JP2008063404A - 水性塗料用樹脂組成物、水性塗料組成物およびベースコート用水性塗料組成物 - Google Patents
水性塗料用樹脂組成物、水性塗料組成物およびベースコート用水性塗料組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008063404A JP2008063404A JP2006241374A JP2006241374A JP2008063404A JP 2008063404 A JP2008063404 A JP 2008063404A JP 2006241374 A JP2006241374 A JP 2006241374A JP 2006241374 A JP2006241374 A JP 2006241374A JP 2008063404 A JP2008063404 A JP 2008063404A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- vinyl monomer
- group
- aqueous
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
【課題】メタリック塗装時のメタリック感に優れた水性塗料用樹脂組成物、それを含有した水性塗料組成物およびベースコート用水性塗料組成物を提供すること。
【解決手段】活性水素を有さないビニル系単量体(b)の存在下に、直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートを70モル%以上含有するポリイソシアネート成分(a1)と、カルボキシル基含有ジオールを含有するポリオール成分(a2)を、水酸基過剰の条件で反応させた後、中和して得られる、水酸基と中和カルボキシル基を有するウレタン系樹脂(A)がビニル系単量体(b)に溶解している溶液を、水性媒体中に分散させ、次いでビニル系単量体(b)を反応させて得られる水性樹脂分散体(I)、水酸基と反応する官能基を有する硬化剤(II)が配合されている水性塗料用樹脂組成物、この水性塗料用樹脂組成物と光輝性顔料を含有する水性塗料組成物およびベースコート用水性塗料組成物。
【選択図】なし
【解決手段】活性水素を有さないビニル系単量体(b)の存在下に、直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートを70モル%以上含有するポリイソシアネート成分(a1)と、カルボキシル基含有ジオールを含有するポリオール成分(a2)を、水酸基過剰の条件で反応させた後、中和して得られる、水酸基と中和カルボキシル基を有するウレタン系樹脂(A)がビニル系単量体(b)に溶解している溶液を、水性媒体中に分散させ、次いでビニル系単量体(b)を反応させて得られる水性樹脂分散体(I)、水酸基と反応する官能基を有する硬化剤(II)が配合されている水性塗料用樹脂組成物、この水性塗料用樹脂組成物と光輝性顔料を含有する水性塗料組成物およびベースコート用水性塗料組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、各種の水性塗料用、なかでも自動車外板用もしくは自動車補修用の水性ベースコート塗料用として特に有用な水性塗料用樹脂組成物、これを含有した水性塗料組成物およびベースコート用水性塗料組成物に関する。
従来、自動車外板などの塗装には有機溶剤系の塗料が多く用いられてきたが、省資源、環境衛生、無公害、非危険物化等の観点から水系塗料へ移行しつつある。例えば、水系塗料に用いることのできる水性ウレタン樹脂の製造方法としては、活性水素を有しない不飽和単量体を溶媒として用いてウレタンプレポリマーを得、水分散、鎖伸長後に不飽和単量体を重合する製造方法(例えば、特許文献1参照。)や、活性水素を有しない不飽和単量体中でポリウレタンを得、活性水素を有するビニルモノマーの存在下で水分散を行い、その後不飽和単量体を重合する製造方法(例えば、特許文献2参照。)等が開示されている。しかしながら、これらの方法で得られた水性ウレタン樹脂を用いてなる水性塗料用組成物は、メタリック感に劣るという欠点があった。
本発明が解決しようとする課題は、メタリック塗装を形成した際のメタリック感に優れた水性塗料用樹脂組成物、それを含有した水性塗料組成物およびベースコート用水性塗料組成物を提供することにある。
本発明者らは、前記課題を解決するべく、鋭意研究を重ねた結果、活性水素を有さないビニル系単量体(b)の存在下に、直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートを70モル%以上含有するポリイソシアネート成分(a1)と、カルボキシル基含有ジオールを含有するポリオール成分(a2)を、水酸基が過剰となる条件で反応させた後、カルボキシル基を中和して得られる、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂(A)が前記ビニル系単量体(b)に溶解している溶液を、水性媒体中に分散させ、次いで、ビニル系単量体(b1)を反応させて得られる水性樹脂分散体(I)を、水酸基と反応する官能基を有する硬化剤(II)と組み合わせてなる水性塗料用樹脂組成物を光輝性顔料と共に用いると、メタリック塗装を形成した際のメタリック感に優れ、塗装時の耐タレ性も比較的良好な水性塗料組成物が容易に製造でき、特にベースコート用として好適であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、活性水素を有さないビニル系単量体(b)の存在下に、直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートを70モル%以上含有するポリイソシアネート成分(a1)と、カルボキシル基含有ジオールを含有するポリオール成分(a2)を、水酸基が過剰となる条件で反応させた後、カルボキシル基を中和して得られる、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂(A)が前記ビニル系単量体(b)に溶解している溶液を、水性媒体中に分散させ、次いで、ビニル系単量体(b1)を反応させて得られる水性樹脂分散体(I)、および、水酸基と反応する官能基を有する硬化剤(II)が配合されていることを特徴とする水性塗料用樹脂組成物を提供するものである。
また、本発明は、前記水性塗料用樹脂組成物と光輝性顔料を含有することを特徴とする水性塗料組成物を提供するものであり、更に、前記水性塗料用樹脂組成物と光輝性顔料を含有することを特徴とするベースコート用水性塗料組成物を提供するものである。
本発明の水性塗料用樹脂組成物、これを含有した水性塗料組成物およびベースコート用水性塗料組成物によれば、水性樹脂分散体(I)自体の顕著なチキソ性により、塗装時の耐タレ性が比較的良好で、メタリック塗装を形成した際のメタリック感に優れた外観良好な塗膜を得ることができる。
以下に、本発明の詳細を具体的に述べる。
本発明で用いる水性樹脂分散体(I)は、活性水素を有さないビニル系単量体(b)の存在下に、直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートを70モル%以上含有するポリイソシアネート成分(a1)と、カルボキシル基含有ジオールを含有するポリオール成分(a2)を、水酸基が過剰となる条件で反応させた後、カルボキシル基を中和して得られる、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂(A)が前記ビニル系単量体(b)に溶解している溶液を、水性媒体中に分散させ、次いで、前記ビニル系単量体(b)を反応させて得られる、前記ウレタン系樹脂(A)と前記ビニル系単量体(b)を反応させて得られるビニル系樹脂(B)とが複合化した複合樹脂粒子の水性樹脂分散体であり、この複合樹脂粒子は、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂(A)がビニル系樹脂(B)を内包する形で複合化した形態の樹脂粒子である。
本発明で用いる水性樹脂分散体(I)は、活性水素を有さないビニル系単量体(b)の存在下に、直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートを70モル%以上含有するポリイソシアネート成分(a1)と、カルボキシル基含有ジオールを含有するポリオール成分(a2)を、水酸基が過剰となる条件で反応させた後、カルボキシル基を中和して得られる、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂(A)が前記ビニル系単量体(b)に溶解している溶液を、水性媒体中に分散させ、次いで、前記ビニル系単量体(b)を反応させて得られる、前記ウレタン系樹脂(A)と前記ビニル系単量体(b)を反応させて得られるビニル系樹脂(B)とが複合化した複合樹脂粒子の水性樹脂分散体であり、この複合樹脂粒子は、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂(A)がビニル系樹脂(B)を内包する形で複合化した形態の樹脂粒子である。
なかでも前記水性樹脂分散体(I)としては、前記ウレタン系樹脂(A)とビニル系樹脂(B)が結合した複合樹脂粒子となり、前記ウレタン系樹脂(A)とビニル系樹脂(B)の分離がなく、得られる複合樹脂粒子の分散安定性が向上することから、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂(A)が前記ビニル系単量体(b)に溶解している溶液を水性媒体中に分散させ、次いで、前記ビニル系単量体(b)がエポキシ基含有ビニル系単量体を含有しない場合はエポキシ基含有ビニル系単量体を加えた後、前記ビニル系単量体(b)がエポキシ基含有ビニル系単量体を含有する場合はエポキシ基含有ビニル系単量体を加えず又は加えた後、エポキシ基含有ビニル系単量体を含有するビニル系単量体をラジカル重合反応させると共に、エポキシ基とウレタン系樹脂(A)中の中和されていてもよいカルボキシル基を反応させてなる、ウレタン樹脂(A)とビニル系樹脂(B)が結合した複合樹脂粒子の水性樹脂分散体であることが好ましく、さらに、前記ビニル系単量体(b)としてエポキシ基含有ビニル系単量体を含有しないビニル系単量体を用い、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂(A)が前記ビニル系単量体(b)に溶解している溶液を水性媒体中に分散させた後、エポキシ基含有ビニル系単量体を加えてから、エポキシ基含有ビニル系単量体を含有するビニル系単量体をラジカル重合反応させると共に、エポキシ基とウレタン系樹脂(A)中の中和されていてもよいカルボキシル基を反応させてなる、ウレタン樹脂(A)とビニル系樹脂(B)が結合した複合樹脂粒子の水性樹脂分散体であることがより好ましい。
前記ウレタン系樹脂(A)の水酸基価としては、水性樹脂分散体としての安定性に優れ、しかも、硬度の十分な塗膜が形成できる水性塗料が得られることから、5〜80mgKOH/gであることが好ましく、7〜50mgKOH/gであることがより好ましい。
また、前記ウレタン系樹脂(A)の中和される前の酸基価としては、分散安定性と耐水性のバランスの良好な水性塗料組成物が得られることから、10〜60mgKOH/gであることが好ましく、15〜50mgKOH/gであることがより好ましい。
前記ウレタン系樹脂(A)を合成する際に用いるポリイソシアネート成分(a1)としては、直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネート70モル%以上〔ポリイソシアネート成分(a1)の全量(100モル%)が直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートであってもよい。〕を含有することが必須で、更に必要に応じてその他のポリイソシアネートを30モル%以下の範囲で含有することができるが、なかでも直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートを85モル%以上含有することが好ましい。直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートの含有率が70モル%未満では、メタリック感に優れる塗膜を形成しにくくなるため、好ましくない。
前記ウレタン系樹脂(A)を合成する際に用いるポリイソシアネート成分(a1)は、塗装時の耐タレ性が比較的良好で、メタリック感が高く外観良好な塗膜が形成できる水性塗料が得られることから、ポリイソシアネート成分(a1)とポリオール成分(a2)の合計100重量%に対して15〜50重量%であることが好ましく、20〜45重量%であることがより好ましい。
前記ポリイソシアネート成分(a1)に含有される直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジ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、ペンタ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、ヘプタメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネートが挙げられ、なかでもヘキサメチレンジイソシアネートが好ましい。
また、前記ポリイソシアネート成分(a1)に、直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートと共に、含有することができるその他のポリイソシアネートとしては、直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネート以外のポリイソシアネートであればよく、特に限定されないが、例えば、イソホロンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサン−1,6−ジイソシアネート、3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、メチルシクロヘキシル−2,4−ジイソシアネート、メチルシクロヘキシル−2,6−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、トランスシクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート類(ただし、直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートを除く。);2,4−トルイレンジイソシアネート、2,6−トルイレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、1,5−ナフテンジイソシアネート、トリジ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、p−フェニレンイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類;リジンエステルトリイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチルオクタン、1,3,6−ヘキサントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート等のトリイソシアネート類が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、又は2種以上が併用されてもよい。
前記ウレタン系樹脂(A)を合成する際に用いるポリオール成分(a2)としては、
カルボキシル基含有ジオールを含有することが必須で、更に必要に応じてその他のポリオールを含有することができ、なかでも分散安定性と耐水性のバランスの良好な水性塗料組成物が得られることから、カルボキシル基含有ジオールを5〜50重量%含有することが好ましく、5〜30重量%含有することがより好ましい。
カルボキシル基含有ジオールを含有することが必須で、更に必要に応じてその他のポリオールを含有することができ、なかでも分散安定性と耐水性のバランスの良好な水性塗料組成物が得られることから、カルボキシル基含有ジオールを5〜50重量%含有することが好ましく、5〜30重量%含有することがより好ましい。
前記カルボキシル基含有ジオールとしては、例えば、ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロール酪酸、2,2−ジメチロールペンタン酸、ジヒドロキシプロピオン酸等のジメチロールアルカン酸、ジヒドロキシコハク酸、ジヒドロキシ安息香酸などが挙げられ、なかでも、特に、反応性、溶解性に優れることからジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸が好ましい。
また、前記ポリオール成分(a2)に、カルボキシル基含有ジオールと共に含有するその他のポリオールとしては、カルボキシル基含有ジオール以外のポリオールであればよく、特に限定されないが、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオール類;アジピン酸、セバシン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等のジカルボン酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ブチルエチルプロパンジオール、シクロヘキシルジメタノール等のポリオール類とから得られるポリエステルポリオール類;ポリカプロラクトンポリオール、ポリテトラメチレングリコール、ポリブタジエンポリオール、水添化ポリブタジエンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリチオエーテルポリオール、ポリアクリル酸エステルポリオール等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、又は2種以上が併用されてもよい。
本発明で用いる水性樹脂分散体(I)は、前記ウレタン系樹脂(A)の製造時、溶剤として活性水素を有さないビニル系単量体(b)を存在させることが必須である。この活性水素を有さないビニル系単量体(b)は後段において反応させることにより、前記ウレタン樹脂(A)と前記ビニル系単量体(b)からなるビニル系樹脂(B)とが複合化した複合樹脂粒子を形成するために必要なものである。なお、前記ウレタン系樹脂(A)の製造時には、必要に応じて、前記ビニル系単量体(b)と共に、有機溶剤を併用することもできるが、併用しないことが好ましい。
活性水素を有さないビニル系単量体(b)としては、カルボキシル基、水酸基、メチロール基、シラノール基、1級アミノ基、2級アミノ基等の活性水素含有基を含有しない基ビニル系単量体が挙げられ、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸メトキシブチル、(メタ)アクリル酸エトキシブチル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、2−(1,2−エポキシ−4,7−メタノペルヒドロインデン−5(6)−イル)オキシエチル(メタ)アクリレート、5,6−エポキシ−4,7−メタノペルヒドロインデン−2−イル−(メタ)アクリレート、1,2−エポキシ−4,7−メタノペルヒドロインデン−5−イル−(メタ)アクリレート等のグリシジルエーテル型エポキシ基含有ビニル系単量体;2,3−エポキシシクロペンテニル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル化ポリカプロラクトンの(メタ)アクリレート等の脂環式エポキシ基含有ビニル系単量体;アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド等のアミド基含有ビニル系単量体;N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリレート等の三級アミノ基含有(メタ)アクリル酸;N−ビニルピロリドン、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルカルバゾール等の含窒素ビニル系単量体;シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の脂環式(メタ)アクリレート;スチレン、α−メチルスチレン、メタクリル酸フェニル等の芳香族ビニル系単量体;ビニルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の加水分解性シリル基含有ビニル系単量体;オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート等の含フッ素ビニル系単量体;イソシアネート基をブロックしたビニル系単量体等の不飽和基を一つ有する単量体類、さらには、ジビニルベンゼン、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の不飽和基を2つ有するビニル系単量体などが挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、又は2種以上が併用されてもよい。
前記のようにウレタン系樹脂(A)の製造時は、活性水素を有さないビニル系単量体(b)の存在下、有機溶剤を併用しないことが好ましいが、反応をより円滑に行なわせるために、ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等のイソシアネート基に対して不活性で水との親和性の大きい有機溶剤を少量使用することを妨げない。少量の有機溶剤を使用する場合には、ウレタン系樹脂(A)の溶解性が良好なジエチレングリコールジメチルエーテルが特に好ましい。これらは単独で用いられてもよく、又は2種以上が併用されてもよい。前記有機溶剤を併用する場合の使用量は、活性水素を有さないビニル系単量体(b)100重量部に対して100重量部以下が好ましく、10〜60重量部がより好ましい。
前記ポリイソシアネート成分(a1)とポリオール成分(a2)の合計(a)と前記ビニル系単量体(b)の使用量としては、塗装時の耐タレ性が比較的良好で、メタリック感が高く外観良好な塗膜が形成できる水性塗料が得られることから、これらの重量比(a/b)が1.0〜9.0となる範囲であることが好ましく、1.5〜4.0となる範囲であることがさらに好ましい。
活性水素を有さないビニル系単量体(b)の存在下での前記ポリイソシアネート成分(a1)と前記ポリオール成分(a2)の反応は、通常50〜100℃で行うが、前記ビニル系単量体(b)の熱による重合を防ぐため、空気の存在下で3,5−ジブチル−4−ヒドロキシトルエン等の重合禁止剤を、前記ビニル系単量体(b)に対して100〜3000ppm程度の範囲で加えておくことが好ましい。
前記ポリイソシアネート成分(a1)と前記ポリオール成分(a2)の反応は、必要により触媒の存在下で行うことができ、用いられる触媒としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、オクトエ酸錫、ジブチル錫ジ(2−エチルヘキソエート)、2−エチルヘキソエート鉛、チタン酸2−エチルヘキシル、2−エチルヘキソエート鉄、2−エチルヘキソエートコバルト、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、テトラ−n−ブチル錫、塩化第一錫、塩化第二錫、塩化鉄等が挙げられる。その使用量は、前記ポリイソシアネート成分(a1)と前記ポリオール成分(a2)の合計100重量部に対して50〜1000ppmの範囲であることが好ましい。
前記ビニル系単量体(b)の存在下で、前記ポリイソシアネート成分(a1)と前記ポリオール成分(a2)の反応で得られた水酸基とカルボキシル基を有するウレタン系樹脂のビニル系単量体(b)溶液は、水分散させるために塩基性化合物で中和して、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂(A)のビニル系単量体(b)溶液とすることが必須である。中和は、水酸基とカルボキシル基を有するウレタン系樹脂中の総てのカルボキシル基についてなされてもよいが、部分的中和であってもよい。残存カルボキシル基の量が余り多いとウレタンプレポリマーの粒子が粗大化し、分散性を低下させるので、カルボキシル基に対して0.7〜1.3当量程度中和されるのが好ましい。カルボキシル基が残存している場合は、上記ウレタン系樹脂(A)のビニル系単量体(b)溶液が所望粒子径で安定に分散した後、必要に応じて、残存カルボキシル基を更に中和させてもよい。
中和に用いられる塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア(水)、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、エタノールアミン、プロパノールアミン、ジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、2−ジメチルアミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、モルホリン等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、又は2種以上が併用されてもよい。
前記ウレタン系樹脂(A)のビニル系単量体(b)溶液を水性媒体に分散させる手段は、特に限定されるものではないが、例えば、機械的剪断力を作用させながら、前記ウレタン系樹脂(A)のビニル系単量体(b)溶液中に水性媒体を徐々に加えていく方法、剪断力が作用している水性媒体中に前記ウレタン樹脂(A)のビニル系単量体(b)溶液を徐々に加えていく方法等のバッチ式分散法、ブレード式、ロール式、ローター・ステーター式、ラインミル式、スタティックミキサー式、振動式、超音波式、高圧式、噴流式等の連続乳化分散機に、ウレタン樹脂(A)のビニル系単量体(b)溶液と水性媒体の双方を各々定量供給する連続式分散法等が挙げられる。これらの水分散手段は、単一の方法のみで行われてもよいが、同種もしくは2種以上の方法を組み合わせて行われてもよい。得られる水分散体は、前記ウレタン系樹脂(A)がビニル系単量体(b)を内包する状態で水性媒体に分散してなるものである。
前記ウレタン系樹脂(A)のビニル系単量体(b)溶液を水性媒体に分散させる時の温度は、0〜80℃程度、好ましくは10〜60℃程度であり、分散液の濃度は、特に限定的ではないが、最終的に得られる水性樹脂分散体(I)中の不揮発分含有率が20〜60重量%程度となる量であることが好ましく、25〜50重量%程度となる量であることがさらに好ましい。
水分散後、複合化している水性樹脂分散体(I)を得るためには、前記ビニル系単量体(b)を水性媒体中でラジカル重合反応させてビニル系樹脂(B)とすることが必要である。前記ビニル系単量体(b)のラジカル重合反応に際しては、重合開始剤を使用することが好ましい。重合開始剤としては、水溶性開始剤と油溶性開始剤が共に使用可能であり、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソブチルバレロニトリル、等のアゾ化合物、過酸化ベンゾイル、イソブチリルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、クミルパーオキシオクテート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシアセテート、ラウリルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジンカーボネイト等の有機過酸化物、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素等の無機パーオキサイド化合物等が挙げられる。有機または無機パーオキサイド化合物は、還元剤と組み合わせてレドックス系開始剤として使用することも可能であり、用いられる還元剤としては、例えば、L−アスコルビン酸、L−ソルビン酸、メタ重亜硫酸ナトリウム、硫酸第二鉄、塩化第二鉄、ロンガリット等が挙げられる。これら重合開始剤は、前記ビニル系単量体(b)100重量部に対して0.05〜5重量部の範囲内であることが好ましい。反応温度は40〜100℃が好ましく、レドックス開始剤では90℃以下で十分である。
重合開始剤の添加に際しては、全量仕込み、全量滴下、あるいは一部分仕込みで残りを滴下させる方法が可能である。また、前記ビニル系単量体(b)の重合に際しては、分子量を調節する目的で各種の連鎖移動剤、例えば、オクチルメルカプタン、ラウリルメルカプタン、2−メルカプトエタノール、ターシャルドデシルメルカプタン、チオグリコール酸等の使用も可能である。
前記ビニル系単量体(b)のラジカル重合反応の際に、エポキシ基含有ビニル系単量体を併用すると、前記ウレタン樹脂(A)中の中和されていても良いカルボキシル基とエポキシ基が反応して、前記ウレタン樹脂(A)と前記ビニル系単量体(b)が重合して得られたビニル系樹脂(B)が結合した複合樹脂粒子が形成され、前記ウレタン樹脂(A)と前記ビニル系樹脂(B)が分離しにくくなることから、好ましい。
前記ビニル系単量体(b)のラジカル重合反応の際にエポキシ基含有ビニル系単量体を併用する方法としては、例えば、前記ウレタン系樹脂(A)が前記ビニル系単量体(b)に溶解している溶液を水性媒体中に分散させ、次いで、前記ビニル系単量体(b)がエポキシ基含有ビニル系単量体を含有しない場合はエポキシ基含有ビニル系単量体を加えた後、前記ビニル系単量体(b)がエポキシ基含有ビニル系単量体を含有する場合はエポキシ基含有ビニル系単量体を加えず又は加えた後、エポキシ基含有ビニル系単量体を含有するビニル系単量体をラジカル重合反応させると共に、エポキシ基とウレタン系樹脂(A)中の中和されていてもよいカルボキシル基を反応させて、ウレタン樹脂(A)とビニル系樹脂(B)が結合した複合樹脂粒子とする方法が挙げられる。これらの方法のなかでも、前記ビニル系単量体(b)としてエポキシ基含有ビニル系単量体を含有しないビニル系単量体を用い、前記ウレタン系樹脂(A)が前記ビニル系単量体(b)に溶解している溶液を水性媒体中に分散させた後、エポキシ基含有ビニル系単量体を加えてから、エポキシ基含有ビニル系単量体を含有するビニル系単量体をラジカル重合反応させると共に、エポキシ基とウレタン系樹脂(A)中の中和されていてもよいカルボキシル基を反応させて、ウレタン樹脂(A)とビニル系樹脂(B)が結合した複合樹脂粒子とする方法が、前記ポリイソシアネート成分(a1)と前記ポリオール成分(a2)の反応時にエポキシ基とカルボキシル基の反応がないことから、より好ましい。
前記エポキシ基含有ビニル系単量体としては、活性水素を有しないビニル系単量体(b)として前記したグリシジルエーテル型エポキシ基含有ビニル系単量体や脂環式エポキシ基含有ビニル系単量体がいずれも使用できる。なお、前記ウレタン系樹脂(A)が前記ビニル系単量体(b)に溶解している溶液を水性媒体中に分散させた後にエポキシ基含有ビニル系単量体を加える場合は、エポキシ基含有ビニル系単量体として活性水素を有する単量体を使用することができる。
さらに、前記ビニル系単量体(b)のラジカル重合反応の際に、重合性不飽和結合と加水分解性シリル基を併せ有する化合物を併用すると、加水分解性シリル基が加水分解縮合して、前記ビニル系単量体(b)が重合して得られたビニル系樹脂(B)に架橋構造を導入できる。
前記ビニル系単量体(b)のラジカル重合反応の際に重合性不飽和結合と加水分解性シリル基を併せ有する化合物を併用する方法としては、前記エポキシ基含有ビニル系単量体を併用する方法と同様の方法が挙げられ、なかでも、前記ビニル系単量体(b)としてエポキシ基含有ビニル系単量体を含有しないビニル系単量体を用い、前記ウレタン系樹脂(A)が前記ビニル系単量体(b)に溶解している溶液を水性媒体中に分散させた後、重合性不飽和結合と加水分解性シリル基を併せ有する化合物を加えてから、ビニル系単量体をラジカル重合反応させると共に、加水分解性シリル基を加水分解縮合させて、ウレタン樹脂(A)と架橋構造を有するビニル系樹脂(B)の複合樹脂粒子とする方法が、前記ポリイソシアネート成分(a1)と前記ポリオール成分(a2)の反応時に前記ポリイソシアネート成分(a1)と前記ポリオール成分(a2)の反応時に、加水分解性シリル基の加水分解縮合がないことから、好ましい。
前記重合性不飽和結合と加水分解性シリル基を併せ有する化合物としては、活性水素を有しないビニル系単量体(b)として前記した加水分解性シリル基含有ビニル系単量体がいずれも使用できる。なお、前記ウレタン系樹脂(A)が前記ビニル系単量体(b)に溶解している溶液を水性媒体中に分散させた後に重合性不飽和結合と加水分解性シリル基を併せ有する化合物を加える場合は、重合性不飽和結合と加水分解性シリル基を併せ有する化合物として活性水素を有する化合物を使用することができる。
本発明で用いる水酸基と反応する官能基を有する硬化剤(II)としては、例えば、アミノ樹脂、ポリイソシアネート、エポキシ化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、金属イオン等が挙げられ、なかでも、アミノ樹脂、ポリイソシアネートが好ましい。
前記アミノ樹脂としては、例えば、メラミン、尿素、ベンゾグアナミン等の1種又は2種以上とホルムアルデヒドとの反応によって得られるメチロール化アミノ樹脂、イミノ基含有メチロール化アミノ樹脂等が挙げられる。これらのうち、特に水性化に適したものを使用することが好ましく、例えば、前記したアミノ樹脂のメチロール基の全部または一部分を炭素数1〜8の1価アルコールでエーテル化したものが挙げられ、具体的にはブトキシメチルメラミン樹脂、メトキシメチル化メラミン樹脂、メトキシ・ブトキシ混合エーテル化メチルメラミン樹脂等が挙げられる。
アミノ樹脂の使用量は、硬度等の物性に優れる塗膜が形成できる水性塗料組成物が得られることから、水性塗料用樹脂組成物中の樹脂固形分100重量部に対し、5〜100重量部であることが好ましく、10〜40重量部であることがより好ましい。
前記ポリイソシアネートとしては、例えば、トリ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、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4′−ジイソシアネート等のポリイソシアネート;これらポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類等のポリオール類から誘導されるイソシアネート基含有プレポリマー類などが挙げられる。
また、前記ポリイソシアネートは、活性水素を有するブロック剤を付加させることによって得ることができるものであって、加熱等によりブロック剤が解離してイソシアネート基が発生し、水性樹脂分散体(I)中の水酸基と反応し硬化する、ブロック化ポリイソシアネートであってもよい。
ポリイソシアネートの使用量は、硬度等の物性に優れる塗膜が形成できる水性塗料組成物が得られることから、ポリイソシアネート中のイソシアネート基と水性樹脂分散体(I)中の水酸基の当量比(NCO/OH)が0.3〜.3.0であることが好ましく、0.5〜2.0であることがさらに好ましい。
本発明で用いる水性媒体としては、例えば、水、水と有機溶剤(好ましくは水溶性有機溶剤)の混合物等が挙げられる。有機溶剤としては、例えば、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エチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のエーテルアルコール類、メタノール、エタノール、イソプロパノール、2−エチルヘキサノール等のアルコール類、エステル類、ケトン類などが挙げられ、なかでも、エチレングリコールモノブチルエーテルの使用が好ましい。これらは単独で用いられてもよく、又は2種以上が併用されてもよい。
本発明の水性塗料用樹脂組成物は、前記水性樹脂分散体(I)および前記硬化剤(II)が配合されていればよいが、必要に応じて、前記水性樹脂分散体(I)以外の水性樹脂分散体、例えば、直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートを70モル%未満の範囲で含有するポリイソシアネート成分や、直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートを含有しないポリイソシアネート成分を用いた以外は前記水性樹脂分散体(I)と同様にして得られる水性樹脂分散体(I′)を、併用することができる。前記水性樹脂分散体(I′)の併用割合としては、本発明が奏する効果を損なわない範囲であればよいが、通常は前記水性樹脂分散体(I)と水性樹脂分散体(I′)で用いるポリイソシアネート成分の合計100モル%に対して、直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートの割合が70モル%以上となる範囲が好ましく、85モル%以上となる範囲がより好ましい。
本発明の水性塗料組成物およびベースコート用水性塗料組成物は、本発明の水性塗料用樹脂組成物と共に、着色成分として光輝性顔料を含有することが必須であり、更に必要に応じて着色顔料、体質顔料を含有することもできる。前記光輝性顔料としては、例えば、マイカ、シリカ、アルミナ、アルミ粉等が挙げられる。前記着色顔料としては、例えば、二酸化チタン、酸化鉄、カーボンブラック等の無機顔料;フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジオキサジンバイオレット、アントラキノンレッド、イソインドリンイエロー、インダンスロンブルー、キナクリドンバイオレット等の有機顔料などが挙げられ、前記体質顔料としては、タルク、クレー、シリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどが挙げられる。
前記光輝性顔料を含む着色成分の使用量は、特に制限がないものの、平滑性と光沢に優れる塗膜が形成できる水性塗料組成物およびベースコート用水性塗料組成物が得られることから、これら水性塗料組成物中の樹脂固形分100重量部に対して、5〜120重量部の範囲が好ましい。
本発明の水性塗料組成物およびベースコート用水性塗料組成物には、本発明の目的を逸脱しないような範囲内で、あるいは本発明の効果を損ねないような範囲内で、種々の添加剤類が使用できる。添加剤としては、例えば、消泡剤、レベリング剤、乾燥調整剤、分散剤、増粘剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、静電防止剤、帯電調整剤、造膜助剤、可塑剤、架橋触媒、凍結安定剤、撥水剤、湿潤剤などが挙げられる。
本発明の水性塗料組成物は、特に、用途、基材ならびに塗装方法などには制限がないものの、その優れた造膜性より、主として、ベースコート塗料、特に自動車外板用もしくは自動車補修用に好適である。本発明の水性塗料組成物およびベースコート用水性塗料組成は、ハケ塗り、吹き付け、浸漬などのような各種の方法により、基体に塗布され得る。好ましくは、圧縮空気吹き付け、静電吹き付け、熱間吹き付けなどの吹き付け法を、自動で、あるいは手動でも、用いることが出来る。
次に、本発明を参考例、実施例および比較例により、一層具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下において、特に断りのない限り、「部」および「%」は、すべて重量基準である。
合成例1〔ポリエステルポリオール(M1)の合成〕
攪拌機、温度計および窒素ガス導入口を備えた反応容器に、1,6−ヘキサンジオール275部、シクロヘキシルジメタノール335部、アジピン酸155部、イソフタル酸235部およびSCAT−1〔三共有機合成(株)製ジブチル錫系エステル化触媒〕0.25部を仕込み、220℃まで昇温し、脱水縮合反応を行った。このとき、酸価測定のために樹脂溶液の一部を取り出し、固形分酸価が3.5mgKOH/gになるまで反応させてポリエステルポリオール(M1)を得た。このポリエステルポリオール(M1)の水酸基価は270mgKOH/gであり、数平均分子量は550であった。
攪拌機、温度計および窒素ガス導入口を備えた反応容器に、1,6−ヘキサンジオール275部、シクロヘキシルジメタノール335部、アジピン酸155部、イソフタル酸235部およびSCAT−1〔三共有機合成(株)製ジブチル錫系エステル化触媒〕0.25部を仕込み、220℃まで昇温し、脱水縮合反応を行った。このとき、酸価測定のために樹脂溶液の一部を取り出し、固形分酸価が3.5mgKOH/gになるまで反応させてポリエステルポリオール(M1)を得た。このポリエステルポリオール(M1)の水酸基価は270mgKOH/gであり、数平均分子量は550であった。
合成例2〔ポリエステルポリオール(M2)の合成〕
攪拌機、温度計および窒素ガス導入口を備えた反応容器に、1,6−ヘキサンジオール267部、ブチルエチルプロパンジオール362部、アジピン酸148部、イソフタル酸223部およびSCAT−1 0.25部を仕込み、220℃まで昇温し、脱水縮合反応を行った。このとき、酸価測定のために樹脂溶液の一部を取り出し、固形分酸価が3.5mgKOH/gになるまで反応させてポリエステルポリオール(M2)を得た。このポリエステルポリオール(M2)の水酸基価は270mgKOH/gであり、数平均分子量は550であった。
攪拌機、温度計および窒素ガス導入口を備えた反応容器に、1,6−ヘキサンジオール267部、ブチルエチルプロパンジオール362部、アジピン酸148部、イソフタル酸223部およびSCAT−1 0.25部を仕込み、220℃まで昇温し、脱水縮合反応を行った。このとき、酸価測定のために樹脂溶液の一部を取り出し、固形分酸価が3.5mgKOH/gになるまで反応させてポリエステルポリオール(M2)を得た。このポリエステルポリオール(M2)の水酸基価は270mgKOH/gであり、数平均分子量は550であった。
合成例3〔水性樹脂分散体(I−1)の合成〕
温度計、撹拌機、還流冷却器および窒素導入口を備えた反応容器に、メタクリル酸メチル138部、アクリル酸2−エチルヘキシル138部、ジメチロールプロピオン酸55部、3,5−ジブチル−4−ヒドロキシトルエン0.1部、ヘキサメチレンジイソシアネート220部およびハイソルブMDM〔東邦化学工業(株)製ジエチレングリコール系溶剤〕125部を加えて80℃に加温した。1時間後、ポリエステルポリオール(M1)425部およびジブチル錫ジラウレート0.1部を加えて90℃に加熱し、この温度で樹脂固形分中におけるイソシアネート基の含有率が0.1%以下になるまで反応させて、水酸基とカルボキシル基を有するウレタン系樹脂溶液を得た。
温度計、撹拌機、還流冷却器および窒素導入口を備えた反応容器に、メタクリル酸メチル138部、アクリル酸2−エチルヘキシル138部、ジメチロールプロピオン酸55部、3,5−ジブチル−4−ヒドロキシトルエン0.1部、ヘキサメチレンジイソシアネート220部およびハイソルブMDM〔東邦化学工業(株)製ジエチレングリコール系溶剤〕125部を加えて80℃に加温した。1時間後、ポリエステルポリオール(M1)425部およびジブチル錫ジラウレート0.1部を加えて90℃に加熱し、この温度で樹脂固形分中におけるイソシアネート基の含有率が0.1%以下になるまで反応させて、水酸基とカルボキシル基を有するウレタン系樹脂溶液を得た。
反応終了後、得られたウレタン系樹脂溶液に、90℃でジメチルエタノールアミン37部を添加し1時間撹拌して、カルボキシル基を中和した。その後、不揮発分が30%になるようにイオン交換水を添加し、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂溶液の水分散液を得た。
得られたウレタン系樹脂溶液の水分散液に、メタクリル酸グリシジル15部およびSZ−6030〔東レ・ダウコーニング(株)製加水分解性シリル基含有ビニル系単量体〕9部を加えて30分間撹拌した。次いで、この水分散液を70℃に加温し、過硫酸カリウム0.5部をイオン交換水100部に溶解して1時間かけて滴下し、ビニル系単量体の反応を開始した。反応開始後、発熱したが、発熱が収まった後に温度を80℃に保ち3時間保温することで、ウレタン系樹脂とビニル系樹脂の複合樹脂粒子が分散した水性樹脂分散体(I−1)を得た。
合成例4〔水性樹脂分散体(I−2)の合成〕
ポリエステルポリオール(M1)の代わりにポリエステルポリオール(M2)を用いた以外は合成例3と同様にして、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂溶液の水分散体を得、更に合成例3と同様にしてウレタン系樹脂とビニル系樹脂の複合樹脂粒子が分散した水性樹脂分散体(I−2)を得た。
ポリエステルポリオール(M1)の代わりにポリエステルポリオール(M2)を用いた以外は合成例3と同様にして、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂溶液の水分散体を得、更に合成例3と同様にしてウレタン系樹脂とビニル系樹脂の複合樹脂粒子が分散した水性樹脂分散体(I−2)を得た。
合成例5〔水性樹脂分散体(I−3)の合成〕
ハイソルブMDMを使用せず、かつ、ポリエステルポリオール(M1)の使用量を349部に変更した以外は合成例3と同様にして、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂溶液の水分散体を得、更に合成例3と同様にしてウレタン系樹脂とビニル系樹脂の複合樹脂粒子が分散した水性樹脂分散体(I−3)を得た。
ハイソルブMDMを使用せず、かつ、ポリエステルポリオール(M1)の使用量を349部に変更した以外は合成例3と同様にして、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂溶液の水分散体を得、更に合成例3と同様にしてウレタン系樹脂とビニル系樹脂の複合樹脂粒子が分散した水性樹脂分散体(I−3)を得た。
合成例6〔水性樹脂分散体(I−4)の合成〕
ヘキサメチレンジイソシアネート220部の代わりに、イソホロンジイソシアネート71部とヘキサメチレンジイソシアネート161部(イソホロンジイソシアネート25モル%とヘキサメチレンジイソシアネート75モル%)を用い、かつ、ポリエステルポリオール(M1)の使用量を413部に変更した以外は合成例3と同様にして、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂溶液の水分散体を得、更に合成例3と同様にしてウレタン系樹脂とビニル系樹脂の複合樹脂粒子が分散した水性樹脂分散体(I−4)を得た。
ヘキサメチレンジイソシアネート220部の代わりに、イソホロンジイソシアネート71部とヘキサメチレンジイソシアネート161部(イソホロンジイソシアネート25モル%とヘキサメチレンジイソシアネート75モル%)を用い、かつ、ポリエステルポリオール(M1)の使用量を413部に変更した以外は合成例3と同様にして、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂溶液の水分散体を得、更に合成例3と同様にしてウレタン系樹脂とビニル系樹脂の複合樹脂粒子が分散した水性樹脂分散体(I−4)を得た。
合成例7〔水性樹脂分散体(I−5)の合成〕
ヘキサメチレンジイソシアネート220部の代わりに、イソホロンジイソシアネート139部とヘキサメチレンジイソシアネート105部(イソホロンジイソシアネート50モル%とヘキサメチレンジイソシアネート50モル%)を用い、かつ、ポリエステルポリオール(M1)の使用量を413部に変更した以外は合成例3と同様にして、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂溶液の水分散体を得、更に合成例3と同様にしてウレタン系樹脂とビニル系樹脂の複合樹脂粒子が分散した水性樹脂分散体(I−5)を得た。
ヘキサメチレンジイソシアネート220部の代わりに、イソホロンジイソシアネート139部とヘキサメチレンジイソシアネート105部(イソホロンジイソシアネート50モル%とヘキサメチレンジイソシアネート50モル%)を用い、かつ、ポリエステルポリオール(M1)の使用量を413部に変更した以外は合成例3と同様にして、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂溶液の水分散体を得、更に合成例3と同様にしてウレタン系樹脂とビニル系樹脂の複合樹脂粒子が分散した水性樹脂分散体(I−5)を得た。
合成例8〔水性樹脂分散体(I−6)の合成〕
ヘキサメチレンジイソシアネート220部の代わりに、イソホロンジイソシアネート266部を用い、かつ、ポリエステルポリオール(M1)の使用量を379部に変更した以外は合成例3と同様にして、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂溶液の水分散体を得、更に合成例3と同様にしてウレタン系樹脂とビニル系樹脂の複合樹脂粒子が分散した水性樹脂分散体(I−6)を得た。
ヘキサメチレンジイソシアネート220部の代わりに、イソホロンジイソシアネート266部を用い、かつ、ポリエステルポリオール(M1)の使用量を379部に変更した以外は合成例3と同様にして、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂溶液の水分散体を得、更に合成例3と同様にしてウレタン系樹脂とビニル系樹脂の複合樹脂粒子が分散した水性樹脂分散体(I−6)を得た。
合成例9〔水性樹脂分散体(I−7)の合成〕
合成例3と同様にして水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂溶液の水分散体を得た後、メタクリル酸グリシジル15部およびSZ−6030 9部の代わりに、メタクリル酸グリシジル15部のみを用いた以外は合成例3と同様にしてウレタン系樹脂とビニル系樹脂の複合樹脂粒子が分散した水性樹脂分散体(I−7)を得た。
合成例3と同様にして水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂溶液の水分散体を得た後、メタクリル酸グリシジル15部およびSZ−6030 9部の代わりに、メタクリル酸グリシジル15部のみを用いた以外は合成例3と同様にしてウレタン系樹脂とビニル系樹脂の複合樹脂粒子が分散した水性樹脂分散体(I−7)を得た。
参考例1(クリヤー塗料1の調製)
アクリディックA−345〔大日本インキ化学工業(株)製塗料用アクリル樹脂溶液)〕551部に、スーパーベッカミンL−127−60〔大日本インキ化学工業(株)製メラミン樹脂溶液〕217部、TINUVIN384−2〔チバ・スペシャルティー・ケミカルズ(株)製紫外線吸収剤〕9部、TINUVIN123〔チバ・スペシャルティー・ケミカルズ(株)製光安定剤〕4部、BYK−337〔ビックケミー・ジャパン(株)製レベリング剤〕の1%キシレン溶液17部、および、BYK−355〔ビックケミー・ジャパン(株)製レベリング剤〕のキシレン溶液17部を混合した後、更に、ノルマルブタノール26部、ソルベッソ150(エクソンモービル社製芳香族炭化水素溶剤)26部、および、DBE(デュポン社製コハク酸ジメチルとグルタル酸ジメチルとアジピン酸ジメチルの混合物)17部を混合し、次いで、混合溶剤A〔ソルベッソ100(エクソンモービル社製芳香族炭化水素溶剤)/ソルベッソ150/ユーカーエステルEEP(ダウ・ケミカル日本(株)製エステル系溶剤)/ジエチレングリコールモノブチルエーテル=35/35/15/15〕115部を用いて粘度をフォードカップNo.4で23秒に調整した。
アクリディックA−345〔大日本インキ化学工業(株)製塗料用アクリル樹脂溶液)〕551部に、スーパーベッカミンL−127−60〔大日本インキ化学工業(株)製メラミン樹脂溶液〕217部、TINUVIN384−2〔チバ・スペシャルティー・ケミカルズ(株)製紫外線吸収剤〕9部、TINUVIN123〔チバ・スペシャルティー・ケミカルズ(株)製光安定剤〕4部、BYK−337〔ビックケミー・ジャパン(株)製レベリング剤〕の1%キシレン溶液17部、および、BYK−355〔ビックケミー・ジャパン(株)製レベリング剤〕のキシレン溶液17部を混合した後、更に、ノルマルブタノール26部、ソルベッソ150(エクソンモービル社製芳香族炭化水素溶剤)26部、および、DBE(デュポン社製コハク酸ジメチルとグルタル酸ジメチルとアジピン酸ジメチルの混合物)17部を混合し、次いで、混合溶剤A〔ソルベッソ100(エクソンモービル社製芳香族炭化水素溶剤)/ソルベッソ150/ユーカーエステルEEP(ダウ・ケミカル日本(株)製エステル系溶剤)/ジエチレングリコールモノブチルエーテル=35/35/15/15〕115部を用いて粘度をフォードカップNo.4で23秒に調整した。
参考例2(クリヤー塗料2の調製)
アクリディックA−859−B(〔大日本インキ化学工業(株)製塗料用アクリル樹脂溶液〕448部に、BYK−306〔ビックケミー・ジャパン(株)製レベリング剤〕1.7部、TINUVIN400〔チバ・スペシャルティー・ケミカルズ(株)製紫外線吸収剤〕6.7部、TINUVIN123〔チバ・スペシャルティー・ケミカルズ(株)製光安定剤〕3.4部、ジ−n−ブチル錫ジラウレートの1%キシレン溶液3.4部、キシレン29.7部、酢酸ブチル11.2部、および、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート33.6部を混合した後、更に、バーノックDN−980〔大日本インキ化学工業(株)製ポリイソシアネート樹脂溶液〕215部を加えて混合し、混合溶剤B(キシレン/酢酸ブチル/ユーカーエステルEEP/プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート=50/30/10/10)224部を用いて粘度をフォードカップNo.4で16秒に調整した。
アクリディックA−859−B(〔大日本インキ化学工業(株)製塗料用アクリル樹脂溶液〕448部に、BYK−306〔ビックケミー・ジャパン(株)製レベリング剤〕1.7部、TINUVIN400〔チバ・スペシャルティー・ケミカルズ(株)製紫外線吸収剤〕6.7部、TINUVIN123〔チバ・スペシャルティー・ケミカルズ(株)製光安定剤〕3.4部、ジ−n−ブチル錫ジラウレートの1%キシレン溶液3.4部、キシレン29.7部、酢酸ブチル11.2部、および、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート33.6部を混合した後、更に、バーノックDN−980〔大日本インキ化学工業(株)製ポリイソシアネート樹脂溶液〕215部を加えて混合し、混合溶剤B(キシレン/酢酸ブチル/ユーカーエステルEEP/プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート=50/30/10/10)224部を用いて粘度をフォードカップNo.4で16秒に調整した。
実施例1〜7および比較例1〜2
合成例3〜9で得られた水性樹脂分散体(I−1)〜(I−7)、イオン交換水、ブチルカルビトール、Surfynol 104BC〔エアープロダクツジャパン(株)製濡れ浸透剤〕、BYK−011〔ビックケミー・ジャパン(株)製消泡剤〕、Cymel325〔日本サイテックインダストリーズ(株)製メラミン樹脂溶液〕、バーノックDNW−5000〔大日本インキ化学工業(株)製ポリイソシアネート樹脂溶液〕、ALPASTE WJP−U75C〔東洋アルミニウム(株)製アルミニウムペースト〕およびブチルセロゾルブを、下記第1表〜第2表記載の配合組成物で、ディスパーにて攪拌しながら混合した後、イオン交換水を用いて粘度調製すること塗料化せしめて、水性塗料組成物を調製した。
合成例3〜9で得られた水性樹脂分散体(I−1)〜(I−7)、イオン交換水、ブチルカルビトール、Surfynol 104BC〔エアープロダクツジャパン(株)製濡れ浸透剤〕、BYK−011〔ビックケミー・ジャパン(株)製消泡剤〕、Cymel325〔日本サイテックインダストリーズ(株)製メラミン樹脂溶液〕、バーノックDNW−5000〔大日本インキ化学工業(株)製ポリイソシアネート樹脂溶液〕、ALPASTE WJP−U75C〔東洋アルミニウム(株)製アルミニウムペースト〕およびブチルセロゾルブを、下記第1表〜第2表記載の配合組成物で、ディスパーにて攪拌しながら混合した後、イオン交換水を用いて粘度調製すること塗料化せしめて、水性塗料組成物を調製した。
実施例1〜6および比較例1〜2においては、日本ルート・サービス(株)製の電着中塗り板(ポリエステル・メラミン系塗料が塗装された塗装鋼板)上に、実施例1〜6および比較例1〜2で得られた水性塗料組成物を、それぞれエアスプレーにより、乾燥塗膜が15μmとなるように塗装した後、80℃で5分間プレヒートして塗膜内の水を揮発させ、次いで、その表面上に、前記参考例1で得られたクリヤー塗料1を、乾燥塗膜が30μmとなるように塗装し、室温に15分間放置した後、140℃の電気熱風乾燥機中において硬化させて、塗膜を得た。
実施例7においては、日本ルート・サービス(株)製の電着中塗り板上に、実施例7で得られたベース塗料を、エアスプレーにより、乾燥塗膜が15μmとなるように塗装した後、80℃で5分間プレヒートして塗膜内の水を揮発させ、次いで、その表面上に、前記参考例2で得られたクリヤー塗料2を、乾燥塗膜が30μmとなるように塗装し、室温に15分間放置した後、80℃の電気熱風乾燥機中において硬化させて、塗膜を得た。
得られた塗膜のFI値を測定すると共に、水性塗料組成物のタレ性の評価を行なった。なお、FI値の測定とタレ性の評価の評価は、以下のように行なった。結果を第1表〜第2表に示す。
FI値:得られた塗膜に対して、x−Rite社製MA68IIを用いてFI値を測定した。FI値はFlop indexの略で有り、メタリック塗膜のアルミニウム箔の並びの良し悪しを表す指標である。この値が大きいほどアルミニウム箔が並んでおり、メタリック感が高いことを示す。
耐タレ性:ベース塗料の厚さに勾配をつけるように塗装し、耐タレ性の評価も行った。タレ性は以下の基準で目視にて判断した。
◎:耐タレ性非常に良好。
○:耐タレ性良好。
△:耐タレ性やや劣る。
×:耐タレ性不良。
◎:耐タレ性非常に良好。
○:耐タレ性良好。
△:耐タレ性やや劣る。
×:耐タレ性不良。
Claims (13)
- 活性水素を有さないビニル系単量体(b)の存在下に、直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートを70モル%以上含有するポリイソシアネート成分(a1)と、カルボキシル基含有ジオールを含有するポリオール成分(a2)を、水酸基が過剰となる条件で反応させた後、カルボキシル基を中和して得られる、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂(A)が前記ビニル系単量体(b)に溶解している溶液を、水性媒体中に分散させ、次いで、前記ビニル系単量体(b)を反応させて得られる水性樹脂分散体(I)、および、水酸基と反応する官能基を有する硬化剤(II)が配合されていることを特徴とする水性塗料用樹脂組成物。
- 水性樹脂分散体(I)が、活性水素を有さないビニル系単量体(b)としてエポキシ基含有ビニル系単量体を含有しないビニル系単量体を用い、水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂(A)が前記ビニル系単量体(b)に溶解している溶液を、水性媒体中に分散させた後、エポキシ基含有ビニル系単量体を加えてから、エポキシ基含有ビニル系単量体を含有するビニル系単量体を反応させて得られる水性樹脂分散体である請求項1に記載の水性塗料用樹脂組成物。
- 前記ポリイソシアネート成分(a1)が、直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートを85モル%以上含有するポリイソシアネート成分である請求項1記載の水性塗料用樹脂組成物。
- 前記直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートが、ヘキサメチレンジイソシアネートである請求項1に記載の水性塗料用樹脂組成物。
- カルボキシル基含有ジオールを含有するポリオール成分(a2)が、カルボキシル基含有ジオールを5〜50重量%含有する請求項1に記載の水性塗料用樹脂組成物。
- 水酸基と中和されたカルボキシル基を有するウレタン系樹脂(A)が活性水素を有さないビニル系単量体(b)に溶解している溶液が、直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートを70モル%以上含有するポリイソシアネート成分(a11)とカルボキシル基含有ジオールを反応させ、次いで、カルボキシル基含有ジオール以外のポリオール成分(a2)を加えて更に反応させた後、カルボキシル基を中和して得られる、ウレタン系樹脂溶液である請求項1〜5のいずれか1項に記載の水性塗料用樹脂組成物。
- 前記ポリイソシアネート成分(a1)と前記ポリオール成分(a2)の合計100重量%に対する前記直鎖部分の炭素数が4〜8の直鎖脂肪族ジイソシアネートの含有率が15〜50重量%である請求項6に記載の水性塗料用樹脂組成物。
- 前記ウレタン系樹脂(A)の中和前の酸基価が10〜60mgKOH/gである請求項6に記載の水性塗料用樹脂組成物。
- 前記ウレタン系樹脂(A)の水酸基価が5〜80mgKOH/gである請求項6に記載の水性塗料用樹脂組成物。
- 前記ポリイソシアネート成分(a1)とポリオール成分(a2)の合計(a)と前記ビニル系単量体(b)の重量比(a/b)が1.0〜9.0である請求項6に記載の水性塗料用樹脂組成物。
- 前記硬化剤(II)がアミノ樹脂および/またはポリイソシアネートである請求項1〜10のいずれか1項に記載の水性塗料用樹脂組成物。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の水性塗料用樹脂組成物と光輝性顔料を含有することを特徴とする水性塗料組成物。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の水性塗料用樹脂組成物と光輝性顔料を含有することを特徴とするベースコート用水性塗料組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006241374A JP2008063404A (ja) | 2006-09-06 | 2006-09-06 | 水性塗料用樹脂組成物、水性塗料組成物およびベースコート用水性塗料組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006241374A JP2008063404A (ja) | 2006-09-06 | 2006-09-06 | 水性塗料用樹脂組成物、水性塗料組成物およびベースコート用水性塗料組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008063404A true JP2008063404A (ja) | 2008-03-21 |
Family
ID=39286392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006241374A Pending JP2008063404A (ja) | 2006-09-06 | 2006-09-06 | 水性塗料用樹脂組成物、水性塗料組成物およびベースコート用水性塗料組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008063404A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009144980A1 (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Dic株式会社 | コーティング剤及びその製造方法 |
-
2006
- 2006-09-06 JP JP2006241374A patent/JP2008063404A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009144980A1 (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Dic株式会社 | コーティング剤及びその製造方法 |
JP4431999B2 (ja) * | 2008-05-26 | 2010-03-17 | Dic株式会社 | コーティング剤及びその製造方法 |
JPWO2009144980A1 (ja) * | 2008-05-26 | 2011-10-06 | Dic株式会社 | コーティング剤及びその製造方法 |
CN101796149B (zh) * | 2008-05-26 | 2012-10-10 | Dic株式会社 | 涂布剂及其制备方法 |
US8829080B2 (en) | 2008-05-26 | 2014-09-09 | Dic Corporation | Coating agent and method for production thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5290508B2 (ja) | 水性塗料組成物 | |
JP6587404B2 (ja) | 複層塗膜の形成方法 | |
JP7306793B2 (ja) | 多成分型の水性下塗塗料組成物及び塗装方法 | |
JP4440586B2 (ja) | 水性塗料組成物及びそれを用いた塗装方法 | |
JP6037506B2 (ja) | 多成分系の水性塗料組成物 | |
JP5064627B2 (ja) | ポリウレタンの自己架橋性グラフトコポリマーを使用した、着色および/または効果を与える多層コーティングの製造方法ならびに新規の自己架橋性ポリウレタンおよびそのグラフトコポリマー | |
JP5408888B2 (ja) | 水分散型樹脂、二液型熱硬化性樹脂組成物及びこれらの製造方法 | |
WO2013002121A1 (ja) | 多成分系の水性着色ベースコート塗料組成物 | |
WO2020137161A1 (ja) | クリヤー塗料組成物及びクリヤー塗膜の形成方法 | |
JP2023067964A (ja) | 多成分型の水性下塗塗料組成物及び塗装方法 | |
WO2011099639A1 (ja) | 水性着色塗料組成物 | |
JP6497700B2 (ja) | 水性着色ベース塗料組成物 | |
JP6468544B2 (ja) | 水性メタリックベース塗料組成物 | |
JP5058933B2 (ja) | 積層塗膜形成方法および塗装物 | |
JP6399548B2 (ja) | 水性着色ベース塗料組成物及びそれを用いた補修塗装方法 | |
JP4292020B2 (ja) | 意匠性塗膜、意匠性塗膜形成方法および意匠性塗料組成物 | |
JP5171709B2 (ja) | 積層塗膜形成方法および塗装物 | |
JP2021130812A (ja) | 水性多液型塗料組成物、塗膜形成方法、多色仕上げ塗装方法及び塗装体の補修塗装方法 | |
WO2022019199A1 (ja) | 複層塗膜及び複層塗膜の形成方法 | |
JP2014125602A (ja) | 多成分系の水性着色ベースコート塗料組成物 | |
JP6455853B2 (ja) | 水性メタリックベース塗料組成物 | |
CN104910789B (zh) | 水性着色基础涂料组合物以及使用其的修补涂装方法 | |
JP7049260B2 (ja) | Abaトリブロックポリマー、粘性調整剤及び水性塗料組成物 | |
JP2008063404A (ja) | 水性塗料用樹脂組成物、水性塗料組成物およびベースコート用水性塗料組成物 | |
WO2017131103A1 (ja) | 水性塗料組成物 |