JP2008138111A - 耐擦り傷性に優れたアニオン型電着塗料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(A)α,β−エチレン性不飽和カルボン酸単量体、水酸基含有α,β−エチレン性不飽和単量体、およびその他のα,β−エチレン性不飽和単量体を共重合した酸価10〜150KOHmg/g樹脂固形分、水酸基価20〜200KOHmg/g樹脂固形分のビニル共重合体、(B)アミノ樹脂および(C)ジメチルポリシロキサンを主成分とするシリコーン樹脂粒子から成ることを特徴とするアニオン型電着塗料。
【選択図】なし
Description
これらの技術とは別に、樹脂粒子を使用する技術が考案されている。特許文献4ではフッ素樹脂粒子を使用するという方法であり、塗膜表面の耐擦り傷性改良だけではなく、深い傷に対してもある程度効果がある。しかし樹脂粒子にフッ素を使用しているため、塗膜が滑りやすく、また副資材との密着性に問題が生じる。特許文献5は硬質樹脂粒子を使用するという方法であり、塗膜表面の耐擦り傷性改良には有効であるが、深い傷に対しては効果がない。
このように従来技術においては、耐擦り傷性の問題が解決されず性能改良が求められている。
本発明に使用される(A)ビニル共重合体中のα,β−エチレン性不飽和カルボン酸単量体は、ビニル共重合体に水分散性、電気泳動性を付与するものである。例示すればアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ビニル酢酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸等が挙げられる。これらの1種あるいは2種以上を混合して用いることができる。
本発明に使用される(B)アミノ樹脂としては、従来から公知のメラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、中でも好適なものは、メチロール基の少なくとも一部を低級アルコールでアルコキシ化したアルキルエーテル化メチロールメラミン樹脂であって、低級アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール等の1種または2種以上が使用できる。また1種のメラミン樹脂であっても、また2種以上のメラミン樹脂が組み合わされても問題はない。
本発明に使用される(C)ジメチルポリシロキサンを主成分とするシリコーン樹脂粒子は、珪素原子と酸素原子が結合したポリシロキサン骨格を基本構造とし、必要な場合は3官能あるいは4官能の珪素含有化合物、例えばメチルトリメトキシシランまたはメチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等で架橋された、あるいは架橋されていない構造を有する粒子であり、これらを配合することにより塗膜の耐擦り傷性が大幅に向上する。
特に上述のアルミサッシ同士の接触による塗膜剥がれ、あるいはレール作動による塗膜剥がれ等の深い傷防止においてきわめて効果を発揮する。その試験方法としては後述のスクラッチ傷つき試験で評価を行った。
通常の樹脂粒子は炭素/炭素結合を基本骨格にしているのに対して、本発明のシリコーン樹脂粒子は珪素/酸素結合を基本骨格とし、かつ珪素原子メチル基が2個結合した構造が主成分であることに起因していると推定している。このため本発明のシリコーン樹脂粒子を併用すると、得られる塗膜の弾性率が大幅に改善され、本発明の効果が得られると考えられる。
本発明のシリコーン樹脂粒子の内部構造については、均一なものあるいは粒子の外側と内側で構造が異なる、いわゆるコア・シェル構造を有するものも含まれる。より好ましいのはコア・シェル構造を有する場合であり、例えばコア部に対してシェル部の親水度を高くすれば、塗料との相溶性を高めることができ、耐擦り傷性をより高めることができる。
また、電着塗料の調製にはさらに必要に応じて、硬化触媒や消泡剤、レベリング剤等や界面活性剤のような通常の電着塗料に使用される添加剤類も、支障なく使用することができる。さらに、本発明の技術は顔料類を併用して着色タイプの電着塗料、前述のようにミクロゲル等を併用する艶消し電着塗料にも適用が可能である
本発明の電着塗料の調製は、前述の(A)ビニル共重合体、(B)アミノ樹脂および(C)ジメチルポリシロキサンを主成分とするシリコーン樹脂粒子を通常40〜100℃で撹拌混合した後、硬化触媒を添加し、中和用の塩基性物質を含む脱イオン水を、温度20〜80℃で撹拌混合して乳化分散液を得るのが、一般的な方法である。更に、必要に応じて加温したり、あるいは脱イオン水、または親水性溶剤を一部含有する脱イオン水で希釈し、電着塗装に供せられる。
本発明により得られる電着塗料は、必要に応じて脱イオン水、あるいは親水性溶剤を一部含有する脱イオン水で希釈し、艶消しあるいは艶有りタイプの電着塗装に供せられる。電着塗装を実施する場合における、塗料浴の固形分濃度は4〜20重量%が適当である。4重量%より低い場合には、必要な塗膜厚を得るのに長時間を要し、20重量%を超えると浴液の状態が不安定となり、塗装系外に持ち出される塗料量も多く問題となる。
製造例1〜4(樹脂液A1〜A4の製造)
撹拌装置、温度計、単量体の滴下装置、還流冷却装置を有する反応装置を準備する。表1に示す配合に従って、(1)と(2)を反応装置に仕込み、撹拌下に還流温度まで上昇させ、(3)〜(12)を予め均一に混合した後、3時間かけて滴下した。温度は90℃を維持した。滴下終了してから、1.5時間経過後に(13)を加えて、更に90℃で1.5時間反応を継続して、樹脂固形分65%の透明で粘稠な樹脂液A1〜A4を得た。それらの酸価、水酸基価、重量平均分子量も表1に示した。
撹拌装置、温度計、還流冷却装置を有する反応装置を準備し、表2〜表3に示す配合に従って(1)〜(9)を仕込み、60℃で1時間撹拌混合した。これに(10)を加えた後、(11)を徐々に添加して分散樹脂液を得た。分散樹脂液B1とB7については、さらに(12)を添加して50℃で4時間保温し、ミクロゲル化の反応を行った。分散樹脂液B2、B5、B8はこのままで既にミクロゲルが生成している。分散樹脂液B3とB9については、75℃で10時間保温してミクロゲル化の反応を行った。最後にB1〜B10それぞれに(13)を加えて固形分30%の分散樹脂液を調製した。
また、KMP−597、KMP−600は、信越化学工業(株)製のシリコーン樹脂粒子であり、いずれも平均粒径は10μm以下である。
上記の分散樹脂液B1〜B10に脱イオン水を加えて固形分を10%に調製した後、トリエチルアミンを加えてpHを8.0に調製して、各々の電着塗料C1〜C10を得た。
(実施例1〜6、比較例1〜4)
上記で得られた電着塗料(実施例1〜6は電着塗料C1〜C6、比較例1〜4は電着塗料C7〜C10を使用)を塩化ビニル製の槽に入れ、陰極をSUS304鋼板とし、6063Sアルミ合金板にアルマイト処理(アルマイト膜厚=9μm)を施し、更に黒色に電解着色した後、常法により湯洗されたアルミニウム材を陽極(被塗物)として電着塗装を行った。電着塗装の具体的条件は浴温22℃、極間距離12cm、極比(+/−)2/1として、常法により、130Vで塗膜厚が10μmとなる様に通電し、電着終了後洗浄し、引き続いて185℃で30分間焼き付けた。得られた塗膜を性能評価し結果を表4〜表5に示した。
(1)光沢値:グロスメーターで60°鏡面反射率を測定。
(2)鉛筆硬度:JIS K−5600に準拠し、破れ判定。
(3)付着性:塗膜上にカッターナイフで100個の碁盤目を作り、その上にセロハン粘着テープ(ニチバン(株)製 CT−12S)を貼り付けた後、すばやくセロハン粘着テープを引き剥がした時の付着状態を観察する。結果の数値は次のことを意味する。
100/100:塗膜の剥がれなし。
0/100:全部剥がれ。
(4)耐アルカリ性:1%の水酸化ナトリウム水溶液に20℃で48時間浸漬後に塗面状態を観察。
(5)耐酸性:5%の硫酸水溶液に20℃で48時間浸漬後に塗面状態を観察。
(6)耐擦り傷性:段ボール紙に200g/cm2 の加重をかけて、5cmストロークで50往復摩擦した後に、塗装面の傷の付き具合を目視で評価した。
○=傷が見えない。
△=傷は見えるが、面状に白く見える程ではない。
×=傷跡が白い面状に見える。
(7)スクラッチ傷つき試験:新東科学(株)製 トライボギアTYPE18を使用して評価した。測定方法は次の通りである。測定モードは一定荷重(1kg)、圧子はボール圧子 5φmm、ストローク距離は40mm、ストローク速度は10mm/秒。圧子がアルミニウム板に到達した時のストローク回数を求めた。
Claims (4)
- (A)α,β−エチレン性不飽和カルボン酸単量体、水酸基含有α,β−エチレン性不飽和単量体、およびその他のα,β−エチレン性不飽和単量体を共重合した酸価10〜150KOHmg/g樹脂固形分、水酸基価20〜200KOHmg/g樹脂固形分のビニル共重合体、(B)アミノ樹脂および(C)ジメチルポリシロキサンを主成分とするシリコーン樹脂粒子から成ることを特徴とするアニオン型電着塗料。
- ジメチルポリシロキサンを主成分とするシリコーン樹脂粒子(C)の平均粒径が0.1μm以上、30μm以下である請求項1記載のアニオン型電着塗料。
- ジメチルポリシロキサンを主成分とするシリコーン樹脂粒子(C)の平均粒径が0.1μm以上、20μm以下である請求項1〜2に記載のアニオン型電着塗料。
- ジメチルポリシロキサンを主成分とするシリコーン樹脂粒子(C)の平均粒径が0.1μm以上、10μm以下である請求項1〜3に記載のアニオン型電着塗料。
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