JP2008056759A - 水性樹脂組成物及びこれを含む水性塗料組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a)に、1分子中に少なくとも2個の環状カーボネート基を有する化合物(i)と1分子中に第1級アミノ基および第2級アミノ基を有する化合物(ii)との反応によって得られるアミノ基及び水酸基を有する反応生成物(b)を反応させることにより得られるポリウレタン樹脂(I)が、水性媒体中に水分散されていることを特徴とする水性樹脂組成物、該ポリウレタン樹脂(I)と重合性不飽和モノマー(d)による重合体(II)との複合樹脂(III)の水分散体を含有することを特徴とする水性樹脂組成物、さらには該水性樹脂組成物を含んでなる水性塗料組成物。
【選択図】なし
Description
攪拌機、冷却管および窒素導入管を備えた四つ口フラスコに、「エピコート828」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン社製)376部を仕込み、これに二酸化炭素を通気して80℃で付加させ両末端に環状カーボネート基を有する反応生成物(i)を得た。同フラスコ中にN−β−(アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン442.8部、N−メチルピロリドン226.7部を仕込み、反応生成物(i)に80℃で4時間反応させ、反応生成物(b−1)を得た。
実施例1と同様の装置を用いて反応生成物(i)を得た後、同フラスコ中にN−β−(アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン444.8部、N−メチルピロリドン227.2部を仕込み、反応生成物(i)に80℃で4時間反応させ、反応生成物(b−2)を得た。
攪拌機、冷却管および窒素導入管を備えた四つ口フラスコ中に、イソホロンジイソシアネート1338部、ジメチロールプロピオン酸260部、「プラクセルPLC205」(ダイセル化学工業社製、ポリカプロラクトンジオール)1100部、N−メチルピロリドン674.5部を加え、80℃で4時間反応させウレタンプレポリマー(a−2)を得た。これを50℃に冷却後、その中に実施例1と同様の装置を用いて得た反応生成物(b−1)を全て加えて50℃で3時間反応させた。これを50℃より冷却した後、さらにメチルエチルケトン1500.2部を加え均一になるまで攪拌した後、トリエチルアミン161.6部を添加し中和した。その中にさらに脱イオン水11500部を0.5時間かけて添加しプレポリマーの水分散体を得た。この水分散体に10%エチレンジアミン水溶液601.1部を0.5時間かけて添加し、プレポリマーの鎖延長反応を50℃で2時間行った。さらに真空ポンプにより減圧し、メチルエチルケトンを脱溶剤して得られたポリウレタン樹脂の水分散液(ポリウレタン樹脂の酸価は31.2mgKOH/g、水酸基価は31.2mgKOH/g)に、スチレン901.2部、メチルメタクリレート901.2部、ブチルアクリレート1802.4部を1時間かけて添加し、さらに均一になるまで1時間攪拌した後、70℃まで昇温し、その中に「VA−057」(Wako社製、水溶性ラジカルアゾ系開始剤)17.4部を脱イオン水156.6部に溶解した溶液を2時間かけて滴下し、さらに同温度で2時間保持して、平均粒子径82nm、不揮発分35.1%の複合樹脂の水分散液(I−3)を得た。
攪拌機、冷却管および窒素導入管を備えた四つ口フラスコに、「プラクセルPLC205」(ダイセル化学工業社製、ポリカプロラクトンジオール)1100部、ジメチロールプロピオン酸130部、イソホロンジイソシアネート892部、N−メチルピロリドン530.5部を加え、80℃で4時間反応させてウレタンプレポリマーを得た。これを50℃以下に冷却後、さらにメチルエチルケトン884.2部を加え均一になるまで攪拌した後、トリエチルアミン80.8部を添加し中和した。その中にさらに脱イオン水2700部を0.5時間かけて添加しプレポリマーの水分散体を得た。この水分散体に10%エチレンジアミン水溶液601.1部を0.5時間かけて添加し、プレポリマーの鎖延長反応を50℃で2時間行なった。さらに真空ポンプにより減圧し、メチルエチルケトンを脱溶剤して、平均粒子径88nm、不揮発分35.5%のポリウレタン樹脂の水分散液(I−4)を得た。
上記で得られた各水性樹脂分散液を用いて、下記表1、2に記載の配合組成により、水性樹脂組成物を得た。各水性樹脂組成物を下記試験に供し評価した。結果を表1、2にあわせて示す。
(注2)「サイメル325」:サイテックインダストリー社製、商品名、メチル化メラミン樹脂、固形分80%
(注3)「スミジュール3100」:住友バイエルウレタン社製、商品名、ポリエチレングリコール変性ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体。
(*1)耐水付着性:実施例4〜6及び比較例2の各水性樹脂組成物を乾燥膜厚で40μmになるようにそれぞれアプリケーターで無処理軟鋼板に塗装し、100℃で30分間で乾燥させて各試験塗板とした。これらを23℃の上水に10日間浸漬してから引き上げて、その塗膜面に素地に達するようにカッターでクロスカットし、そのカット部に粘着セロハンテープを貼着し、20℃においてそれを急激に剥離した後の塗膜面の状態を調べた(○:剥離なし、△:半分程度剥離、×:全面剥離)。
塗膜抽出残分(%)=(抽出した後の膜の重量/抽出前の膜の重量)×100(%)
Claims (10)
- イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a)に、1分子中に少なくとも2個の環状カーボネート基を有する化合物(i)と1分子中に第1級アミノ基および第2級アミノ基を有する化合物(ii)との反応によって得られるアミノ基及び水酸基を有する反応生成物(b)を反応させることにより得られるポリウレタン樹脂(I)が、水性媒体中に水分散されていることを特徴とする水性樹脂組成物。
- ウレタンプレポリマー(a)が、ポリオール、ポリイシソシアネート及びカルボキシル基含有ジオールを反応させて得られるものである請求項1記載の水性樹脂組成物。
- 化合物(ii)が、第1級アミノ基および第2級アミノ基を有するアルコキシシリル化合物である請求項1記載の水性樹脂組成物。
- 反応生成物(b)が、化合物(i)中の環状カーボネート基と化合物(ii)中のアミノ基とのモル比が1:0.5〜1:1.5の範囲となるように反応させて得られるものである請求項1記載の水性樹脂組成物。
- ウレタンプレポリマー(a)と反応生成物(b)との使用量が、ウレタンプレポリマー(a)中のイソシアネート基と反応生成物(b)中のアミノ基とのモル比が1.0:0.5〜1.0:2.0となるように選択される請求項1記載の水性樹脂組成物。
- ウレタンプレポリマー(a)と反応生成物(b)との反応が、30〜100℃の範囲内で行われる請求項1記載の水性樹脂組成物。
- 請求項1ないし6のいずれか1項記載のポリウレタン樹脂(I)と重合性不飽和モノマー(c)による重合体(II)との複合樹脂(III)の水分散体を含有することを特徴とする水性樹脂組成物。
- 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の水性樹脂組成物を含んでなる水性塗料組成物。
- 被塗面に、請求項8記載の水性塗料組成物を塗装することを特徴とする塗膜形成方法。
- 請求項9に記載の方法により形成される塗装物品。
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