JP2000313825A - 水性塗料組成物 - Google Patents
水性塗料組成物Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】耐水性等の塗膜性能に優れ、かつ、貯蔵安定性
を確保することができる常温乾燥型水性塗料を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】少なくとも１種類のカルボキシル基含有水
性樹脂と、変性ポリカルボジイミド化合物とを含む水性
塗料組成物であって、上記変性ポリカルボジイミド化合
物が、１分子中に少なくとも２個のカルボジイミド基を
有し、炭素数４以上のモノアルコキシ基で片側末端を封
鎖されたポリアルキレンオキサイドユニットを有するも
のであり、上記水性塗料組成物に含まれるカルボキシル
基の総量とカルボジイミド基の総量とのモル比が１：
０．０５〜１：１に設定されていることを特徴とする水
性塗料組成物。
を確保することができる常温乾燥型水性塗料を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】少なくとも１種類のカルボキシル基含有水
性樹脂と、変性ポリカルボジイミド化合物とを含む水性
塗料組成物であって、上記変性ポリカルボジイミド化合
物が、１分子中に少なくとも２個のカルボジイミド基を
有し、炭素数４以上のモノアルコキシ基で片側末端を封
鎖されたポリアルキレンオキサイドユニットを有するも
のであり、上記水性塗料組成物に含まれるカルボキシル
基の総量とカルボジイミド基の総量とのモル比が１：
０．０５〜１：１に設定されていることを特徴とする水
性塗料組成物。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水性塗料組成物に関
し、特に常温乾燥型の水性塗料組成物に関する。
し、特に常温乾燥型の水性塗料組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】建築・建材用塗料分野等において用いら
れる塗料としては、これまで溶剤型塗料が多かったが、
環境問題等から、近年、有機溶剤の含有量の少ない水性
塗料に置き換わりつつある。その中でも、貯蔵安定性の
良好な常温乾燥型水性塗料の実用化が望まれている。常
温乾燥型水性塗料は、被塗装物に対して水溶性または水
分散性の樹脂を含んでいて、塗装した後、水などの溶剤
成分の揮発によって塗膜を形成するものである。
れる塗料としては、これまで溶剤型塗料が多かったが、
環境問題等から、近年、有機溶剤の含有量の少ない水性
塗料に置き換わりつつある。その中でも、貯蔵安定性の
良好な常温乾燥型水性塗料の実用化が望まれている。常
温乾燥型水性塗料は、被塗装物に対して水溶性または水
分散性の樹脂を含んでいて、塗装した後、水などの溶剤
成分の揮発によって塗膜を形成するものである。
【０００３】この常温乾燥型水性塗料の中で、主樹脂と
して水溶性樹脂を用いたり、外観向上のために水溶性ポ
リウレタン樹脂を添加する場合には、樹脂に水溶性を付
与するための親水性官能基であるカルボキシル基が、形
成した塗膜中にも多量に残存するため、塗膜の耐水性が
低下するという問題があった。
して水溶性樹脂を用いたり、外観向上のために水溶性ポ
リウレタン樹脂を添加する場合には、樹脂に水溶性を付
与するための親水性官能基であるカルボキシル基が、形
成した塗膜中にも多量に残存するため、塗膜の耐水性が
低下するという問題があった。
【０００４】一方、カルボキシル基がカルボジイミド基
と反応することが知られており、この反応を用いてカル
ボキシル基を消失させることにより、上記耐水性の不具
合を解決できると考えられる。このような例として、特
開平７−３３０８４９号公報には、水系で用いることが
できる変性カルボジイミド化合物が開示されており、特
開平９−２３５５０８号公報には、これを用いた水性塗
料組成物が開示されている。
と反応することが知られており、この反応を用いてカル
ボキシル基を消失させることにより、上記耐水性の不具
合を解決できると考えられる。このような例として、特
開平７−３３０８４９号公報には、水系で用いることが
できる変性カルボジイミド化合物が開示されており、特
開平９−２３５５０８号公報には、これを用いた水性塗
料組成物が開示されている。
【０００５】しかしながら、上記変性カルボジイミド化
合物を水性塗料組成物に含有させた場合には、上記変性
カルボジイミド化合物の水分散性が充分でなく、また、
カルボキシル基とカルボジイミド基との反応が塗料状態
で起こり、貯蔵安定性に問題があった。
合物を水性塗料組成物に含有させた場合には、上記変性
カルボジイミド化合物の水分散性が充分でなく、また、
カルボキシル基とカルボジイミド基との反応が塗料状態
で起こり、貯蔵安定性に問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、耐
水性等の塗膜性能に優れ、かつ、貯蔵安定性を確保する
ことができる常温乾燥型の水性塗料を提供することを目
的とする。
水性等の塗膜性能に優れ、かつ、貯蔵安定性を確保する
ことができる常温乾燥型の水性塗料を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも１
種類のカルボキシル基含有水性樹脂と、変性ポリカルボ
ジイミド化合物とを含む水性塗料組成物であって、上記
変性ポリカルボジイミド化合物が、１分子中に少なくと
も２個のカルボジイミド基を有し、炭素数４以上のモノ
アルコキシ基で片側末端を封鎖されたポリアルキレンオ
キサイドユニットを有するものであり、上記水性塗料組
成物に含まれるカルボキシル基の総量とカルボジイミド
基の総量とのモル比が１：０．０５〜１：１に設定され
ていることを特徴とする水性塗料組成物を提供するもの
である。
種類のカルボキシル基含有水性樹脂と、変性ポリカルボ
ジイミド化合物とを含む水性塗料組成物であって、上記
変性ポリカルボジイミド化合物が、１分子中に少なくと
も２個のカルボジイミド基を有し、炭素数４以上のモノ
アルコキシ基で片側末端を封鎖されたポリアルキレンオ
キサイドユニットを有するものであり、上記水性塗料組
成物に含まれるカルボキシル基の総量とカルボジイミド
基の総量とのモル比が１：０．０５〜１：１に設定され
ていることを特徴とする水性塗料組成物を提供するもの
である。
【０００８】
【発明の詳細な態様】本発明の水性塗料組成物は、少な
くとも１種類のカルボキシル基含有水性樹脂と変性ポリ
カルボジイミド化合物とを含んでいる。
くとも１種類のカルボキシル基含有水性樹脂と変性ポリ
カルボジイミド化合物とを含んでいる。
【０００９】カルボキシル基含有水性樹脂 本発明の水性塗料組成物に含まれるカルボキシル基含有
水性樹脂は、一般的に水性樹脂のバインダー成分として
用いられるものであり、特に限定されるものではない。
このような樹脂として、例えば、水溶性または水分散性
のカルボキシル基含有アクリル樹脂、カルボキシル基含
有ポリエステル樹脂およびカルボキシル基含有ポリウレ
タン樹脂等を挙げることができる。これらの水性樹脂
は、市販されているものを用いたり、当業者によってよ
く知られた方法により製造することができるものであ
る。
水性樹脂は、一般的に水性樹脂のバインダー成分として
用いられるものであり、特に限定されるものではない。
このような樹脂として、例えば、水溶性または水分散性
のカルボキシル基含有アクリル樹脂、カルボキシル基含
有ポリエステル樹脂およびカルボキシル基含有ポリウレ
タン樹脂等を挙げることができる。これらの水性樹脂
は、市販されているものを用いたり、当業者によってよ
く知られた方法により製造することができるものであ
る。
【００１０】上記カルボキシル基含有水性樹脂は、その
種類や分子量によって異なるが、一般的に水溶性の場合
には、カルボキシル基に基づく樹脂固形分酸価として３
０〜２００、また、水分散性の場合には、カルボキシル
基に基づく樹脂固形分酸価として３〜３０を有するもの
を用いることができる。なお、本明細書において、「水
性」とは、水溶性および水分散性の両方を意味するもの
とする。
種類や分子量によって異なるが、一般的に水溶性の場合
には、カルボキシル基に基づく樹脂固形分酸価として３
０〜２００、また、水分散性の場合には、カルボキシル
基に基づく樹脂固形分酸価として３〜３０を有するもの
を用いることができる。なお、本明細書において、「水
性」とは、水溶性および水分散性の両方を意味するもの
とする。
【００１１】変性ポリカルボジイミド化合物 本発明の水性塗料組成物に含まれる変性ポリカルボジイ
ミド化合物は、１分子中に少なくとも２個のカルボジイ
ミド基を有し、炭素数４以上のモノアルコキシ基で片側
末端を封鎖されたポリアルキレンオキサイドユニットを
有している。
ミド化合物は、１分子中に少なくとも２個のカルボジイ
ミド基を有し、炭素数４以上のモノアルコキシ基で片側
末端を封鎖されたポリアルキレンオキサイドユニットを
有している。
【００１２】上記カルボジイミド基は、−Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−
で表される官能基である。上記変性ポリカルボジイミド
化合物１分子中に含まれる上記カルボジイミド基の量
は、少なくとも２個であり、反応効率を考慮すれば、実
質的には２０個以下であることが好ましい。
で表される官能基である。上記変性ポリカルボジイミド
化合物１分子中に含まれる上記カルボジイミド基の量
は、少なくとも２個であり、反応効率を考慮すれば、実
質的には２０個以下であることが好ましい。
【００１３】上記ユニットは、具体的には、Ｒ1−Ｏ−
（ＣＨ2−ＣＨＲ2−Ｏ−）m−（但し、式中Ｒ1は炭素数
４〜２０のアルキル基、Ｒ2は水素原子又はメチル基で
あり、ｍは４〜３０の整数である。）で表されるユニッ
トであり、アルコキシ基で末端封鎖されたポリ（エチレ
ンオキサイド）、またはポリ（プロピレンオキサイ
ド）、またはそれらの混合物からなるモノアルコキシポ
リアルキレングリコールから活性水素を除いたものであ
る。上記ユニットにおけるＲ1は、貯蔵安定性の観点か
ら、炭素数６〜２０が好ましく、８〜１２がさらに好ま
しい。また、上記Ｒ2は、水分散性および水が揮発した
後の反応性の観点から、水素原子であることが好まし
い。さらに、上記ｍは、水分散性および水が揮発した後
の反応性の観点から、４〜２０が好ましく、６〜１２が
さらに好ましい。上記ユニットにおけるＲ 1の炭素数お
よびｍは、貯蔵安定性、水分散性および水が揮発した後
の反応性を考慮して、それぞれ上記範囲内において適宜
設定される。
（ＣＨ2−ＣＨＲ2−Ｏ−）m−（但し、式中Ｒ1は炭素数
４〜２０のアルキル基、Ｒ2は水素原子又はメチル基で
あり、ｍは４〜３０の整数である。）で表されるユニッ
トであり、アルコキシ基で末端封鎖されたポリ（エチレ
ンオキサイド）、またはポリ（プロピレンオキサイ
ド）、またはそれらの混合物からなるモノアルコキシポ
リアルキレングリコールから活性水素を除いたものであ
る。上記ユニットにおけるＲ1は、貯蔵安定性の観点か
ら、炭素数６〜２０が好ましく、８〜１２がさらに好ま
しい。また、上記Ｒ2は、水分散性および水が揮発した
後の反応性の観点から、水素原子であることが好まし
い。さらに、上記ｍは、水分散性および水が揮発した後
の反応性の観点から、４〜２０が好ましく、６〜１２が
さらに好ましい。上記ユニットにおけるＲ 1の炭素数お
よびｍは、貯蔵安定性、水分散性および水が揮発した後
の反応性を考慮して、それぞれ上記範囲内において適宜
設定される。
【００１４】上記ユニットは、上記変性ポリカルボジイ
ミド化合物の分子両末端にウレタン結合によって結合し
ている。上記ウレタン結合とは、−ＮＨＣＯ−で表され
る結合をいう。
ミド化合物の分子両末端にウレタン結合によって結合し
ている。上記ウレタン結合とは、−ＮＨＣＯ−で表され
る結合をいう。
【００１５】本発明の水性塗料組成物に含まれる変性ポ
リカルボジイミド化合物は、両末端にイソシアネート基
を有するポリカルボジイミド化合物と上記モノアルコキ
シポリアルキレングリコールとを反応させることによっ
て得られるものである。
リカルボジイミド化合物は、両末端にイソシアネート基
を有するポリカルボジイミド化合物と上記モノアルコキ
シポリアルキレングリコールとを反応させることによっ
て得られるものである。
【００１６】上記両末端にイソシアネート基を有するポ
リカルボジイミド化合物の製造方法としては、当業者に
よってよく知られており、有機ジイソシアネートの脱二
酸化炭素を伴う縮合反応を利用することができる。
リカルボジイミド化合物の製造方法としては、当業者に
よってよく知られており、有機ジイソシアネートの脱二
酸化炭素を伴う縮合反応を利用することができる。
【００１７】上記有機ジイソシアネートとしては、具体
的には、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネ
ート、脂環族ジイソシアネート、およびこれらの混合物
を用いることができ、具体的には１，５−ナフチレンジ
イソシアネート、４，４−ジフェニルメタンジイソシア
ネート、４，４−ジフェニルジメチルメタンジイソシア
ネート、１，３−フェニレンジイソシアネート、１，４
−フェニレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイ
ソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、
２，４−トリレンジイソシアネートと２，６−トリレン
ジイソシアネートとの混合物、ヘキサメチレンジイソシ
アネート、シクロヘキサン−１，４−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、ジシクロヘキシルメタン−４，４−ジイソシ
アネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、テ
トラメチルキシリレンジイソシアネートなどを挙げるこ
とができる。
的には、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネ
ート、脂環族ジイソシアネート、およびこれらの混合物
を用いることができ、具体的には１，５−ナフチレンジ
イソシアネート、４，４−ジフェニルメタンジイソシア
ネート、４，４−ジフェニルジメチルメタンジイソシア
ネート、１，３−フェニレンジイソシアネート、１，４
−フェニレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイ
ソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、
２，４−トリレンジイソシアネートと２，６−トリレン
ジイソシアネートとの混合物、ヘキサメチレンジイソシ
アネート、シクロヘキサン−１，４−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、ジシクロヘキシルメタン−４，４−ジイソシ
アネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、テ
トラメチルキシリレンジイソシアネートなどを挙げるこ
とができる。
【００１８】上記縮合反応には、通常、カルボジイミド
化触媒が用いられる。上記カルボジイミド化触媒として
は、具体的には、１−フェニル−２−ホスホレン−１−
オキシド、３−メチル−２−ホスホレン−１−オキシ
ド、１−エチル−２−ホスホレン−１−オキシド、３−
メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−１−オキシド
や、これらの３−ホスホレン異性体等のホスホレンオキ
シドなどを挙げることができるが、反応性の観点から、
３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−１−オキ
シドが好ましい。
化触媒が用いられる。上記カルボジイミド化触媒として
は、具体的には、１−フェニル−２−ホスホレン−１−
オキシド、３−メチル−２−ホスホレン−１−オキシ
ド、１−エチル−２−ホスホレン−１−オキシド、３−
メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−１−オキシド
や、これらの３−ホスホレン異性体等のホスホレンオキ
シドなどを挙げることができるが、反応性の観点から、
３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−１−オキ
シドが好ましい。
【００１９】このようにして得られた両末端にイソシア
ネート基を有するポリカルボジイミド化合物とモノアル
コキシポリアルキレングリコールとの反応は、モノアル
コキシポリアルキレングリコールの水酸基のモル量がイ
ソシアネート基のモル量以上になるように設定して行う
ことが好ましい。上記モノアルコキシポリアルキレング
リコールは先に述べたものと同じである。反応方法とし
ては、当業者によってよく知られている方法を用いるこ
とができ、具体的には、両者を混合し、例えば６０〜１
２０℃に加熱して反応させることによって上記変性ポリ
カルボジイミド化合物を得ることができる。
ネート基を有するポリカルボジイミド化合物とモノアル
コキシポリアルキレングリコールとの反応は、モノアル
コキシポリアルキレングリコールの水酸基のモル量がイ
ソシアネート基のモル量以上になるように設定して行う
ことが好ましい。上記モノアルコキシポリアルキレング
リコールは先に述べたものと同じである。反応方法とし
ては、当業者によってよく知られている方法を用いるこ
とができ、具体的には、両者を混合し、例えば６０〜１
２０℃に加熱して反応させることによって上記変性ポリ
カルボジイミド化合物を得ることができる。
【００２０】このようにして得られた上記変性ポリカル
ボジイミド化合物は自己乳化能を持つことから、水に加
えて水分散体や水溶液として用いたり、そのまま水性塗
料に添加して用いることができる。
ボジイミド化合物は自己乳化能を持つことから、水に加
えて水分散体や水溶液として用いたり、そのまま水性塗
料に添加して用いることができる。
【００２１】水性塗料組成物 本発明の水性塗料組成物は、少なくとも１種類の上記カ
ルボキシル基含有水性樹脂および上記変性ポリカルボジ
イミド化合物とを含んでいる。上記カルボキシル基含有
水性樹脂は、２種以上を組み合わせて用いることができ
る。好ましいものとしては、カルボキシル基含有アクリ
ル樹脂エマルションとカルボキシル基含有水溶性ポリウ
レタン樹脂との組み合わせである。
ルボキシル基含有水性樹脂および上記変性ポリカルボジ
イミド化合物とを含んでいる。上記カルボキシル基含有
水性樹脂は、２種以上を組み合わせて用いることができ
る。好ましいものとしては、カルボキシル基含有アクリ
ル樹脂エマルションとカルボキシル基含有水溶性ポリウ
レタン樹脂との組み合わせである。
【００２２】本発明の水性塗料組成物中に含まれるカル
ボキシル基の総量と上記変性ポリカルボジイミド化合物
のカルボジイミド基の総量とのモル比が１：０．０５〜
１：１、好ましくは１：０．１〜１：０．６である。上
記カルボジイミド基のモル比が０．０５より少量である
場合は、カルボキシル基を充分消失させることができな
いために、得られる塗膜の耐水性および耐候性が向上し
ない。また、１より多量である場合は、配合量と比例し
た効果が得られず、逆に、カルボキシル基と反応せずに
残存する変性ポリカルボジイミド化合物の持つ親水性部
分によって、得られる塗膜の耐水性が低下する恐れがあ
る。
ボキシル基の総量と上記変性ポリカルボジイミド化合物
のカルボジイミド基の総量とのモル比が１：０．０５〜
１：１、好ましくは１：０．１〜１：０．６である。上
記カルボジイミド基のモル比が０．０５より少量である
場合は、カルボキシル基を充分消失させることができな
いために、得られる塗膜の耐水性および耐候性が向上し
ない。また、１より多量である場合は、配合量と比例し
た効果が得られず、逆に、カルボキシル基と反応せずに
残存する変性ポリカルボジイミド化合物の持つ親水性部
分によって、得られる塗膜の耐水性が低下する恐れがあ
る。
【００２３】本発明の水性塗料組成物のカルボキシル基
に基づく固形分酸価としては、特に限定されないが、３
〜８０であることが好ましい。上記固形分酸価が上記範
囲外である場合には、水性塗料を得ることが困難になる
恐れや貯蔵安定性、得られる塗膜の物性および性能が充
分でない恐れがある。
に基づく固形分酸価としては、特に限定されないが、３
〜８０であることが好ましい。上記固形分酸価が上記範
囲外である場合には、水性塗料を得ることが困難になる
恐れや貯蔵安定性、得られる塗膜の物性および性能が充
分でない恐れがある。
【００２４】本発明の水性塗料組成物は、上記カルボキ
シル基含有水性樹脂および上記変性ポリカルボジイミド
化合物以外に、必要に応じて、顔料、硬化触媒、表面調
整剤、消泡剤、顔料分散剤、可塑剤、造膜助剤、紫外線
吸収剤、酸化防止剤等を含有することができる。上記顔
料としては、酸化チタン、ベンガラ、カーボンブラッ
ク、フタロシアニンブルー等の着色顔料、メタリック顔
料、パール顔料、金属粉末、および炭酸カルシウム、硫
酸バリウム、クレー、タルク、カオリン等の体質顔料等
を挙げることができる。また、表面調整剤、消泡剤およ
び顔料分散剤等としては、水性塗料組成物に含有できる
ものとして当業者によってよく知られているものであれ
ば特に限定されず、分子内にカルボキシル基を持つもの
であってもよい。
シル基含有水性樹脂および上記変性ポリカルボジイミド
化合物以外に、必要に応じて、顔料、硬化触媒、表面調
整剤、消泡剤、顔料分散剤、可塑剤、造膜助剤、紫外線
吸収剤、酸化防止剤等を含有することができる。上記顔
料としては、酸化チタン、ベンガラ、カーボンブラッ
ク、フタロシアニンブルー等の着色顔料、メタリック顔
料、パール顔料、金属粉末、および炭酸カルシウム、硫
酸バリウム、クレー、タルク、カオリン等の体質顔料等
を挙げることができる。また、表面調整剤、消泡剤およ
び顔料分散剤等としては、水性塗料組成物に含有できる
ものとして当業者によってよく知られているものであれ
ば特に限定されず、分子内にカルボキシル基を持つもの
であってもよい。
【００２５】本発明の水性塗料組成物は、上記カルボキ
シル基含有水性樹脂および上記変性ポリカルボジイミド
化合物を必須成分として、必要に応じて任意成分を加
え、ディスパー、ロール型混練機、ボールミル、加圧ニ
ーダー等の塗料分野において周知の混合機を用いて調製
することができる。
シル基含有水性樹脂および上記変性ポリカルボジイミド
化合物を必須成分として、必要に応じて任意成分を加
え、ディスパー、ロール型混練機、ボールミル、加圧ニ
ーダー等の塗料分野において周知の混合機を用いて調製
することができる。
【００２６】このようにして得られた本発明の水性塗料
組成物は、基材に対して、一般に当業者によってよく知
られた方法、例えば、刷毛塗り、スプレー塗装、ローラ
ー塗装、ロールコーター、カーテンフローコート、スプ
レー塗装、ナイフエッジコート、浸漬塗装等により必要
量を塗布する。塗装後、常温または強制的に乾燥を行う
ことにより塗膜を得ることができる。乾燥時間は、塗装
環境条件などによって異なるが、常温で１日以上行われ
ることが好ましい。
組成物は、基材に対して、一般に当業者によってよく知
られた方法、例えば、刷毛塗り、スプレー塗装、ローラ
ー塗装、ロールコーター、カーテンフローコート、スプ
レー塗装、ナイフエッジコート、浸漬塗装等により必要
量を塗布する。塗装後、常温または強制的に乾燥を行う
ことにより塗膜を得ることができる。乾燥時間は、塗装
環境条件などによって異なるが、常温で１日以上行われ
ることが好ましい。
【００２７】
【実施例】以下に実施例を示す。各配合量において特記
なき場合は重量部を表す。
なき場合は重量部を表す。
【００２８】製造例１ カルボキシル基含有水性ポリ
ウレタン樹脂Ｕ１の製造 撹拌機、窒素導入管、温度制御装置、コンデンサー、滴
下ロートを備えた反応容器に、ジメチロールプロピオン
酸４０．２部、トリエチルアミン３０部、Ｎ−メチルピ
ロリドン３１２部を加え９０℃に加熱溶融させた。次
に、イソホロンジイソシアネート２９０部とポリヘキサ
メチレンカーボネートジオール（分子量：１０００）７
００部とを加え１０分間撹拌後、ジブチル錫ジラウレー
ト１．０３部を加えた。次に９５℃まで昇温し、１時間
反応させた。同様の備品を備えた反応容器に脱イオン水
１７５７部、ヒドラジン水和物９．２部を加え撹拌下、
上記で得られたウレタンプレポリマー溶液添加した。そ
の後、３０分撹拌を行い、カルボキシル基含有水性ポリ
ウレタン樹脂Ｕ１の水溶液を得た。得られた水溶液の樹
脂固形分は３３％、樹脂固形分酸価は１６．３であっ
た。
ウレタン樹脂Ｕ１の製造 撹拌機、窒素導入管、温度制御装置、コンデンサー、滴
下ロートを備えた反応容器に、ジメチロールプロピオン
酸４０．２部、トリエチルアミン３０部、Ｎ−メチルピ
ロリドン３１２部を加え９０℃に加熱溶融させた。次
に、イソホロンジイソシアネート２９０部とポリヘキサ
メチレンカーボネートジオール（分子量：１０００）７
００部とを加え１０分間撹拌後、ジブチル錫ジラウレー
ト１．０３部を加えた。次に９５℃まで昇温し、１時間
反応させた。同様の備品を備えた反応容器に脱イオン水
１７５７部、ヒドラジン水和物９．２部を加え撹拌下、
上記で得られたウレタンプレポリマー溶液添加した。そ
の後、３０分撹拌を行い、カルボキシル基含有水性ポリ
ウレタン樹脂Ｕ１の水溶液を得た。得られた水溶液の樹
脂固形分は３３％、樹脂固形分酸価は１６．３であっ
た。
【００２９】製造例２ カルボキシル基含有水性ポリ
ウレタン樹脂Ｕ２の製造 ポリヘキサメチレンカーボネートジオールの代わりにポ
リプロピレングリコール（分子量：１０００）６９０部
とトリメチロールプロパン２５部とを加えたこと以外
は、製造例１と同様にして、カルボキシル基含有水性ポ
リウレタン樹脂Ｕ２の水溶液を得た。得られた水溶液の
樹脂固形分は３３％、樹脂固形分酸価は１６．３であっ
た。
ウレタン樹脂Ｕ２の製造 ポリヘキサメチレンカーボネートジオールの代わりにポ
リプロピレングリコール（分子量：１０００）６９０部
とトリメチロールプロパン２５部とを加えたこと以外
は、製造例１と同様にして、カルボキシル基含有水性ポ
リウレタン樹脂Ｕ２の水溶液を得た。得られた水溶液の
樹脂固形分は３３％、樹脂固形分酸価は１６．３であっ
た。
【００３０】製造例３ カルボキシル基含有水性アク
リル樹脂の製造 撹拌機、窒素導入管、温度制御装置、コンデンサー、滴
下ロートを備えた反応容器に、ブチルジグリコール４０
０部を仕込み、１２０℃に昇温した。滴下ロートにスチ
レン３００部、アクリル酸エチル２５０部、メタクリル
酸２−ヒドロキシエチル１５０部、アクリル酸２−エチ
ルヘキシル２２３部、メタクリル酸７７部からなるモノ
マー混合物およびカヤエステルＯ（化薬アクゾ社製パー
オキシド重合開始剤）３０部を仕込んだ。温度を１２０
℃に保持しながら、３時間でモノマー混合物と開始剤を
滴下した。滴下後、さらに１２０℃で２時間保持した。
ジメチルエタノールアミン８０部および脱イオン水１８
２３部を加え、溶解することにより、カルボキシル基含
有水性アクリル樹脂の水溶液を得た。得られた水溶液の
樹脂固形分は３０％、樹脂固形分酸価は５１であった。
リル樹脂の製造 撹拌機、窒素導入管、温度制御装置、コンデンサー、滴
下ロートを備えた反応容器に、ブチルジグリコール４０
０部を仕込み、１２０℃に昇温した。滴下ロートにスチ
レン３００部、アクリル酸エチル２５０部、メタクリル
酸２−ヒドロキシエチル１５０部、アクリル酸２−エチ
ルヘキシル２２３部、メタクリル酸７７部からなるモノ
マー混合物およびカヤエステルＯ（化薬アクゾ社製パー
オキシド重合開始剤）３０部を仕込んだ。温度を１２０
℃に保持しながら、３時間でモノマー混合物と開始剤を
滴下した。滴下後、さらに１２０℃で２時間保持した。
ジメチルエタノールアミン８０部および脱イオン水１８
２３部を加え、溶解することにより、カルボキシル基含
有水性アクリル樹脂の水溶液を得た。得られた水溶液の
樹脂固形分は３０％、樹脂固形分酸価は５１であった。
【００３１】製造例４ カルボキシル基含有水性アク
リル樹脂エマルション 撹拌機、窒素導入管、温度制御装置、コンデンサー、滴
下ロートを備えた反応容器に、脱イオン水２００部と反
応性乳化剤ＲＡ−１０２２（日本乳化剤社製）１．２部
を仕込み８０℃に昇温した。次いで脱イオン水１２０部
と過硫酸アンモニウム１．２部よりなる開始剤と、脱イ
オン水２８０部、反応性乳化剤３．２部、スチレン８０
部、メチルメタクリレート１１６部、２−エチルヘキシ
ルアクリレート１９２部、メタクリル酸１２部よりあら
かじめ調整したモノマープレ乳化液とを２時間かけて滴
下した。その後内容物を８０℃に１時間保持し、さらに
アンモニア水を加えｐＨ８．０に調整し、カルボキシル
基含有水性アクリル樹脂エマルションを得た。得られた
エマルションの樹脂固形分は３８％、樹脂固形分酸価は
２０、平均粒子径は１３０ｎｍであった。
リル樹脂エマルション 撹拌機、窒素導入管、温度制御装置、コンデンサー、滴
下ロートを備えた反応容器に、脱イオン水２００部と反
応性乳化剤ＲＡ−１０２２（日本乳化剤社製）１．２部
を仕込み８０℃に昇温した。次いで脱イオン水１２０部
と過硫酸アンモニウム１．２部よりなる開始剤と、脱イ
オン水２８０部、反応性乳化剤３．２部、スチレン８０
部、メチルメタクリレート１１６部、２−エチルヘキシ
ルアクリレート１９２部、メタクリル酸１２部よりあら
かじめ調整したモノマープレ乳化液とを２時間かけて滴
下した。その後内容物を８０℃に１時間保持し、さらに
アンモニア水を加えｐＨ８．０に調整し、カルボキシル
基含有水性アクリル樹脂エマルションを得た。得られた
エマルションの樹脂固形分は３８％、樹脂固形分酸価は
２０、平均粒子径は１３０ｎｍであった。
【００３２】製造例５ 変性カルボジイミド化合物Ｃ
１の製造 ４，４−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート７０
０部をカルボジイミド化触媒（３−メチル−１−フェニ
ル−２−ホスホレン−１−オキシド）１４部と共に１８
０℃で１６時間反応させ、イソシアネート末端４，４−
ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド（カルボジイミ
ド基の含有量：４当量）を得た。次いで、得られたカル
ボジイミド１１３．４部とオキシエチレン単位を８個有
するポリ（オキシエチレン）モノ−２−エチルヘキシル
エーテル９６．４部とを１００℃で４８時間反応させ
た。これにイオン交換水３１４．７部を５０℃で加え、
樹脂固形分４０％の変性カルボジイミド化合物Ｃ１の水
分散体を得た。
１の製造 ４，４−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート７０
０部をカルボジイミド化触媒（３−メチル−１−フェニ
ル−２−ホスホレン−１−オキシド）１４部と共に１８
０℃で１６時間反応させ、イソシアネート末端４，４−
ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド（カルボジイミ
ド基の含有量：４当量）を得た。次いで、得られたカル
ボジイミド１１３．４部とオキシエチレン単位を８個有
するポリ（オキシエチレン）モノ−２−エチルヘキシル
エーテル９６．４部とを１００℃で４８時間反応させ
た。これにイオン交換水３１４．７部を５０℃で加え、
樹脂固形分４０％の変性カルボジイミド化合物Ｃ１の水
分散体を得た。
【００３３】製造例６ 変性カルボジイミド化合物Ｃ
２の製造 イソホロンジイソシアネート７００部をカルボジイミド
化触媒（３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−
１−オキシド）１４部と共に１８０℃で１４時間反応さ
せ、イソシアネート末端イソホロンカルボジイミド（カ
ルボジイミド基の含有量：１０当量）を得た。次いで、
得られたカルボジイミド２００．２部とオキシエチレン
単位を２０個有するポリ（オキシエチレン）モノラウリ
ルエーテル２１３．２部とを１００℃で４８時間反応さ
せた。これにイオン交換水６２０．１部を５０℃で加
え、樹脂固形分４０％の変性カルボジイミド化合物Ｃ２
の水分散体を得た。
２の製造 イソホロンジイソシアネート７００部をカルボジイミド
化触媒（３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−
１−オキシド）１４部と共に１８０℃で１４時間反応さ
せ、イソシアネート末端イソホロンカルボジイミド（カ
ルボジイミド基の含有量：１０当量）を得た。次いで、
得られたカルボジイミド２００．２部とオキシエチレン
単位を２０個有するポリ（オキシエチレン）モノラウリ
ルエーテル２１３．２部とを１００℃で４８時間反応さ
せた。これにイオン交換水６２０．１部を５０℃で加
え、樹脂固形分４０％の変性カルボジイミド化合物Ｃ２
の水分散体を得た。
【００３４】製造例７ 変性カルボジイミド化合物Ｃ
３の製造 ４，４−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート７０
０部をカルボジイミド化触媒（３−メチル−１−フェニ
ル−２−ホスホレン−１−オキシド）１４部と共に１８
０℃で３２時間反応させ、イソシアネート末端４，４−
ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド（カルボジイミ
ド基の含有量：１０当量）を得た。次いで、得られたカ
ルボジイミド２４４．２部とオキシエチレン単位を６個
有するポリ（オキシエチレン）モノメチルエーテル５
９．２部とを１００℃で４８時間反応させた。これにイ
オン交換水４５５．１部を５０℃で加え、樹脂固形分４
０％の変性カルボジイミド化合物Ｃ３の水分散体を得
た。
３の製造 ４，４−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート７０
０部をカルボジイミド化触媒（３−メチル−１−フェニ
ル−２−ホスホレン−１−オキシド）１４部と共に１８
０℃で３２時間反応させ、イソシアネート末端４，４−
ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド（カルボジイミ
ド基の含有量：１０当量）を得た。次いで、得られたカ
ルボジイミド２４４．２部とオキシエチレン単位を６個
有するポリ（オキシエチレン）モノメチルエーテル５
９．２部とを１００℃で４８時間反応させた。これにイ
オン交換水４５５．１部を５０℃で加え、樹脂固形分４
０％の変性カルボジイミド化合物Ｃ３の水分散体を得
た。
【００３５】製造例８ 変性カルボジイミド化合物Ｃ
４の製造 ４，４−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート７０
０部をカルボジイミド化触媒（３−メチル−１−フェニ
ル−２−ホスホレン−１−オキシド）１４部と共に１８
０℃で１６時間反応させ、イソシアネート末端４，４−
ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド（カルボジイミ
ド基の含有量：４当量）を得た。次いで、得られたカル
ボジイミド１１３．４部とオキシエチレン単位を８個有
するポリエチレングリコール７４．０部とを１００℃で
４８時間反応させた。これにイオン交換水２８１．１部
を５０℃で加え、樹脂固形分４０％の変性カルボジイミ
ド化合物Ｃ４の水分散体を得た。
４の製造 ４，４−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート７０
０部をカルボジイミド化触媒（３−メチル−１−フェニ
ル−２−ホスホレン−１−オキシド）１４部と共に１８
０℃で１６時間反応させ、イソシアネート末端４，４−
ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド（カルボジイミ
ド基の含有量：４当量）を得た。次いで、得られたカル
ボジイミド１１３．４部とオキシエチレン単位を８個有
するポリエチレングリコール７４．０部とを１００℃で
４８時間反応させた。これにイオン交換水２８１．１部
を５０℃で加え、樹脂固形分４０％の変性カルボジイミ
ド化合物Ｃ４の水分散体を得た。
【００３６】製造例９ 顔料分散体の製造 ＳＭＡ−１４４０（カルボキシル基に基づく樹脂固形分
酸価１８０の顔料分散用樹脂、ＡＴＯＣＨＥＭ社製）を
当量のアンモニアで中和して得られる２５％水溶液１０
部、二酸化チタン１００部、脱イオン水３３部から顔料
分散体を得た。
酸価１８０の顔料分散用樹脂、ＡＴＯＣＨＥＭ社製）を
当量のアンモニアで中和して得られる２５％水溶液１０
部、二酸化チタン１００部、脱イオン水３３部から顔料
分散体を得た。
【００３７】実施例１ 水性塗料組成物１の調製 カルボキシル基含有水性ポリウレタン樹脂Ｕ１水溶液を
３０．４重量部、変性カルボジイミド化合物Ｃ１水分散
体を２．９６重量部、製造例９の顔料分散体を１５．０
重量部を混合し、カルボキシル基に基づく固形分酸価が
１０である水性塗料組成物１を得た。
３０．４重量部、変性カルボジイミド化合物Ｃ１水分散
体を２．９６重量部、製造例９の顔料分散体を１５．０
重量部を混合し、カルボキシル基に基づく固形分酸価が
１０である水性塗料組成物１を得た。
【００３８】実施例２〜８および比較例１〜３ 水性
塗料組成物２〜１１の調製 表１に示す配合に基づき、実施例１と同様にして水性塗
料組成物２〜１１を得た。
塗料組成物２〜１１の調製 表１に示す配合に基づき、実施例１と同様にして水性塗
料組成物２〜１１を得た。
【００３９】評価試験 実施例１〜８および比較例１〜３で得られた水性塗料組
成物１〜１１について、６ミルのドクターブレードを用
いてガラス板上に塗布し、室温で３日間乾燥させて試験
片を得た。得られた各試験片について以下の評価試験を
行った。また、各水性塗料組成物についての貯蔵安定性
の評価を行った。評価結果を表１に示す。
成物１〜１１について、６ミルのドクターブレードを用
いてガラス板上に塗布し、室温で３日間乾燥させて試験
片を得た。得られた各試験片について以下の評価試験を
行った。また、各水性塗料組成物についての貯蔵安定性
の評価を行った。評価結果を表１に示す。
【００４０】＜耐溶剤性＞ガーゼにキシレンを含ませ、
塗装面に押し当てながら１０回擦り、塗膜外観の状態を
目視にて観察した。塗膜に剥離、キズ、ツヤびけ等が見
られないものを○、少し見られるものを△、多く見られ
るものを×とした。
塗装面に押し当てながら１０回擦り、塗膜外観の状態を
目視にて観察した。塗膜に剥離、キズ、ツヤびけ等が見
られないものを○、少し見られるものを△、多く見られ
るものを×とした。
【００４１】＜耐水性＞４０℃の恒温水槽に塗装板を１
０日間浸漬した後の塗膜の状態を観察した。塗膜にツヤ
びけ、フクレ等が見られないものを○、多く見られるも
のを△、非常に多く見られるものを×とした。
０日間浸漬した後の塗膜の状態を観察した。塗膜にツヤ
びけ、フクレ等が見られないものを○、多く見られるも
のを△、非常に多く見られるものを×とした。
【００４２】＜貯蔵安定性＞水性塗料組成物１〜１１を
４０℃にて１ヶ月間貯蔵した後、塗料性状および塗装後
の得られた塗膜の状態を観察した。塗料の増粘やゲル化
または、得られた塗膜の性能劣化ないものを○、少し見
られるものを△、非常に多く見られるものを×とした。
４０℃にて１ヶ月間貯蔵した後、塗料性状および塗装後
の得られた塗膜の状態を観察した。塗料の増粘やゲル化
または、得られた塗膜の性能劣化ないものを○、少し見
られるものを△、非常に多く見られるものを×とした。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【発明の効果】本発明の水性塗料組成物は、貯蔵安定性
を低下させることなく、得られる塗膜の耐水性を向上さ
せることができる。これは、本発明の水性塗料組成物に
含まれている変性ポリカルボジイミド化合物が、水性塗
料中では、ポリアルキレン部分を水相側に、カルボジイ
ミド基を内側に向けてそれぞれ配向することでミセル構
造に似た集合体を形成しており、さらに、上記変性ポリ
カルボジイミド化合物の分子両末端のモノアルコキシ基
が、カルボジイミド基が存在する内側に向けて配向して
いる構造をとっていると考えられる。従って、水分散性
が向上するとともに、官能基であるカルボジイミド基が
モノアルコキシ基で保護されているため、塗料中でカル
ボキシル基との反応が妨げられ、貯蔵安定性を確保する
ことができていると考えられる。
を低下させることなく、得られる塗膜の耐水性を向上さ
せることができる。これは、本発明の水性塗料組成物に
含まれている変性ポリカルボジイミド化合物が、水性塗
料中では、ポリアルキレン部分を水相側に、カルボジイ
ミド基を内側に向けてそれぞれ配向することでミセル構
造に似た集合体を形成しており、さらに、上記変性ポリ
カルボジイミド化合物の分子両末端のモノアルコキシ基
が、カルボジイミド基が存在する内側に向けて配向して
いる構造をとっていると考えられる。従って、水分散性
が向上するとともに、官能基であるカルボジイミド基が
モノアルコキシ基で保護されているため、塗料中でカル
ボキシル基との反応が妨げられ、貯蔵安定性を確保する
ことができていると考えられる。
【００４５】また、本発明の水性塗料組成物は、塗装し
た後、塗料中から水等の溶剤の揮発によって上記集合体
が崩壊し、カルボジイミド基の保護がなくなり、カルボ
キシル基との反応が進行すると考えられる。従って、塗
膜中に残存していたカルボキシル基が消失して、得られ
る塗膜の耐水性を向上することができると考えられる。
た後、塗料中から水等の溶剤の揮発によって上記集合体
が崩壊し、カルボジイミド基の保護がなくなり、カルボ
キシル基との反応が進行すると考えられる。従って、塗
膜中に残存していたカルボキシル基が消失して、得られ
る塗膜の耐水性を向上することができると考えられる。
【００４６】このことから、本発明の水性塗料組成物で
は、主樹脂としてカルボキシル基含有アクリル樹脂エマ
ルションを用いて、さらに、塗膜外観を向上させるため
にカルボキシル基含有水性ポリウレタン樹脂加えても、
貯蔵安定性を低下させることなく、外観および耐水性が
良好な塗膜を得ることができる。
は、主樹脂としてカルボキシル基含有アクリル樹脂エマ
ルションを用いて、さらに、塗膜外観を向上させるため
にカルボキシル基含有水性ポリウレタン樹脂加えても、
貯蔵安定性を低下させることなく、外観および耐水性が
良好な塗膜を得ることができる。
【００４７】本発明の水性塗料組成物は貯蔵安定性に優
れることから、常温乾燥型水性塗料として使用すること
ができる。このような常温乾燥型水性塗料は、有機溶剤
の揮発が少ないことから、環境問題の原因となることな
く、建築・建材塗料分野において好適に用いることがで
きる。
れることから、常温乾燥型水性塗料として使用すること
ができる。このような常温乾燥型水性塗料は、有機溶剤
の揮発が少ないことから、環境問題の原因となることな
く、建築・建材塗料分野において好適に用いることがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J034 AA05 BA03 DA01 DB01 HA02 HA07 HB06 HC03 HC12 HC13 HC17 HC22 HC46 HC52 HC61 HC64 HC67 HC71 HC73 KA01 KB03 KD14 MA22 QC05 RA07 4J038 CG141 DD001 DG001 GA06 JB18 MA02 MA09 MA10
Claims (5)
- 【請求項１】少なくとも１種類のカルボキシル基含有水
性樹脂と、変性ポリカルボジイミド化合物とを含む水性
塗料組成物であって、前記変性ポリカルボジイミド化合
物が、１分子中に少なくとも２個のカルボジイミド基を
有し、炭素数４以上のモノアルコキシ基で片側末端を封
鎖されたポリアルキレンオキサイドユニットを有するも
のであり、前記水性塗料組成物に含まれるカルボキシル
基の総量とカルボジイミド基の総量とのモル比が１：
０．０５〜１：１に設定されていることを特徴とする水
性塗料組成物。 - 【請求項２】少なくとも１種類のカルボキシル基含有水
性樹脂と、変性ポリカルボジイミド化合物とを含む水性
塗料組成物であって、前記変性ポリカルボジイミド化合
物が、両末端にイソシアネート基を有するポリカルボジ
イミド化合物とモノアルコキシポリアルキレングリコー
ルとを反応させて得られたものであり、前記水性塗料組
成物に含まれるカルボキシル基の総量とカルボジイミド
基の総量とのモル比が１：０．０５〜１：１に設定され
ていることを特徴とする水性塗料組成物。 - 【請求項３】前記水性塗料組成物のカルボキシル基に基
づく固形分酸価が、３〜８０である請求項１または２記
載の水性塗料組成物。 - 【請求項４】前記カルボキシル基含有水性樹脂が、カル
ボキシル基含有アクリル樹脂エマルションである請求項
１ないし３記載の水性塗料組成物。 - 【請求項５】前記カルボキシル基含有水性樹脂が、カル
ボキシル基含有水溶性ポリウレタン樹脂である請求項１
ないし４記載の水性塗料組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11124009A JP2000313825A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | 水性塗料組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11124009A JP2000313825A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | 水性塗料組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000313825A true JP2000313825A (ja) | 2000-11-14 |
Family
ID=14874774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11124009A Pending JP2000313825A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | 水性塗料組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000313825A (ja) |
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