JP2005200644A - 水分散型アクリル樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】高外観であるとともに、充分な分散安定性を有し、耐水性、耐候性等に優れた塗膜物性を発揮することができ、更に近年の環境問題に充分に対応することが可能である水分散型アクリル樹脂組成物及びこのような水分散型アクリル樹脂組成物を利用した2液型塗料用セットを提供する。
【解決手段】カルボキシル基含有単量体及びヒドロキシル基含有単量体を必須成分として含むアクリル樹脂と、水分散性イソシアネート化合物と、中和塩基とを含有する水分散型アクリル樹脂組成物であって、上記中和塩基は、水分散性イソシアネート化合物と反応可能なアミンであり、かつ沸点が280℃以下の第1級アミン及び/又は第2級アミンである水分散型アクリル樹脂組成物である。
【選択図】 なし
【解決手段】カルボキシル基含有単量体及びヒドロキシル基含有単量体を必須成分として含むアクリル樹脂と、水分散性イソシアネート化合物と、中和塩基とを含有する水分散型アクリル樹脂組成物であって、上記中和塩基は、水分散性イソシアネート化合物と反応可能なアミンであり、かつ沸点が280℃以下の第1級アミン及び/又は第2級アミンである水分散型アクリル樹脂組成物である。
【選択図】 なし
Description
本発明は、水分散型アクリル樹脂組成物及び2液型塗料用セットに関する。より詳しくは、高外観であるとともに、優れた塗膜物性が要求される自動車仕上げ用及び自動車補修用塗料等の様々な用途に好適に用いられる水分散型アクリル樹脂組成物、及び、このような水分散型アクリル樹脂組成物を利用した2液型塗料用セットに関する。
水分散型樹脂は、従来の溶剤型樹脂に比べて有機溶剤の含有量を抑制できることから、環境対応型の樹脂として、車両用やプラスチック成形品用、家電製品用、鋼製品、大型構造物、航空機用、建材用、建築用、瓦用、木工用等の各種の水性塗料の他、接着剤、レジスト、印刷インク等の様々な用途に用いられている。このような分野の中で、自動車仕上げ用及び自動車補修用塗料のクリヤートップ用塗料等の自動車用塗料の分野においては、高外観であるとともに、充分な安定性や優れた塗膜物性、特に、高い耐水性を発揮することが要求されており、更に、近年における環境問題への意識の高まりから、低VOC(Volatile Organic Compounds;揮発性有機化合物)化をより実現するために、有機溶剤の含有量を充分に低減することができる技術が切望されている。
従来の水分散型樹脂に関し、カルボキシル基及び水酸基を有する2種類のアクリル樹脂、並びに、これらの基と反応可能な官能基を有する非水溶性化合物又は樹脂を含有する樹脂混合物を塩基で中和、水分散化して得られる水分散樹脂組成物が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。また、ヒドロキシル基含有ポリオールと封鎖ポリイソシアネート架橋剤との組合せ物である水性被覆組成物が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。また、カルボン酸及び/又はカルボキシレートの基を有する少なくとも1種のコポリマーを含み、コポリマーのカルボン酸の基の少なくとも一部がトリエタノールアミンで中和された形態で存在する水性結合性分散液が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。更に、特有に編成されたビニルポリマーポリオール分散液及びポリイソシアネートからなる水性2成分PU被覆用材料が開示されている(例えば、特許文献4参照。)。
しかしながら、これらの樹脂組成物に代表されるように、イソシアネート化合物を共存させる場合、一般的に、樹脂中のカルボキシル基中和のためには、中和塩基とイソシアネート化合物との反応を防ぐため、トリエチルアミン等の3級アミン化合物(第3級アミン)やその塩及び水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等を使用しているが、これらが塗膜中に残存した場合、塗膜の耐水性の点で改良の余地があった。更に、分散安定性等を向上させるために実質的に乳化剤を添加しており、塗膜への乳化剤の影響も懸念される。また、耐水性等の塗膜物性を充分に向上しつつ、近年の環境問題に充分に対応することができるようにするための工夫の余地もあった。
特開平6−49367号公報
特開平11−131017号公報
特開2004−162030号公報
特表2004−527588号公報
しかしながら、これらの樹脂組成物に代表されるように、イソシアネート化合物を共存させる場合、一般的に、樹脂中のカルボキシル基中和のためには、中和塩基とイソシアネート化合物との反応を防ぐため、トリエチルアミン等の3級アミン化合物(第3級アミン)やその塩及び水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等を使用しているが、これらが塗膜中に残存した場合、塗膜の耐水性の点で改良の余地があった。更に、分散安定性等を向上させるために実質的に乳化剤を添加しており、塗膜への乳化剤の影響も懸念される。また、耐水性等の塗膜物性を充分に向上しつつ、近年の環境問題に充分に対応することができるようにするための工夫の余地もあった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、高外観であるとともに、充分な分散安定性を有し、耐水性、耐候性等に優れた塗膜物性を発揮することができ、更に近年の環境問題に充分に対応することが可能である水分散型アクリル樹脂組成物及びこのような水分散型アクリル樹脂組成物を利用した2液型塗料用セットを提供することを目的とするものである。
本発明者等は、水分散型樹脂組成物について種々検討したところ、カルボキシル基含有単量体及びヒドロキシル基含有単量体を必須成分として含むアクリル系樹脂と、水分散性イソシアネート化合物と、中和塩基として特定のアミン化合物とを含有する水分散型アクリル樹脂組成物とすると、特定のアミン化合物を用いることにより、水に対するアクリル樹脂の分散安定性が充分なものとなり、本発明の作用効果を充分に発揮することができることを見いだした。そして、予め水分散した状態のイソシアネート化合物又は有機溶剤で希釈された状態のイソシアネート化合物を用いることにより、樹脂組成物中でイソシアネート化合物が乳化安定化され、樹脂及び中和塩基との反応が抑制されることで、貯蔵安定性(可使時間)が向上するとともに、塗膜形成後は、イソシアネート化合物が樹脂中のヒドロキシル基と反応し、更にカルボキシル基の中和に使用した上記アミン化合物とも反応することで中和塩基が原因となる耐水性の低下を防ぎ、各種用途に用いたときに優れた外観や塗膜物性を発揮できることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到した。
また、通常では、更に高外観を発現するためには樹脂組成物をより低分子量化することが必要となり、この場合には分散安定性が充分とはならないことがあるが、アクリル樹脂を構成する単量体成分として更に反応性乳化剤を用いると、低分子量化した場合でも、耐水性の低下を防ぎながら充分な分散安定性を発揮することが可能となることを見いだし、本発明に到達したものである。
また、通常では、更に高外観を発現するためには樹脂組成物をより低分子量化することが必要となり、この場合には分散安定性が充分とはならないことがあるが、アクリル樹脂を構成する単量体成分として更に反応性乳化剤を用いると、低分子量化した場合でも、耐水性の低下を防ぎながら充分な分散安定性を発揮することが可能となることを見いだし、本発明に到達したものである。
すなわち本発明は、カルボキシル基含有単量体及びヒドロキシル基含有単量体を必須成分として含むアクリル樹脂と、水分散性イソシアネート化合物と、中和塩基とを含有する水分散型アクリル樹脂組成物であって、上記中和塩基は、水分散性イソシアネート化合物と反応可能なアミンであり、かつ沸点が280℃以下の第1級アミン及び/又は第2級アミンである水分散型アクリル樹脂組成物である。
本発明はまた、カルボキシル基含有単量体、ヒドロキシル基含有単量体及び反応性乳化剤を必須成分として含むアクリル樹脂と、水分散性イソシアネート化合物と、中和塩基とを含有する水分散型アクリル樹脂組成物であって、上記中和塩基は、水分散性イソシアネート化合物と反応可能なアミンであり、かつ沸点が280℃以下の第3級アミンである水分散型アクリル樹脂組成物でもある。
以下に本発明を詳述する。
以下に本発明を詳述する。
本発明の水分散型アクリル樹脂組成物は、アクリル樹脂と、水分散性イソシアネート化合物(水分散性イソシアネート)と、中和塩基とを含有するものであるが、該樹脂組成物中の有機溶剤の含有量が30質量%以下であるものが好適であり、実質的に有機溶剤を含まないものがより好適である。このように有機溶剤の含有量を大幅に削減することにより、有機溶剤中に溶け込む樹脂の量を充分に低減できることに起因して、樹脂組成物の粘度を低減することができるため、固形分割合を向上することが可能となるとともに、揮発性有機化合物(VOC)の発生を抑制し、近年の環境問題に充分に対応できることとなる。
このように本発明の水分散型アクリル樹脂組成物は、有機溶剤を添加することなく充分に目的とする性能を発現するが、使用目的に応じて、成膜性や、塗工適性改良等の更なる性能向上のために、必要に応じた量の有機溶剤を別途添加することも可能である。
このように本発明の水分散型アクリル樹脂組成物は、有機溶剤を添加することなく充分に目的とする性能を発現するが、使用目的に応じて、成膜性や、塗工適性改良等の更なる性能向上のために、必要に応じた量の有機溶剤を別途添加することも可能である。
上記水分散型アクリル樹脂組成物としては、アクリル樹脂が、上記アミン化合物及び水分散性イソシアネート化合物の存在下で水又は水/有機溶剤混合溶媒中に分散した形態のものであれば特に限定されず、例えば、アクリル樹脂を上記アミン化合物の存在下で水中に分散した水分散型アクリル樹脂と、水分散性イソシアネート化合物とを含有する形態;アクリル樹脂を上記アミン化合物の存在下で水/有機溶剤混合溶媒中に分散した水分散型アクリル樹脂と、水分散性イソシアネート化合物とを含有する形態であることが好ましい。なお、本発明の樹脂組成物は、アクリル樹脂及び上記化合物が反応した形態の化合物を含有する形態であってもよい。
なお、カルボキシル基含有単量体及びヒドロキシル基含有単量体を必須成分として含むアクリル樹脂であって、上記水分散性イソシアネート化合物と上記中和塩基(アミン化合物)とともに用いることになるアクリル樹脂もまた、本発明の1つである。また、カルボキシル基含有単量体及びヒドロキシル基含有単量体を必須成分として含むアクリル樹脂であって、上記アミン化合物及び水分散性イソシアネート化合物の存在下で水又は水/有機溶剤混合溶媒中に分散して用いることになるアクリル樹脂もまた、本発明の1つである。
なお、カルボキシル基含有単量体及びヒドロキシル基含有単量体を必須成分として含むアクリル樹脂であって、上記水分散性イソシアネート化合物と上記中和塩基(アミン化合物)とともに用いることになるアクリル樹脂もまた、本発明の1つである。また、カルボキシル基含有単量体及びヒドロキシル基含有単量体を必須成分として含むアクリル樹脂であって、上記アミン化合物及び水分散性イソシアネート化合物の存在下で水又は水/有機溶剤混合溶媒中に分散して用いることになるアクリル樹脂もまた、本発明の1つである。
上記好適な形態において、アクリル樹脂を上記アミン化合物の存在下で水中又は水/有機溶剤混合溶媒中に分散した水分散型アクリル樹脂としては、例えば、有機溶剤中で溶液重合して得られたアクリル樹脂を、上記アミン化合物の存在下で水に分散後、脱有機溶剤する方法;有機溶剤中で溶液重合して得られたアクリル樹脂を、上記アミン化合物の存在下で水/有機溶剤混合溶媒に分散する方法;有機溶剤中で溶液重合して得られたアクリル樹脂を、上記アミン化合物の存在下で水に分散し、脱有機溶剤した後に、更に有機溶剤を添加する方法等により得られるものが挙げられる。中でも、有機溶剤中で溶液重合して得られたアクリル樹脂を、上記アミン化合物の存在下で水に分散後、脱有機溶剤する方法により得られるものが好適である。
なお、上記水/有機溶剤混合溶媒において、水及び有機溶剤の質量比としては特に限定されず、例えば、水/有機溶剤が、(30〜100)/(0〜70)であることが好ましい。より好ましくは、(50〜100)/(0〜50)である。更に好ましくは、上述したように、水分散型アクリル樹脂組成物中の有機溶剤の含有量が30質量%以下となるように設定することである。
なお、上記水/有機溶剤混合溶媒において、水及び有機溶剤の質量比としては特に限定されず、例えば、水/有機溶剤が、(30〜100)/(0〜70)であることが好ましい。より好ましくは、(50〜100)/(0〜50)である。更に好ましくは、上述したように、水分散型アクリル樹脂組成物中の有機溶剤の含有量が30質量%以下となるように設定することである。
上記水分散型アクリル樹脂組成物において、アクリル樹脂としては、カルボキシル基含有単量体及びヒドロキシル基含有単量体を必須に含むものである。より好ましくは、カルボキシル基含有単量体、ヒドロキシル基含有単量体及び(メタ)アクリル酸エステルを必須とし、必要に応じてその他の不飽和単量体を含む単量体成分を用いることである。ヒドロキシル基含有単量体を用いることにより、本発明の水分散型アクリル樹脂組成物を硬化塗膜等に用いた場合に、架橋密度を充分に向上させることができ、耐溶剤性、耐薬品性、塗膜硬度等の物性を優れたものとすることが可能となる。
上記アクリル樹脂としてはまた、更に反応性乳化剤を構成成分として含むものであることが好適であり、これにより、樹脂をより低分子量化した場合でも、耐水性の低下を防ぎながら充分な分散安定性を発揮することが可能となる。特に、後述するように中和塩基として第3級アミンを使用する場合には、反応性乳化剤を必須とすることが適当である。
なお、上記アクリル樹脂としては、上記単量体や必要に応じて反応性乳化剤等を反応して得られるものである。
上記アクリル樹脂を形成する単量体成分の含有割合としては、酸価やヒドロキシル価が後述する好適な範囲内となるように適宜設定することが好ましい。
上記アクリル樹脂としてはまた、更に反応性乳化剤を構成成分として含むものであることが好適であり、これにより、樹脂をより低分子量化した場合でも、耐水性の低下を防ぎながら充分な分散安定性を発揮することが可能となる。特に、後述するように中和塩基として第3級アミンを使用する場合には、反応性乳化剤を必須とすることが適当である。
なお、上記アクリル樹脂としては、上記単量体や必要に応じて反応性乳化剤等を反応して得られるものである。
上記アクリル樹脂を形成する単量体成分の含有割合としては、酸価やヒドロキシル価が後述する好適な範囲内となるように適宜設定することが好ましい。
上記単量体成分において、カルボキシル基含有単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、シトラコン酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノブチル、イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノブチル等の1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも、(メタ)アクリル酸が好適である。
上記水酸基含有単量体としては、例えば、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、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート(商品名「4HBA」、三菱化学社製)、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、α−ヒドロキシメチルエチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシ(メタ)アクリレート(商品名「プラクセルFシリーズ」、ダイセル化学工業社製)、4−メチロールシクロヘキシルメチルアクリレート(商品名「CHDMMA」、日本化成社製)等;ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールポリテトラメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールポリテトラメチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも、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)アクリレートが好適である。
上記(メタ)アクリル酸エステルとしては、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−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、n−ドデシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、4−メチルシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロオクチル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル等の1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも、耐候性の点からシクロアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、シクロヘキシル(メタ)アクリレート及びイソボルニル(メタ)アクリレートが好適である。シクロアルキル(メタ)アクリレートを使用する場合、上記単量体成分中に占めるシクロアルキル(メタ)アクリレートの割合は、単量体合計中、5質量%以上であることが重要である。好ましくは、10〜80質量%、更に好ましくは、10〜70質量%である。5質量%未満であると、塗膜の硬度、光沢、肉持ち性、耐候性等の性能が不充分となる。80質量%を超えると、ヒドロキシル基含有単量体の含有量が少なくなるため、塗膜の耐性が不充分となる。
上記その他の不飽和単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン等の芳香族不飽和単量体;グリシジル(メタ)アクリレート、α−メチルグリシジルアクリレート、グリシジルアリルエーテル、オキソシクロへキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート(商品名「CYCLOMER A200」、ダイセル化学工業社製)、α−メチルグリシジルメタクリレート(商品名「M−GMA」、ダイセル化学工業社製)、3,4−エポキシシクロへキシルメチルメタクリレート(商品名「CYCLOMER M100」、ダイセル化学工業社製)等のエポキシ基含有不飽和単量体;N,N′−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ビニルピリジン、N−ビニルイミダゾール等の窒素含有不飽和単量体;(メタ)アクリロニトリル等の不飽和シアン化合物;酢酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル;トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート等のフッ素原子含有不飽和単量体;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル;エチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコール#400ジアクリレート等の多官能性不飽和単量体等の1種又は2種以上を用いることができる。
上記その他の不飽和単量体としてはまた、例えば、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシプロピルフェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシヘキシルフェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル〕−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−tert−ブチル−3’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル〕−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル〕−5−メトキシ−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル〕−5−シアノ−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル〕−5−tert−ブチル−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2’−ヒドロキシ−5’−(β−メタクリロイルオキシエトキシ)−3’−tert−ブチルフェニル〕−4−tert−ブチル−2H−ベンゾトリアゾール、市販のRUVA−93(大塚化学社製)等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収性単量体;2−ヒドロキシ−4−メタクリルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシ)プロポキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(2−メタアクリルオキシ)エトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ビニルオキシカルボニルメトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収性単量体;4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルアミノ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−クロトノイル−4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、市販のアデカスタブLA−82やLA−87(旭電化工業社製)、市販のFA−711MMやFA−712HM(日立化成工業社製)等の紫外線安定性不飽和単量体等の1種又は2種以上を用いることができる。
上記紫外線吸収性不飽和単量体としては、ベンゾトリアゾール系の不飽和単量体が好ましい。紫外線安定性不飽和単量体又は紫外線吸収性不飽和単量体を用いる場合の割合は、いずれも特に制限されないが、単量体合計中、0.1〜50質量%であることが好ましい。0.1質量%未満であると、塗膜の耐候性が不充分となる傾向があり、50質量%を超えると塗膜の外観を損なうおそれがある。
上記反応性乳化剤としては、カルボキシル基含有単量体及び/又はヒドロキシル基含有単量体と反応(共重合)可能な乳化剤(単量体)であればよく、例えば、アクリル単量体と反応性のある末端官能基を有する乳化剤を用いることが好適である。このような反応性乳化剤を使用することにより、高外観を充分に発揮できるうえに、耐水性の低下を防ぎながら分散安定性を更に充分に向上することが可能となる。
なお、上記アクリル単量体とは、上述した(メタ)アクリル酸や(メタ)アクリル酸エステル等を意味する。
上記末端官能基としては、例えば、プロペニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基等が挙げられ、アクリロイル基及びメタクリロイル基が好ましい。このように上記反応性乳化剤が、末端官能基としてアクリロイル基及び/又はメタクリロイル基を有する形態は、本発明の好適な形態の1つである。
なお、上記アクリル単量体とは、上述した(メタ)アクリル酸や(メタ)アクリル酸エステル等を意味する。
上記末端官能基としては、例えば、プロペニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基等が挙げられ、アクリロイル基及びメタクリロイル基が好ましい。このように上記反応性乳化剤が、末端官能基としてアクリロイル基及び/又はメタクリロイル基を有する形態は、本発明の好適な形態の1つである。
上記反応性乳化剤としては、例えば、アニオン性界面活性剤(乳化剤)、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤等の1種又は2種以上を使用することが好ましい。具体的には、アクアロンBC(アニオン型、プロペニル基)、アクアロンRN(ノニオン型、プロペニル基)(いずれも第一工業製薬社製);エレミノールJS−2(アニオン型、アリル基)、エレミノールRS−30(アニオン型、メタクリロイル基)、エレミノールNJ−60(ノニオン型、アリル基)(いずれも三洋化成社製);アントックスMS−60(アニオン型、メタクリロイル基)、MAシリーズ(ノニオン型、メタクリロイル基;MA−30、MA−50、MA−100、MA−150)、RF−751(カチオン型、アリル基)(いずれも日本乳化剤社製);ブレンマーASEPシリーズ(ノニオン型、アクリロイル基)、ブレンマー70PEP−350B(いずれも日本油脂社製)等の1種又は2種以上を使用することができる。中でも、アントックスMS−60(アニオン型、メタクリロイル基)を使用することが好ましい。
上記反応性乳化剤の使用量としては、全単量体成分を100質量%とすると、下限は1質量%、上限は20質量%であることが好適である。1質量%未満であると、充分な分散安定性を発揮できないおそれがあり、20質量%を超えると、塗膜の耐性を充分なものとすることができないおそれがある。より好ましい下限は3質量%、上限は15質量%であり、更に好ましい下限は3質量%、上限は10質量%である。
上記単量体成分を用いて有機溶剤中で溶液重合する方法としては特に限定されないが、使用する有機溶剤としては、例えば、水と相溶化し易い親水性有機溶剤を用いることが好適であり、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール等のアルキルアルコール類;エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコール等のエチレングリコール類;酢酸エチル等のエステル類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール等のエーテルアルコール類;メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエーテルエステル類;ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n−ヘプタン等の芳香族又は脂肪族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等の1種又は2種以上を用いることができる。
これらの有機溶剤の中でも、水中にアクリル樹脂を分散し、後に脱溶剤する場合には、低沸点のものを用いることが好ましく、例えば、炭素数1〜4の低級アルコールが好適である。また、水/有機溶媒混合溶媒中にアクリル樹脂を分散する場合には、高沸点のものを用いるのが好ましく、例えば、プロピレングリコールモノエチルエーテルが好適である。
なお、水/有機溶媒混合溶媒で用いられる有機溶剤も上記有機溶媒と同様である。
上記有機溶剤としてはまた、水と併用して用いることができるが、その場合には単量体成分の重合性を充分に向上させるために、全溶媒量100質量%に対して、水を85質量%以下に維持して重合反応を行うことが好ましい。より好ましくは、60質量%以下であり、更に好ましくは、50質量%以下である。
なお、水/有機溶媒混合溶媒で用いられる有機溶剤も上記有機溶媒と同様である。
上記有機溶剤としてはまた、水と併用して用いることができるが、その場合には単量体成分の重合性を充分に向上させるために、全溶媒量100質量%に対して、水を85質量%以下に維持して重合反応を行うことが好ましい。より好ましくは、60質量%以下であり、更に好ましくは、50質量%以下である。
上記重合方法において、重合開始剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩;過酸化水素;アゾビス−2メチルプロピオンアミジン塩酸塩、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物;ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等の過酸化物等を用いることが好適である。また、促進剤として、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、モール塩、ピロ重亜硫酸ナトリウム、ホルムアルデヒドナトリウムスルホキシレート、アスコルビン酸等の還元剤;エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、グリシン等のアミン化合物を併用することもできる。これらの重合開始剤や促進剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記重合方法においてはまた、連鎖移動剤も必要に応じて使用することができる。このような連鎖移動剤としては特に限定されないが、疎水性連鎖移動剤を用いることもできる。
上記疎水性連鎖移動剤としては、例えば、炭素数3以上の炭化水素基をもつチオール化合物、又は、25℃の水に対する溶解度が10%以下の化合物が好適であり、上記連鎖移動剤や、ブタンチオール、オクタンチオール、デカンチオール、ドデカンチオール、ヘキサデカンチオール、オクタデカンチオール、シクロヘキシルメルカプタン、チオフェノール、チオグリコール酸オクチル、2−メルカプトプロピオン酸オクチル、3−メルカプトプロピオン酸オクチル、メルカプトプロピオン酸2−エチルヘキシルエステル、オクタン酸2−メルカプトエチルエステル、1,8−ジメルカプト−3,6−ジオキサオクタン、デカントリチオール、ドデシルメルカプタン等のチオール系連鎖移動剤;四塩化炭素、四臭化炭素、塩化メチレン、ブロモホルム、ブロモトリクロロエタン等のハロゲン化物;α−メチルスチレンダイマー、α−テルピネン、γ−テルピネン、ジペンテン、ターピノーレン等の不飽和炭化水素化合物等の1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも、炭素数3以上の炭化水素基を有するチオール系連鎖移動剤を含むことが好ましい。
上記疎水性連鎖移動剤としては、例えば、炭素数3以上の炭化水素基をもつチオール化合物、又は、25℃の水に対する溶解度が10%以下の化合物が好適であり、上記連鎖移動剤や、ブタンチオール、オクタンチオール、デカンチオール、ドデカンチオール、ヘキサデカンチオール、オクタデカンチオール、シクロヘキシルメルカプタン、チオフェノール、チオグリコール酸オクチル、2−メルカプトプロピオン酸オクチル、3−メルカプトプロピオン酸オクチル、メルカプトプロピオン酸2−エチルヘキシルエステル、オクタン酸2−メルカプトエチルエステル、1,8−ジメルカプト−3,6−ジオキサオクタン、デカントリチオール、ドデシルメルカプタン等のチオール系連鎖移動剤;四塩化炭素、四臭化炭素、塩化メチレン、ブロモホルム、ブロモトリクロロエタン等のハロゲン化物;α−メチルスチレンダイマー、α−テルピネン、γ−テルピネン、ジペンテン、ターピノーレン等の不飽和炭化水素化合物等の1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも、炭素数3以上の炭化水素基を有するチオール系連鎖移動剤を含むことが好ましい。
上記疎水性連鎖移動剤としてはまた、必要に応じて親水性連鎖移動剤と併用してもよい。このような親水性連鎖移動剤としては、例えば、メルカプトエタノール、チオグリセロール、チオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸、2−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトプロピオン酸、チオリンゴ酸、2−メルカプトエタンスルホン酸等のチオール系連鎖移動剤;2−アミノプロパン−1−オール等の1級アルコール;イソプロパノール等の2級アルコール;亜リン酸、次亜リン酸及びその塩(次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム等)や亜硫酸、亜硫酸水素、亜二チオン酸、メタ重亜硫酸及びその塩(亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜二チオン酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸水素カリウム、亜二チオン酸カリウム、メタ重亜硫酸カリウム等)の低級酸化物及びその塩等の1種又は2種以上を用いることができる。
上記連鎖移動剤の反応容器への添加方法としては、滴下、分割投入等の連続投入方法を適用することができる。また、連鎖移動剤を単独で反応容器へ導入してもよく、単量体、溶媒等とあらかじめ混同しておいてもよい。
上記連鎖移動剤の反応容器への添加方法としては、滴下、分割投入等の連続投入方法を適用することができる。また、連鎖移動剤を単独で反応容器へ導入してもよく、単量体、溶媒等とあらかじめ混同しておいてもよい。
上記重合方法は、回分式でも連続式でも行うことができる。
上記重合方法において、単量体成分や重合開始剤等の反応容器への添加方法としては特に限定されず、例えば、反応容器に有機溶媒及び単量体成分の全てを仕込み、重合開始剤を反応容器内に添加することによって重合を行う方法;反応容器に有機溶媒及び単量体成分の一部を仕込み、重合開始剤と残りの単量体成分を反応容器内に添加することによって重合を行う方法;反応容器に有機溶媒を仕込み、単量体と重合開始剤の全量を添加する方法等が好適である。このような方法の中でも、得られるアクリル樹脂の分子量分布を狭く(シャープに)することができることから、重合開始剤と単量体を反応容器に逐次滴下する方法で重合を行うことが好ましい。
上記重合方法において、重合温度等の重合条件としては、溶媒、重合開始剤、連鎖移動剤等により適宜定められるが、重合温度としては、通常0℃以上であることが好ましく、また、150℃以下であることが好ましい。より好ましくは、40℃以上であり、更に好ましくは、50℃以上である。また、より好ましくは、120℃以下であり、更に好ましくは、100℃以下である。
上記重合方法において、単量体成分や重合開始剤等の反応容器への添加方法としては特に限定されず、例えば、反応容器に有機溶媒及び単量体成分の全てを仕込み、重合開始剤を反応容器内に添加することによって重合を行う方法;反応容器に有機溶媒及び単量体成分の一部を仕込み、重合開始剤と残りの単量体成分を反応容器内に添加することによって重合を行う方法;反応容器に有機溶媒を仕込み、単量体と重合開始剤の全量を添加する方法等が好適である。このような方法の中でも、得られるアクリル樹脂の分子量分布を狭く(シャープに)することができることから、重合開始剤と単量体を反応容器に逐次滴下する方法で重合を行うことが好ましい。
上記重合方法において、重合温度等の重合条件としては、溶媒、重合開始剤、連鎖移動剤等により適宜定められるが、重合温度としては、通常0℃以上であることが好ましく、また、150℃以下であることが好ましい。より好ましくは、40℃以上であり、更に好ましくは、50℃以上である。また、より好ましくは、120℃以下であり、更に好ましくは、100℃以下である。
なお、本発明において、上記単量体成分を重合する方法としては、溶液重合方法の他にも、懸濁重合や乳化重合による方法が挙げられる。しかしながら、懸濁重合方法を用いると、得られる樹脂において、有機溶剤を含まないものとすることができるが、粒径分布や分子量が好適なものとはならず高外観を得られないおそれがあること、また、乳化重合により得られるエマルション形態の樹脂においては、分子量を充分に低減できないおそれがあり、より優れた外観を得ることができないおそれがある。したがって、本発明においては、得られる樹脂の外観、塗膜物性、安定性を充分に向上させるために溶液重合方法を用いることが最も好適である。
上記水分散型アクリル樹脂の製造工程においては、上述のようにして得たアクリル樹脂を、上記アミン化合物の存在下で水又は水/有機溶媒混合溶媒に分散することになるが、この工程における好ましい形態としては、例えば、アクリル樹脂を含む有機溶媒中に、上記アミン化合物を加えてアクリル樹脂を中和した後、この中和物を水又は水/有機溶媒混合溶媒に分散する方法;該中和物を水又は水/有機溶媒混合溶媒に添加して分散する方法;アクリル樹脂を含む有機溶媒に、上記アミン化合物を含む水又は水/有機溶媒混合溶媒を加え、中和及び分散する方法;アクリル樹脂を含む有機溶媒を、上記アミン化合物を含む水又は水/有機溶媒混合溶媒中に添加し、中和及び分散する方法等が挙げられる。中でも、アクリル樹脂を含む有機溶媒中に上記アミン化合物を加えてアクリル樹脂を中和した後、この中和物を水又は水/有機溶媒混合溶媒に分散する方法が好適である。
本発明の水分散型アクリル樹脂組成物としては、中和塩基として、(a)水分散性イソシアネート化合物と反応可能であり、かつ沸点が280℃以下の第1級アミン及び/又は第2級アミンを用いた形態、又は、(b)水分散性イソシアネート化合物と反応可能であり、かつ沸点が280℃以下の第3級アミンを用いた形態のものであり、更に、(b)のアミン化合物を使用する場合には、アクリル樹脂を構成する成分として反応性乳化剤を必須とするものである。
これらの形態の水分散型アクリル樹脂組成物において、「水分散性イソシアネート化合物と反応可能なアミン」とは、アミン化合物の分子中に、1級アミノ基、2級アミノ基及び水酸基のうち少なくとも1種の基を有するものであることを意味する。よって、第3級アミンを使用する上記(b)の形態の場合には、水酸基を必須に有する第3級アミンであることが好適である。
上記アミン化合物の沸点は280℃以下であるが、280℃を超えると、塗膜中の残留アミンが多くなり、耐水性等の塗膜物性が充分とはならないおそれがある。より好ましくは、150℃以下である。
これらの形態の水分散型アクリル樹脂組成物において、「水分散性イソシアネート化合物と反応可能なアミン」とは、アミン化合物の分子中に、1級アミノ基、2級アミノ基及び水酸基のうち少なくとも1種の基を有するものであることを意味する。よって、第3級アミンを使用する上記(b)の形態の場合には、水酸基を必須に有する第3級アミンであることが好適である。
上記アミン化合物の沸点は280℃以下であるが、280℃を超えると、塗膜中の残留アミンが多くなり、耐水性等の塗膜物性が充分とはならないおそれがある。より好ましくは、150℃以下である。
上記(a)の形態において、アミン化合物としては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジエタノールアミン等の2級アミン化合物(第2級アミン);イソプロピルアミン等の1級アミン化合物(第1級アミン)等の1種又は2種以上を用いることが好適である。中でも、ジエチルアミン、ジプロピルアミンがより好ましい。
上記(b)の形態において、アミン化合物としては、例えば、ジメチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン等の1種又は2種以上を用いることが好適である。中でも、ジメチルエタノールアミンがより好ましい。
上記アミン化合物の使用量としては、アクリル樹脂を充分に中和し、脱溶剤後の樹脂分散安定性を充分に保つことができる量を用いることが好適であり、特に限定されないが、例えば、ジメチルエタノールアミンであれば、アクリル樹脂中のカルボキシル基の中和率を30〜150モル%とすることができる量であることが好ましく、また、ジエチルアミンであれば該中和率を50〜200モル%とすることができる量であることが好ましい。
上記(b)の形態において、アミン化合物としては、例えば、ジメチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン等の1種又は2種以上を用いることが好適である。中でも、ジメチルエタノールアミンがより好ましい。
上記アミン化合物の使用量としては、アクリル樹脂を充分に中和し、脱溶剤後の樹脂分散安定性を充分に保つことができる量を用いることが好適であり、特に限定されないが、例えば、ジメチルエタノールアミンであれば、アクリル樹脂中のカルボキシル基の中和率を30〜150モル%とすることができる量であることが好ましく、また、ジエチルアミンであれば該中和率を50〜200モル%とすることができる量であることが好ましい。
また水又は水/有機溶媒混合溶媒に分散する方法としては、棒やハンドミキサー等を用いて機械的に攪拌することにより行うことができる。なお、後述するように乳化剤を使用せずに水に分散させることができるが、更に充分な安定性を発揮させるために乳化剤を用いてもよく、上述したもの等の他、両性界面活性剤、高分子界面活性剤、分子中に1個以上の重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する重合性界面活性剤等を用いることができる。
上記製造工程において、上述のように水に分散後、脱有機溶剤(脱溶剤)する場合には、脱溶剤としては、例えば、減圧することにより行うことができる。
上記製造工程において、上述のように水に分散後、脱有機溶剤(脱溶剤)する場合には、脱溶剤としては、例えば、減圧することにより行うことができる。
上記工程により得られる水分散型アクリル樹脂としては、酸価が、50mgKOH/g以下のものであることが好ましい。50mgKOH/gを超えると、得られる樹脂の水への溶解性が高くなり過ぎるため、各種の用途に用いた場合に優れた耐水性を発揮することができないおそれがあり、また、粘度を充分に低減することができないおそれがある。より好ましくは、30mgKOH/g以下であり、更に好ましくは、20mgKOH/g以下である。また、5mgKOH/g以上であることが好ましい。5mgKOH/g未満であると、樹脂の分散安定性が低下し、安定な水分散型アクリル樹脂組成物の調製ができなくなるおそれがある。より好ましくは、10mgKOH/g以上である。
また水酸基価(ヒドロキシル価)としては、30mgKOH/g以上であり、また、200mgKOH/g以下であることが好ましい。30mgKOH/g未満であると、塗膜形成における架橋度が充分なものとはならず、優れた塗膜性能を得られないおそれがあり、200mgKOH/gを超えると、本発明の作用効果を充分に発揮することができないおそれがある。より好ましくは、40mgKOH/g以上であり、また、180mgKOH/g以下であり、更に好ましくは、60mgKOH/g以上であり、また、160mgKOH/g以下であり、特に好ましくは、80mgKOH/g以上であり、また、160mgKOH/g以下である。
なお、本明細書において、酸価及び水酸基価は、固形分換算値である。
なお、本明細書において、酸価及び水酸基価は、固形分換算値である。
上記水分散型アクリル樹脂としてはまた、アクリル樹脂を構成する重合体全体としてのガラス転移温度(Tg)が、0℃以上であり、また、90℃以下であることが好ましい。中でも、例えば、本発明の水分散型アクリル樹脂を自動車用塗料に用いる場合には、10℃以上であり、また、80℃以下であることがより好ましい。更に好ましくは、15℃以上であり、また、60℃以下である。
なお、ガラス転移点としては、下記フォックスの式で算出される温度(K)を(℃)に換算して求めることができる。
1/Tg=Σ(Wi/Tgi)
但し、Wiは、単量体iの質量分布を表し、Tgiは、単量体iの重合体のTgを表す。
なお、ガラス転移点としては、下記フォックスの式で算出される温度(K)を(℃)に換算して求めることができる。
1/Tg=Σ(Wi/Tgi)
但し、Wiは、単量体iの質量分布を表し、Tgiは、単量体iの重合体のTgを表す。
上記水分散型アクリル樹脂としては更に、数平均分子量が、1000以上であり、また、100000以下であることが好ましい。1000未満であると、耐水性が充分なものとはならないおそれがあり、100000を超えると、レベリング性に優れたものとはならないおそれがあり、高外観を与えることができないおそれがある。より好ましい上限は30000であり、下限は3000であり、更に好ましい上限は10000であり、下限は5000である。また、範囲としては、1000〜100000であることが好適である。より好ましくは、3000〜30000であり、更に好ましくは、5000〜10000である。なお、数平均分子量は、HLC−8020型ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(カラム:TSKgel G−5000HXLとTSKgel GMHXL−Lを直列に使用、東ソー株式会社製、以下、「GPC」ともいう。)にて測定した分子量(ポリスチレン換算)である。
本発明の水分散型アクリル樹脂組成物において、水分散性イソシアネート化合物としては、予め、イソシアネートがO/W型となるように水に分散された状態のものや、有機溶剤で希釈された状態のものであることが好ましい。なお、これらの状態のイソシアネート化合物を「水分散したイソシアネート」ともいう。
上記有機溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール等のアルキルアルコール類;エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコール等のエチレングリコール類;酢酸エチル等のエステル類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール等のエーテルアルコール類;メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエーテルエステル類;ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n−ヘプタン等の芳香族又は脂肪族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等の1種又は2種以上を用いることができる。
上記有機溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール等のアルキルアルコール類;エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコール等のエチレングリコール類;酢酸エチル等のエステル類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール等のエーテルアルコール類;メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエーテルエステル類;ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n−ヘプタン等の芳香族又は脂肪族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等の1種又は2種以上を用いることができる。
このような水分散したイソシアネートを架橋剤として用いることにより、一液型の組成物として充分な貯蔵(保存)安定性を有することができるとともに、塗膜等に用いた場合には、成膜性や硬化性、耐溶剤、耐水性等の向上といった優れた特性を充分に発揮することが可能となるが、これは、以下の理由によるものと考えられる。
すなわちイソシアネート(イソシアネート化合物)を予め水分散等することにより、活性なイソシアナト基がイソシアネート内部に取り込まれた乳化物を形成することから、分散安定性が向上するとともに、中和塩基や、樹脂中の官能基(好ましくは、ヒドロキシル基)との反応が抑制され温和に進行するため、充分な貯蔵安定性(可使時間)を有することができ、塗膜外観も向上したと考えられる。
すなわちイソシアネート(イソシアネート化合物)を予め水分散等することにより、活性なイソシアナト基がイソシアネート内部に取り込まれた乳化物を形成することから、分散安定性が向上するとともに、中和塩基や、樹脂中の官能基(好ましくは、ヒドロキシル基)との反応が抑制され温和に進行するため、充分な貯蔵安定性(可使時間)を有することができ、塗膜外観も向上したと考えられる。
上記水分散したイソシアネートとしては、例えば、水や水溶性の有機溶剤にイソシアネートを添加し、棒等を用いた手攪拌、ハンドミキサー等を用いて機械的に攪拌して得ることができる。イソシアネートとしては、例えば、重合体形態のもの(ポリイソシアナート)が好適であり、ブロック化されたブロックポリイソシアナートを用いてもよい。
なお、必要に応じ、カルボキシル基と反応し得る架橋剤を併用させてもよく、そのような架橋剤としては、例えば、オキサゾリン基、カルボジイミド基、アジリジニル基、エポキシ基、アルコキシシラン基、シクロカーボネート基、メチロール基、メチロールアルキル基、ビニルエーテル基等の官能基を有する化合物や重合体等;ジルコニウム等の金属架橋剤等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。具体的には、例えば、ジルコニウム化合物、亜鉛化合物、チタニウム化合物等の多価金属化合物;オキサゾリン化合物;エポキシ化合物等が挙げられる。これらの架橋剤の使用量としては、架橋剤の種類や用途等に応じて適宜設定すればよい。
なお、必要に応じ、カルボキシル基と反応し得る架橋剤を併用させてもよく、そのような架橋剤としては、例えば、オキサゾリン基、カルボジイミド基、アジリジニル基、エポキシ基、アルコキシシラン基、シクロカーボネート基、メチロール基、メチロールアルキル基、ビニルエーテル基等の官能基を有する化合物や重合体等;ジルコニウム等の金属架橋剤等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。具体的には、例えば、ジルコニウム化合物、亜鉛化合物、チタニウム化合物等の多価金属化合物;オキサゾリン化合物;エポキシ化合物等が挙げられる。これらの架橋剤の使用量としては、架橋剤の種類や用途等に応じて適宜設定すればよい。
上記水分散したポリイソシアネートとしては、例えば、ポリイソシアネートを水中で自己乳化させたものや、攪拌器等により強制分散させたもの、アニオン性又はノニオン性界面活性剤を用いて分散させたもの等が好ましく、更に、水に分散しない(自己乳化しない)疎水性のポリイソシアネートを併用することで、耐水性を向上することが可能となる。
またポリイソシアネートとしては、塗膜の黄変を防止するために、芳香環に直接結合したイソシアナト基を有しない無黄変性ポリイソシアネートが好ましく、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等のジイソシアネート;これらのジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、ビュウレット体、イソシアヌレート体等のアダクトポリイソシアネート等のポリイソシアネートの誘導体(変性物)等の1種又は2種以上を用いることができる。
またポリイソシアネートとしては、塗膜の黄変を防止するために、芳香環に直接結合したイソシアナト基を有しない無黄変性ポリイソシアネートが好ましく、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等のジイソシアネート;これらのジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、ビュウレット体、イソシアヌレート体等のアダクトポリイソシアネート等のポリイソシアネートの誘導体(変性物)等の1種又は2種以上を用いることができる。
上記水分散したポリイソシアネートとしては、例えば、アクアネート100、アクアネート110、アクアネート200及びアクアネート210(いずれも商品名、日本ポリウレタン工業社製);バイヒジュールTPLS−2032、SUB−イソシアネートL801、バイヒジュールVPLS−2319、バイヒジュール3100、VPLS−2336及びVPLS−2150/1(いずれも商品名、住化バイエルウレタン社製);タケネートWD−720、タケネートWD−725及びタケネートWD−220(いずれも商品名、三井武田ケミカル社製);レザミンD−56(商品名、大日精化工業社製)等の1種又は2種以上を用いることができる。
上記水分散したポリイソシアネートと併用することができる、水に分散しないポリイソシアネートとしては、通常溶剤系においてハイソリッドタイプとして使用されるものが好ましく、例えば、デスモジュールN3400、デスモジュールN3600、デスモジュールVPLS2294(いずれも商品名、住化バイエルウレタン社製)、タケネートD−170HN(商品名、三井武田ケミカル社製)等の1種又は2種以上を用いることができる。
上記水分散したポリイソシアネートと、上記水に分散しないポリイソシアネートとの配合例としては、例えば、水分散したポリイソシアナートとしてタケネートWD−725(商品名、三井武田ケミカル社製)と、水に分散しないポリイソシアナートとしてデスモジュールVPLS2294(商品名、住化バイエルウレタン社製)を4:1(質量比)に配合したものが挙げられる。
上記水分散したポリイソシアネートと、上記水に分散しないポリイソシアネートとの配合例としては、例えば、水分散したポリイソシアナートとしてタケネートWD−725(商品名、三井武田ケミカル社製)と、水に分散しないポリイソシアナートとしてデスモジュールVPLS2294(商品名、住化バイエルウレタン社製)を4:1(質量比)に配合したものが挙げられる。
上記水分散したブロックポリイソシアネートとは、水分散型アクリル樹脂組成物を加熱乾燥するときに架橋させ、かつ、常温での貯蔵安定性を向上させるために、水分散したポリイソシアネートのイソシアナト基をブロック化剤でブロックしたものである。
上記ブロック化剤としては、例えば、マロン酸ジエチルエステル、アセト酢酸エチル、ε−カプロラクタム、ブタノンオキシム、シクロヘキサノンオキシム、1,2,4−トリアゾール、ジメチル−1,2,4−トリアゾール、3,5−ジメチルピラゾール、イミダゾール等の1官能性封鎖剤が挙げられる。中でも、160℃まで、より好ましくは150℃までの温度範囲で開裂する封鎖剤が好適である。更に好ましくは、ブタノンオキシム、シクロへキサノンオキシム及び3,5−ジメチルピラゾールであり、特に好ましくは、ブタノンオキシムである。
上記ブロック化剤としては、例えば、マロン酸ジエチルエステル、アセト酢酸エチル、ε−カプロラクタム、ブタノンオキシム、シクロヘキサノンオキシム、1,2,4−トリアゾール、ジメチル−1,2,4−トリアゾール、3,5−ジメチルピラゾール、イミダゾール等の1官能性封鎖剤が挙げられる。中でも、160℃まで、より好ましくは150℃までの温度範囲で開裂する封鎖剤が好適である。更に好ましくは、ブタノンオキシム、シクロへキサノンオキシム及び3,5−ジメチルピラゾールであり、特に好ましくは、ブタノンオキシムである。
上記水分散したブロックポリイソシアネートとしては、例えば、タケネートWB−720、タケネートWB−730、タケネートWB−920(いずれも商品名、三井武田ケミカル社製);バイヒジュールBL116、バイヒジュールBL5140、バイヒジュールBL5235、バイヒジュールTPLS2186、デスモジュールVPLS2310(いずれも商品名、住化バイエルウレタン社製)等の1種又は2種以上を用いることができる。
なお、上記水分散したポリイソシアネート及び水分散したブロックポリイソシアネートは、有機溶剤を添加して使用することもできる。
なお、上記水分散したポリイソシアネート及び水分散したブロックポリイソシアネートは、有機溶剤を添加して使用することもできる。
本発明の水分散型アクリル樹脂組成物において、水分散性イソシアネートの含有量としては、用途等に応じて適宜設定すればよく特に限定されないが、例えば、上記アクリル樹脂が有する水酸基1モルに対して、イソシアナト基の上限が3.0モル、下限が0.5モルとなるように設定することが好ましい。この範囲から外れると、充分な耐水性や耐候性を得られないおそれがある。より好ましい上限は2.5モル、下限は1.0モルであり、更に好ましい上限は2.0モル、下限は1.2モルである。
上記水分散型アクリル樹脂組成物としてはまた、必要に応じて、顔料、添加剤等を含有していてもよい。添加剤としては、例えば、レベリング剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、抗酸化剤、重合禁止剤、充填剤、カップリング剤、防錆剤、抗菌剤、金属不活性化剤、湿潤剤、消泡剤、界面活性剤、補強剤、可塑剤、潤滑剤、防曇剤、防食剤、顔料分散剤、流動調整剤、過酸化物分解剤、鋳型脱色剤、蛍光性増白剤、有機防炎剤、無機防炎剤、滴下防止剤、溶融流改質剤、静電防止剤、防藻剤、防カビ剤、難燃剤、スリップ剤、金属キレート剤、アンチブロッキング剤、耐熱安定剤、加工安定剤、着色剤等の1種又は2種以上を用いることができる。
本発明においては、上記水分散型アクリル樹脂組成物を基材に塗装して硬化させることにより、様々な用途に好適な硬化塗膜を形成することができる。
上記基材としては、例えば、ガラス、スレート、コンクリート、モルタル、セラミック、石材等の無機質基材;アルミニウム、鉄、亜鉛、錫、銅、チタン、ステンレス、ブリキ、トタン等からなる金属板、表面に亜鉛、銅、クロム等をメッキした金属、表面をクロム酸、リン酸等で処理した金属等の金属基材;ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)、FRP(織維強化プラスチック)、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂等のプラスチック基材;合成皮革;ヒノキ、スギ、マツ、合板等の木材;繊維、紙等の有機素材等が挙げられる。また、これらの基材は、水分散型アクリル樹脂組成物が塗装される前に、通常用いられるプライマーや、下塗り、中塗り、メタリックベース等の上塗り等塗装用塗料が塗装されていてもよい。
上記基材としては、例えば、ガラス、スレート、コンクリート、モルタル、セラミック、石材等の無機質基材;アルミニウム、鉄、亜鉛、錫、銅、チタン、ステンレス、ブリキ、トタン等からなる金属板、表面に亜鉛、銅、クロム等をメッキした金属、表面をクロム酸、リン酸等で処理した金属等の金属基材;ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)、FRP(織維強化プラスチック)、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂等のプラスチック基材;合成皮革;ヒノキ、スギ、マツ、合板等の木材;繊維、紙等の有機素材等が挙げられる。また、これらの基材は、水分散型アクリル樹脂組成物が塗装される前に、通常用いられるプライマーや、下塗り、中塗り、メタリックベース等の上塗り等塗装用塗料が塗装されていてもよい。
上記水分散型アクリル樹脂組成物を用いて塗膜を形成する際の塗装方法、及び、塗膜の硬化方法としては、用いられる用途により適宜設定すればよいが、塗装方法としては、例えば、浸漬塗り、刷毛塗り、ロール刷毛塗り、スプレーコート、ロールコート、スピンコート、ディップコート、バーコート、フローコート、静電塗装、ダイコート等による塗装法等が好適である。
また上記硬化方法としては、常温硬化、加熱硬化等により行うことができ、用いられる用途により硬化条件等を適宜設定すればよい。
また上記硬化方法としては、常温硬化、加熱硬化等により行うことができ、用いられる用途により硬化条件等を適宜設定すればよい。
上記水分散型アクリル樹脂組成物を用いて形成される塗膜の膜厚としては、用いられる用途により適宜設定すればよく、また、塗膜の硬度としては、塗膜の用途により要求される硬度が異なるため、その用途に適した硬度を与えるように、構成成分の配合量、反応条件等を適宜設定すればよいが、例えば、自動車仕上げ用及び自動車補修用のクリヤートップ用塗料等の自動車用塗料として用いる場合には、加熱温度を40℃以上、200℃以下、塗膜の膜厚を10μm(ミクロン)以上、100μm以下とすることが好ましい。より好ましくは、加熱温度を50℃以上、180℃以下、塗膜の膜厚を20μm以上、80μm以下とすることである。
本発明はまた、2液型塗料用のセットであって、該2液型塗料用セットは、カルボキシル基含有単量体及びヒドロキシル基含有単量体を必須成分として含むアクリル樹脂並びに中和塩基を含む容器(以下、「容器(a)」ともいう。)と、水分散性イソシアネート化合物を含む容器(以下、「容器(b)」ともいう。)とにより構成され、上記中和塩基は、水分散性イソシアネート化合物と反応可能なアミンであり、沸点が280℃以下の、第1級アミン及び/又は第2級アミンである2液型塗料用セットでもある。
本発明は更に、2液型塗料用のセットであって、上記2液型塗料用セットは、カルボキシル基含有単量体、ヒドロキシル基含有単量体及び反応性乳化剤を必須成分として含むアクリル樹脂並びに中和塩基を含む容器(以下、「容器(a’)」ともいう。)と、水分散性イソシアネート化合物を含む容器(以下、「容器(b)」ともいう。)とにより構成され、上記中和塩基は、水分散性イソシアネート化合物と反応可能なアミンであり、沸点が280℃以下の第3級アミンである水分散型アクリル樹脂組成物でもある。
上記2液型塗料用セットにおいて、容器(a)は、カルボキシル基含有単量体及びヒドロキシル基含有単量体を必須成分とするアクリル樹脂と、中和塩基とを含んでなるが、これらが反応した形態の化合物を含むものであってもよい。また、更に水や有機溶剤等の溶媒を含むものであってもよい。容器(a)の好ましい形態としては、上記アクリル樹脂を上記中和塩基の存在下で水又は水/有機溶剤混合溶媒中に分散した水分散型アクリル樹脂を含む形態である。より好ましくは、上記アクリル樹脂を上記中和塩基の存在下で水中に分散した水分散型アクリル樹脂を含む形態である。なお、上記アクリル樹脂としてはまた、更に反応性乳化剤を構成成分として含んでなることが好適である。
また上記容器(a’)としては、カルボキシル基含有単量体、ヒドロキシル基含有単量体及び反応性乳化剤を必須成分とするアクリル樹脂と、中和塩基とを含んであるが、これらが反応した形態の化合物であってもよく、また、更に水や有機溶剤等の溶媒を含むものであってもよい。容器(a’)の好ましい形態としては、上記容器(a)と同様である。
また上記容器(a’)としては、カルボキシル基含有単量体、ヒドロキシル基含有単量体及び反応性乳化剤を必須成分とするアクリル樹脂と、中和塩基とを含んであるが、これらが反応した形態の化合物であってもよく、また、更に水や有機溶剤等の溶媒を含むものであってもよい。容器(a’)の好ましい形態としては、上記容器(a)と同様である。
上記2液型塗料用セットに用いられるアクリル樹脂や、上記アミン化合物、水分散性イソシアネート化合物、必要に応じて用いられる溶剤や各種添加剤等としては、上述したものが好適に用いられ、これらの量としては、容器の容量等に応じて、上述した割合となるようにすればよい。また、水分散型アクリル樹脂としては、上述したようにして得ることができる。
なお、本発明においては、上記水分散性イソシアネート化合物としてブロックポリイソシアナート以外の化合物を使用する場合には、2液型塗料用セットとして供給する実施形態が好適であるが、ブロックポリイソシアネートを使用する場合には、通常では上記アクリル樹脂とブロックポリイソシアネートとを含む1液型塗料として供給されることとなる。
上記2液型塗料用セットの使用方法としては、アクリル樹脂が、上記アミン化合物及び水分散性イソシアネート化合物の存在下で水又は水/有機溶剤混合溶媒中に分散した形態となる限り特に限定されるものではなく、例えば、容器(a)(又は(a’))の内容物を容器(b)に入れる方法;容器(b)の内容物を容器(a)(又は(a’))に入れる方法等が挙げられる。なお、主剤成分(A)と硬化剤成分(B)とにより構成される2液型塗料の使用方法であって、主剤成分(A)は、上記容器(a)(又は(a’))により供給され、硬化剤成分(B)は、上記容器(b)により供給され、これら主剤成分(A)と硬化剤成分(B)とを混合して使用する方法もまた、本発明の好適な実施形態の1つである。
上記2液型塗料用セットにおいて、容器としては特に限定されないが、例えば、1L〜18Lのものを用いることができる。具体的には、ドラム缶、石油缶等が使用可能である。また、これらの容器は、オートクレープや紫外線、ガンマ線などで滅菌処理してもよいし、カビの発生や容器内の物質の腐敗を防ぐために、容器の内側をコーティングしてもよい。なお、容器の保存方法としては、容器内に上記物質を投入後、常温で密封保存することが好ましい。
本発明の水分散型アクリル樹脂組成物は、上述のような構成からなるので、高外観を与えることができ、安定性に優れ、しかも耐水性、耐候性等に優れた塗膜物性を発揮して、近年の環境問題に充分に対応することができることから、例えば、車両用やプラスチック成形品用、家電製品用、鋼製品、大型構造物、航空機用、建材用、建築用、瓦用、木工用等の各種の塗料の他、接着剤、レジスト、印刷インク等に利用でき、特に、自動車仕上用及び自動車補修用のソリッドカラー用やメタリックベース用、クリヤートップ用塗料として好適に用いることができるものである。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。また、酸価及び水酸基価は、固形分換算値である。
製造例1(水分散型アクリル系樹脂A)
スチレン60.0部、メチルメタクリレート58.0部、ブチルメタクリレート149.1部、シクロヘキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート37.6部、2−ヒドロキシエチルアクリレート33.6部、アクリル酸7.8部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)12.2部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(a−1)を得た。得られた樹脂溶液(a−1)にジエチルアミン7.9部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水380部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(a−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分53.5質量%の水分散型アクリル系樹脂Aを得た。
スチレン60.0部、メチルメタクリレート58.0部、ブチルメタクリレート149.1部、シクロヘキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート37.6部、2−ヒドロキシエチルアクリレート33.6部、アクリル酸7.8部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)12.2部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(a−1)を得た。得られた樹脂溶液(a−1)にジエチルアミン7.9部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水380部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(a−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分53.5質量%の水分散型アクリル系樹脂Aを得た。
製造例2(水分散型アクリル系樹脂B)
スチレン60.0部、メチルメタクリレート49.8部、ブチルメタクリレート149.1部、シクロへキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート37.6部、2−ヒドロキシエチルアクリレート33.6部、アクリル酸16.0部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)12.2部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(b−1)を得た。得られた樹脂溶液(b−1)にジエチルアミン16.2部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水380部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(b−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分53.5質量%の水分散型アクリル系樹脂Bを得た。
スチレン60.0部、メチルメタクリレート49.8部、ブチルメタクリレート149.1部、シクロへキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート37.6部、2−ヒドロキシエチルアクリレート33.6部、アクリル酸16.0部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)12.2部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(b−1)を得た。得られた樹脂溶液(b−1)にジエチルアミン16.2部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水380部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(b−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分53.5質量%の水分散型アクリル系樹脂Bを得た。
製造例3(水分散型アクリル系樹脂C)
スチレン73.1部、メチルメタクリレート40.2部、ブチルメタクリレート151.9部、シクロヘキシルメタクリレート73.1部、2−ヒドロキシエチルアクリレート41.8部、アクリル酸26.0部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)12.2部を85℃に加熱した121.8部のイソプロビルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(c−1)を得た。得られた樹脂溶液(c−1)にジエチルアミン26.4部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水380部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(c−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分53.5質量%の水分散型アクリル系樹脂Cを得た。
スチレン73.1部、メチルメタクリレート40.2部、ブチルメタクリレート151.9部、シクロヘキシルメタクリレート73.1部、2−ヒドロキシエチルアクリレート41.8部、アクリル酸26.0部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)12.2部を85℃に加熱した121.8部のイソプロビルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(c−1)を得た。得られた樹脂溶液(c−1)にジエチルアミン26.4部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水380部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(c−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分53.5質量%の水分散型アクリル系樹脂Cを得た。
製造例4(水分散型アクリル系樹脂D)
スチレン60.0部、メチルメタクリレート58.0部、ブチルメタクリレート149.1部、シクロヘキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート37.6部、2−ヒドロキシエチルアクリレート33.6部、アクリル酸7.8部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)12.2部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(d−1)を得た。得られた樹脂溶液(d−1)にイソプロピルアミン6.4部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水380部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(d−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分53.5質量%の水分散型アクリル系樹脂Dを得た。
スチレン60.0部、メチルメタクリレート58.0部、ブチルメタクリレート149.1部、シクロヘキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート37.6部、2−ヒドロキシエチルアクリレート33.6部、アクリル酸7.8部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)12.2部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(d−1)を得た。得られた樹脂溶液(d−1)にイソプロピルアミン6.4部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水380部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(d−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分53.5質量%の水分散型アクリル系樹脂Dを得た。
製造例5(水分散型アクリル系樹脂E)
スチレン60.0部、メチルメタクリレート58.0部、ブチルメタクリレート149.1部、シクロヘキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート37.6部、2−ヒドロキシエチルアクリレート33.6部、アクリル酸7.8部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)12.2部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(e−1)を得た。得られた樹脂溶液(e−1)にトリエチルアミン10.9部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水380部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(e−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分53.5質量%の水分散型アクリル系樹脂Eを得た。
スチレン60.0部、メチルメタクリレート58.0部、ブチルメタクリレート149.1部、シクロヘキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート37.6部、2−ヒドロキシエチルアクリレート33.6部、アクリル酸7.8部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)12.2部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(e−1)を得た。得られた樹脂溶液(e−1)にトリエチルアミン10.9部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水380部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(e−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分53.5質量%の水分散型アクリル系樹脂Eを得た。
製造例6(水分散型アクリル系樹脂F)
スチレン60.0部、メチルメタクリレート55.6部、ブチルメタクリレート131.1部、シクロヘキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート47.0部、2−ヒドロキシエチルアクリレート42.0部、アクリル酸10.4部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)12.2部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(f−1)を得た。得られた樹脂溶液(f−1)にジメチルエタノールアミン12.9部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水480部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(f−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分45.0質量%の水分散型アクリル系樹脂Fを得た。
スチレン60.0部、メチルメタクリレート55.6部、ブチルメタクリレート131.1部、シクロヘキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート47.0部、2−ヒドロキシエチルアクリレート42.0部、アクリル酸10.4部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)12.2部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(f−1)を得た。得られた樹脂溶液(f−1)にジメチルエタノールアミン12.9部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水480部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(f−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分45.0質量%の水分散型アクリル系樹脂Fを得た。
製造例7(水分散型アクリル系樹脂G)
スチレン60.0部、メチルメタクリレート55.6部、ブチルメタクリレート131.1部、シクロへキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート47.0部、2−ヒドロキシエチルアクリレート42.0部、アクリル酸10.4部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)12.2部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(g−1)を得た。得られた樹脂溶液(g−1)にジエタノールアミン15.2部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水480部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(g−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分45.0質量%の水分散型アクリル系樹脂Gを得た。
スチレン60.0部、メチルメタクリレート55.6部、ブチルメタクリレート131.1部、シクロへキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート47.0部、2−ヒドロキシエチルアクリレート42.0部、アクリル酸10.4部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)12.2部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(g−1)を得た。得られた樹脂溶液(g−1)にジエタノールアミン15.2部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水480部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(g−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分45.0質量%の水分散型アクリル系樹脂Gを得た。
製造例8(水分散型アクリル系樹脂H)
スチレン60.0部、メチルメタクリレート55.6部、ブチルメタクリレート110.8部、シクロへキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート47.0部、2−ヒドロキシエチルアクリレート42.0部、アクリル酸10.4部、反応性乳化剤(アントックスMS−60、日本乳化剤社製)22.6部(固形分90%)、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)24.4部を85℃に加熱した121.8部のイソプロビルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(h−1)を得た。得られた樹脂溶液(h−1)にジメチルエタノールアミン12.9部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水480部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(h−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分45.0質量%の水分散型アクリル系樹脂Hを得た。
スチレン60.0部、メチルメタクリレート55.6部、ブチルメタクリレート110.8部、シクロへキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート47.0部、2−ヒドロキシエチルアクリレート42.0部、アクリル酸10.4部、反応性乳化剤(アントックスMS−60、日本乳化剤社製)22.6部(固形分90%)、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)24.4部を85℃に加熱した121.8部のイソプロビルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(h−1)を得た。得られた樹脂溶液(h−1)にジメチルエタノールアミン12.9部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水480部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(h−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分45.0質量%の水分散型アクリル系樹脂Hを得た。
製造例9(水分散型アクリル系樹脂I)
スチレン60.0部、メチルメタクリレート55.6部、ブチルメタクリレート90.5部、シクロヘキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート47.0部、2−ヒドロキシエチルアクリレート42.0部、アクリル酸10.4部、反応性乳化剤(アントックスMS−60、日本乳化剤社製)45.1部(固形分90%)、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)24.4部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(i−1)を得た。得られた樹脂溶液(i−1)にジメチルエタノールアミン12.9部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水480部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(i−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分45.0質量%の水分散型アクリル系樹脂Iを得た。
スチレン60.0部、メチルメタクリレート55.6部、ブチルメタクリレート90.5部、シクロヘキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート47.0部、2−ヒドロキシエチルアクリレート42.0部、アクリル酸10.4部、反応性乳化剤(アントックスMS−60、日本乳化剤社製)45.1部(固形分90%)、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)24.4部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(i−1)を得た。得られた樹脂溶液(i−1)にジメチルエタノールアミン12.9部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水480部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(i−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分45.0質量%の水分散型アクリル系樹脂Iを得た。
製造例10(水分散型アクリル系樹脂J)
スチレン60.0部、メチルメタクリレート55.6部、ブチルメタクリレート110.8部、シクロヘキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート47.0部、2−ヒドロキシエチルアクリレート42.0部、アクリル酸10.4部、反応性乳化剤(MA−50A、日本乳化剤社製)20.3部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)24.4部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(j−1)を得た。得られた樹脂溶液(j−1)にジメチルエタノールアミン12.9部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水480部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(j−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分45.0質量%の水分散型アクリル系樹脂Jを得た。
スチレン60.0部、メチルメタクリレート55.6部、ブチルメタクリレート110.8部、シクロヘキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート47.0部、2−ヒドロキシエチルアクリレート42.0部、アクリル酸10.4部、反応性乳化剤(MA−50A、日本乳化剤社製)20.3部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)24.4部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(j−1)を得た。得られた樹脂溶液(j−1)にジメチルエタノールアミン12.9部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水480部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(j−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分45.0質量%の水分散型アクリル系樹脂Jを得た。
製造例11(水分散型アクリル系樹脂K)
スチレン60.0部、メチルメタクリレート55.6部、ブチルメタクリレート131.1部、シクロヘキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート47.0部、2−ヒドロキシエチルアクリレート42.0部、アクリル酸10.4部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)12.2部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(k−1)を得た。得られた樹脂溶液(k−1)にトリエタノールアミン21.6部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水480部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(k−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分45.0質量%の水分散型アクリル系樹脂Kを得た。
スチレン60.0部、メチルメタクリレート55.6部、ブチルメタクリレート131.1部、シクロヘキシルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート47.0部、2−ヒドロキシエチルアクリレート42.0部、アクリル酸10.4部、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)12.2部を85℃に加熱した121.8部のイソプロピルアルコール中に、4時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で4時間保持した後、200.0部のイソプロピルアルコールで希釈し、固形分約56.5質量%の樹脂溶液(k−1)を得た。得られた樹脂溶液(k−1)にトリエタノールアミン21.6部を添加し、70℃で10分間攪拌した後、脱イオン水480部を徐々に加え樹脂溶液を乳化した。乳化した樹脂溶液(k−1)から共沸蒸留によりイソプロピルアルコールを除去し、固形分45.0質量%の水分散型アクリル系樹脂Kを得た。
<実施例1>
水分散型アクリル系樹脂A(固形分53.5質量%、酸価15mgKOH/g、水酸基価80mgKOH/g、Tg50℃、数平均分子量20000)10.0部に、脱イオン水2.4部で、ポリイソシアネート化合物A(「バイヒジュール3100」;商品名、住化バイエルウレタン社製)3.3部を乳化した水分散型ポリイソシアネート化合物(水分散したポリイソシアネート化合物)5.7部を加え、固形分55質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル系樹脂Aを用い、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
水分散型アクリル系樹脂A(固形分53.5質量%、酸価15mgKOH/g、水酸基価80mgKOH/g、Tg50℃、数平均分子量20000)10.0部に、脱イオン水2.4部で、ポリイソシアネート化合物A(「バイヒジュール3100」;商品名、住化バイエルウレタン社製)3.3部を乳化した水分散型ポリイソシアネート化合物(水分散したポリイソシアネート化合物)5.7部を加え、固形分55質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル系樹脂Aを用い、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
(塗膜外観)
リン酸亜鉛処理鋼板に乾燥膜厚が40ミクロンになるように、上記樹脂組成物を塗布し、60℃で30分間乾燥後、外観を目視にて観察した。
〇:外観良好、△:一部不良個所有り、×:クラックあり
(耐水性)
塗膜外観評価で用いた試験片を、40℃の温水に24時間浸漬し、外観の変化を目視にて観察した。
〇:変化なし、△:一部ブリスター有り、×:全面ブリスターあり
(耐溶剤性)
塗膜外観評価で用いた試験片を、更に室温で24時間養生後、塗膜上にキシレンを滴下し、30秒間放置後、外観の変化を目視にて観察した。
〇:変化なし、×:溶出又は膨潤
(分散安定性)
ガラス容器に入れた水分散型アクリル系樹脂Aを室温で1ヶ月放置し、樹脂の変化を目視にて観察した。
〇:変化なし、△:一部分離(再分散可)、×:分離(再分散不可)
リン酸亜鉛処理鋼板に乾燥膜厚が40ミクロンになるように、上記樹脂組成物を塗布し、60℃で30分間乾燥後、外観を目視にて観察した。
〇:外観良好、△:一部不良個所有り、×:クラックあり
(耐水性)
塗膜外観評価で用いた試験片を、40℃の温水に24時間浸漬し、外観の変化を目視にて観察した。
〇:変化なし、△:一部ブリスター有り、×:全面ブリスターあり
(耐溶剤性)
塗膜外観評価で用いた試験片を、更に室温で24時間養生後、塗膜上にキシレンを滴下し、30秒間放置後、外観の変化を目視にて観察した。
〇:変化なし、×:溶出又は膨潤
(分散安定性)
ガラス容器に入れた水分散型アクリル系樹脂Aを室温で1ヶ月放置し、樹脂の変化を目視にて観察した。
〇:変化なし、△:一部分離(再分散可)、×:分離(再分散不可)
<実施例2>
水分散型アクリル樹脂B(固形分53.5質量%、酸価30mgKOH/g、水酸基価80mgKOH/g、Tg50℃、数平均分子量20000)及び実施例1で用いた配合成分をそれぞれ表1に示す配合比で用いたこと以外は実施例1と同様にして、固形分55質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Bを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表1に示す。
水分散型アクリル樹脂B(固形分53.5質量%、酸価30mgKOH/g、水酸基価80mgKOH/g、Tg50℃、数平均分子量20000)及び実施例1で用いた配合成分をそれぞれ表1に示す配合比で用いたこと以外は実施例1と同様にして、固形分55質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Bを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表1に示す。
<実施例3>
水分散型アクリル樹脂C(固形分53.5質量%、酸価50mgKOH/g、水酸基価50mgKOH/g、Tg50℃、数平均分子量20000)及び実施例1で用いた配合成分をそれぞれ表1に示す配合比で用いたこと以外は実施例1と同様にして、固形分55質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Cを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表1に示す。
水分散型アクリル樹脂C(固形分53.5質量%、酸価50mgKOH/g、水酸基価50mgKOH/g、Tg50℃、数平均分子量20000)及び実施例1で用いた配合成分をそれぞれ表1に示す配合比で用いたこと以外は実施例1と同様にして、固形分55質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Cを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表1に示す。
<実施例4>
ポリイソシアネート化合物B(「バイヒジュールVPLS2319」;商品名、住化バイエルウレタン社製)及び実施例1で用いた配合成分をそれぞれ表1に示す配合比で用いたこと以外は実施例1と同様にして、固形分55質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Aを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表1に示す。
ポリイソシアネート化合物B(「バイヒジュールVPLS2319」;商品名、住化バイエルウレタン社製)及び実施例1で用いた配合成分をそれぞれ表1に示す配合比で用いたこと以外は実施例1と同様にして、固形分55質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Aを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表1に示す。
<実施例5>
水分散型アクリル樹脂D(固形分53.5質量%、酸価15mgKOH/g、水酸基価80mgKOH/g、Tg50℃、数平均分子量20000)及び実施例1で用いた配合成分をそれぞれ表1に示す配合比で用いたこと以外は実施例1と同様にして、固形分55質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Dを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表1に示す。
水分散型アクリル樹脂D(固形分53.5質量%、酸価15mgKOH/g、水酸基価80mgKOH/g、Tg50℃、数平均分子量20000)及び実施例1で用いた配合成分をそれぞれ表1に示す配合比で用いたこと以外は実施例1と同様にして、固形分55質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Dを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表1に示す。
<実施例6>
水分散型アクリル系樹脂F(固形分45.0質量%、酸価20mgKOH/g、水酸基価100mgKOH/g、Tg50℃、数平均分子量20000)10.0部に、脱イオン水2.5部で、ポリイソシアネート化合物A(「バイヒジュール3100」;商品名、住化バイエルウレタン社製)3.5部を乳化した水分散型ポリイソシアネート化合物(水分散したポリイソシアネート化合物)6.0部を加え、固形分50質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Fを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表2に示す。
水分散型アクリル系樹脂F(固形分45.0質量%、酸価20mgKOH/g、水酸基価100mgKOH/g、Tg50℃、数平均分子量20000)10.0部に、脱イオン水2.5部で、ポリイソシアネート化合物A(「バイヒジュール3100」;商品名、住化バイエルウレタン社製)3.5部を乳化した水分散型ポリイソシアネート化合物(水分散したポリイソシアネート化合物)6.0部を加え、固形分50質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Fを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表2に示す。
<実施例7>
水分散型アクリル樹脂G(固形分45.0質量%、酸価20mgKOH/g、水酸基価100mgKOH/g、Tg50℃、数平均分子量20000)及び実施例6で用いた配合成分をそれぞれ表2に示す配合比で用いたこと以外は実施例6と同様にして、固形分50質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Gを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表2に示す。
水分散型アクリル樹脂G(固形分45.0質量%、酸価20mgKOH/g、水酸基価100mgKOH/g、Tg50℃、数平均分子量20000)及び実施例6で用いた配合成分をそれぞれ表2に示す配合比で用いたこと以外は実施例6と同様にして、固形分50質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Gを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表2に示す。
<実施例8>
水分散型アクリル樹脂H(固形分45.0質量%、酸価20mgKOH/g、水酸基価100mgKOH/g、Tg(反応性乳化剤を除くアクリル成分)52℃、数平均分子量7000)及び実施例6で用いた配合成分をそれぞれ表2に示す配合比で用いたこと以外は実施例6と同様にして、固形分50質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Hを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表2に示す。
水分散型アクリル樹脂H(固形分45.0質量%、酸価20mgKOH/g、水酸基価100mgKOH/g、Tg(反応性乳化剤を除くアクリル成分)52℃、数平均分子量7000)及び実施例6で用いた配合成分をそれぞれ表2に示す配合比で用いたこと以外は実施例6と同様にして、固形分50質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Hを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表2に示す。
<実施例9>
水分散型アクリル樹脂I(固形分45.0質量%、酸価20mgKOH/g、水酸基価100mgKOH/g、Tg(反応性乳化剤を除くアクリル成分)54℃、数平均分子量7000)及び実施例6で用いた配合成分をそれぞれ表2に示す配合比で用いたこと以外は実施例6と同様にして、固形分50質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Iを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表2に示す。
水分散型アクリル樹脂I(固形分45.0質量%、酸価20mgKOH/g、水酸基価100mgKOH/g、Tg(反応性乳化剤を除くアクリル成分)54℃、数平均分子量7000)及び実施例6で用いた配合成分をそれぞれ表2に示す配合比で用いたこと以外は実施例6と同様にして、固形分50質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Iを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表2に示す。
<実施例10>
水分散型アクリル樹脂J(固形分45.0質量%、酸価20mgKOH/g、水酸基価109mgKOH/g、Tg(反応性乳化剤を除くアクリル成分)52℃、数平均分子量7000)及び実施例6で用いた配合成分をそれぞれ表2に示す配合比で用いたこと以外は実施例6と同様にして、固形分50質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Jを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表2に示す。
水分散型アクリル樹脂J(固形分45.0質量%、酸価20mgKOH/g、水酸基価109mgKOH/g、Tg(反応性乳化剤を除くアクリル成分)52℃、数平均分子量7000)及び実施例6で用いた配合成分をそれぞれ表2に示す配合比で用いたこと以外は実施例6と同様にして、固形分50質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Jを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表2に示す。
<比較例1>
水分散型アクリル樹脂E(固形分53.5質量%、酸価15mgKOH/g、水酸基価80mgKOH/g、Tg50℃、数平均分子量20000)及び実施例1で用いた配合成分をそれぞれ表3に示す配合比で用いたこと以外は実施例1と同様にして、固形分55質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Eを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表3に示す。
水分散型アクリル樹脂E(固形分53.5質量%、酸価15mgKOH/g、水酸基価80mgKOH/g、Tg50℃、数平均分子量20000)及び実施例1で用いた配合成分をそれぞれ表3に示す配合比で用いたこと以外は実施例1と同様にして、固形分55質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Eを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表3に示す。
<比較例2>
水分散型アクリル樹脂K(固形分45.0質量%、酸価20mgKOH/g、水酸基価100mgKOH/g、Tg50℃、数平均分子量20000)及び実施例6で用いた配合成分をそれぞれ表3に示す配合比で用いたこと以外は実施例6と同様にして、固形分50質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Kを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表3に示す。
水分散型アクリル樹脂K(固形分45.0質量%、酸価20mgKOH/g、水酸基価100mgKOH/g、Tg50℃、数平均分子量20000)及び実施例6で用いた配合成分をそれぞれ表3に示す配合比で用いたこと以外は実施例6と同様にして、固形分50質量%の水分散型アクリル樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物及び水分散型アクリル樹脂Kを用い、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表3に示す。
<比較例3>
実施例1で用いた配合成分のうちから選択される成分を表3に示す配合比で用いたこと以外は、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表3に示す。
実施例1で用いた配合成分のうちから選択される成分を表3に示す配合比で用いたこと以外は、実施例1と同様にして、各種試験を行った。結果を表3に示す。
Claims (6)
- カルボキシル基含有単量体及びヒドロキシル基含有単量体を必須成分として含むアクリル樹脂と、水分散性イソシアネート化合物と、中和塩基とを含有する水分散型アクリル樹脂組成物であって、
該中和塩基は、水分散性イソシアネート化合物と反応可能なアミンであり、かつ沸点が280℃以下の第1級アミン及び/又は第2級アミンである
ことを特徴とする水分散型アクリル樹脂組成物。 - 前記アクリル樹脂は、更に反応性乳化剤を構成成分として含む
ことを特徴とする請求項1に記載の水分散型アクリル樹脂組成物。 - カルボキシル基含有単量体、ヒドロキシル基含有単量体及び反応性乳化剤を必須成分として含むアクリル樹脂と、水分散性イソシアネート化合物と、中和塩基とを含有する水分散型アクリル樹脂組成物であって、
該中和塩基は、水分散性イソシアネート化合物と反応可能なアミンであり、かつ沸点が280℃以下の第3級アミンである
ことを特徴とする水分散型アクリル樹脂組成物。 - 2液型塗料用のセットであって、
該2液型塗料用セットは、カルボキシル基含有単量体及びヒドロキシル基含有単量体を必須成分として含むアクリル樹脂並びに中和塩基を含む容器と、水分散性イソシアネート化合物を含む容器とにより構成され、
該中和塩基は、水分散性イソシアネート化合物と反応可能なアミンであり、かつ沸点が280℃以下の第1級アミン及び/又は第2級アミンである
ことを特徴とする2液型塗料用セット。 - 前記アクリル樹脂は、更に反応性乳化剤を構成成分として含む
ことを特徴とする請求項4に記載の2液型塗料用セット。 - 2液型塗料用のセットであって、
該2液型塗料用セットは、カルボキシル基含有単量体、ヒドロキシル基含有単量体及び反応性乳化剤を必須成分として含むアクリル樹脂並びに中和塩基を含む容器と、水分散性イソシアネート化合物を含む容器とにより構成され、
該中和塩基は、水分散性イソシアネート化合物と反応可能なアミンであり、沸点が280℃以下の第3級アミンである
ことを特徴とする水分散型アクリル樹脂組成物。
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