JP2002097418A - 水性熱硬化型塗料組成物 - Google Patents
水性熱硬化型塗料組成物Info
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Abstract
かも耐チッピング性、付着性などのすぐれた塗膜を形成
する塗料組成物及び複層塗膜形成方法に関する。 【構成】水酸基含有樹脂、架橋剤及びりん酸基含有樹脂
を含有する水性熱硬化型塗料組成物であって、りん酸基
含有樹脂が、りん酸基含有単量体20〜30重量%、水
酸基含有単量体20〜30重量%、メタクリル酸メチル
40〜60重量%からなる単量体を構成成分とする重合
体である水性熱硬化型塗料組成物、及び被塗物にこの水
性熱硬化型塗料組成を塗装し、ついで有機溶剤型クリヤ
塗料を塗装し、加熱してこの両塗膜を一緒に硬化せしめ
る複層塗膜形成方法。
Description
に低温硬化性)がすぐれ、しかも耐チッピング性、付着
性などのすぐれた塗膜を形成する水性熱硬化型塗料組成
物に関する。
脂やポリエステル樹脂に、架橋剤としてメラミン樹脂や
ポリイソシアネ−ト化合物を含有せしめた塗料組成物は
公知であり、その塗膜は平滑性や耐候性などがすぐれて
おり、自動車車体や家庭電気製品などの外板部の上塗り
塗料として広く使用されている。しかしながら、これら
の塗料に対する塗膜性能の一層の向上が強く要求されて
おり、特に塗膜の硬化性、特に低温硬化性、耐チッピン
グ性、付着性などの改良が指摘されている。
酸基含有と架橋剤を含有する塗料組成物において、平滑
性や耐候性などを低下させることなしに、塗膜の硬化
性、耐チッピング性、付着性などを改良するために鋭意
研究を行った結果、これらの塗料組成物に特定組成から
なるりん酸基含有樹脂を含有せしめることにより、目的
が達成できることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
含有樹脂、(B)架橋剤及び(C)りん酸基含有樹脂を
含有する水性熱硬化型塗料組成物であって、(C)りん
酸基含有樹脂が、りん酸基含有単量体20〜30重量
%、水酸基含有単量体20〜30重量%、メタクリル酸
メチル40〜60重量%からなる単量体を構成成分とす
る重合体であることを特徴とする水性熱硬化型塗料組成
物(以下、「本塗料」という)が提供される。
し、必要に応じてその塗膜をプレヒートした後、有機溶
剤型クリヤ塗料を塗装し、加熱してこの両塗膜を一緒に
硬化せしめることを特徴とする複層塗膜形成方法(以
下、「本方法」という)が提供される。
説明する。
リル樹脂やポリエステル樹脂などが好適に使用でき、こ
れらの樹脂には、水に対する溶解又は分散を容易にする
ために、さらにカルボキシル基を有していることが好ま
しい。
量体及びアクリル系単量体、さらに必要に応じてカルボ
キシル基含有単量体、その他の単量体を共重合せしめる
ことにより得られる。
び重合性不飽和結合をそれぞれ1個以上有する化合物で
あり、例えば、ヒドロキシエチルアクリレ−ト、ヒドロ
キシエチルメタクリレ−ト、ヒドロキシプロピルアクリ
レ−ト、ヒドロキシプロピルメタクリレ−トなどの炭素
数が2個以上、好ましくは2〜10個のグリコ−ル類と
アクリル酸又はメタクリル酸とのモノエステル化物。さ
らに、これらの単量体の水酸基にε−カプロラクトンの
ような環状エステルを開環付加反応させてその末端に水
酸基を有せしめたものも水酸基含有単量体として包含さ
れる。
(メタ)アクリレ−ト、エチル(メタ)アクリレ−ト、
プロピル(メタ)アクリレ−ト、ブチル(メタ)アクリ
レ−ト、ヘキシル(メタ)アクリレ−ト、オクチル(メ
タ)アクリレ−ト、ラウリル(メタ)アクリレ−ト、2
−エチルヘキシル(メタ)アクリレ−トなどのアクリル
酸又はメタクリル酸と炭素数1〜22の1価アルコ−ル
とのモノエステル化物;エチレングリコ−ル、プロピレ
ングリコ−ル、ブチレングリコ−ルなどの炭素数2〜1
0のグリコ−ルとアクリル酸又はメタクリル酸とのジエ
ステル化物;(メタ)アクリル酸メトキシブチル、(メ
タ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エ
トキシブチルなどのアクリル酸又はメタクリル酸の炭素
数2〜18のアルコキシアルキルエステルなどがあげら
れる。
カルボキシル基及び重合性不飽和結合をそれぞれ1個以
上有する化合物であり、例えば、アクリル酸、メタクリ
ル酸、マレイン酸などがあげられる。
体、アクリル系単量体、カルボキシル基含有単量体を除
く、1分子中に1個以上の重合性不飽和結合を有する化
合物であり、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、
ビニルトルエン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化
ビニルなどがあげられる。
方法で行うことができ、かくして得られる水酸基含有ア
クリル樹脂は、通常、数平均分子量は2000〜500
00、特に3000〜20000、水酸基価は10〜2
00mgKOH/g、特に20〜150mgKOH/
g、酸価は80mgKOH/g以下、特に50mgKO
H/g以下が適している。
と多価アルコ−ルとを水酸基過剰の比率でエステル化反
応させることにより得られる。
キシル基を有する化合物であり、例えば、マレイン酸、
フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コ
ハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テト
ラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘット酸、
トリメリット酸及びこれらの無水物などがあげられる。
多価アルコ−ルは、1分子中に2個以上の水酸基を有す
る化合物であり、例えばエチレングリコ−ル、プロピレ
ングリコ−ル、ブチレングリコ−ル、ヘキサンジオ−
ル、ジエチレングリコ−ル、ジプロピレングリコ−ル、
ネオペンチルグリコ−ル、トリエチレングリコ−ル、グ
リセリン、トリメチロ−ルエタン、トリメチロ−ルプロ
パン、ペンタエリスリト−ルなどがあげられる。
り行うことができ、かくして得られる水酸基含有ポリエ
ステル樹脂は、数平均分子量が3000〜20000、
特に5000〜13000、水酸基価が30〜150m
gKOH/g、特に65〜120mgKOH/g、酸価
は80mgKOH/g以下、特に50mgKOH/g以
下が好ましい。
にε−カプロラクトンのような環状エステルを開環付加
させてその末端に水酸基を有せしめたものも包含され
る。
するために、その分子中のカルボキシル基を塩基性化合
物で中和しておくことが好ましい。塩基性化合物として
は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸
化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウムなどの
水酸化物;アンモニア;エチルアミン、プロピルアミ
ン、ブチルアミン、ベンジルアミン、モノエタノールア
ミン、ネオペンタノールアミン、2−アミノプロパノー
ル、3−アミノプロパノールなどの第1級モノアミン;
ジエチルアミン、ジエタノールアミン、ジ−n−または
ジ−iso −プロパノールアミン、N−メチルエタノール
アミン、N−エチルエタノールアミンなどの第2級モノ
アミン;ジメチルエタノールアミン、トリメチルアミ
ン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、メチ
ルジエタノールアミン、ジメチルアミノエタノールなど
の第3級モノアミン;ジエチレントリアミン、ヒドロキ
シエチルアミノエチルアミン、エチルアミノエチルアミ
ン、メチルアミノプロピルアミンなどのポリアミンが使
用できる。
架橋剤であって、メラミン樹脂及び(又は)ブロックポ
リイソシアネ−ト化合物などが適用できる。
ンのメチロ−ル基の一部又は全部を炭素数1〜8の1価
アルコ−ルでエ−テル化したエ−テル化メラミン樹脂が
使用できる。トリアジン核は1〜5核体で、数平均分子
量が300〜2000のものが好ましい。エ−テル化を
部分的に行い、メチロ−ル基及び/又はイミノ基が併存
しているものも使用できる。これらは、親水性又は疎水
性のいずれでもよい。
リイソシアネ−ト化合物のイソシアネ−ト基をブロック
剤で封鎖したものである。ポリイソシアネ−ト化合物
は、1分子中に2個以上のイソシアネ−ト基を有する化
合物であり、例えば、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、キシリレンジイソシア
ネ−ト、ナフタレンジイソシアネ−トなどの芳香族ジイ
ソシアネ−ト;テトラメチレンジイソシアネ−ト、ヘキ
サメチレンジイソシアネ−ト、ダイマ−酸ジイソシアネ
−ト、リジンジイソシアネ−トなどの脂肪族ジイソシア
ネ−ト;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、メチルシクロヘキ
サンジイソシアネ−ト、シクロヘキサンジイソシアネ−
ト及びシクロペンタンジイソシアネ−トなどの脂環族ジ
イソシアネ−トなどがあげられる。また、ブロック剤と
して、例えば、フェノ−ル類、オキシム類、ラクタム
類、活性メチレン系、アルコ−ル類、酸アミド系、イミ
ド系、アミン系、イミダゾ−ル系、尿素系、カルバミン
酸系、イミン系、メルカプタン類などがあげられる。
目的に応じて適宜に選択できるが、例えば、この両成分
の固形分重量に基づいて、(A)成分は40〜90%、
特に60〜80%、(B)成分は60〜10%、特に4
0〜20%の範囲内が適している。
体20〜30重量%及びメタクリル酸メチル40〜60
重量%からなる単量体成分を共重合体してなる樹脂であ
る。
性不飽和結合及び下記式(1)で示されるりん酸基をそ
れぞれ少なくとも1個有する化合物である。
20のアルキル基である。) かかるりん酸基含有単量体として、例えば、(2−アク
リロイルオキシエチル)アシッドホスフェ−ト、(2−
メタクリロイルオキシエチル)アシッドホスフェ−ト、
(2−アクリロイルオキシプロピル)アシッドホスフェ
−ト、(2−メタクリロイルオキシプロピル)アシッド
ホスフェ−ト、10−アクリロイルオキシデシルアシッ
ドホスフェ−ト、10−メタクリロイルオキシデシルア
シッドホスフェ−トなどの(メタ)アクリロイルオキシ
アルキル(炭素数2〜20)アシッドホスフェ−トなど
があげられる。さらに、グリシジル(メタ)アクリレ−
トとモノアルキル(炭素数1〜20)リン酸との等モル
付加物も、りん酸基含有不飽和単量体として使用でき
る。
び重合性不飽和結合をそれぞれ1個以上有する化合物で
あり、具体的には、上記の(A)成分における水酸基含
有アクリル樹脂の説明で例示したものが好適に使用でき
る。メタクリル酸メチルはメタクリル酸のメチルエステ
ルである。
体、水酸基含有単量体及びメタクリル酸メチルからなる
単量体成分を共重合せしめることにより得られ、これら
の単量体の比率は、これらの合計重量に基いて、りん酸
基含有単量体は20〜30重量%、好ましくは23〜2
7重量%、水酸基含有単量体は20〜30重量%、好ま
しくは23〜27重量%及びメタクリル酸メチルは40
〜60重量%、、好ましくは46〜54重量%の範囲内
が適している。これらの範囲内から逸脱すると本発明の
目的を達成することが困難である。また、(C)成分
は、りん酸基含有単量体、水酸基含有単量体及びメタク
リル酸メチルからなる単量体成分に、これら以外のその
他の重合性単量体を、この単量体成分100重量部あた
り100重量部以下の範囲内で併用することも可能であ
る。
〜150、特に20〜130mmKOH/g、数平均分
子量は1000〜100000、特に3000〜500
00で、そして水酸基価は5〜150、特に10〜10
0mmKOH/gが適している。
は、固形分比で、(A)成分と(B)成分との合計10
0重量部あたり、0.1〜50重量部、特に1〜20重
量部が適している。
及び(C)成分を水に溶解又は分散せしめることにより
調製することができ、さらに必要に応じて、顔料、紫外
線吸収剤、硬化触媒、親水性有機溶剤などを含有せしめ
ることができる。
華、カ−ボンブラック、カドミウムレッド、モリブデン
レッド、クロムエロ−、酸化クロム、プルシアンブル
−、コバルトブル−、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、
キナクリドン顔料、イソインドリン顔料、スレン系顔
料、ペリレン顔料などの着色顔料;タルク、クレ−、カ
オリン、バリタ、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カ
ルシウム、シリカ、アルミナホワイトなどの体質顔料;
アルミニウム粉末、蒸着アルミニウム、酸化アルミニウ
ム、雲母粉末、酸化チタンで被覆した雲母粉末などのメ
タリック顔料などを使用することができる。顔料の比率
は、(A)成分と(B)成分との合計固形分100重量
部あたり、250重量部以下、特に1〜150重量部が
適している。
の外板部の上塗り塗料として特に有用である。例えば、
金属製又はプラスチック製のこれらの被塗物に直接、又
は下塗り塗料、中塗り塗料(これは省略することもあり
うる)を塗装してから、上塗り塗料として本塗料を塗装
することが好ましい。
/フォ−ドカップ#4/20℃になるように水を加えて
調整し、静電塗装、エアレススプレ−、エアスプレ−な
どにより塗装することができる。その塗装膜厚は硬化塗
膜で10〜60μm、特に15〜40μmの範囲内が好
ましい。この塗膜は、約60〜約180℃の温度で、約
10〜約40分加熱することにより硬化させることがで
きる。
−塗料、光干渉性塗料、クリヤ塗料として使用すること
ができ、このうち、メタリック顔料を含有せしめたメタ
リック塗料として使用することが最も好ましい。
した(A)成分、(B)成分及び(C)成分に、さらに
メタリック顔料を含有せしめた本塗料を被塗物に塗装
し、必要に応じてその塗膜をプレヒートしてから、有機
溶剤型クリヤ塗料を塗装し、加熱してこの両塗膜を一緒
に硬化せしめることを特徴とする複層塗膜形成方法に関
する。
の自動車車体や家庭電気製品などの外板部などが特に有
用であり、これらの被塗物は、本塗料の塗装に先立ち、
あらかじめそれ自体既知の下塗り塗料、中塗り塗料など
を必要に応じて塗装しておくことが好ましい。
ォ−ドカップ#4/20℃になるように水を加えて調整
した本塗料を、上記の被塗物に、静電塗装、エアレスス
プレ−、エアスプレ−などにより塗装することができ
る。その塗装膜厚は硬化塗膜で10〜50μm、特に1
5〜40μmの範囲内が好ましい。
し、その塗膜を加熱硬化させることなく、好ましくはそ
の塗膜をプレヒートして乾燥させてから、有機溶剤型ク
リヤ塗料を塗装し、加熱してこの両塗膜を一緒に硬化せ
しめることが適している。プレヒートは、その塗膜を架
橋硬化させることなしに、塗膜中の固形分含有率が80
重量%以上、特に85〜100重量%なるように乾燥さ
せることが好ましく、具体的には50〜100℃で1〜
20分程度乾燥することによって行われる。
型クリヤ塗料は、無色透明又は有色透明の塗膜を形成す
る塗料であって、それ自体既知のもが使用できる。具体
的には、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基などの官
能基を有するアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ビニル
樹脂、ウレタン樹脂などの基体樹脂及びこれらの官能基
と反応しうるメラミン樹脂、エポキシ基含有化合物(又
は樹脂)、カルボキシル基含有化合物などの架橋剤を含
有する有機溶剤型クリヤ塗料があげられる。クリヤ塗料
の塗装は、粘度を20〜40秒/フォ−ドカップ#4/
20℃になるように有機溶剤を加えて調整し、本塗料の
未硬化塗面に、静電塗装、エアレススプレ−、エアスプ
レ−などにより塗装することができる。その塗装膜厚は
硬化塗膜で20〜100μm、特に25〜80μmの範
囲内が好ましい。
した後、約100〜約180℃の温度で、約10〜約4
0分加熱して両塗膜を一緒に硬化させることにより、本
方法が達成される。
成物に、特定組成のりん酸基含有ビニル樹脂を含有せし
めてなる本塗料は、貯蔵安定性がすぐれており、しかも
本方法により形成された複層塗膜は平滑性や耐候性を低
下させることなく、硬化性(特に低温硬化性)、耐チッ
ピング性、リコート付着性などを一層改良することがで
きた。
ついて説明する。部及び%はいずれも重量を基準にして
おり、塗膜の膜厚は硬化塗膜についてである。
アクリレ−ト25部、ブチルアクリレ−ト20部、ヒド
ロキシエチルアクリレ−ト15部及びアクリル酸5部を
重合開始剤α,α´−アゾビスイソブチロニトリルを用
いてブチルセロソルブ中で重合させ、樹脂固形分70%
のアクリル樹脂溶液を得た。この溶液100部に対して
4.3部のジメチルアミノエタノ−ルを加えた後、水を
加えて水酸基含有アクリル樹脂の水溶液(固形分含有率
55%)を得た。この水酸基含有アクリル樹脂の水溶液
127部、80%「サイメル325」(三井化学社製、
商品名、メラミン樹脂)37部、りん酸基含有樹脂(注
1)10部(固形分)、「アルミペ−スト#4919」
(東洋アルミニウム社製、商品名)10部、「アルミペ
−スト#55−519」(東洋アルミニウム社製、商品
名)20部、イソプロピルアルコ−ル30部を混合し、
水で粘度25秒/フォ−ドカップ#4/20℃に調整
し、本塗料を得た。
ホキシエチルメタクリレ−ト25部、2−ヒドロキシエ
チルアクリレ−ト25部、メチルメタクリレ−ト50部
からなる単量体成分の共重合体。数平均分子量1300
0、水酸基価120mgKOH/g、酸価104mgK
OH/g。
1)10部」を除去した以外は、すべて実施例1と同様
にして水性塗料を得た。
ペイント(株)製、商品名、ポリアミド変性エポキシ樹
脂・ブロックポリイソシアネ−ト系カチオン電着塗料)
を膜厚20μmになるように電着塗装し、170℃で2
0分加熱して硬化させ、ついで中塗塗料(「ルーガベー
ク中塗り」関西ペイント(株)製、商品名、ポリエステ
ル樹脂・アミノ樹脂系、有機溶剤型)を膜厚40μmに
なるように塗装し140℃で30分加熱して硬化させて
なる被塗物に、実施例1で得た水性塗料組成物をエアス
プレ−で膜厚15μmになるように塗装し、70℃で5
分間乾燥してから(塗膜中の固形分含有率は85%)、
「マジクロンクリヤ」(関西ペイント(株)製、商品
名、アクリル樹脂・アミノ樹脂系、有機溶剤型クリヤ塗
料)をエアスプレ−で膜厚35μmになるように塗装
し、140℃で30分加熱して両塗膜を一緒に硬化させ
た。
ペイント(株)製、商品名、ポリアミド変性エポキシ樹
脂・ブロックポリイソシアネ−ト系カチオン電着塗料)
を膜厚20μmになるように電着塗装し、170℃で2
0分加熱して硬化させ、ついで中塗塗料(「ルーガベー
ク中塗り」関西ペイント(株)製、商品名、ポリエステ
ル樹脂・アミノ樹脂系、有機溶剤型)を膜厚40μmに
なるように塗装し140℃で30分加熱して硬化させて
なる被塗物に、比較例1で得た水性塗料組成物をエアス
プレ−で膜厚15μmになるように塗装し、70℃で5
分間乾燥してから(塗膜中の固形分含有率は85%)、
「マジクロンクリヤ」(関西ペイント(株)製、商品
名、アクリル樹脂・アミノ樹脂系、有機溶剤型クリヤ塗
料)をエアスプレ−で膜厚35μmになるように塗装
し、140℃で30分加熱して両塗膜を一緒に硬化させ
た。
性、及び実施例2及び比較例2で得た複層塗膜の塗膜性
能試験を行った。その結果を表1に示した。
#4/20℃に調整した実施例1及び比較例1の塗料を
密閉した容器に入れ、40℃で7日間貯蔵した後の粘度
(フォ−ドカップ#4/20℃)を測定した。
ついて目視評価した。○はこれらの性能がすべて良好、
△はこれらの性能が少し劣る、×はこれらの性能が非常
に劣ることを示す。
較例1で得た塗料組成物をエアスプレ−で膜厚20μm
になるように塗装し、室温で3分間放置してから、12
0℃で30分加熱した後、その塗膜をガラス板から削り
取り、アセトンとメタノ−ルとの等重量混合溶剤の還流
温度下で8時間抽出した後の塗膜の残存率を算出した。
グラベロメ−タ」(Qパネル社製、商品名)を用い、J
IS−A5001の7号砕石約700gを、4Kg/c
m2のエア圧、−20℃の温度雰囲気で、実施例2及び
比較例2で得た塗面に対して30゜の角度で吹き付けて
塗膜に衝撃を与えた後の塗面状態を目視観察した。○は
上塗り塗膜の一部に衝撃によるキズが僅かに認められ
る、△は上塗り塗膜に衝撃によるキズが少し認められ
る、×は上塗り塗膜に衝撃によるキズが多く認められる
ことを示す。
得た複層塗膜のクリヤ塗面に、実施例1及び比較例1で
得た塗料組成物をエアスプレ−で膜厚15μmになるよ
うに塗装し、70℃で5分間乾燥してから、「マジクロ
ンクリヤ」をエアスプレ−で膜厚35μmになるように
塗装し、120℃で30分加熱して両塗膜を同時に硬化
させてなる複層塗膜に、素地に達するようにカッタで切
り込み、1mm×1mmのゴバン目を100個作り、そ
の塗面に粘着セロハンテ−プを貼着し、20℃でそれを
急激に剥離した後の残存ゴバン目塗膜数を調べた。
Claims (2)
- 【請求項1】(A)水酸基含有樹脂、(B)架橋剤及び
(C)りん酸基含有樹脂を含有する水性熱硬化型塗料組
成物であって、(C)りん酸基含有樹脂が、りん酸基含
有単量体20〜30重量%、水酸基含有単量体20〜3
0重量%、メタクリル酸メチル40〜60重量%からな
る単量体を構成成分とする重合体であることを特徴とす
る水性熱硬化型塗料組成物。 - 【請求項2】被塗物に請求項1記載の水性熱硬化型塗料
組成を塗装し、必要に応じてその塗膜をプレヒートした
後、有機溶剤型クリヤ塗料を塗装し、加熱してこの両塗
膜を一緒に硬化せしめることを特徴とする複層塗膜形成
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000286648A JP4809522B2 (ja) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | 水性熱硬化型塗料組成物 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP4809522B2 JP4809522B2 (ja) | 2011-11-09 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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JP (1) | JP4809522B2 (ja) |
Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
JP2006265535A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-10-05 | Kansai Paint Co Ltd | 水性中塗り塗料組成物及びこれを用いる複層塗膜形成方法 |
JP2009030020A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-02-12 | Kansai Paint Co Ltd | 水性プライマー組成物、及びこの組成物を用いた塗装方法 |
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