JP2007308587A - Resin composition for matte coating and matte coating - Google Patents

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Mitsuyoshi Katayama
充祥 片山
Hideyuki Sumi
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DKS Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a resin composition for a matte water-based coating having excellent storage stability, water resistance and weather resistance of coating film and a coating using the same. <P>SOLUTION: The resin composition for a matte coating comprises a urethane resin water dispersion A having an average particle diameter of 1.5-4.0μm and a urethane resin water dispersion B having an average particle diameter of 0.01-1.0μm. The coating uses the resin composition. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、貯蔵安定性に優れた艶消し水性塗料用樹脂組成物と、それを用いた艶消し塗料に関する。   The present invention relates to a resin composition for a matte water-based paint excellent in storage stability and a matte paint using the same.

従来より、美観性向上や保護を目的として、被塗装物の表面には塗料により塗装が施されている。被塗装物としては、例えば、電気製品、OA機器、家具、什器、玩具等の日常品、機械、機器等の工業製品、船舶、車両、建築物、構造物、プラント、タンク、橋梁、看板等が挙げられる。これらの全ての用途において、艶(光沢)を抑えた落ち着いた風合いの外観をかもしだすことが必要な場合には、艶消し塗料が多用されている。例えば、建築、土木分野においては、建築物、構造物の壁面等に自然石調の塗材や多彩模様塗料等の意匠性塗膜が施される場合が多い。また、車両内装においても、艶を抑えた透明の艶消し塗料を塗装することが一般的である。加えて、近年では、環境規制に伴い、溶剤系塗料から水性系塗料への転換が図られつつある。従って、上記の透明艶消し塗料においても、水性のものが要求されることが多くなってきている。   Conventionally, the surface of an object to be coated has been painted with a paint for the purpose of improving aesthetics and protecting it. Examples of objects to be coated include daily products such as electrical products, office automation equipment, furniture, furniture, and toys, industrial products such as machinery and equipment, ships, vehicles, buildings, structures, plants, tanks, bridges, signs, etc. Is mentioned. In all these applications, matte paints are often used when it is necessary to create a calm textured appearance with reduced gloss (gloss). For example, in the field of architecture and civil engineering, a design coating film such as a natural stone-like coating material or a multicolored paint is often applied to the wall surface of a building or structure. Also, in a vehicle interior, it is common to apply a transparent matte paint with reduced gloss. In addition, in recent years, conversion from solvent-based paints to water-based paints is being promoted in accordance with environmental regulations. Accordingly, water-based ones are increasingly required for the transparent matte paint.

水性の透明艶消し塗料は、一般に、水性樹脂等に、シリカ、炭酸カルシウム、高分子微粒子等の艶消し剤を配合することにより得られる。しかし、単に、水性樹脂等に艶消し剤を配合しただけでは保管中に分離、増粘などの経時変化を起こす等、貯蔵安定性に劣る場合があり、このような艶消し塗料を塗装した場合、形成される塗膜に艶ムラが発生し、優れた艶消し効果が発揮できない場合がある。また、水性艶消し塗料に於いて望まれる他の要件としては、高い艶消し効果が得られること、摩擦などにより艶が出ないこと、耐候性、耐水性に優れること、塗膜が平滑なこと等を挙げることができる。   A water-based transparent matte coating is generally obtained by blending a matting agent such as silica, calcium carbonate, or polymer fine particles with an aqueous resin or the like. However, simply adding a matting agent to a water-based resin, etc. may cause poor storage stability, such as separation and thickening during storage, and when such matte paint is applied. , Gloss unevenness occurs in the formed coating film, and an excellent matting effect may not be exhibited. In addition, other desirable requirements for water-based matte paints are that a high matte effect can be obtained, that there is no gloss due to friction, etc., that weather resistance and water resistance are excellent, and that the coating film is smooth. Etc. can be mentioned.

上記の要件を満足させるべく、特許文献1では、上記艶消し剤に代えて、平均粒子径0.1〜100μmのポリオレフィンワックス粒子を使用することにより光沢を調整するとともに、耐候性及び耐水性の塗料を提供している。また、特許文献2では、組成の異なる塗料用樹脂組成物を2段で合成して得られるポリマーのそれぞれの溶解度パラメーターを制御することにより、艶消し剤を使用せずに艶消し効果を発現している。特許文献3では、艶消し剤として粒子径の異なる2種のシリコーン粒子を用いることにより艶消し性を有する塗料組成物を得ている。   In order to satisfy the above requirements, in Patent Document 1, glossiness is adjusted by using polyolefin wax particles having an average particle diameter of 0.1 to 100 μm instead of the matting agent, and weather resistance and water resistance are also improved. Provides paint. Further, in Patent Document 2, a matting effect is expressed without using a matting agent by controlling the solubility parameter of each polymer obtained by synthesizing resin compositions for paints having different compositions in two stages. ing. In Patent Document 3, a coating composition having a matting property is obtained by using two types of silicone particles having different particle diameters as a matting agent.

しかしながら、特許文献1の艶消し塗料では、耐候性、耐水性は良好であるが、樹脂成分であるアクリル樹脂エマルジョンとの相溶性が悪いため、経時的に分離を引き起こすなど貯蔵安定性に難がある。即ち、この艶消し塗料は、無機系艶消し剤を使用した場合と同様の欠点を抱えている。また、ポリオレフィンワックスの粒子径が大きい場合には塗膜表面粗度が粗くなり、また摩擦により剥がれ落ちて部分的に艶が出るなどの欠点がある。   However, the matte paint of Patent Document 1 has good weather resistance and water resistance, but has poor compatibility with the acrylic resin emulsion, which is a resin component, and thus has difficulty in storage stability such as causing separation over time. is there. That is, this matting paint has the same drawbacks as when an inorganic matting agent is used. Moreover, when the particle diameter of the polyolefin wax is large, the coating film has a rough surface, and there are drawbacks such as peeling off due to friction and partial gloss.

また、特許文献2の艶消し塗料では、樹脂成分自身が艶消し効果を発現するため、貯蔵安定性などに関しては良好であるが、樹脂成分の組成が限定されるという欠点があり、また、高価なアルコキシシランなどを用いるため経済的に不利であるという問題点がある。   Further, in the matte paint of Patent Document 2, since the resin component itself exhibits a matte effect, the storage stability is good, but there is a disadvantage that the composition of the resin component is limited and expensive. There is a problem in that it is economically disadvantageous because of using an alkoxysilane or the like.

更に、特許文献3の艶消し塗料では、粒子径の異なるシリコーン粒子を用いることにより、比較的少量の配合量で艶消し効果が発揮され、またシリコーン構造を有しているため耐摩擦性も良好であるが、樹脂成分との相溶性に問題があり、使用し得る樹脂が限定されてしまうという問題点がある。また、相溶性の悪い塗料用樹脂組成物を使用した場合、増粘、分離などを引き起こすという問題点がある。
特開2002−309152号公報 特開2000−336316号公報 特開2002−80797号公報
Furthermore, in the matte paint of Patent Document 3, by using silicone particles having different particle diameters, a matte effect is exhibited with a relatively small amount of blending, and since it has a silicone structure, it has good friction resistance. However, there is a problem in compatibility with the resin component, and there is a problem that the resin that can be used is limited. Moreover, when the resin composition for coating materials with bad compatibility is used, there exists a problem of causing a thickening, isolation | separation, etc.
JP 2002-309152 A JP 2000-336316 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-80797

本発明は上記従来技術の問題点を解決するために為されたものであり、本発明の目的は、貯蔵安定性優れた艶消し水性塗料用樹脂組成物と、それを用いた塗料とを提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a matte water-borne paint resin composition having excellent storage stability and a paint using the same. It is to be.

本発明の艶消し塗料用樹脂組成物は、平均粒子径が1.5〜4.0μmのポリウレタン水分散体Aと、平均粒子径が0.01〜1.0μmのポリウレタン水分散体Bとを含有していることを特徴とする。   The resin composition for matte paint of the present invention comprises a polyurethane water dispersion A having an average particle size of 1.5 to 4.0 μm and a polyurethane water dispersion B having an average particle size of 0.01 to 1.0 μm. It is characterized by containing.

これにより、平均粒子径の大きいポリウレタン水分散体Aと平均粒子径の小さいポリウレタン水分散体Bとが均一に分散され、塗膜表面の凹凸が明確となり、高い艶消し効果が得られることとなる。   Thereby, the polyurethane water dispersion A having a large average particle diameter and the polyurethane water dispersion B having a small average particle diameter are uniformly dispersed, the unevenness of the coating film surface becomes clear, and a high matting effect is obtained. .

上記において、前記ポリウレタン水分散体Aと前記ポリウレタン水分散体Bの固形分割合が、重量比で80/20〜20/80であることが好ましい。   In the above, it is preferable that the solid content ratio of the polyurethane water dispersion A and the polyurethane water dispersion B is 80/20 to 20/80 by weight.

ここで、前記ポリウレタン水分散体A及び前記ポリウレタン水分散体Bは、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール及びポリエーテルポリオールから選択される少なくとも1種のポリオールを用いて調製されたものであることが好ましい。   Here, the polyurethane water dispersion A and the polyurethane water dispersion B are preferably prepared using at least one polyol selected from polyester polyols, polycarbonate polyols and polyether polyols.

本発明の艶消し塗料は、上記の艶消し塗料用樹脂組成物を用いたことを特徴とする。   The matte paint of the present invention is characterized by using the above resin composition for matte paint.

平均粒子径の異なるポリウレタン水分散体を用いることより、塗料樹脂組成物自体が艶消し効果を発揮する。これにより、これまで艶消し塗料に配合されていた有機・無機系艶消し剤が不要となり又は極少量で済み、保存安定性の良好な艶消し塗料が得られる。加えて、これを配合した塗料を使用して得られる塗膜は、塗膜粗度が細かく、粒子状配合物が無い又は極少量であるため、摩擦により艶消し剤が剥がれ落ちて艶が出てくるという問題も生じず、艶消し効果の持続性に優れるという効果を発揮することとなる。また、粒子状配合物が無い又は極少量であることにより、塗膜の密着性が向上し、塗膜の耐水性及び耐候性が向上する。更に、ポリウレタン水分散体の組成やポリウレタンの構造を変更することにより、柔軟な塗膜から硬い塗膜まで、幅広い対応が可能となる。   By using polyurethane water dispersions having different average particle sizes, the coating resin composition itself exhibits a matte effect. This eliminates the need for organic or inorganic matting agents that have been blended in matte paints so far, or requires only a very small amount, and provides a matte paint with good storage stability. In addition, the coating film obtained by using a paint blended with this has a thin coating film roughness and no or a very small amount of the particulate compound. Therefore, the matting agent peels off due to friction, resulting in gloss. The problem that it does not arise does not arise, and the effect that it is excellent in the persistence of the matting effect will be exhibited. Moreover, when there is no particulate compound or it is a very small amount, the adhesiveness of a coating film improves and the water resistance and weather resistance of a coating film improve. Furthermore, by changing the composition of the polyurethane water dispersion and the structure of the polyurethane, a wide range of response from a flexible coating film to a hard coating film can be realized.

本発明の艶消し塗料用樹脂組成物では、平均粒子径が1.5〜4.0μmのウレタン樹脂水分散体Aと、平均粒子径が0.01〜1.0μmのウレタン樹脂水分散体Bとが用いられる。本発明におけるこれらのポリウレタン水分散体は、分子内に水溶性官能基を有するポリウレタンを水に分散した自己乳化型ポリウレタン水分散体、又は界面活性剤を併用して強力な機械剪断力により強制的に乳化した乳化型ポリウレタン水分散体である。   In the matte paint resin composition of the present invention, the urethane resin water dispersion A having an average particle diameter of 1.5 to 4.0 μm and the urethane resin water dispersion B having an average particle diameter of 0.01 to 1.0 μm. And are used. These polyurethane water dispersions in the present invention are self-emulsifying polyurethane water dispersions in which a polyurethane having a water-soluble functional group in the molecule is dispersed in water, or a forced mechanical shear force in combination with a surfactant. It is an emulsified polyurethane water dispersion emulsified.

本発明の各平均粒子径を有するポリウレタン水分散体は、以下の化合物によって調製することができる。   The polyurethane water dispersion having each average particle diameter of the present invention can be prepared by the following compounds.

まず、ポリウレタンを構成するポリオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィン系ポリオール及びこれらの組合せを使用することができる。   First, polyester polyols, polyether polyols, polycarbonate polyols, polyolefin polyols, and combinations thereof can be used as the polyol constituting the polyurethane.

ポリエステルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチルペンタンジオール、ヘキサメチレングリコール、1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA、トリメチロールプロパン、シクロヘキサンジメタノール等の低分子ポリオールと、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、テトラヒドロフラン酸、エンドメチンテトラヒドロフラン酸、ヘキサヒドロフタル酸などの多価カルボン酸との縮合物を挙げることができる。   Examples of the polyester polyol include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, neopentyl glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 3- Low molecular polyols such as methylpentanediol, hexamethylene glycol, 1,8-octanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, trimethylolpropane, cyclohexanedimethanol, and succinic acid , Polycarboxylic acids such as glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, tetrahydrofuran acid, endomethine tetrahydrofuran acid, hexahydrophthalic acid Mention may be made of the condensates.

ポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレンポリテトレメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールのような各種のポリエーテルポリオールを例示することができる。柔軟性が要求される場合には、これらのうちでポリテトラメチレングリコールを使用することが好ましい。   Examples of polyether polyols include various polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene polytetramethylene glycol, polypropylene polytetramethylene glycol, and polytetramethylene glycol. Of these, polytetramethylene glycol is preferably used when flexibility is required.

ポリカーボネートポリオールとしては、ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート、ホスゲン等の炭酸誘導体と、ジオールとの反応により得られる化合物を例示することができる。使用し得るジオールの適切な例として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチルペンタンジオール、ヘキサメチレングリコール、1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA、トリメチロールプロパン、シクロヘキサンジメタノールを挙げることができ、これらのうち、1,6−ヘキサンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル1,5−ペンタンジオールをそれぞれ単独又は混合して用いたポリカーボネートポリオールが、耐候性の点から好ましい。   Examples of the polycarbonate polyol include compounds obtained by reacting a carbonic acid derivative such as diphenyl carbonate, dimethyl carbonate, and phosgene with a diol. Suitable examples of diols that can be used include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, neopentyl glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol. , 3-methylpentanediol, hexamethylene glycol, 1,8-octanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, trimethylolpropane, cyclohexanedimethanol, Of these, polycarbonate polyols using 1,6-hexanediol, 1,5-pentanediol, and 2-methyl-1,5-pentanediol, either singly or in combination, are preferred from the viewpoint of weather resistance.

ポリウレタンを構成する有機ポリイソシアネートとしては、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネートを挙げることができる。   Examples of the organic polyisocyanate constituting the polyurethane include aliphatic polyisocyanates, alicyclic polyisocyanates, aromatic polyisocyanates, and araliphatic polyisocyanates.

脂肪族ポリイソシアネートとしては、テトラメチレンジイソシアネート、ドデカ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ート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネート、3−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネート等を挙げることができる。   Aliphatic polyisocyanates include tetramethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 2-methylpentane-1 , 5-diisocyanate, 3-methylpentane-1,5-diisocyanate and the like.

脂環族ポリイソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等を挙げることができる。   Examples of the alicyclic polyisocyanate include isophorone diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, and the like. Can be mentioned.

芳香族ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタ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(MDI)、4,4’−ジベンジルジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、キシリレ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等を挙げることができる。   Aromatic polyisocyanates include tolylene diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 4,4′-dibenzyl diisocyanate, 1,5 -A naphthylene diisocyanate, a xylylene diisocyanate, a 1, 3- phenylene diisocyanate, a 1, 4- phenylene diisocyanate etc. can be mentioned.

芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、α,α,α,α−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等を挙げることができる。   Examples of the araliphatic polyisocyanate include dialkyldiphenylmethane diisocyanate, tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate, α, α, α, α-tetramethylxylylene diisocyanate, and the like.

また、これらの有機ポリイソシアネートの2量体、3量体や、ビューレット化イソシアネート等の変性体も挙げることができる。尚、これらの有機ポリイソシアネートは、単独で又は2種以上を併用して用いることもできる。   Moreover, modified bodies, such as a dimer and a trimer of these organic polyisocyanates, and a buret-ized isocyanate, can also be mentioned. In addition, these organic polyisocyanate can also be used individually or in combination of 2 or more types.

有機ポリイソシアネートとしては、耐候性の面から脂肪族及び脂環族ポリイソシアネートを使用するのが好ましく、具体的には、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等を使用するのが好ましく、なかでも、脂肪族イソシアネートであるヘキサメチレンジイソシアネート、脂環族イソシアネートであるイソホロンジイソシアネート及び4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートが高い耐候性が得られるという点で好ましい。   As the organic polyisocyanate, aliphatic and alicyclic polyisocyanates are preferably used from the viewpoint of weather resistance. Specifically, hexamethylene diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,3 -Bis (isocyanatemethyl) cyclohexane is preferably used, and among them, hexamethylene diisocyanate, which is an aliphatic isocyanate, isophorone diisocyanate, which is an alicyclic isocyanate, and 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, provide high weather resistance. It is preferable in that it is.

ポリウレタンを水に分散させるために導入される水溶性官能基化合物としては、(ジ)アルカノールカルボン酸又はスルホン酸の3級アミン又はアルカリ金属による中和物、(メトキシ)ポリエチレンオキサイド、(ジ)アルカノールアミンの有機・無機酸中和物、これらにハロゲン化アルキル又はジアルキル硫酸を反応させた第4級アンモニウム塩を例示することができる。これらのうち、(ジ)アルカノールカルボン酸又はスルホン酸の3級アミン又はアルカリ金属による中和物、(ジ)アルカノールアミンの有機・無機酸中和物、これにハロゲン化アルキル又はジアルキル硫酸を反応させた第4級アンモニウム塩が、耐水性の観点から好ましい。   Examples of the water-soluble functional group compound introduced to disperse polyurethane in water include (di) alkanol carboxylic acid or sulfonic acid tertiary amine or alkali metal neutralized product, (methoxy) polyethylene oxide, (di) alkanol Examples include neutralized organic and inorganic acids of amines, and quaternary ammonium salts obtained by reacting these with alkyl halides or dialkyl sulfuric acid. Of these, (di) neutralized products of alkanol carboxylic acids or sulfonic acids with tertiary amines or alkali metals, (di) neutralized products of alkanolamines with organic and inorganic acids, and these are reacted with alkyl halides or dialkyl sulfuric acid. Quaternary ammonium salts are preferred from the viewpoint of water resistance.

これらの水溶性官能基を導入し得る化合物として、以下のものを例示することができる。まず、アニオンタイプとして、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、乳酸、グリシン等のカルボン酸化合物、タウリン、スルホイソフタル酸とジオールからなるポリエステルジオール等のスルホン酸化合物を、トリエチルアミン、NaOH、ジメチルアミノエタノールなどの3級アルカノールアミンにより中和することにより得られる塩を挙げることができる。   The following can be illustrated as a compound which can introduce | transduce these water-soluble functional groups. First, as anion type, carboxylic acid compounds such as dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, lactic acid and glycine, sulfonic acid compounds such as polyester diol composed of taurine, sulfoisophthalic acid and diol, triethylamine, NaOH, dimethylaminoethanol And salts obtained by neutralization with tertiary alkanolamines such as

これらのうち、好ましい組み合わせは、臭気の観点より、揮発性の低い、アルカノールアミン又はアルカリ金属とカルボン酸との組み合わせであり、ジメチロールプロピオン酸とジメチルアミノエタノール若しくはNaOHの組み合わせがより好ましい。また、タウリンとNaOHの組合せ、スルホイソフタル酸Na含有ポリエステルジオール等も好ましい。   Among these, a preferable combination is a combination of alkanolamine or alkali metal and carboxylic acid having low volatility from the viewpoint of odor, and a combination of dimethylolpropionic acid and dimethylaminoethanol or NaOH is more preferable. Further, a combination of taurine and NaOH, a polyester diol containing sodium sulfoisophthalate, and the like are also preferable.

また、カチオンタイプとして、ジメチルアミノエタノール、メチルジエタノールアミン等のアルカノールアミンを、ギ酸、酢酸などの有機カルボン酸、塩酸、硫酸などの無機酸で中和した塩、塩化メチル、臭化メチルなどのハロゲン化アルキル、ジメチル硫酸などのジアルキル硫酸により4級化したものを挙げることができる。これらのうち、メチルジエタノールアミンと有機カルボン酸との組合せ及びメチルジエタノールアミンとジメチル硫酸との組合せが、工業的に製造することが容易であるという理由により好ましい。   In addition, as cation types, salts obtained by neutralizing alkanolamines such as dimethylaminoethanol and methyldiethanolamine with organic carboxylic acids such as formic acid and acetic acid, inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, and halogenations such as methyl chloride and methyl bromide Quaternized with dialkyl sulfuric acid such as alkyl and dimethyl sulfuric acid. Of these, a combination of methyldiethanolamine and an organic carboxylic acid and a combination of methyldiethanolamine and dimethylsulfuric acid are preferred because they are easy to produce industrially.

本発明におけるポリウレタン水分散体の調製に際して、分子内でウレタン結合を局在化させるためにエチレングリコール、1,4−ブタンジオールなどの低分子量の単鎖ポリオールを導入することや、分岐構造を導入するためにトリメチロールプロパン、グリセリンなどの単鎖ポリオールを使用することも可能である。単鎖ポリオールの使用は、ウレタン結合の局在化や分岐構造の導入が可能であるため、ポリウレタン水分散体の耐水性を向上させるという観点から好ましい。   In preparing the polyurethane water dispersion in the present invention, a low molecular weight single chain polyol such as ethylene glycol or 1,4-butanediol is introduced in order to localize the urethane bond in the molecule, or a branched structure is introduced. For this purpose, it is also possible to use a single-chain polyol such as trimethylolpropane or glycerin. The use of a single-chain polyol is preferable from the viewpoint of improving the water resistance of the polyurethane water dispersion because it is possible to localize urethane bonds and introduce a branched structure.

本発明におけるポリウレタン水分散体の調製に際して、分子量を増大させるために鎖伸長剤を配合してもよい。鎖伸長剤として、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、ピペラジン、イソホロンジアミンなどのジアミン、内部架橋構造を導入するためには、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどのポリアミンを用いてもよい。このように鎖伸長することにより、耐水性、耐候性を向上させることが可能となる。   In preparing the polyurethane water dispersion in the present invention, a chain extender may be added to increase the molecular weight. As chain extenders, diamines such as ethylenediamine, trimethylenediamine, piperazine, and isophoronediamine, and polyamines such as diethylenetriamine, dipropylenetriamine, and triethylenetetramine may be used to introduce an internal crosslinking structure. By extending the chain in this way, it becomes possible to improve water resistance and weather resistance.

本発明においてポリウレタンを水に分散させるために使用し得る界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールテトラオレエート等の非イオン系界面活性剤、オレイン酸ナトリウム等の脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルカンスルホネートナトリウム塩、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸ナトリウム塩等のアニオン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルフェニル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩等のアニオン系界面活性剤が挙げられ、非イオン界面活性剤が好適に使用される。   Examples of the surfactant that can be used to disperse polyurethane in water in the present invention include polyoxyethylene alkylphenol ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene styrenated phenyl ether, polyoxyethylene sorbitol tetraoleate and the like. Nonionic surfactants, fatty acid salts such as sodium oleate, alkyl sulfate esters, alkylbenzene sulfonates, alkyl sulfosuccinates, naphthalene sulfonates, alkane sulfonate sodium salts, alkyl diphenyl ether sulfonate sodium salts, etc. Anionic surfactants such as surfactants, polyoxyethylene alkylphenyl sulfates, polyoxyethylene alkyl sulfates and the like are listed, and nonionic surfactants are preferred. It is use.

界面活性剤の添加量としては、最終的に得られるポリウレタン樹脂の各基材に対する接着性、耐水性に悪影響を及ぼさない範囲での添加量が好ましく、ポリウレタン樹脂の固形分100重量部に対して15重量部、好ましくは10重量部以下の範囲で使用される。   The addition amount of the surfactant is preferably an addition amount within a range that does not adversely affect the adhesion and water resistance of the finally obtained polyurethane resin to each base material, with respect to 100 parts by weight of the solid content of the polyurethane resin. It is used in the range of 15 parts by weight, preferably 10 parts by weight or less.

本発明のポリウレタン水分散体におけるポリウレタンの分子量は、可能な限り大きくすることが好ましく、理論的には無限大が好ましい。また、分岐構造や内部架橋構造を導入して溶剤不溶としたものが、耐候性、耐水性に優れた塗料用樹脂組成物となるので好ましい。   The molecular weight of the polyurethane in the polyurethane water dispersion of the present invention is preferably as large as possible, and theoretically is infinite. In addition, a solvent-insoluble one by introducing a branched structure or an internal cross-linked structure is preferable because it provides a resin composition for paints excellent in weather resistance and water resistance.

本発明の塗料用樹脂組成物に含まれるポリウレタン水分散体Aは、平均粒子径が1.5〜4.0μmである。この平均粒子径は、例えば、ポリウレタン水分散体Aの酸価を0〜10mgKOH/gとしこれを中和すると共に界面活性剤を併用した強制乳化型ポリウレタン水分散体とすることにより達成することができる。粒子径が1.5μm未満であれば艶消し効果が発現せず、4.0μmを超えると水分散体の安定性が悪化する傾向が生ずる。ポリウレタン水分散体Aのより好ましい粒子径は、1.8〜3.5μmである。   The polyurethane water dispersion A contained in the coating resin composition of the present invention has an average particle size of 1.5 to 4.0 μm. This average particle diameter can be achieved, for example, by setting the acid value of the polyurethane water dispersion A to 0 to 10 mg KOH / g and neutralizing the acid value and using a forced emulsification type polyurethane water dispersion in combination with a surfactant. it can. If the particle size is less than 1.5 μm, the matte effect is not exhibited, and if it exceeds 4.0 μm, the stability of the aqueous dispersion tends to deteriorate. A more preferable particle diameter of the polyurethane water dispersion A is 1.8 to 3.5 μm.

本発明の塗料用樹脂組成物に含まれるポリウレタン水分散体Bは、平均粒子径が0.01〜1.0μmである。この平均粒子径は、例えば、ポリウレタン水分散体Bの酸価を5〜25mgKOH/gとしこれを中和した自己乳化型ポリウレタン水分散体とすることにより達成することができる。粒子径が0.01μm未満では耐水性が悪化し、1.0μmを超えると塗膜の表面の凹凸が少なくなるために艶消し効果が小さくなる傾向が生ずる。ポリウレタン水分散体Bの好ましい粒子径は0.02〜0.1μmである。   The polyurethane water dispersion B contained in the coating resin composition of the present invention has an average particle size of 0.01 to 1.0 μm. This average particle diameter can be achieved, for example, by setting the acid value of the polyurethane water dispersion B to 5 to 25 mg KOH / g and neutralizing it with a self-emulsifying polyurethane water dispersion. When the particle diameter is less than 0.01 μm, the water resistance is deteriorated. A preferred particle size of the polyurethane water dispersion B is 0.02 to 0.1 μm.

なお、本明細書における平均粒子径は、マイクロトラックUPA(日機装)を用いて測定した50%累積平均値をいう。   In addition, the average particle diameter in this specification means the 50% cumulative average value measured using Microtrac UPA (Nikkiso).

本発明においては、ポリウレタン水分散体Aとポリウレタン水分散体Bの割合は、重量比で80:20〜20:80の範囲であることが好ましく、70:30〜30:70の範囲がより好ましい。この範囲を外れると、艶消し効果が小さくなる傾向が現れる。   In the present invention, the ratio of the polyurethane water dispersion A and the polyurethane water dispersion B is preferably in the range of 80:20 to 20:80, and more preferably in the range of 70:30 to 30:70. . Outside this range, the matting effect tends to decrease.

本発明のポリウレタン水分散体A及びポリウレタン水分散体Bの製法は、特に限定されるものではないが、一般的には、以下のようにして製造することができる。ポリオール、単鎖ポリオール及び水溶性官能基化合物からなるポリオール成分と、ポリイソシアネートとを、ポリイソシアネートのイソシアネート基とポリオール成分の水酸基の当量比1:0.85〜1.1にて、溶剤の存在下若しくは活性水素を有しない有機溶媒中で反応させてウレタンプレポリマーを合成した後、水溶性官能基を中和等して水中に分散乳化を行う。その後、鎖伸長アミン(イソシアネート基と鎖伸長アミンの当量比1:0.5〜0.9)を加え、乳化ミセル中のイソシアネート基との反応によりウレア結合を生成させる。また、鎖伸長アミンを添加せずに水との反応によりウレア結合を生成させてもよい。これにより乳化ミセル内の架橋密度が増大し、三次元架橋構造となる。このように三次元架橋構造とすることにより、優れた耐水性、耐候性を有する塗膜を得ることができる塗料用樹脂組成物となる。その後、必要に応じて使用した溶剤を除去することによりポリウレタン水分散体を得ることができる。   Although the manufacturing method of the polyurethane water dispersion A and the polyurethane water dispersion B of this invention is not specifically limited, Generally, it can manufacture as follows. Existence of a solvent comprising a polyol component composed of a polyol, a single-chain polyol and a water-soluble functional group compound, and a polyisocyanate in an equivalent ratio of an isocyanate group of the polyisocyanate to a hydroxyl group of the polyol component of 1: 0.85 to 1.1. A urethane prepolymer is synthesized by reacting under or in an organic solvent having no active hydrogen, and then dispersed and emulsified in water by neutralizing water-soluble functional groups. Thereafter, chain-extended amine (equivalent ratio of isocyanate group to chain-extended amine 1: 0.5 to 0.9) is added, and a urea bond is generated by reaction with the isocyanate group in the emulsion micelle. Further, a urea bond may be generated by reaction with water without adding a chain extending amine. This increases the crosslink density in the emulsified micelles, resulting in a three-dimensional crosslinked structure. Thus, by setting it as a three-dimensional crosslinked structure, it becomes the resin composition for coating materials which can obtain the coating film which has the outstanding water resistance and a weather resistance. Then, the polyurethane water dispersion can be obtained by removing the solvent used as needed.

本発明においては、ポリウレタン水分散体Aとポリウレタン水分散体Bの配合は、それぞれ別々の反応器にて合成及び乳化したものを混合することにより行うのが好ましい。   In the present invention, the polyurethane water dispersion A and the polyurethane water dispersion B are preferably blended by mixing those synthesized and emulsified in separate reactors.

本発明の艶消し塗料用樹脂組成物には、他の機能を付与するために添加剤・配合剤を添加してもよい。例えば、消泡剤(泡消し)、シリカ、タルク、クレー、ポリオレフィンワックス、架橋不飽和ポリエステルなどを、有機・無機系艶消し剤として、塗料の保存安定性、塗膜粗度を悪化させない範囲で添加して、更なる艶消し効果を付与することができる。また、好ましくない場合もあるが、例えばNMP(N−メチルピロリドン)などの高沸点水溶性溶剤を造膜助剤として添加してもよい。また、本発明の塗料用樹脂組成物と相溶性の良いものであれば、アクリルエマルジョンを作業性の向上と経済性のために加えてもよい。相溶性が悪いアクリルエマルジョンを添加すると保存安定性が悪化するので好ましくない。その他、着色剤、増粘剤等を必要に応じて添加してもよい。   Additives and compounding agents may be added to the matte paint resin composition of the present invention in order to impart other functions. For example, defoaming agent (foam erasing), silica, talc, clay, polyolefin wax, cross-linked unsaturated polyester, etc. are used as organic / inorganic matting agents within the range that does not deteriorate the storage stability of paint and the roughness of coating film. It can be added to give a further matting effect. Moreover, although it may be unpreferable, you may add high boiling point water-soluble solvents, such as NMP (N-methylpyrrolidone), for example as a film-forming aid. Further, an acrylic emulsion may be added for improving workability and economy as long as it is compatible with the resin composition for coatings of the present invention. If an acrylic emulsion having poor compatibility is added, the storage stability deteriorates, which is not preferable. In addition, a colorant, a thickener and the like may be added as necessary.

また、本発明のつや消し塗料用樹脂組成物に、無機顔料及び/又は有機顔料を配合して、エナメル塗料とすることができる。無機顔料としては、例えば、チタン白、カーボンブラックなどが挙げられ、有機顔料としては、フタロシアニンブルー、アゾ系有機顔料などが挙げられる。また、必要に応じて、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどの体質顔料を加えることもできる。また、これらの顔料を加えずに、クリア塗料としてもよい。エナメル塗料を調製する方法としては、例えば、ロール、サンドミル、ディスパーザーなどの公知の手段を使用することができる。   Further, the resin composition for matte paint of the present invention can be blended with an inorganic pigment and / or an organic pigment to obtain an enamel paint. Examples of inorganic pigments include titanium white and carbon black, and examples of organic pigments include phthalocyanine blue and azo organic pigments. If necessary, extender pigments such as calcium carbonate and barium sulfate can be added. Moreover, it is good also as a clear paint, without adding these pigments. As a method for preparing the enamel paint, known means such as a roll, a sand mill, and a disperser can be used.

本発明の塗料は、通常の塗装方法に従い、例えば、木材、金属、スレート、瓦などのような各種の基材や、物品の表面などの塗装に使用することができる。塗装は、例えば、エアスプレー器具、エアレススプレー器具、静電塗装機、ロール塗装機、刷毛などを用いる塗布、又は浸漬によって行うことができる。   The coating material of the present invention can be used for coating various substrates such as wood, metal, slate, roof tile, and the surface of articles according to a normal coating method. The coating can be performed, for example, by application using an air spray device, an airless spray device, an electrostatic coating machine, a roll coating machine, a brush, or by immersion.

本発明を実施例に基づいて以下に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   The present invention will be described in detail below based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

表1に示す配合で、以下に示す手順により、各合成例及び各比較合成例のポリウレタン水分散体を調製した。それぞれの分散体の平均粒子径の測定を行い、その結果を表1に併せて示した。   With the formulation shown in Table 1, polyurethane water dispersions of each synthesis example and each comparative synthesis example were prepared by the following procedure. The average particle diameter of each dispersion was measured, and the results are also shown in Table 1.

Figure 2007308587
Figure 2007308587

(合成例1…ポリウレタン水分散体B)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに、PolyTHF2000(BASF社製、Mw=2,000)782.47重量部と、トリメチロールプロパン7.82重量部と、ジメチロールプロピオン酸24.7重量部と、イソホロンジイソシアネート184.66重量部と、メチルエチルケトン800重量部とを加え、75℃で4時間反応させ、不揮発分に対する遊離のイソシアネート基含有量が1.2重量%であるウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液を得た。この溶液を40℃まで冷却し、この溶液に、非イオン活性剤ノイゲンEA−157(第一工業製薬(株)製)50重量部と、チヌビン900(チバスペシャリティーケミカルズ(株)製)10重量部とをメチルエチルケトン200重量部に溶解して添加し、ジメチルエタノールアミンを16.64重量部加えて中和した後、ホモジナイザーを使用し水2700重量部を徐々に加えながら乳化分散させた。その後、ジエチレントリアミン6.87重量部を水100gに溶解して添加し、1時間撹拌した。これを減圧し、50℃下で脱溶剤を行い、不揮発分約30重量%、平均粒子径0.1μmのポリウレタン水分散体1を得た。
(Synthesis example 1 ... polyurethane water dispersion B)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 78.47 parts by weight of PolyTHF2000 (manufactured by BASF, Mw = 2,000), 7.82 parts by weight of trimethylolpropane, , 24.7 parts by weight of dimethylolpropionic acid, 184.66 parts by weight of isophorone diisocyanate, and 800 parts by weight of methyl ethyl ketone were added and reacted at 75 ° C. for 4 hours. The content of free isocyanate groups with respect to the nonvolatile content was 1.2. A methyl ethyl ketone solution of urethane prepolymer in weight% was obtained. The solution was cooled to 40 ° C., and 50 parts by weight of the nonionic active agent Neugen EA-157 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and 10 wt. Of Tinuvin 900 (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) were added to this solution. The solution was dissolved in 200 parts by weight of methyl ethyl ketone, neutralized by adding 16.64 parts by weight of dimethylethanolamine, and then emulsified and dispersed using a homogenizer while gradually adding 2700 parts by weight of water. Thereafter, 6.87 parts by weight of diethylenetriamine was dissolved in 100 g of water and added, followed by stirring for 1 hour. This was decompressed and the solvent was removed at 50 ° C. to obtain a polyurethane water dispersion 1 having a nonvolatile content of about 30% by weight and an average particle size of 0.1 μm.

(合成例2…ポリウレタン水分散体B)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに、ニッポラン4073(日本ポリウレタン工業社製、Mw=2,000)757.49重量部と、トリメチロールプロパン7.57重量部と、ジメチロールプロピオン酸24.24重量部と、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート210.70重量部と、メチルエチルケトン800重量部とを加え、75℃で4時間反応させ、不揮発分に対する遊離のイソシアネート基含有量が1.2重量%であるウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液を得た。この溶液を40℃まで冷却し、この溶液に、非イオン活性剤ノイゲンEA−157(第一工業製薬(株)製)100重量部と、チヌビン900(チバスペシャリティーケミカルズ(株)製)10重量部とをメチルエチルケトン200重量部に溶解して添加し、ジメチルエタノールアミン16.11重量部を加えて中和した後、ホモジナイザーを使用し水2700重量部を徐々に加えながら乳化分散させた。その後、ジエチレントリアミン6.87重量部を水100gに溶解して添加し、1時間撹拌した。これを減圧し、50℃下で脱溶剤を行い、不揮発分約30重量%、平均粒子径0.01μmのポリウレタン水分散体2を得た。
(Synthesis example 2 ... polyurethane water dispersion B)
A four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer and a nitrogen blowing tube was charged with 757.49 parts by weight of Nipponran 4073 (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., Mw = 2,000) and 7.57 trimethylolpropane. Parts by weight, 24.24 parts by weight of dimethylolpropionic acid, 210.70 parts by weight of dicyclohexylmethane diisocyanate, and 800 parts by weight of methyl ethyl ketone are allowed to react at 75 ° C. for 4 hours. A methyl ethyl ketone solution of urethane prepolymer having a ratio of 1.2% by weight was obtained. This solution is cooled to 40 ° C., and 100 parts by weight of the nonionic active agent Neugen EA-157 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and 10 weight of Tinuvin 900 (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) are added to this solution. And dissolved in 200 parts by weight of methyl ethyl ketone, neutralized by adding 16.11 parts by weight of dimethylethanolamine, and then emulsified and dispersed using a homogenizer while gradually adding 2700 parts by weight of water. Thereafter, 6.87 parts by weight of diethylenetriamine was dissolved in 100 g of water and added, and stirred for 1 hour. This was decompressed and the solvent was removed at 50 ° C. to obtain a polyurethane water dispersion 2 having a nonvolatile content of about 30% by weight and an average particle size of 0.01 μm.

(合成例3…ポリウレタン水分散体B)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに、UHCARB−200(宇部興産(株)社製、Mw=2,000)819.16重量部と、トリメチロールプロパン8.19 重量部と、ジメチロールプロピオン酸26.21重量部と、ヘキサメチレンジイソシアネート146.44重量部と、メチルエチルケトン800重量部とを加え、75℃で4時間反応させ、不揮発分に対する遊離のイソシアネート基含有量が1.2重量%であるウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液を得た。この溶液を40℃まで冷却し、この溶液に、非イオン活性剤ノイゲンEA−157100重量部(第一工業製薬(株)製)と、チヌビン900(チバスペシャリティーケミカルズ(株)製)10重量部とをメチルエチルケトン200重量部に溶解して添加し、トリエチルアミン16.11重量部を加えて中和した後、ホモジナイザーを使用し水2700重量部を徐々に加えながら乳化分散させた。その後、エチレンジアミン6.01重量部を水100gに溶解して添加し、1時間撹拌した。これを減圧し、50℃下で脱溶剤を行い、不揮発分約30重量%、平均粒子径0.01μmのポリウレタン水分散体3を得た。
(Synthesis example 3 ... polyurethane water dispersion B)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer and nitrogen blowing tube, UHCARB-200 (manufactured by Ube Industries, Ltd., Mw = 2,000) 819.16 parts by weight, trimethylolpropane 8.19 parts by weight, 26.21 parts by weight of dimethylolpropionic acid, 146.44 parts by weight of hexamethylene diisocyanate, and 800 parts by weight of methyl ethyl ketone were added and reacted at 75 ° C. for 4 hours. A methyl ethyl ketone solution of a urethane prepolymer having a group content of 1.2% by weight was obtained. This solution is cooled to 40 ° C., and 10 parts by weight of the nonionic active agent Neugen EA-157100 parts by weight (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and Tinuvin 900 (by Chivas Specialty Chemicals Co., Ltd.) are added to the solution. Was dissolved in 200 parts by weight of methyl ethyl ketone, neutralized by adding 16.11 parts by weight of triethylamine, and then emulsified and dispersed using a homogenizer while gradually adding 2700 parts by weight of water. Thereafter, 6.01 parts by weight of ethylenediamine was dissolved in 100 g of water and added, and stirred for 1 hour. The pressure was reduced and the solvent was removed at 50 ° C. to obtain a polyurethane water dispersion 3 having a nonvolatile content of about 30% by weight and an average particle size of 0.01 μm.

(合成例4…ポリウレタン水分散体A)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに、PolyTHF2000(BASF社製、Mw=2,000)752.07重量部と、トリメチロールプロパン12.79重量部と、イソホロンジイソシアネート235.15重量部と、メチルエチルケトン800重量部とを加え、75℃で4時間反応させ、不揮発分に対する遊離のイソシアネート基含有量が1.2重量%であるウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液を得た。この溶液を40℃まで冷却し、この溶液に、非イオン活性剤ノイゲンEA−157(第一工業製薬(株)製)100重量部と、チヌビン622LD(チバスペシャリティーケミカルズ(株)製)10重量部とをメチルエチルケトン200重量部に溶解して添加し、ホモジナイザーを使用し水2700重量部を徐々に加えながら乳化分散させ、その後、1時間撹拌した。これを減圧し、50℃下で脱溶剤を行い、不揮発分約30重量%、平均粒子径3.1μmのポリウレタン水分散体4を得た。
(Synthesis example 4 ... polyurethane water dispersion A)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 752.07 parts by weight of PolyTHF2000 (manufactured by BASF, Mw = 2,000), 12.79 parts by weight of trimethylolpropane, Then, 235.15 parts by weight of isophorone diisocyanate and 800 parts by weight of methyl ethyl ketone were added and reacted at 75 ° C. for 4 hours to obtain a methyl ethyl ketone solution of a urethane prepolymer having a free isocyanate group content of 1.2% by weight based on the nonvolatile content. Obtained. The solution was cooled to 40 ° C., and 100 parts by weight of the nonionic active agent Neugen EA-157 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and 10 wt. Of Tinuvin 622LD (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) were added to the solution. And dissolved in 200 parts by weight of methyl ethyl ketone, and emulsified and dispersed using a homogenizer while gradually adding 2700 parts by weight of water, followed by stirring for 1 hour. The pressure was reduced and the solvent was removed at 50 ° C. to obtain a polyurethane water dispersion 4 having a nonvolatile content of about 30% by weight and an average particle size of 3.1 μm.

(合成例5…ポリウレタン水分散体A)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに、ニッポラン4073(日本ポリウレタン工業社製、Mw=2,000)752.07重量部と、トリメチロールプロパン12.79重量部と、イソホロンジイソシアネート235.15重量部と、メチルエチルケトン800重量部とを加え、75℃で4時間反応させ、不揮発分に対する遊離のイソシアネート基含有量が1.2重量%であるウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液を得た。この溶液を40℃まで冷却し、この溶液に、非イオン活性剤ノイゲンEA−157(第一工業製薬(株)製)100重量部と、チヌビン622LD(チバスペシャリティーケミカルズ(株)製)10重量部とをメチルエチルケトン200重量部に溶解して添加し、ホモジナイザーを使用し水2700重量部を徐々に加えながら乳化分散させ、その後、1時間撹拌した。これを減圧し、50℃下で脱溶剤を行い、不揮発分約30重量%、平均粒子径2.2μmのポリウレタン水分散体5を得た。
(Synthesis example 5 ... polyurethane water dispersion A)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, Niprolan 4073 (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., Mw = 2,000) 752.07 parts by weight and trimethylolpropane 12.79 Parts by weight, 235.15 parts by weight of isophorone diisocyanate, and 800 parts by weight of methyl ethyl ketone, reacted at 75 ° C. for 4 hours, and a urethane prepolymer having a free isocyanate group content of 1.2% by weight based on the nonvolatile content. A methyl ethyl ketone solution was obtained. The solution was cooled to 40 ° C., and 100 parts by weight of the nonionic active agent Neugen EA-157 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and 10 wt. Of Tinuvin 622LD (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) were added to the solution. And dissolved in 200 parts by weight of methyl ethyl ketone, and emulsified and dispersed using a homogenizer while gradually adding 2700 parts by weight of water, followed by stirring for 1 hour. The pressure was reduced, and the solvent was removed at 50 ° C. to obtain a polyurethane water dispersion 5 having a nonvolatile content of about 30% by weight and an average particle size of 2.2 μm.

(合成例6…ポリウレタン水分散体A)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに、UHCARB−200(宇部興産(株)社製、Mw=2,000)721.73重量部と、トリメチロールプロパン12.27重量部と、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート266.0重量部と、メチルエチルケトン800重量部とを加え、75℃で4時間反応させ、不揮発分に対する遊離のイソシアネート基含有量が1.2重量%であるウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液を得た。この溶液を40℃まで冷却し、この溶液に、非イオン活性剤ノイゲンEA−157(第一工業製薬(株)製)100重量部と、チヌビン900(チバスペシャリティーケミカルズ(株)製)10重量部とをメチルエチルケトン200重量部に溶解して添加し、ホモジナイザーを使用し水2700重量部を徐々に加えながら乳化分散させ、その後、1時間撹拌した。これを減圧し、50℃下で脱溶剤を行い、不揮発分約30重量%、平均粒子径2.5μmのポリウレタン水分散体6を得た。
(Synthesis example 6 ... polyurethane water dispersion A)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, UHCARB-200 (manufactured by Ube Industries, Ltd., Mw = 2,000) 721.73 parts by weight, and trimethylolpropane 12.27 parts by weight, 266.0 parts by weight of dicyclohexylmethane diisocyanate, and 800 parts by weight of methyl ethyl ketone are added and reacted at 75 ° C. for 4 hours. The content of free isocyanate groups with respect to the nonvolatile content is 1.2% by weight. A methyl ethyl ketone solution of urethane prepolymer was obtained. This solution is cooled to 40 ° C., and 100 parts by weight of the nonionic active agent Neugen EA-157 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and 10 weight of Tinuvin 900 (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) are added to this solution. And dissolved in 200 parts by weight of methyl ethyl ketone, and emulsified and dispersed using a homogenizer while gradually adding 2700 parts by weight of water, followed by stirring for 1 hour. The pressure was reduced, and the solvent was removed at 50 ° C. to obtain a polyurethane water dispersion 6 having a nonvolatile content of about 30% by weight and an average particle size of 2.5 μm.

(比較合成例)
撹拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに、PolyTHF2000(BASF社製、Mw=2,000)752.07重量部と、トリメチロールプロパン12.79重量部と、イソホロンジイソシアネート235.15重量部と、メチルエチルケトン800重量部とを加え、75℃で4時間反応させ、不揮発分に対する遊離のイソシアネート基含有量が1.2重量%であるウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液を得た。この溶液を40℃まで冷却し、この溶液に、非イオン活性剤ノイゲンEA−157(第一工業製薬(株)製)20重量部と、チヌビン622LD(チバスペシャリティーケミカルズ(株)製)10重量部とをメチルエチルケトン200重量部に溶解して添加し、ホモジナイザーを使用し水2700重量部を徐々に加えながら乳化分散させ、その後、1時間撹拌した。これを減圧し、50℃下で脱溶剤を行い、不揮発分約30重量%、平均粒子径5.1μmのポリウレタン水分散体7を得た。
(Comparative synthesis example)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, 752.07 parts by weight of PolyTHF2000 (manufactured by BASF, Mw = 2,000), 12.79 parts by weight of trimethylolpropane, Then, 235.15 parts by weight of isophorone diisocyanate and 800 parts by weight of methyl ethyl ketone were added and reacted at 75 ° C. for 4 hours to obtain a methyl ethyl ketone solution of a urethane prepolymer having a free isocyanate group content of 1.2% by weight based on the nonvolatile content. Obtained. The solution was cooled to 40 ° C., and 20 parts by weight of the nonionic active agent Neugen EA-157 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and 10 wt. Of Tinuvin 622LD (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) were added to the solution. And dissolved in 200 parts by weight of methyl ethyl ketone, and emulsified and dispersed using a homogenizer while gradually adding 2700 parts by weight of water, followed by stirring for 1 hour. The pressure was reduced, and the solvent was removed at 50 ° C. to obtain a polyurethane water dispersion 7 having a nonvolatile content of about 30% by weight and an average particle size of 5.1 μm.

(塗膜性能の評価)
表2に示すように、上記で得た各合成例のポリウレタン水分散体と、必要に応じてシリカ及び水とを配合して各実施例の艶消し塗料を調製し、その貯蔵安定性、60゜グロス及び塗装外観を調べた。その結果を表2に示した。また、同様に上記で得た各合成例及び比較合成例のポリウレタン水分散体と、必要に応じてシリカ及び水とを配合して各比較例の艶消し塗料を調製し、その貯蔵安定性、60゜グロス及び塗装外観についても調べた。その結果を表3に示した。
(Evaluation of coating film performance)
As shown in Table 2, the polyurethane water dispersion of each synthesis example obtained above and silica and water as necessary are blended to prepare matte paints of each example. ° Gloss and paint appearance were examined. The results are shown in Table 2. Similarly, the polyurethane water dispersions of each of the synthesis examples and comparative synthesis examples obtained above and silica and water as necessary are prepared to prepare matte paints of each comparative example, and their storage stability, The 60 ° gloss and paint appearance were also examined. The results are shown in Table 3.

(塗膜性能の評価方法)
塗膜性能の評価は次のような要領で行った。
(Evaluation method of coating film performance)
Evaluation of the coating film performance was performed as follows.

<塗料の貯蔵安定性>
塗料を20℃の恒温室に入れ、2週間放置後、塗料の再分散性を評価した。評価方法及び評価基準は以下のとおりである。
<Storage stability of paint>
The paint was placed in a constant temperature room at 20 ° C. and allowed to stand for 2 weeks, and then the redispersibility of the paint was evaluated. The evaluation method and evaluation criteria are as follows.

塗料を100mLのねじ切り瓶に100g採取し、20℃の雰囲気下で2週間保存した。次に、この瓶を逆さまにして軽く振とうした際の塗料の分散状態を評価した。   100 g of the paint was collected in a 100 mL screw bottle and stored in an atmosphere at 20 ° C. for 2 weeks. Next, the dispersion state of the paint when the bottle was turned upside down and shaken lightly was evaluated.

○:沈殿が生成していないもの、又は容易に沈殿が再分散するもの
△:大半の沈殿は再分散するが、一部底に固化し、再分散しないもの
×:沈殿が固化して再分散しないもの。
○: No precipitate is generated, or precipitate is easily redispersed. △: Most of the precipitate is redispersed, but is partially solidified at the bottom and not redispersed. ×: The precipitate is solidified and redispersed. Not what.

<グロス評価>
隠蔽率測定紙(太佑機材社製)に塗料を乾燥膜厚が5μmになるようにバーコーターを用いて塗布し、80℃にて1分間乾燥した後の光沢度について評価した。具体的には、光沢計(TC−108DPA、東京電色社製)を用いて60°グロスを測定した。、塗装外観を目視にて評価した。
<Gross evaluation>
The paint was applied to a concealment ratio measuring paper (manufactured by Dazai Equipment Co., Ltd.) using a bar coater so that the dry film thickness was 5 μm, and the glossiness after drying at 80 ° C. for 1 minute was evaluated. Specifically, 60 ° gloss was measured using a gloss meter (TC-108DPA, manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.). The coating appearance was visually evaluated.

<塗装外観>
上記グロス評価後の塗膜について、目視により塗装外観の評価を行った。
<Paint appearance>
About the coating film after the said gloss evaluation, the coating external appearance was evaluated visually.

○:塗装ムラなし
△:粒状物が一部あり、塗装ムラあり
×:粒状物が多く、塗装外観悪い。
○: No coating unevenness Δ: Part of granular material is present, and coating unevenness is present ×: Many granular materials are present, and the appearance of coating is poor.

Figure 2007308587
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Figure 2007308587
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(塗膜性能の評価結果)
表2及び表3から明らかなように、各実施例の艶消し塗料は、貯蔵安定性、60°グロス及び塗装外観の何れも満足し得るものであった。これに対して、各比較例の艶消し塗料は、貯蔵安定性、60°グロス及び塗装外観の何れかの点で劣っており、性能的に不十分なものであった。
(Evaluation results of coating film performance)
As is apparent from Tables 2 and 3, the matte paint of each example was satisfactory in terms of storage stability, 60 ° gloss and paint appearance. On the other hand, the matte paint of each comparative example was inferior in terms of storage stability, 60 ° gloss and paint appearance, and was insufficient in performance.

本発明の艶消し塗料組成物及び塗料は、貯蔵安定性に優れ、特に建築の内装及び外装用塗料、プラスチック用塗料として好適である。
The matting paint composition and paint of the present invention are excellent in storage stability, and are particularly suitable as interior and exterior paints for buildings and paints for plastics.

Claims (4)

平均粒子径が1.5〜4.0μmのポリウレタン水分散体Aと、平均粒子径が0.01〜1.0μmのポリウレタン水分散体Bとを含有していることを特徴とする艶消し塗料用樹脂組成物。   Matte paint comprising polyurethane water dispersion A having an average particle diameter of 1.5 to 4.0 μm and polyurethane water dispersion B having an average particle diameter of 0.01 to 1.0 μm Resin composition. 前記ポリウレタン水分散体Aと前記ポリウレタン水分散体Bの固形分割合が80/20〜20/80であることを特徴とする請求項1に記載の艶消し塗料用樹脂組成物。   2. The resin composition for matte paint according to claim 1, wherein a solid content ratio of the polyurethane water dispersion A and the polyurethane water dispersion B is 80/20 to 20/80. 前記ポリウレタン水分散体A及び前記ポリウレタン水分散体Bは、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール及びポリエーテルポリオールから選択される少なくとも1種のポリオールを用いて調製されたものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の艶消し塗料用樹脂組成物。   2. The polyurethane water dispersion A and the polyurethane water dispersion B are prepared using at least one polyol selected from polyester polyols, polycarbonate polyols and polyether polyols. Or the resin composition for mat | matte coating materials of 2. 請求項1乃至3の何れかに記載の艶消し塗料用樹脂組成物を用いた艶消し塗料。
A matte paint using the resin composition for a matte paint according to any one of claims 1 to 3.
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