烯酸共聚物的水性分散体，由BASF公司制造)
(增稠剂2)Primal RM-8W(由Dow Corning Co.制造，聚氨酯缔合型增稠剂)
<pH调节剂>
N，N-二甲基乙醇胺
<消泡剂>
使用了如下所示的市售消泡剂。
BYK-011(由BYK Japan株式会社制造)
<底漆涂料>
作为底漆涂料，使用了以下物质。
(底漆涂料1)作为防锈颜料，使用含有5.2质量％的磷酸锌型无机颜料的水性底漆涂料。
(底漆涂料2)作为防锈颜料，使用含有7.8质量％的磷酸锌型无机颜料的水性底漆涂料。
<实施例1>
在含有17.5质量份的离子交换水、11.5质量份的二乙二醇单丁醚、1.0质量份的乙二醇单丁醚的混合溶剂中，添加58.6质量份的丙烯酸树脂1、7.8质量份的鳞片状金属颜料1、1.0质量份的增稠剂1和0.5质量份的增稠剂2，然后，再向上述溶液中添加1.5质量份的表面活性剂，0.1质量份的pH调节剂，0.5质量份的消泡剂，并使用Disper搅拌混合物60分钟，直至变得均匀，从而得到了水性金属涂料组合物。
<实施例2-6，比较例1-5>
以与实施例1相同的方法分别制备水性金属涂料组合物，不同之处在于如表1所示，改变了各种组分的种类以及使用量。另外，表1中的数值为质量份。
<评价>
[干燥性]
以在基材上形成约25μm的干膜厚度的方式，利用空气喷涂将底漆1或者底漆2喷涂在基材上，然后，使涂膜在23℃下干燥15分钟从而形成了底漆层。不同之处在于，在实施例1至6的水性金属涂料组合物的情况下，喷涂了底漆1，在比较例1至5的水性金属涂料组合物的情况下，喷涂了底漆2。关于干燥后的底漆层中的防锈颜料的含有量，底漆涂料1中为14质量％，底漆涂料2中为17质量％。
接下来，以在形成于基材上的底漆层上形成约25μm的干膜厚度的方式，利用空气喷涂将实施例1至6和比较例1至5的水性金属涂料组合物分别喷涂在形成于基材上的底漆层上，然后，使涂膜在23℃下干燥15分钟从而形成了金属涂膜。然后，根据以下评价标准对干燥性能进行了评价。
○：当用指尖轻轻接触涂膜时，没有涂料粘附到指尖上。
△：当用指尖轻轻接触漆膜时，只有少量涂料粘附到指尖上。
×：当用指尖轻轻接触漆膜时，有大量的涂料粘附到指尖上。
[耐热性]
将涂装体在250℃下保持72小时。使用比色计对加热后和加热前的涂装体的b*值进行测定，根据求出的b*值的差(Δb*值)来评价泛黄，并测定镜面光泽度(20°光泽度值以及60°光泽度值)，求出与加热前的20°光泽度值以及加热前的60°光泽度值相比较的光泽保持率，进行了评价。
◎：Δb*值为16以下，光泽保持率为80％以上。
○：Δb*值为16以下，光泽保持率小于80％。
△：Δb*值大于16，光泽保持率为80％以上
×：Δb*值大于16，光泽保持率小于80％
[耐水性]
将涂装体在40℃的水中浸泡240小时后，对涂膜上所出现的水泡的大小进行测定，并根据JIS K 5600-8-2对水泡的量进行了判断。
○：水泡的密度为0级或1级
△：水泡的密度为2级或3级
×：水泡的密度为4级或5级
上述结果如表1和表2所示。
表1
Figure BDA0002112230900000151
表2
Figure BDA0002112230900000161
从表1以及表2中可以明显看出，在使用了实施例1至6的水性金属涂料组合物形成的涂膜中，尽管有机溶剂的使用量相对较少，但涂膜干燥性总体良好，并且，与由比较例1至5的水性金属涂料组合物形成的涂膜相比，耐热性变好。关于耐热性，随着丙烯酸树脂的玻璃化转变温度的调节，尤其是在实施例1至3和实施例6中，耐热性变得极好。进一步，关于耐水性，与由比较例1至4的水性金属涂料组合物形成的涂膜相比，由实施例1至6的水性金属涂料组合物形成的涂膜具有特别好的耐水性。
以上的结果表明，在水性金属涂料组合物中，通过组合使用预先指定的丙烯酸树脂以及鳞片状金属颜料，具有优异的干燥性，并且能够形成耐热性以及耐水性优异的涂膜。

Claims (8)

1.一种水性金属涂料组合物，其特征在于，
所述水性金属涂料组合物至少含有(A)丙烯酸树脂、(B)鳞片状金属颜料以及(C)水；
其中，所述鳞片状金属颜料被无机氧化物所包覆，且其50％体积平均粒径为8μm以上40μm以下。
2.如权利要求1所述的水性金属涂料组合物，其特征在于，
所述丙烯酸树脂的玻璃化转变温度为30℃以上。
3.如权利要求1或者2所述的水性金属涂料组合物，其特征在于，
所述丙烯酸树脂具有脂环结构。
4.如权利要求1～3的任意一项所述的水性金属涂料组合物，其特征在于，
有机溶剂的含有量为20质量％以下。
5.一种涂装体的制造方法，其特征在于，
所述涂装体的制造方法具有形成金属涂膜的工序，所述工序是直接在基材的表面上，或者在基材上所形成的其他层的表面上，涂布权利要求1～4的任一项所述的水性金属涂料组合物，并使其干燥，从而形成金属涂膜。
6.一种涂装体，其特征在于，
所述涂装体在基材上至少具有金属涂膜，其中，所述金属涂膜含有(A)丙烯酸树脂以及(B)鳞片状金属颜料；
所述鳞片状金属颜料被无机氧化物所包覆，且其50％体积平均粒径为8μm以上40μm以下。
7.如权利要求6所述的涂装体，其特征在于，
在所述基材和所述金属涂膜之间，具有含有防锈颜料的底漆层。
8.如权利要求6或者7所述的涂装体，其特征在于，
所述基材为金属阀。
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