JP2007269931A - 水性塗料組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】合成樹脂エマルション及び顔料を必須成分として含み水性塗料組成物において、前記合成樹脂エマルションとして、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来するアクリル樹脂、及び環状シロキサン化合物に由来するシリコーン樹脂が99:1〜30:70の重量比率でエマルション粒子内に混在する合成樹脂エマルション(A)を使用し、顔料容積濃度を40〜90%とし、前記顔料として、平均粒子径0.1〜100μmの花弁状粉体(B)を、顔料全体に対し3体積%以上混合する。
【選択図】なし
Description
近年、塗料分野において溶剤系から水性系への要望が高まりつつあるなか、撥水性塗料も例外ではなく水性化の検討が種々なされている。
前記合成樹脂エマルションとして、
(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来するアクリル樹脂、及び環状シロキサン化合物に由来するシリコーン樹脂が99:1〜30:70の重量比率でエマルション粒子内に混在する合成樹脂エマルション(A)を含み、
顔料容積濃度が40〜90%であり、
前記顔料として、平均粒子径0.1〜100μmの花弁状粉体(B)を、顔料全体に対し3体積%以上含むことを特徴とする水性塗料組成物。
前記合成樹脂エマルションとして、
(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来するアクリル樹脂、及び環状シロキサン化合物に由来するシリコーン樹脂が99:1〜30:70の重量比率でエマルション粒子内に混在する合成樹脂エマルションであって、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来するアクリル樹脂、及び環状シロキサン化合物に由来するシリコーン樹脂が混在する外層と、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来するアクリル樹脂を含む内層を有し、前記外層におけるアクリル樹脂のガラス転移温度よりも前記内層におけるアクリル樹脂のガラス転移温度が低く設定された多層構造型合成樹脂エマルション(A−1)を含み、
顔料容積濃度が40〜90%であり、
前記顔料として、平均粒子径0.1〜100μmの花弁状粉体(B)を、顔料全体に対し3体積%以上含むことを特徴とする水性塗料組成物。
(A)成分におけるアクリル樹脂とシリコーン樹脂の重量比率は、通常99:1〜30:70、好ましくは97:3〜40:60である。このような比率で両成分が混在することにより、撥水性、造膜性、ひび割れ防止性等の各物性を兼備する塗料を得ることができる。
一般に、水性塗料においては界面活性剤等の両親媒成分が少なからず含まれており、水性塗料中にシリコーン樹脂等の撥水剤が配合されている場合、このような両親媒成分が撥水剤本来の撥水効果を阻害する傾向がある。また、結合材とは別に撥水剤を配合した塗料では、その形成塗膜において経時的に撥水剤が脱離してしまい、撥水効果が損なわれるおそれがある。
これに対し、本発明では上述の如き(A)成分を結合材として使用することで、塗料貯蔵中ないし塗膜形成後における撥水性能の低下を十分に抑制することができる。
ここで、内層を構成するアクリル樹脂のガラス転移温度(以下「Tg」という)は、通常−60〜20℃(好ましくは−50〜10℃)に設定すればよい。外層のTgは、通常20〜100℃(好ましくは30〜90℃)である。各層のアクリル樹脂のTgがこのような範囲内であれば、上述の如き効果を安定して得ることができる。なお、本発明におけるTgは、Foxの計算式により求められる値である。
表1に示す配合に従い、各原料を常法により混合・攪拌することによって塗料を製造した。原料としては下記のものを使用した。
外層;アクリル樹脂(Tg45℃、構成成分;t−ブチルメタクリレート,n−ブチルメタクリレート,n−ブチルアクリレート,2−エチルヘキシルアクリレート,メタクリル酸)、シリコーン樹脂(構成成分;ヘキサメチルシクロトリシロキサン,オクタメチルシクロテトラシロキサン,デカメチルシクロペンタシロキサン)、外層アクリル樹脂とシリコーン樹脂との重量比80:20、
内層;アクリル樹脂(Tg−50℃、構成成分;n−ブチルメタクリレート,n−ブチルアクリレート,2−エチルヘキシルアクリレート)、外層と内層の重量比45:55、固形分50重量%、カルボキシル基含有モノマー3重量%(固形分中)
外層;アクリル樹脂(Tg45℃、構成成分;t−ブチルメタクリレート,n−ブチルメタクリレート,n−ブチルアクリレート,2−エチルヘキシルアクリレート,メタクリル酸)、シリコーン樹脂(構成成分;ヘキサメチルシクロトリシロキサン,オクタメチルシクロテトラシロキサン,デカメチルシクロペンタシロキサン)、外層アクリル樹脂と外層シリコーン樹脂との重量比80:20、
内層;アクリル樹脂(Tg−50℃、構成成分;n−ブチルメタクリレート,n−ブチルアクリレート,2−エチルヘキシルアクリレート)、シリコーン樹脂(構成成分;ヘキサメチルシクロトリシロキサン,オクタメチルシクロテトラシロキサン,デカメチルシクロペンタシロキサン)、内層アクリル樹脂と内層シリコーン樹脂との重量比80:20、
外層と内層の重量比45:55、固形分50重量%、カルボキシル基含有モノマー3重量%(固形分中)
外層;アクリル樹脂(Tg45℃、構成成分;t−ブチルメタクリレート,n−ブチルメタクリレート,n−ブチルアクリレート,2−エチルヘキシルアクリレート,メタクリル酸)、
内層;シリコーン樹脂(構成成分;ヘキサメチルシクロトリシロキサン,オクタメチルシクロテトラシロキサン,デカメチルシクロペンタシロキサン)、
外層と内層の重量比70:30、固形分50重量%、カルボキシル基含有モノマー3重量%(固形分中)
外層;アクリル樹脂(Tg45℃、構成成分;t−ブチルメタクリレート,n−ブチルメタクリレート,n−ブチルアクリレート,2−エチルヘキシルアクリレート,メタクリル酸)、
内層;アクリル樹脂(Tg−50℃、構成成分;n−ブチルメタクリレート,n−ブチルアクリレート,2−エチルヘキシルアクリレート)、
外層と内層の重量比50:50、固形分50重量%、カルボキシル基含有モノマー3重量%(固形分中)
・粉粒体1:炭酸カルシウム(平均粒子径20μm、比重2.7)
・粉粒体2:花弁状多孔質構造リン酸カルシウム(平均粒子径5μm、比重2.9)
・粉粒体3:酸化チタン(平均粒子径0.2μm、比重4.2)
・粉粒体4:珪藻土(平均粒子径9μm、比重2.3)
・撥水剤:ジメチルシロキサン化合物分散液、固形分50重量%)
・造膜助剤:2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート
・分散剤:ポリカルボン酸系分散剤(固形分30重量%)
・増粘剤:ポリウレタン系増粘剤(固形分30重量%)
・消泡剤:シリコン系消泡剤(固形分50重量%)
(1)接触角測定
150×70×0.8mmのアルミニウム板に、エポキシ樹脂系プライマーを塗付量0.1kg/m2でスプレー塗装し、温度23℃・相対湿度50%下(以下、標準状態)で8時間乾燥した後、上記方法にて得られた水性塗料(製造翌日品)を塗付量0.2kg/m2でスプレー塗装し、標準状態で14日間乾燥したものを試験体とした。この試験体の塗膜表面に、0.2ccの脱イオン水を滴下し、滴下直後の接触角を協和界面科学株式会社製CA−A型接触角測定装置にて測定した。
また、上記方法にて得られた水性塗料を容器に密封し、50℃恒温器に7日間貯蔵した後に、同様の方法で試験体を作製し接触角を測定した。
150×70×0.8mmのアルミニウム板に、エポキシ樹脂系プライマーを塗付量0.1kg/m2でスプレー塗装し、標準状態で8時間乾燥した後、上記方法にて得られた水性塗料(製造翌日品)を塗付量0.2kg/m2でスプレー塗装し、標準状態で14日間乾燥したものを試験体とした。この試験体を水平面に対し15度傾け、試験体の塗膜表面に脱イオン水を連続滴下したときの水滴の滑落状態及び滴下後の水滴残痕有無を目視にて観察した。評価基準は、水滴が球状に滑落し水滴痕が残らなかったものを「◎」、水滴が球状に滑落し水滴痕がほとんど残らなかったものを「○」、水滴が球状に滑落したものの水滴痕が残ったものを「△」、水滴が球状に滑落せず水滴痕が残ったのもを「×」とした。
また、上記方法にて得られた水性塗料を容器に密封し、50℃恒温器に7日間貯蔵した後に、同様の方法で試験を行った。
900×900×3mmのスレート板に、エポキシ樹脂系プライマーを塗付量0.1kg/m2でスプレー塗装し、標準状態で8時間乾燥した後、各水性塗料(製造翌日品)を塗付量0.2kg/m2でスプレー塗装したときの表面状態を確認した。評価基準は、はじきが生じなかったものを「○」、わずかにはじきが生じたものを「△」、明らかにはじきが生じたものを「×」した。
150×70×3mmのスレート板に、エポキシ樹脂系プライマーを塗付量0.1kg/m2でスプレー塗装し、標準状態で8時間乾燥した後、各水性塗料(製造翌日品)を塗付量0.2kg/m2でスプレー塗装し、48時間養生したものを試験体とした。この試験体を50℃の温水に24時間浸漬した後、JIS K 5600−5−6に準じた碁盤目テープ法にて密着性を評価した。評価基準は、欠損部面積が5%未満のものを「◎」、欠損部面積が5%以上15%未満のものを「○」、欠損部面積が15%以上35%未満のものを「△」、欠損部面積が35%以上のものを「×」とした。
150×70×3mmのスレート板に、エポキシ樹脂系プライマーを塗付量0.1kg/m2でスプレー塗装し、標準状態で8時間乾燥した後、各水性塗料(製造翌日品)を塗付量0.2kg/m2でスプレー塗装し、14日間養生したものを試験体とした。この試験体を23℃の水中に18時間浸した後、直ちに−20℃に保った恒温槽にて3時間冷却し、次に50℃に保った別の恒温槽で3時間加温した。この操作を10回繰り返した後、標準状態に約1時間置いて、塗膜表面の状態を目視にて観察した。評価基準は、異常発生(割れ・膨れ・剥れ)の程度を確認することにより行い、異常が全く発生しなかったものを「◎」、異常がほとんど発生しなかったものを「○」、異常が部分的に発生したものを「△」、異常が著しく発生したものを「×」とした。
150×70×0.8mmのアルミニウム板に、エポキシ樹脂系プライマーを塗付量0.1kg/m2でスプレー塗装し、標準状態で8時間乾燥した後、各水性塗料(製造翌日品)を塗付量0.2kg/m2でスプレー塗装し、標準状態で14日間乾燥したものを試験体とした。この試験体の塗膜表面に、0.2ccの脱イオン水を滴下し、滴下直後の接触角を協和界面科学株式会社製CA−A型接触角測定装置にて測定した。
次いで、試験体を23℃の水中に3時間浸し、標準状態で1時間乾燥後、同様に接触角を測定した。この試験では、水浸漬後の接触角が、初期接触角に対しどの程度低下したかを確認することによって評価した。評価基準は、水浸漬後の接触角の低下が5度未満であったものを「○」、5度以上10度未満であったものを「△」、10度以上であったものを「×」とした。
試験結果を表2に示す。実施例1〜6では、いずれの試験においても優れた結果を得ることができた。
Claims (2)
- 合成樹脂エマルション及び顔料を必須成分として含み水性塗料組成物であって、
前記合成樹脂エマルションとして、
(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来するアクリル樹脂、及び環状シロキサン化合物に由来するシリコーン樹脂が99:1〜30:70の重量比率でエマルション粒子内に混在する合成樹脂エマルション(A)を含み、
顔料容積濃度が40〜90%であり、
前記顔料として、平均粒子径0.1〜100μmの花弁状粉体(B)を、顔料全体に対し3体積%以上含むことを特徴とする水性塗料組成物。 - 合成樹脂エマルション及び顔料を必須成分として含み水性塗料組成物であって、
前記合成樹脂エマルションとして、
(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来するアクリル樹脂、及び環状シロキサン化合物に由来するシリコーン樹脂が99:1〜30:70の重量比率でエマルション粒子内に混在する合成樹脂エマルションであって、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来するアクリル樹脂、及び環状シロキサン化合物に由来するシリコーン樹脂が混在する外層と、(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来するアクリル樹脂を含む内層を有し、前記外層におけるアクリル樹脂のガラス転移温度よりも前記内層におけるアクリル樹脂のガラス転移温度が低く設定された多層構造型合成樹脂エマルション(A−1)を含み、
顔料容積濃度が40〜90%であり、
前記顔料として、平均粒子径0.1〜100μmの花弁状粉体(B)を、顔料全体に対し3体積%以上含むことを特徴とする水性塗料組成物。
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