JP2001262053A - 水性2液型下塗塗料組成物 - Google Patents
水性2液型下塗塗料組成物Info
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Abstract
動車補修分野におけるプライマーサーフェーサーとして
有用な水性2液型下塗塗料組成物を提供する。 【解決手段】(A)(a)スチレン30〜80重量%、
(b)カルボキシル基含有モノマー1〜10重量%、
(c)水酸基含有モノマー5〜30重量%、及び(d)
その他のエチレン性不飽和モノマー5〜64重量%を含
有するモノマー混合物を乳化重合して得られる、共重合
体のガラス転移温度が20〜70℃で重量平均分子量が
5万〜50万である共重合体エマルション、(B)顔
料、及び(C)ノニオン性の親水基を導入した水分散性
ポリイソシアネートを主成分とし、該共重合体エマルシ
ョン(A)の樹脂固形分100重量部に対して、顔料
(B)を100〜250重量部含有する。
Description
に優れた塗膜を形成でき、自動車補修分野におけるプラ
イマーサーフェーサーとして有用な水性2液型下塗塗料
組成物に関する。
料(プライマーサーフェーサー)は、速乾性、密着性、
耐水性、研磨作業性などの点から、有機溶剤型のアクリ
ル系ラッカー塗料や2液型ウレタン塗料が主流である。
しかしながら、近年、環境保全の観点から水性塗料への
転換が進められており、種々提案されてきている。例え
ば特開平10-60369号公報には、エポキシ/アミン系の2
液型水性プライマーサーフェーサーが開示されており、
得られる塗膜の密着性や研磨性などには優れるが、硬化
性や耐水性が不十分であり、また特開平7-258596号公報
には、エポキシ系1液型水性コーティング組成物が開示
されているが、やはり得られる塗膜の耐水性が不十分で
あった。一方、2液型ウレタン塗料の水性化も検討され
ているが、特に耐溶剤性に劣るために、溶剤系の上塗塗
料を塗り重ねるとチヂミが発生し、仕上り性が著しく低
下するという不具合があった。
溶剤性に優れた塗膜を形成できる水性2液型下塗塗料組
成物を提供することにある。
を解決すべく鋭意検討をした結果、特定量のスチレンを
共重合成分としたアクリル樹脂エマルション及び水分散
性ポリイソシアネートを皮膜形成成分とする2液型の水
性塗料が、耐水性、耐溶剤性に優れたプライマーサーフ
ェーサー塗膜を形成できることを見出し、本発明を完成
するに至った。
80重量%、(b)カルボキシル基含有モノマー1〜10
重量%、(c)水酸基含有モノマー5〜30重量%、及び
(d)その他のエチレン性不飽和モノマー5〜64重量
%を含有するモノマー混合物を乳化重合して得られる、
共重合体のガラス転移温度が20〜70℃で重量平均分
子量が5万〜50万である共重合体エマルション、
(B)顔料、及び(C)ノニオン性の親水基を導入した
水分散性ポリイソシアネートを主成分とし、該共重合体
エマルション(A)の樹脂固形分100重量部に対し
て、顔料(B)を100〜250重量部含有することを
特徴とする水性2液型下塗塗料組成物を提供するもので
ある。
ョン(A)は、スチレン(a)30〜80重量%、カル
ボキシル基含有モノマー(b)1〜10重量%、水酸基
含有モノマー(c)5〜30重量%、および(d)その
他のエチレン性不飽和モノマー(d)5〜64重量%を
含有するモノマー混合物を乳化重合して得られる。
しては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン
酸、イタコン酸、βーカルボキシエチルアクリレートな
どが挙げられる。
ば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)アクリレートなどのアクリル
酸又はメタクリル酸のC1からC8のヒドロキシアルキル
エステル、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレー
ト、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレートな
どが挙げられる。
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−,i−プロピル(メタ)ア
クリレート、n−,i−,t−ブチル(メタ)アクリレ
ート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル
(メタ)アクリレート、2ーエチルへキシル(メタ)ア
クリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソボル
ニル(メタ)アクリレートなどのアクリル酸又はメタク
リル酸のC1からC24のアルキル又はシクロアルキルエ
ステル;(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メ
タ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)ア
クリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、(メ
タ)アクリロニトリル、酢酸ビニル、ブタジエンなどが
挙げられ、これらは1種又は2種以上併用して使用する
ことができる。
レン(a)が 30〜80重量%、好ましくは40〜7
0重量%、カルボキシル基含有モノマー(b)が1〜1
0重量%、好ましくは2〜7重量%、水酸基含有モノマ
ー(c)が5〜30重量%、好ましくは10〜25重量
%、およびその他のエチレン性不飽和モノマー(d)5
〜64重量%、好ましくは10〜48重量%の範囲内で
ある。該(a)の含有率が30重量%未満では、得られ
る塗膜の耐水、防水性が不十分となり、一方80重量%
を超えると、造膜不良となり、モノマー(b)の含有率
が1重量%未満では、エマルション安定性が劣り、一方
10重量%を超えると親水性が高くなりすぎて耐水性が
劣ることになり、モノマー(c)の含有率が5重量%未
満では、得られる塗膜の耐溶剤性が劣り、一方30重量
%を超えると親水性が高くなりすぎて耐水性が劣ること
になるので好ましくない。
ら、その他のエチレン性不飽和モノマー(d)として多
ビニルモノマーを10重量%以下の範囲で用いてもよ
い。該多ビニルモノマーとしては、多価アルコールの重
合性不飽和モノカルボン酸エステル、多塩基酸の重合性
不飽和アルコールエステル及び2個以上のビニル基で置
換された芳香族化合物などが包含され、例えばアリル
(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、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)ア
クリレート、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタ
ンジ(メタ)アクリレート、トリアリルイソシアヌレー
ト、ジビニルベンゼンなどが挙げられる。
知の方法が採用でき、例えば乳化剤の存在下で、重合開
始剤を使用して行うことができる。該乳化剤としては、
例えばアニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤などが
挙げられ、重合開始剤としては、例えば過硫酸塩、過酸
化物などが挙げられる。
ン(A)を造膜性向上の点からコア−シェル構造として
もよく、該共重合体エマルション(A)として、(a)
スチレン30〜80重量%、(b)カルボキシル基含有
モノマー1〜10重量%、(c)水酸基含有モノマー5
〜30重量%、及び(d)その他のエチレン性不飽和モ
ノマー5〜64重量%を含有するモノマー混合物を乳化
重合して得られる共重合体(I)をコア成分とし、これ
を含むエマルション中に、(e)スチレン20〜70重
量%、(f)カルボキシル基含有モノマー1〜10重量
%、(g)水酸基含有モノマー5〜50重量%、及び
(h)その他のエチレン性不飽和モノマー5〜74重量
%を含有するモノマー混合物を加えて、乳化重合して得
られる共重合体(II)をシェル成分とするものを用いる
こともできる。
しては、前記モノマー(b)の説明で列記したものから
適宜選択して使用でき、水酸基含有モノマー(g)とし
ては、前記モノマー(c)の説明で列記したものから適
宜選択して使用でき、さらにその他のエチレン性不飽和
モノマー(h)としては、前記モノマー(d)の説明で
列記したものから適宜選択して使用できる。
ル成分である共重合体(II)の固形分重量比は、造膜性
と耐水性のバランスの点から、(I)100重量部に対
して(II)が25〜400重量部、好ましくは45〜2
30重量部となるようにするのが適当である。上記コア
−シェルエマルションは、乳化剤の存在下で重合開始剤
を使用してコアを形成するモノマー混合物を乳化重合さ
せて共重合体(I)エマルションを得た後、該エマルシ
ョン中に、シェルを形成するモノマー混合物を添加し、
重合開始剤を使用して乳化重合することで得られる。
(A)は、共重合体のガラス転移温度が20〜70℃、
好ましくは30〜60℃で、重量平均分子量が5万〜5
0万、好ましくは10〜30万の範囲である。該ガラス
転移温度が20℃未満では、得られる塗膜の研磨性が不
良となり、一方70℃を超えると造膜不良となり、上塗
り塗装後の仕上りや塗膜性能の低下を招き、また重量平
均分子量が5万未満では、耐溶剤性が劣り上塗り塗装時
に塗膜のチヂミを生じやすく、一方50万を超えるとエ
マルション合成が不安定になるので好ましくない。
顔料類が使用でき、例えばチタン白、カーボンブラッ
ク、ベンガラなどの着色顔料;微細アルミニウム粉末な
どのメタリック顔料;炭酸カルシウム、クレー、タル
ク、マイカ、バリタ、シリカなどの体質顔料;トリポリ
リン酸アルミニウム、リンモリブデン酸アルミニウム、
リン酸亜鉛などの防錆顔料などが挙げられる。
ン(A)の樹脂固形分100重量部に対して、100〜
250重量部、好ましくは120〜200重量部配合さ
れる。該配合量が100重量部未満では研磨性が劣り、
一方250重量部を超えると造膜性が不十分となり、上
塗り塗装後の仕上りや塗膜性能の低下を招くので好まし
くない。このうち体質顔料が樹脂固形分100重量部に
対して、50〜200重量部、好ましくは70〜150
重量部配合されるのが研磨性と塗膜性能のバランスの点
から望ましい。
した水分散性ポリイソシアネート(C)は、1分子中に
イソシアネ−ト基を少なくとも2個以上含有するポリイ
ソシアネ−ト化合物にポリオキシアルキレン単位を含む
ノニオン性界面活性剤を反応させてなるものである。
ばテトラメチレンジイソシアネ−ト、ペンタメチレンジ
イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、ト
リメチルヘキサメチレンジイソシアネ−ト、リジンジイ
ソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネ−ト;4・4´
−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネ−ト)、イ
ソホロンジイソシアネ−トなどの脂環族ジイソシアネ−
ト;キシリレンジイソシアネ−ト、トリレンジイソシア
ネ−ト、ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、ポリフェ
ニルメタンジイソシアネ−ト(以下ポリメリックMD
I)などの芳香族ジイソシアネ−ト;及びこれらのイソ
シアヌレ−ト体やビュウレット体等の類似の化合物が挙
げられ、これらは1種又は2種以上混合して使用でき
る。これらのうち、特に脂肪族ジイソシアネ−ト又は脂
環族ジイソシアネ−ト、及びこれらの誘動体が好適であ
る。
性界面活性剤は、イソシアネート基と反応する活性水素
基を有し、オキシアルキレン単位として特にオキシエチ
レン単位を有するものであり、該ノニオン界面活性剤と
しては、例えばポリオキシエチレンモノメチルエーテ
ル、ポリオキシエチレンモノラウリルエーテル、ポリオ
キシエチレンモノデシルエーテルなどのポリオキシエチ
レンアルキルエーテル;ポリオキシエチレンモノオクチ
ルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンモノノニルフ
ェニルエーテルなどのポリオキシエチレンモノアルキル
アリールエーテル;ポリオキシエチレンソルビタン高級
脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンモノ高級脂肪酸エ
ステルなどが挙げられ、これらは1種又は2種以上併用
して用いることができる。
性界面活性剤の反応割合は、該ポリイソシアネート化合
物中のイソシアネート基1当量に対してノニオン界面活
性剤中の活性水素基が0.01〜0.03当量程度が適
当である。
要に応じて片末端に活性水素基をもう片末端にアルコキ
シシリル基を有するシランカップリング剤を反応させて
もよい。該シランカップリング剤としては、例えばN−
β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロ
ピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリ
エトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキ
シシランなどが挙げられる。
カップリング剤の反応割合は、該ポリイソシアネート中
のイソシアネート基1当量に対してシランカップリング
剤中の活性水素基が0.01〜0.3当量程度が適当で
ある。
ネート中の遊離イソシアネート基含量は、通常、8〜2
5重量%程度である。
重合体エマルション(A)及び顔料(B)を含む主剤及
び水分散ポリイソシアネート(C)を含む架橋剤からな
り、これらは主剤中に含まれる水酸基1モルに対して架
橋剤中に含まれるイソシアネ−ト基が0.05〜3.0
モル、好ましくは0.1〜2.5モルとなるように使用
直前に混合して使用に供する。
散剤、消泡剤、レベリング剤、増粘剤、防腐剤、防錆
剤、有機溶剤などの塗料用添加剤、上記共重合体エマル
ション(A)以外の水性樹脂を性能を阻害しない程度に
配合することができる。
具体的には金属又はプラスチック基材が挙げられ、特に
自動車車体の補修塗装面に好適であり、その際にはまず
損傷箇所を研磨し、必要に応じてパテ塗り充填した後、
本発明組成物をプライマー/サーフェーサーとして適用
することができる。該本発明組成物は、スプレー塗装な
ど従来公知の方法に従って塗装され、常温から80℃で
5〜60分間乾燥させられる。得られるプライマー/サー
フェーサー塗膜は乾燥膜厚で10〜100μm程度である。
上塗り塗装をする前に該プライマー/サーフェーサー塗
面は、通常、耐水研磨紙で適宜研磨され、さらに上塗り
塗料が塗装される。
スチレンを共重合成分としたアクリル樹脂エマルション
及び水分散ポリイソシアネートを被膜形成成分とし、さ
らに特定量の顔料を含むことにより、耐水性、耐溶剤
性、研磨性に優れ、しかも上塗り塗装後の仕上り性も良
好な塗膜を形成でき、特に自動車補修分野におけるプラ
イマーサーフェーサーとして有用である。
より具体的に説明する。尚、「部」及び「%」はいずれ
も重量基準である。
造 製造例1 攪拌機、温度計、冷却管を装備した2リットルのガラス
製反応容器に、脱イオン水300部、ドデシルベンゼン
スルホン酸ソーダ1部を仕込み、内部の空気を窒素置換
した後、攪拌しつつ内部温度を82℃まで上げて溶解さ
せた。別容器に、脱イオン水320部、ドデシルベンゼ
ンスルホン酸ソーダ40部、過硫酸アンモニウム2部を
添加し、よく攪拌して泡立て、その中にスチレン480
部、n−ブチルアクリレート120部、2−ヒドロキシ
エチルメタクリレート160部及びアクリル酸40部か
らなるモノマー混合物を加え攪拌して乳化物を作り、該
乳化物を先程の反応容器中に4時間かけて連続滴下し
た。滴下終了後、さらに82℃で2時間攪拌した後、4
0℃まで冷却し、平均粒子径150nm、固形分50%
のアクリル共重合体エマルション(A−1)を得た。該
アクリル共重合体のガラス転移温度は56℃、重量平均
分子量は約20万であった。
通りとする以外は製造例1と同様にして各アクリル共重
合体エマルション(A−2)〜(A−4)を得た。
製反応容器に、脱イオン水300部、ドデシルベンゼン
スルホン酸ソーダ1部を仕込み、内部の空気を窒素置換
した後、攪拌しつつ内部温度を82℃まで上げて溶解さ
せた。別容器に、脱イオン水320部、ドデシルベンゼ
ンスルホン酸ソーダ20部、過硫酸アンモニウム1部を
添加し、よく攪拌して泡立て、その中にスチレン280
部、n−ブチルアクリレート40部、2−ヒドロキシエ
チルメタクリレート60部及びアクリル酸20部からな
るモノマー混合物を加え攪拌して乳化物を作り、該乳化
物を先程の反応容器中に2時間かけて連続滴下した。滴
下終了後、同温度で30分間熟成後、別容器にて脱イオ
ン水160部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ20
部、過硫酸アンモニウム1部を添加しよく攪拌して泡立
た中にスチレン200部、n−ブチルアクリレート80
部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート100部及び
アクリル酸20部からなるモノマー混合物を加え攪拌し
て作った乳化物を、2時間かけて連続滴下した。滴下終
了後、同温度で2時間熟成後、40℃まで冷却し、平均
粒子径150nm、固形分50%のアクリル共重合体エ
マルション(A−5)を得た。該アクリル共重合体のガ
ラス転移温度は56.5℃、重量平均分子量は約20万
であった。
通りとする以外は製造例5と同様にして各アクリル共重
合体エマルション(A−6)、(A−7)を得た。
イカ社製)43部、カーボンブラック(「MA−7」、
三菱化学社製)2.5部、タルク(「タルクSSS」、
日本タルク社製)99部、防錆顔料(「K−WHITE
140W」、テイカ社製)25.5部及び分散剤
(「BYK181」、ビックケミー社製)4.5部を加
え、ディスパーにより15分間撹拌混合し、さらにサン
ドミルにて30分間分散処理した。得られた顔料ペース
トは粒ゲージで20μm以下であった。
成 実施例1〜4及び比較例1〜3 表3に示す配合で、上記で得られた各アクリル共重合体
エマルションとブチルセロソルブを30分間撹拌し、つ
いで顔料ペーストを添加してさらに1時間撹拌を続け
た。この中に防錆剤(注1)、防腐剤(注2)、消泡剤
(注3)の順に加え、塗料pHが8.0になるようにト
リエチルアミンで調整した後、さらに1時間撹拌を続け
て各主剤を作成した。
エル社製、水分散性ポリイソシアネート、NCO含率1
7.2%)にジプロピレングリコールジメチルエーテル
を適量添加し、30分間攪拌して、固形分80%の架橋
剤を作成した。
に示す配合で混合し(NCO/OH当量比=1.5)、
500rpmで10分間攪拌した後、脱イオン水を30
部添加し、さらに10分間攪拌して各2液型プライマー
サーフェーサーを作成し、下性能試験に供した。 (注1)防錆剤:「ラストンRP」(第一産業化学工業
所社製) (注2)防腐剤:「デルトップ33」(武田薬品工業社
製) (注3)消泡剤:「BYK024」(ビック・ケミー社
製)性能試験 300×100×0.8mmの軟鋼板を#240ペーパ
ーで研磨し、その上に実施例及び比較例のプライマーサ
ーフェーサーを乾燥膜厚で60〜70μmとなるように
スプレー塗装し、60℃で30分間乾燥した後、#40
0ペーパーで水研磨した。その上に、「PG2Kメタリ
ックベースNo123」(関西ペイント社製、ウレタン
硬化型ベースコート塗料)を乾燥膜厚で15μmとなる
ようにスプレー塗装し、10分間静置後60℃で10分
間強制乾燥させ、ついで「PG2K Mクリヤー」(関
西ペイント社製、ウレタン硬化型クリヤー塗料)を乾燥
膜厚で50μmとなるようにスプレー塗装し、60℃で
20分間強制乾燥させて各試験塗板を得た。得られた各
試験塗板を下記性能試験に供した。結果を表3に示す。 (*1)造膜性:プライマーサーフェーサー塗装後に塗
膜の造膜性を目視で評価した。(○:良好、△:部分的
にワレあり、×全面にワレあり) (*2)研磨性:プライマーサーフェーサー塗装後に#
400ペーパーで水研磨した時のペーパーへの目づまり
の有無で評価した。(○:目づまりなく良好、△:若干
目づまりあり、×:目づまりあり) (*3)付着性:各試験塗板を20℃の上水に7日間浸
漬し取り出した後、塗膜を素地に達するようにクロスカ
ットし、その塗面に粘着セロハンテープを貼り付け強く
剥離した後の塗膜面を評価した。(○:剥離なし、△:
部分的に剥離あり、×:全面剥離あり) (*4)耐水性:各試験塗板を40℃の恒温水槽に10
日間浸漬し取り出した後、1時間放置後の塗膜の状態を
目視で評価した。(○:異常なし、×:ツヤビケ・フク
レあり) (*5)耐溶剤性:プライマーサーフェーサー塗装後、
塗面上にキシロールを0.5ml滴下し、10分間静置
した後キシロールをふき取り、塗膜の軟化状態を評価し
た。(○:異常なし、△:若干軟化、×:軟化激しい) (*6)上塗仕上り性:各試験塗板の仕上り性を目視観
察した。(○:良好、×:チヂミが発生)
Claims (3)
- 【請求項1】(A)(a)スチレン30〜80重量%、
(b)カルボキシル基含有モノマー1〜10重量%、
(c)水酸基含有モノマー5〜30重量%、及び(d)
その他のエチレン性不飽和モノマー5〜64重量%を含
有するモノマー混合物を乳化重合して得られる、共重合
体のガラス転移温度が20〜70℃で重量平均分子量が
5万〜50万である共重合体エマルション、(B)顔
料、及び(C)ノニオン性の親水基を導入した水分散性
ポリイソシアネートを主成分とし、該共重合体エマルシ
ョン(A)の樹脂固形分100重量部に対して、顔料
(B)を100〜250重量部含有することを特徴とす
る水性2液型下塗塗料組成物。 - 【請求項2】共重合体エマルション(A)が、(a)ス
チレン30〜80重量%、(b)カルボキシル基含有モ
ノマー1〜10重量%、(c)水酸基含有モノマー5〜
30重量%、及び(d)その他のエチレン性不飽和モノ
マー5〜64重量%を含有するモノマー混合物を乳化重
合して得られる共重合体(I)をコア成分とし、これを
含むエマルション中に、(e)スチレン20〜70重量
%、(f)カルボキシル基含有モノマー1〜10重量
%、(g)水酸基含有モノマー5〜50重量%、及び
(h)その他のエチレン性不飽和モノマー5〜74重量
%を含有するモノマー混合物を加えて、乳化重合して得
られる共重合体(II)をシェル成分とするものである請
求項1記載の水性2液型下塗塗料組成物。 - 【請求項3】その他のエチレン性不飽和モノマー
(d)として、多ビニルモノマーを含む請求項1又は2
記載の水性2液型下塗塗料組成物。
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---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001262053A true JP2001262053A (ja) | 2001-09-26 |
JP4105360B2 JP4105360B2 (ja) | 2008-06-25 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000071366A Expired - Lifetime JP4105360B2 (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 水性2液型下塗塗料組成物 |
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JP (1) | JP4105360B2 (ja) |
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