JP2008231188A - One-pack type aqueous coating agent, its manufacturing method and coated material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一液型水性コーティング剤、その製造方法および塗装物に関するものであり、更に詳細には携帯電話用筐体、自動車部品用筐体の被覆組成物として必要な性能、すなわち基材もしくは上塗り塗料に対する密着性、耐(温)水性、耐湿性、金属顔料(アルミ)分散性に優れた皮膜を形成することができる一液型水性コーティング剤に関するものである。 The present invention relates to a one-part aqueous coating agent, a method for producing the same, and a coated product. More specifically, the present invention relates to performance required as a coating composition for a cellular phone casing and an automobile parts casing, The present invention relates to a one-pack type aqueous coating agent capable of forming a film excellent in adhesion to top coating, (warm) water resistance, moisture resistance, and metal pigment (aluminum) dispersibility.
従来、これらの用途に用いられているコーティング剤としては溶剤型が主流であったが、近年、VOCを初めとする種々の法規制により使用溶剤量を削減すべくアクリルエマルジョン、ウレタンディスパージョン等のような水性樹脂への置換が試みられている。中でも、ポリウレタンプレポリマーの塩基性物質による中和とヒドラジン系化合物による鎖伸長を行って得られる末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタンの存在下で、カルボニル基含有ラジカル重合性不飽和単量体を含有するラジカル重合性不飽和単量体をラジカル重合して得られる水性被覆剤組成物が、アクリル樹脂とウレタン樹脂の性能を兼備する水性被覆剤組成物として知られている(例えば、特許文献1および特許文献2参照。)。 Conventionally, the solvent type has been the mainstream coating agent used in these applications, but recently, in order to reduce the amount of solvent used in accordance with various laws and regulations including VOC, acrylic emulsion, urethane dispersion, etc. Attempts have been made to replace such aqueous resins. Among them, radicals containing a carbonyl group-containing radically polymerizable unsaturated monomer in the presence of a terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane obtained by neutralizing a polyurethane prepolymer with a basic substance and chain extension with a hydrazine compound. An aqueous coating composition obtained by radical polymerization of a polymerizable unsaturated monomer is known as an aqueous coating composition having performances of an acrylic resin and a urethane resin (for example, Patent Document 1 and Patent Document). 2).
これら特許文献1や特許文献2に記載されている水性被覆剤組成物は、各種プラスチック基材や各種上塗り塗膜との密着性、メタリック顔料分散性等に優れるが、耐湿性および耐水性が十分ではないという問題がある。 These aqueous coating compositions described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are excellent in adhesion to various plastic substrates and various top coat films, metallic pigment dispersibility, etc., but have sufficient moisture resistance and water resistance. There is a problem that is not.
本発明の課題は、各種プラスチック基材との密着性、紫外線硬化型樹脂をはじめとする各種のトップコートとの密着性、アルミニウム顔料等のメタリック顔料の分散性に優れ、なおかつ、耐水性、耐湿性にも優れた一液型コーティング剤、その製造方法および塗装物を提供することである。 The object of the present invention is to provide excellent adhesion to various plastic substrates, adhesion to various top coats including UV curable resins, and dispersibility of metallic pigments such as aluminum pigments, and also water resistance and moisture resistance. It is to provide a one-pack type coating agent excellent in properties, a production method thereof, and a coated product.
本発明者等は、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、ポリカーボネートジオールを70〜99重量%含有するジオール類を用いて得られるポリウレタンプレポリマーの塩基性物質による中和とヒドラジン系化合物による鎖伸長と水との混合を行って得られる末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)とカルボニル基含有ビニル系重合体(B)を含有する樹脂粒子が水性媒体中に分散してなる一液型水性コーティング剤は、プラスチック基材との密着性、紫外線硬化型樹脂をはじめとする各種のトップコートとの密着性、メタリック顔料分散性に優れ、なおかつ、耐水性、耐湿性にも優れた一液型コーティング剤であり、例えば、プラスチック基材ベースコート用一液型水性コーティング剤等の用途に好適であること、この一液型水性コーティング剤は、ジイソシアネート類(a1)と、ポリカーボネートジオール(a21)の含有率が70〜99重量%となる範囲でポリカーボネートジオール(a21)とカルボキシル基含有ジオール(a22)を含有するジオール類(a2)を反応させてポリウレタンプレポリマー(a)を得た後、得られたポリウレタンプレポリマー(a)の塩基性物質による中和とヒドラジン系化合物による鎖伸長と水との混合を行って得られる末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)と、乳化剤(C)の存在下で、カルボニル基含有ビニル系単量体(b1)を含有するビニル系単量体類(b)をラジカル重合することにより、容易に製造できること、および、この一液型水性コーティング剤をプラスチック基材に塗布し、硬化させてなる塗装物は、物品との密着性、トップコートとの密着性、メタリック顔料の分散性に優れ、なおかつ、耐水性、耐湿性にも優れた硬化塗膜を有する塗装物であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive investigations to solve the above problems, the present inventors have neutralized a polyurethane prepolymer obtained by using a diol containing 70 to 99% by weight of a polycarbonate diol with a basic substance and a chain with a hydrazine compound. One-part aqueous coating in which resin particles containing terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A) and carbonyl group-containing vinyl polymer (B) obtained by mixing elongation and water are dispersed in an aqueous medium The agent is a one-part coating with excellent adhesion to plastic substrates, adhesion to various topcoats including UV curable resins, and excellent dispersibility of metallic pigments, as well as excellent water resistance and moisture resistance. For example, it is suitable for applications such as a one-part aqueous coating agent for plastic base coats, and this one-part type The functional coating agent includes diisocyanates (a1) and diols (a2) containing polycarbonate diol (a21) and carboxyl group-containing diol (a22) in a range in which the content of polycarbonate diol (a21) is 70 to 99% by weight. ) To obtain a polyurethane prepolymer (a), and then a terminal obtained by neutralizing the obtained polyurethane prepolymer (a) with a basic substance, chain extension with a hydrazine compound, and mixing with water. Easy by radical polymerization of vinyl monomers (b) containing carbonyl group-containing vinyl monomers (b1) in the presence of hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A) and emulsifier (C). And the one-part aqueous coating agent is applied to a plastic substrate and cured. It was found that the coated product is a coated product having a cured coating film excellent in adhesion to articles, adhesion to the top coat, and dispersibility of the metallic pigment, and also excellent in water resistance and moisture resistance. The invention has been completed.
すなわち、本発明は、末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)とカルボニル基含有ビニル系重合体(B)を含有する樹脂粒子が水性媒体中に分散してなる一液型水性コーティング剤であって、前記末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)が、ジイソシアネート類(a1)と、ポリカーボネートジオール(a21)とカルボキシル基含有ジオール(a22)を含有するジオール類(a2)を反応させてポリウレタンプレポリマー(a)を得た後、得られたポリウレタンプレポリマー(a)の塩基性物質による中和とヒドラジン系化合物による鎖伸長と水との混合を行って得られる水性ポリウレタンであり、かつ、前記ジオール類(a2)がポリカーボネートジオール(a21)を70〜99重量%含有するものであることを特徴とする一液型水性コーティング剤を提供するものである。 That is, the present invention is a one-pack type aqueous coating agent in which resin particles containing a terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A) and a carbonyl group-containing vinyl polymer (B) are dispersed in an aqueous medium, The terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A) is reacted with a diisocyanate (a1), a diol (a2) containing a polycarbonate diol (a21) and a carboxyl group-containing diol (a22) to react with a polyurethane prepolymer (a). Is obtained, and is obtained by subjecting the obtained polyurethane prepolymer (a) to neutralization with a basic substance, chain extension with a hydrazine compound and mixing with water, and the diols (a2). ) Contains 70 to 99% by weight of polycarbonate diol (a21). There is provided a one-aqueous coating agent to.
また、本発明は、ジイソシアネート類(a1)と、ポリカーボネートジオール(a21)の含有率が70〜99重量%となる範囲でポリカーボネートジオール(a21)とカルボキシル基含有ジオール(a22)を含有するジオール類(a2)を反応させてポリウレタンプレポリマー(a)を得た後、得られたポリウレタンプレポリマー(a)の塩基性物質による中和とヒドラジン系化合物による鎖伸長と水との混合を行って得られる末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)と、乳化剤(C)と、水の存在下で、カルボニル基含有ビニル系単量体(b1)を含有するビニル系単量体類(b)をラジカル重合することを特徴とする一液型水性コーティング剤の製造方法を提供するものである。 The present invention also relates to diisocyanates (a1) and diols containing polycarbonate diol (a21) and carboxyl group-containing diol (a22) in a range where the content of polycarbonate diol (a21) is 70 to 99% by weight ( It is obtained by reacting a2) to obtain a polyurethane prepolymer (a) and then neutralizing the obtained polyurethane prepolymer (a) with a basic substance, chain extension with a hydrazine compound, and mixing with water. Radical polymerization of vinyl monomers (b) containing carbonyl group-containing vinyl monomers (b1) in the presence of terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A), emulsifier (C) and water. The present invention provides a method for producing a one-part aqueous coating agent.
さらに、本発明は、一液型水性コーティング剤をプラスチック基材に塗布し、硬化させてなることを特徴とする塗装物を提供するものである。 Furthermore, the present invention provides a coated article obtained by applying a one-component aqueous coating agent to a plastic substrate and curing it.
本発明によれば、プラスチック基材との密着性、紫外線硬化型樹脂をはじめとする各種のトップコートとの密着性、メタリック顔料分散性、耐水性、耐湿性に優れる一液型水性コーティング剤と塗装物を提供できる。 According to the present invention, a one-part aqueous coating agent having excellent adhesion to a plastic substrate, adhesion to various top coats including an ultraviolet curable resin, metallic pigment dispersibility, water resistance, and moisture resistance; Can provide paint.
本発明で用いられる末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)は、ジイソシアネート類(a1)と、ポリカーボネートジオール(a21)とカルボキシル基含有ジオール(a22)を含有するジオール類(a2)を反応させてポリウレタンプレポリマー(a)を得た後、得られたポリウレタンプレポリマー(a)の塩基性物質による中和とヒドラジン系化合物による鎖伸長と水との混合を行って得られる水性ポリウレタンであって、かつ、前記ジオール類(a2)としてポリカーボネートジオール(a21)を70〜99重量%含有するものを用いて得られる水性ポリウレタンであり、なかでも、耐水性、耐湿性に特に優れると共に水に対する分散安定性にも優れる一液型水性コーティング剤が得られることから、前記ジオール類(a2)としてポリカーボネートジオール(a21)を80〜97重量%含有するものを用いて得られる水性ポリウレタンが好ましい。 The terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A) used in the present invention is obtained by reacting a diisocyanate (a1) with a diol (a2) containing a polycarbonate diol (a21) and a carboxyl group-containing diol (a22). After obtaining the polymer (a), an aqueous polyurethane obtained by neutralizing the obtained polyurethane prepolymer (a) with a basic substance, chain extension with a hydrazine compound and mixing with water, and It is an aqueous polyurethane obtained by using 70 to 99% by weight of the polycarbonate diol (a21) as the diol (a2). Especially, it is excellent in water resistance and moisture resistance, and also in dispersion stability in water. Since an excellent one-component aqueous coating agent is obtained, the diols (a ) Aqueous polyurethane obtained by using what polycarbonate diol (a21) containing 80 to 97 wt% is preferred as.
前記ジイソシアネート類(a1)としては、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネートおよび芳香族ジイソシアネートがあり、これらの例としては、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレ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、フェ二レンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、1,4−シクロへキシ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、3,3−ジメチル−4,4−ビフェ二レンジイソシアネート、3,3−ジメトキシ−4,4−ビフェ二レンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、1,6−テトラヒドロナフタレンジイソシアネ―ト、イソホロンジイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of the diisocyanates (a1) include aliphatic diisocyanates, alicyclic diisocyanates, and aromatic diisocyanates. Examples of these are 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4- Diphenylmethane diisocyanate, phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 4,4-dicyclohexylmethane diisocyanate, 3,3-dimethyl-4,4-biphenylene diisocyanate 3,3-dimethoxy-4,4-biphenylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 1,6-tetrahydronaphthalene diisocyanate, isophorone dii Cyanate and the like.
また、前記ジオール類(a2)中に必須成分として含有されるポリカーボネートジオール(a21)としては、例えば、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール等のジオール類と、メチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルカーボネート、ジエチルカーボネート、シクロカーボネート、ジフェニルカーボネ−ト、ホスゲンとの反応によって得られる化合物等が挙げられ、通常重量平均分子量500〜5,000のものが使用される。これらポリカーボネートジオール(a21)のなかでも、耐温水付着性、耐湿性に優れる一液型水性コーティング剤が得られることから、ジオール類と、メチルカーボネートおよび/またはエチルカーボネートとの反応によって得られる化合物が好ましい。また、ポリウレタンプレポリマーの合成が容易なことから、ポリカーボネートジオール(a21)の重量平均分子量としては、800〜2,500であることが好ましい。 Examples of the polycarbonate diol (a21) contained as an essential component in the diol (a2) include diols such as 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and diethylene glycol, methyl carbonate, Examples include dimethyl carbonate, ethyl carbonate, diethyl carbonate, cyclocarbonate, diphenyl carbonate, compounds obtained by reaction with phosgene, and the like, and those having a weight average molecular weight of 500 to 5,000 are usually used. Among these polycarbonate diols (a21), since a one-part aqueous coating agent having excellent resistance to hot water adhesion and moisture resistance can be obtained, a compound obtained by reaction of diols with methyl carbonate and / or ethyl carbonate is obtained. preferable. Moreover, since the synthesis | combination of a polyurethane prepolymer is easy, it is preferable that it is 800-2,500 as a weight average molecular weight of polycarbonate diol (a21).
前記ポリカーボネートジオール(a21)は、本発明の一液型水性コーティング剤に耐水性、耐湿性を発現させるのに必要な成分であり、その使用量としてはジオール類(a2)中のポリカーボネートジオール(a21)の含有率が70〜99重量%であることが必須であり、好ましくは80〜97重量%である。前記ポリカーボネートジオール(a21)のジオール類(a2)中におけるポリカーボネートジオール(a21)の含有率が、70重量%未満の場合では、耐水性、耐湿性の低下をひき起こすため、また、99重量%を超える場合では、カルボキシル基含有ジオール(a22)の使用量が少なくなり、水に対する分散安定性に優れる末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)が得にくくなるため、いずれも好ましくない。 The polycarbonate diol (a21) is a component necessary for making the one-component aqueous coating agent of the present invention exhibit water resistance and moisture resistance, and the amount used thereof is the polycarbonate diol (a21 in the diol (a2)). ) Content of 70 to 99% by weight, and preferably 80 to 97% by weight. When the content of the polycarbonate diol (a21) in the diol (a2) of the polycarbonate diol (a21) is less than 70% by weight, the water resistance and the moisture resistance are lowered. When exceeding, since the usage-amount of carboxyl group-containing diol (a22) decreases and it becomes difficult to obtain the terminal hydrazine structure containing aqueous polyurethane (A) which is excellent in the dispersion stability with respect to water, neither is preferable.
次にカルボキシル基含有ジオール(a22)としては、特に限定はなく、各種のカルボキシル基含有ジオールがいずれも使用できるが、なかでも、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロール酪酸、2,2−ジメチロール吉草酸等のジメチロールモノカルボン酸類が好ましいものとして挙げられる。これらのカルボキシル基含有グリコール(a22)は、前記ポリカーボネートジオール(a21)との併用で、直接ジイソシアネート類と反応させてもよいし、更に、その他のジオール(a23)とも併用してジイソシアネート類との反応に供してもよい。カルボキシル基含有ジオール(a22)のジオール類(a2)中における含有率としては、水に対する分散安定性、耐温水密着性、耐水性に優れる平均粒子径20〜200nmの末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)が得られることから、ポリウレタンプレポリマ−(a)の酸価が10〜40mgKOH/gとなる範囲であることが好ましく、15〜30mgKOH/gとなる範囲であることがより好ましい。 Next, the carboxyl group-containing diol (a22) is not particularly limited, and any of various carboxyl group-containing diols can be used. Among them, 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid, 2 , Dimethylol monocarboxylic acids such as 2-dimethylol valeric acid are preferred. These carboxyl group-containing glycols (a22) may be reacted directly with diisocyanates in combination with the polycarbonate diol (a21), or may be reacted with diisocyanates in combination with other diols (a23). You may use for. The content ratio of the carboxyl group-containing diol (a22) in the diols (a2) is an aqueous polyurethane containing a terminal hydrazine structure having an average particle diameter of 20 to 200 nm, which is excellent in dispersion stability in water, hot water adhesion, and water resistance (A ) Is obtained, the acid value of the polyurethane prepolymer (a) is preferably in the range of 10 to 40 mgKOH / g, and more preferably in the range of 15 to 30 mgKOH / g.
これら必須のジオール以外のその他のジオール(a23)としては、例えば、低分子量グリコール類、ポリエーテルグリコール類、ポリエステルグリコール類等が挙げられ、これらはそれぞれ単独に用いても、ポリエーテルグリコール類やポリエステルグリコール類に低分子量グリコール類を併用しても良い。 Examples of other diols (a23) other than these essential diols include low molecular weight glycols, polyether glycols, polyester glycols, etc., and these may be used alone or in combination with polyether glycols or polyesters. Low molecular weight glycols may be used in combination with glycols.
ここで、低分子量グリコール類としては、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−ブチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、オクタンジオール、トリシクロデカンジメチロール、水添ビスフェノールA、シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。これらは2種以上混合しても良い。また、これらの中でも特に炭素原子数4以下のグリコール類が好ましい。 Here, as the low molecular weight glycols, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, decamethylene glycol, octanediol, Examples include tricyclodecane dimethylol, hydrogenated bisphenol A, and cyclohexanedimethanol. Two or more of these may be mixed. Of these, glycols having 4 or less carbon atoms are particularly preferred.
ポリエーテルグリコール類としては、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、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。 Examples of polyether glycols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, and the like.
ポリエステルグリコール類としては、グリコール成分とジカルボン酸成分を反応させたものであればよく、各種の方法で容易に製造できる。例えば、前記した低分子量グリコール類若しくは高分子量グリコール類とジカルボン酸とのエステル化反応、又は、低分子量グリコール類若しくは高分子量グリコール類とジカルボン酸の低級アルキルエステルとのエステル交換反応によってポリエステルグリコール類を製造することができる。 Polyester glycols may be those obtained by reacting a glycol component and a dicarboxylic acid component, and can be easily produced by various methods. For example, polyester glycols can be obtained by esterification reaction of low molecular weight glycols or high molecular weight glycols with dicarboxylic acid, or transesterification reaction of low molecular weight glycols or high molecular weight glycols with lower alkyl ester of dicarboxylic acid. Can be manufactured.
ここで使用するジカルボン酸又はジカルボン酸の低級アルキルエステルは、特に限定されるものではないが、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、マロン酸、セバチン酸、アゼライン酸等が挙げられる。さらに、これらのジカルボン酸の低級アルキルエステル類も挙げられる。これらのジカルボン酸は単独もしくは併用して使用される。また、本発明においてはジカルボン酸として、不飽和ジカルボン酸を用いた場合には、カルボニル基含有ビニル系重合体(B)の重合時において、末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)と、カルボニル基含有ビニル重合体(B)とが共重合することとなり、両者の機能的な結びつきがより強固となるため好ましい。この時使用できる不飽和ジカルボン酸としては、例えば、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等が挙げられる。なかでも、ラジカル重合性に優れる点からイタコン酸が好ましい。 The dicarboxylic acid or the lower alkyl ester of the dicarboxylic acid used here is not particularly limited, and examples thereof include isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, adipic acid, malonic acid, sebacic acid, and azelaic acid. Furthermore, lower alkyl esters of these dicarboxylic acids are also included. These dicarboxylic acids are used alone or in combination. In the present invention, when an unsaturated dicarboxylic acid is used as the dicarboxylic acid, the terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A) and the carbonyl group-containing vinyl polymer (B) are polymerized when the carbonyl group-containing vinyl polymer (B) is polymerized. This is preferable because the vinyl polymer (B) is copolymerized and the functional connection between the two becomes stronger. Examples of the unsaturated dicarboxylic acid that can be used at this time include itaconic acid, maleic acid, and fumaric acid. Of these, itaconic acid is preferred from the viewpoint of excellent radical polymerizability.
前記各成分からポリウレタンプレポリマー(a)を製造する反応としては、ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等の、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中で、20〜120℃、好ましくは30〜100℃の温度条件下に行うことが望ましい。 Examples of the reaction for producing the polyurethane prepolymer (a) from the above components include dioxane, acetone, methyl ethyl ketone, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran and the like, which are inert to isocyanate groups and have a high affinity for water. Among these, it is desirable to carry out under a temperature condition of 20 to 120 ° C, preferably 30 to 100 ° C.
このようにして得られたウレタンプレポリマー(a)は、次いで、塩基性物質による中和とヒドラジン系化合物による鎖伸長と水との混合を行うことにより、末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)とすることができる。反応に用いた有機溶剤は、必要に応じて各種の方法で脱溶剤しても良い。前記ウレタンプレポリマー(a)の塩基性物質による中和とヒドラジン系化合物による鎖伸長と水との混合の順序は、水との混合の後、塩基性物質による中和を行う場合を除き、特に限定されないが、例えば(1)ウレタンプレポリマー(a)の塩基性物質による中和を行った後、水と混合し、次いで、ヒドラジン系化合物による鎖伸長を行う方法、(2)ウレタンプレポリマー(a)の塩基性物質による中和と水との混合を同時に行った後、ヒドラジン系化合物による鎖伸長を行う方法、(3)ウレタンプレポリマー(a)の塩基性物質による中和とヒドラジン系化合物による鎖伸長と水との混合を同時に行う方法、(4)ウレタンプレポリマー(a)のヒドラジン系化合物による鎖伸長を行った後、塩基性物質による中和を行い、次いで水との混合を行う方法、(5)ウレタンプレポリマー(a)のヒドラジン系化合物による鎖伸長を行った後、塩基性物質による中和と水との混合を同時に行う方法等が挙げられる、なかでも容易に末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)を製造できることから、前記(1)、(2)、(3)の方法が好ましく、なかでも前記(2)、(3)の方法がより好ましい。また、前記(2)の方法では、ウレタンプレポリマー(a)と塩基性物質の水溶液を混合した後、ヒドラジン系化合物の水溶液を混合して鎖伸長する方法が好ましく、前記(3)の方法では、ウレタンプレポリマー(a)と塩基性物質の水溶液とヒドラジン系化合物の水溶液を同時に混合する方法が好ましい。 The urethane prepolymer (a) thus obtained is then subjected to neutralization with a basic substance, chain extension with a hydrazine-based compound, and mixing with water, and thereby the terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A) and can do. The organic solvent used for the reaction may be removed by various methods as necessary. The order of neutralization with the basic substance of the urethane prepolymer (a), chain extension with the hydrazine-based compound and mixing with water, except for the case where neutralization with the basic substance is performed after mixing with water. Although not limited, for example, (1) a method of neutralizing a urethane prepolymer (a) with a basic substance, mixing with water, and then chain-extending with a hydrazine compound, (2) urethane prepolymer ( a) a method in which neutralization with a basic substance in a) and mixing with water are simultaneously performed, followed by chain extension with a hydrazine compound; (3) neutralization with a basic substance in the urethane prepolymer (a) and a hydrazine compound; (4) A chain pre-extension of the urethane prepolymer (a) with a hydrazine compound, followed by neutralization with a basic substance, (5) A method in which the urethane prepolymer (a) is chain-extended with a hydrazine-based compound and then neutralized with a basic substance and mixed with water at the same time. Since the terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A) can be easily produced, the methods (1), (2) and (3) are preferable, and the methods (2) and (3) are more preferable. In the method (2), a method in which the urethane prepolymer (a) and an aqueous solution of a basic substance are mixed, and then an aqueous solution of a hydrazine compound is mixed to extend the chain, and in the method (3), A method of simultaneously mixing the urethane prepolymer (a), an aqueous solution of a basic substance and an aqueous solution of a hydrazine-based compound is preferable.
中和剤として用いる塩基性物質としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリn−プロピルアミン、トリブチルアミン、水酸化カリウム、アンモニア等が挙げられる。これらは、前記したように、必要に応じて水溶液として用いることができる。 Examples of the basic substance used as the neutralizing agent include trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tributylamine, potassium hydroxide, ammonia and the like. These can be used as an aqueous solution as necessary, as described above.
鎖伸長剤として用いるヒドラジン系化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、ヒドラジン、エチレン−1,2−ジヒドラジン、プロピレン−1,3−ジヒドラジン、ブチレン−1,4−ジヒドラジン等が挙げられる。これらは、前記したように、必要に応じて水溶液として用いることができる。 Although it does not specifically limit as a hydrazine type compound used as a chain extender, For example, a hydrazine, ethylene-1, 2- dihydrazine, propylene- 1, 3- dihydrazine, butylene- 1, 4- dihydrazine Etc. These can be used as an aqueous solution as necessary, as described above.
また、本発明で使用し得る鎖伸長剤としては、ヒドラジン系化合物のみならず、ウレタンプレポリマーの鎖伸長剤として一般的に使用されているその他の鎖伸長剤も一部併用することができる。 Moreover, as a chain extender which can be used by this invention, not only a hydrazine type compound but the other chain extender generally used as a chain extender of urethane prepolymer can also be used together partially.
そのようなその他の鎖伸長剤としては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール等のポリオール類;エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジフェニルジアミン、ジアミノシクロヘキシルメタン、ピペラジン、2−メチルピペラジン、イソホロンジアミン等の脂肪族ジアミン、脂環式ジアミンおよび芳香族ジアミンが挙げられるが、このようなその他の鎖伸長剤を併用して際、ウレタンプレポリマー(a)の鎖伸長を行った際には、ポリマー分子末端には−NHNH2の化学構造を保持していることが発明の要件である。この化学構造を保持することによって、カルボニル基含有ビニル系重合体(B)中のカルボニル基と機能的に結びつくことができる。 Examples of such other chain extenders include, but are not limited to, polyols such as ethylene glycol and propylene glycol; ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, tolylenediamine, xylylenediamine, diphenyldiamine, diaminocyclohexyl Examples thereof include aliphatic diamines such as methane, piperazine, 2-methylpiperazine, and isophoronediamine, alicyclic diamines, and aromatic diamines. When such other chain extenders are used in combination, urethane prepolymer (a) It is a requirement of the invention that when the chain is extended, the chemical structure of —NHNH 2 is retained at the end of the polymer molecule. By maintaining this chemical structure, it can be functionally linked to the carbonyl group in the carbonyl group-containing vinyl polymer (B).
次に、分散樹脂粒子内に末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)と共に含有されるカルボニル基含有ビニル系重合体(B)は、被膜形成時において、該ビニル系重合体(B)中のカルボニル基が水性ポリウレタン(A)中のヒドラジン構造と反応して架橋構造を形成し、それによって良好な硬化物の強度や耐溶剤性を発現させることができる。 Next, the carbonyl group-containing vinyl polymer (B) contained in the dispersed resin particles together with the terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A) is a carbonyl group in the vinyl polymer (B) at the time of film formation. Reacts with the hydrazine structure in the aqueous polyurethane (A) to form a cross-linked structure, thereby making it possible to develop good strength and solvent resistance of the cured product.
前記カルボニル基含有ビニル共重合体(B)としては、カルボニル基含有ビニル系単量体(b1)を含有するビニル系単量体類(b)から得られる重合体であればよく、カルボニル基含有ビニル系単量体(b1)の単独重合体であっても、カルボニル基含有ビニル系単量体(b1)とその他のビニル系単量体(b2)の共重合体であってもよいが、カルボニル基の含有率を調整できることから、カルボニル基含有ビニル系単量体(b1)とその他のビニル系単量体(b2)の共重合体であるのが好ましい。 The carbonyl group-containing vinyl copolymer (B) may be a polymer obtained from vinyl monomers (b) containing a carbonyl group-containing vinyl monomer (b1), and may contain a carbonyl group. Even if it is a homopolymer of a vinyl monomer (b1), it may be a copolymer of a carbonyl group-containing vinyl monomer (b1) and another vinyl monomer (b2). Since the content rate of a carbonyl group can be adjusted, it is preferable that it is a copolymer of a carbonyl group-containing vinyl monomer (b1) and another vinyl monomer (b2).
前記ビニル系単量体類(b)中のカルボニル基含有ビニル系単量体(b1)の含有率としては、適切な架橋密度かつ良好な造膜性を発現する一液型水性コーティング剤が得られることから、0.5〜5.0重量%であることが好ましく、良好な耐水性、耐溶剤性を発現する一液型水性コーティング剤が得られることから、1.0〜3.0重量%であることがより好ましい。 As the content of the carbonyl group-containing vinyl monomer (b1) in the vinyl monomers (b), a one-component aqueous coating agent that exhibits an appropriate crosslinking density and good film-forming properties is obtained. Therefore, it is preferably 0.5 to 5.0% by weight, and since a one-part aqueous coating agent that exhibits good water resistance and solvent resistance is obtained, 1.0 to 3.0% by weight is obtained. % Is more preferable.
この様なカルボニル基含有ビニル系重合体(B)の製造方法としては、特に限定されるものではないが、末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)の存在下、好ましくは乳化剤(C)の存在下で、カルボニル基含有ビニル系単量体(b1)を含有するビニル系単量体類(b)を重合させる方法が好ましい。この方法によれば、末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)とカルボニル基含有ビニル系重合体(B)とを同一分散粒子内に存在させた複合粒子とすることが容易になる。 The method for producing such a carbonyl group-containing vinyl polymer (B) is not particularly limited, but in the presence of the terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A), preferably in the presence of the emulsifier (C). And a method of polymerizing the vinyl monomers (b) containing the carbonyl group-containing vinyl monomer (b1) is preferable. According to this method, it becomes easy to form composite particles in which the terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A) and the carbonyl group-containing vinyl polymer (B) are present in the same dispersed particles.
ここで用いられるカルボニル基含有ビニル系単量体(b1)は、ケト基を含有する単量体のことであり、エステル結合やカルボキシル基のみを有する化合物はこれに含まれない。これに該当するカルボニル基含有ビニル系単量体(b1)としては、例えば、アクロレイン、ダイアセトンアクリルアミド、ビニルメチルケトン、ダイアセトンアクリレート、アセトニトリルアクリレート等が挙げられる。 The carbonyl group-containing vinyl monomer (b1) used here is a monomer containing a keto group, and does not include a compound having only an ester bond or a carboxyl group. Examples of the carbonyl group-containing vinyl monomer (b1) corresponding to this include acrolein, diacetone acrylamide, vinyl methyl ketone, diacetone acrylate, acetonitrile acrylate and the like.
また、その他のビニル系単量体(b2)としては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリルなどのメタクリル酸エステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸オクチルなどのアクリル酸エステル類;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の各エステル類、スチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−クロロスチレン、クロルメチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物;ビニルピロリドンなどの複素環式ビニル化合物;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどの不飽和ニトリル、ブタジエン、イソプレンなどの共役ジオレフィン;ジビニルベンゼン、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、メタクリル酸アリル、フタル酸ジアリル、トリメチロールプロパントリアクリレート、グリセリンジアリルエーテル、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートなどの多官能ビニル系単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデンなどのハロゲン化ビニリデン化合物等が挙げられる。 Other vinyl monomers (b2) include, for example, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, nonyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, and the like. Methacrylic acid esters; acrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, octyl acrylate; esters such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid Aromatic vinyl compounds such as styrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-chlorostyrene, chloromethylstyrene and vinyltoluene; heterocyclic vinyl compounds such as vinylpyrrolidone; acrylonitrile, methacrylonite Unsaturated nitriles such as conjugated diolefins such as butadiene and isoprene; divinylbenzene, ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, allyl methacrylate, diallyl phthalate, trimethylolpropane triacrylate, glyceryl diallyl ether , Polyfunctional vinyl monomers such as polyethylene glycol dimethacrylate and polyethylene glycol diacrylate; vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; and vinylidene halide compounds such as vinyl chloride, vinylidene chloride and vinylidene fluoride It is done.
更に、カルボニル基含有ビニル系重合体(B)に機能性を付与する目的で、カルボニル基以外の官能基を有するビニル系単量体をその他のビニル系単量体(b2)として併用できる。 Furthermore, for the purpose of imparting functionality to the carbonyl group-containing vinyl polymer (B), a vinyl monomer having a functional group other than the carbonyl group can be used in combination as the other vinyl monomer (b2).
カルボニル基以外の官能基を有するビニル系単量体としては、例えば、極性付与性或はエポキシ基等との架橋性付与基としてアクリルアミド、メタクリルアミド、n−メチロールメタクリルアミドなどアミド系単量体;ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレートなどのアミノ基含有単量体などが挙げられ、また、カルボキシル基との架橋性を有する単量体として、β−ヒドロキシエチルアクリレート、β−ヒドロキシエチルメタクリレートなどのヒドロキシ基含有単量体;アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルなどのグリシジル基含有単量体;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸またはその半エステル;フマル酸またはその半エステル、イタコン酸またはその半エステル;クロトン酸、p−ビニル安息香酸などのカルボキシル系化合物が挙げられ、さらに、シリル基同士の架橋性を有する単量体として、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン系化合物などが挙げられる。 Examples of the vinyl monomer having a functional group other than a carbonyl group include amide monomers such as acrylamide, methacrylamide, and n-methylol methacrylamide as polarity imparting or crosslinkability imparting groups with an epoxy group or the like; Examples thereof include amino group-containing monomers such as dimethylaminoethyl acrylate and diethylaminoethyl acrylate, and monomers having a crosslinkability with a carboxyl group include hydroxy groups such as β-hydroxyethyl acrylate and β-hydroxyethyl methacrylate. Glycidyl group-containing monomer such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate; acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid or half ester thereof; fumaric acid or half ester thereof, itaconic acid or half thereof Ester; Crotonic acid And carboxyl compounds such as p-vinylbenzoic acid. Further, as monomers having crosslinkability between silyl groups, vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, γ- Examples thereof include silane compounds such as methacryloxypropyltrimethoxysilane.
本発明において、末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)の存在下で、カルボニル基含有ビニル系単量体(b1)を含有するビニル系単量体類(b)を重合する際には、末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)がビニル系単量体類(b)の反応の場となりうるので、乳化剤(C)は必ずしも必要ではないが、乳化剤(C)の存在下で乳化重合することが好ましい。乳化剤(C)の使用量としては、ビニル系単量体類(b)100重量部に対して、通常0.01〜10重量部の範囲であり、好ましくは0.5〜5.0の範囲である。 In the present invention, when the vinyl monomers (b) containing the carbonyl group-containing vinyl monomer (b1) are polymerized in the presence of the terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A), the terminal hydrazine is used. Since the structure-containing aqueous polyurethane (A) can serve as a reaction site for the vinyl monomers (b), the emulsifier (C) is not always necessary, but it is preferable to carry out emulsion polymerization in the presence of the emulsifier (C). . As the usage-amount of an emulsifier (C), it is the range of 0.01-10 weight part normally with respect to 100 weight part of vinyl-type monomers (b), Preferably it is the range of 0.5-5.0. It is.
前記乳化剤(C)としては、各種のものを使用することができ、例えば、ドデシルベンゼン硫酸ソーダ、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、アルキルアリールポリエーテル硫酸塩等の陰イオン性乳化剤;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ノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体等の非イオン性乳化剤;セチルトリメチルアンモニウムブロミド、ラウリルピリジニウムクロリド等の陽イオン性乳化剤;その他反応性乳化剤などを適宜選択して使用できる。 As the emulsifier (C), various types can be used. For example, anionic emulsifiers such as sodium dodecylbenzene sulfate, sodium dodecylbenzenesulfonate, alkylaryl polyether sulfate; polyoxyethylene lauryl ether, Nonionic emulsifiers such as polyoxyethylene nonylphenyl ether and polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymers; cationic emulsifiers such as cetyltrimethylammonium bromide and laurylpyridinium chloride; and other reactive emulsifiers as appropriate Can be used.
また、上記のような乳化剤(C)の代わりに、あるいは、乳化剤(C)との併用系において水溶性オリゴマーを分散剤として使用することも可能である。さらに、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース等のような水溶性高分子物質を上記乳化剤(C)と併用したり、あるいは重合後、乳化液に添加したりすることも有効である。 Moreover, it is also possible to use a water-soluble oligomer as a dispersing agent in the combined system with the emulsifier (C) instead of the above-mentioned emulsifier (C). Furthermore, it is also effective to use a water-soluble polymer substance such as polyvinyl alcohol or hydroxyethyl cellulose in combination with the emulsifier (C), or to add to the emulsion after polymerization.
カルボニル基含有ビニル系単量体(b1)を含有するビニル系単量体類(b)の重合の場合、ラジカル重合開始剤としては、通常の乳化重合に用いられているものが何れも使用できる。 In the case of polymerization of vinyl monomers (b) containing a carbonyl group-containing vinyl monomer (b1), any of those used in usual emulsion polymerization can be used as the radical polymerization initiator. .
これらの例としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、アゾビスイソブチロニトリルおよびその塩酸塩等が挙げられ、またクメンハイドロパーオキサイド、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、などの有機過酸化物も必要に応じて使用することができる。さらに、これらの過硫酸塩または過酸化物と、鉄イオンなどの金属イオンおよびナトリウムスルホオキシレートホルムアルデヒド、ピロ亜硫酸ソーダ、L−アスコルビン酸などの還元剤を組み合わせて用いるレドックス系開始剤も用いることができる。 Examples of these include potassium persulfate, ammonium persulfate, azobisisobutyronitrile, and their hydrochlorides, and organic peroxides such as cumene hydroperoxide and tert-butyl hydroperoxide are also required. Can be used according to. Furthermore, a redox initiator using a combination of these persulfates or peroxides with metal ions such as iron ions and reducing agents such as sodium sulfooxylate formaldehyde, sodium pyrosulfite, and L-ascorbic acid may be used. it can.
乳化重合時の温度は、特に限定されないが、公知の乳化重合で行われている範囲でよく、例えば30〜90℃の範囲が挙げられる。また、乳化重合は、常圧下、またはガス状のビニル系単量体を用いるときは加圧下で行われる。 Although the temperature at the time of emulsion polymerization is not specifically limited, The range currently performed by well-known emulsion polymerization may be sufficient, for example, the range of 30-90 degreeC is mentioned. The emulsion polymerization is carried out under normal pressure or under pressure when a gaseous vinyl monomer is used.
このようにして得られる水性分散樹脂粒子は、末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)とカルボニル基含有ビニル系重合体(B)を含有する樹脂粒子であればよく、例えば、末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)をシェルに、カルボニル基含有ビニル系重合体(B)をコアに有する、所謂コア−シェル構造のものであってもよいし、また、末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)とカルボニル基含有ビニル系重合体(B)とが均一相溶化したもの、若しくは、樹脂粒子の中心から表面にかけて両ポリマーの存在比が異なって濃度勾配を有する様に相溶化したものであってもよい。 The aqueous dispersion resin particles thus obtained may be resin particles containing the terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A) and the carbonyl group-containing vinyl polymer (B). For example, the terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane It may have a so-called core-shell structure having (A) as a shell and a carbonyl group-containing vinyl polymer (B) as a core, or a terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A) and a carbonyl group. It may be one in which the vinyl polymer (B) is uniformly compatibilized, or one in which the abundance ratio of both polymers is different from the center of the resin particle to the surface so as to have a concentration gradient.
本発明の一液型水性コーティング剤は、上記したカルボニル基含有ビニル系重合体(B)と末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)を含有する樹脂粒子の水性分散液である。 The one-pack type aqueous coating agent of the present invention is an aqueous dispersion of resin particles containing the above-described carbonyl group-containing vinyl polymer (B) and terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A).
本発明の一液型水性コーティング剤中に分散している樹脂粒子における末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A)とカルボニル基含有ビニル系重合体(B)の比率は、プラスチック基材や各種上塗り塗膜との密着性、メタリック顔料分散性等に優れる一液型水性コーティング剤が得られることから、その固形分重量比(A/B)で、10/90〜90/10が好ましく、さらには20/80〜40/60はより好ましい。 The ratio of the terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A) to the carbonyl group-containing vinyl polymer (B) in the resin particles dispersed in the one-part aqueous coating agent of the present invention is determined depending on the plastic substrate and various top coat films. The one-part aqueous coating agent having excellent adhesion to the pigment, dispersibility of the metallic pigment, and the like is obtained, so that the solid content weight ratio (A / B) is preferably 10/90 to 90/10, and more preferably 20 / 80-40 / 60 is more preferable.
本発明の一液型水性コーティング剤は、従来型のアクリル系共重合体水性分散液を用いた一液型水性コーティング剤の製造の場合と同様に、クリヤーとして用いたり、顔料を添加し、塗料として用いることができる。即ち、顔料、充填剤、骨材、分散剤、湿潤剤、増粘剤および/またはレオロジーコントロール剤、消泡剤、可塑剤、増膜助剤、有機溶剤、防腐剤、pH調整剤、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤など、それぞれの目的に応じて選択、組み合わされ、通常の方法で塗料とすることができる。 The one-part aqueous coating agent of the present invention is used as a clear, or added with a pigment, as in the case of the production of a one-part aqueous coating agent using a conventional acrylic copolymer aqueous dispersion. Can be used as Pigments, fillers, aggregates, dispersants, wetting agents, thickeners and / or rheology control agents, antifoaming agents, plasticizers, film thickening aids, organic solvents, preservatives, pH adjusters, rust prevention Agents, antioxidants, ultraviolet absorbers and the like are selected and combined according to their respective purposes, and can be made into paints by ordinary methods.
以下に実施例と比較例を挙げ、本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお、以下において、部および%は、光沢保持率を除き、いずれも重量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited only to the following examples. In the following, parts and% are based on weight except for gloss retention.
実施例1
ポリカーボネートジオール(ジオールとジエチルカーボネートから得られた重量平均分子量2,000のポリカーボネートジオール。以下同様。)500部、2,2−ジメチロールプロピオン酸32部、および、イソホロンジイソシアネート147部を混合して90℃に昇温し、この温度で5時間反応させることにより、酸価25mgKOH/gのポリウレタンプレポリマーを得た。同温度で、このプレポリマーを攪拌しながら、トリエチルアミン25部をイオン交換水980部に溶解させたアミン水溶液を30分間かけて注ぎ込んで中和すると共に、水中への分散を行った後、80%ヒドラジン水溶液9部を加えて鎖伸長を行った。その結果、不揮発分35%、PAR−3法による平均粒子径50nmの末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A1)を得た。
Example 1
90 parts by mixing 500 parts of a polycarbonate diol (a polycarbonate diol having a weight average molecular weight of 2,000 obtained from diol and diethyl carbonate; the same applies hereinafter), 32 parts of 2,2-dimethylolpropionic acid and 147 parts of isophorone diisocyanate. The polyurethane prepolymer having an acid value of 25 mgKOH / g was obtained by raising the temperature to 0 ° C. and reacting at this temperature for 5 hours. While stirring this prepolymer at the same temperature, an aqueous amine solution prepared by dissolving 25 parts of triethylamine in 980 parts of ion-exchanged water was neutralized by pouring over 30 minutes, and after dispersion in water, 80% Chain extension was performed by adding 9 parts of a hydrazine aqueous solution. As a result, an aqueous polyurethane (A1) containing a terminal hydrazine structure having a nonvolatile content of 35% and an average particle size of 50 nm by the PAR-3 method was obtained.
四つ口フラスコにニューコール707SF〔日本乳化剤(株)製のアニオン性乳化剤、固形分30%〕40g、イオン交換水700g、および、水性ポリウレタン樹脂(A1)857gを仕込んで攪拌を開始し、窒素気流中で80℃に昇温した後、重合開始剤として過硫酸アンモニウム6.0gを添加した。 A four-necked flask was charged with 40 g of New Coal 707SF [anionic emulsifier manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., solid content 30%], 700 g of ion-exchanged water, and 857 g of aqueous polyurethane resin (A1). After raising the temperature to 80 ° C. in an air stream, 6.0 g of ammonium persulfate was added as a polymerization initiator.
次いで、メタアクリル酸メチル345g、i−ブチルメタクリレート260g、n−ブチルアクリレート70g、メタクリル酸15g、ダイアセトンアクリルアミド10g、ニューコール707SF40g、および、イオン交換水300gを混合して単量体プレエマルジョンを作成し、この単量体プレエマルジョンを3時間に亘って上記の四つ口フラスコ中に滴下した。この際の反応温度は80±3℃に保った。滴下終了後も同温度範囲に2時間保持しつつ、攪拌下に反応を継続させた後、室温(25℃)まで冷却し、イオン交換水300g添加した後、14%アンモニア水にてpHを8〜9に調整し、不揮発分が35.0%、粘度20cps、pH8.5の一液型水性コーティング剤(EM1)を得た。 Next, 345 g of methyl methacrylate, 260 g of i-butyl methacrylate, 70 g of n-butyl acrylate, 15 g of methacrylic acid, 10 g of diacetone acrylamide, 40 g of New Coal 707SF, and 300 g of ion-exchanged water are mixed to prepare a monomer pre-emulsion. Then, this monomer pre-emulsion was dropped into the above four-necked flask over 3 hours. The reaction temperature at this time was kept at 80 ± 3 ° C. After the completion of the dropwise addition, the reaction was continued with stirring while maintaining the same temperature range for 2 hours, then cooled to room temperature (25 ° C.), 300 g of ion-exchanged water was added, and the pH was adjusted to 8 with 14% ammonia water. To a non-volatile content of 35.0%, a viscosity of 20 cps, and pH 8.5, a one-component aqueous coating agent (EM1).
得られた一液型水性コーティング剤(EM1)を100g、ブチルセロソルブ16.3g、ラポナイトRDS(ROCKWOOD社製増粘剤)の10%水溶液14g、BYK−346(ビッグケミー社製分散剤)1.0gとサーフィノール104BC(エアプロダクツ社製表面調整剤)1.0gの混合物2.0g、および、WJPU−75C(東洋アルミニウム工業社製アルミニウム顔料)7.8gとブチルセロソルブ11.7gの混合物19.5gを配合してメタリック塗料を調製した。 100 g of the obtained one-component aqueous coating agent (EM1), 16.3 g of butyl cellosolve, 14 g of 10% aqueous solution of Laponite RDS (a thickener manufactured by ROCKWOOD), 1.0 g of BYK-346 (a dispersant manufactured by Big Chemie) Surfynol 104BC (air products surface modifier) 1.0g mixture 2.0g, WJPU-75C (Toyo Aluminum Co., Ltd. aluminum pigment) 7.8g and butyl cellosolve 11.7g mixture 19.5g Thus, a metallic paint was prepared.
得られたメタリック塗料を、ポリスチレン基材(PS基材)、ポリカーボネート基材(PC基材)、および、ABS基材のそれぞれに、スプレーガンを用いて乾燥膜厚15μmとなるように塗装し、乾燥機にて60℃で、30分間加熱乾燥した後、室温(25℃)にて3日間乾燥して、試験板を得た。得られた試験板を用いて、以下のように密着性、耐温水密着性、耐湿性、FI値、および、上塗り塗料密着性の試験を行った。第1表に結果を示す。 The obtained metallic paint is applied to each of a polystyrene base material (PS base material), a polycarbonate base material (PC base material), and an ABS base material using a spray gun so as to have a dry film thickness of 15 μm. After drying with a dryer at 60 ° C. for 30 minutes, the sample was dried at room temperature (25 ° C.) for 3 days to obtain a test plate. Using the obtained test plate, adhesion, hot water adhesion, moisture resistance, FI value, and top coating adhesion were tested as follows. The results are shown in Table 1.
(密着性試験)
各試験板の塗膜表面にカッターにて1mm角で10×10個の切れ目を入れ、セロファンテープによる剥離試験を行い、残存する目数を下記評価基準で評価した。
評価基準 ◎:100個
○:85〜99個
△:65〜84個
×:35〜64個
××:34個以下
(Adhesion test)
A 10 × 10 cut with 1 mm square was made on the coating film surface of each test plate, a peel test with a cellophane tape was performed, and the number of remaining eyes was evaluated according to the following evaluation criteria.
Evaluation criteria A: 100
○: 85-99
Δ: 65-84
X: 35-64
XX: 34 or less
(耐温水密着性試験)
各試験板を40℃の温水に24時間浸漬した後、取り出して常温にて2時間乾燥した後、密着性試験と同じくセロファンテープによる剥離試験を行い、残存する目数を下記評価基準で評価した。
評価基準 ◎:100個
○:85〜99個
△:65〜84個
×:35〜64個
××:34個以下
(Hot water adhesion test)
After each test plate was immersed in warm water at 40 ° C. for 24 hours, taken out and dried at room temperature for 2 hours, a peel test using cellophane tape was performed in the same manner as the adhesion test, and the remaining number of eyes was evaluated according to the following evaluation criteria. .
Evaluation criteria A: 100
○: 85-99
Δ: 65-84
X: 35-64
XX: 34 or less
(耐湿性試験)
予め光沢(60°光沢)を測定したABS基材からなる試験板を65℃、湿度98%の恒温恒湿機に7日間貯蔵した後、試験板を取り出し、再度光沢(OO°光沢)を測定して塗膜の光沢保持率を算出すると共に、塗膜の軟化状態を指触評価した。
(Moisture resistance test)
A test plate made of an ABS substrate whose gloss (60 ° gloss) has been measured in advance is stored in a thermostatic chamber at 65 ° C. and 98% humidity for 7 days, then the test plate is taken out and the gloss (OO ° gloss) is measured again. Then, the gloss retention rate of the coating film was calculated, and the softened state of the coating film was evaluated by touch.
(FI値:flop indexの測定)
ABS基材からなる試験板のFI値を、X−RITE社の測定器(MODEL MA68B)を用いて測定した。
(FI value: flop index measurement)
The FI value of a test plate made of an ABS substrate was measured using a measuring instrument (MODEL MA68B) manufactured by X-RITE.
(上塗り密着性試験)
ABS基材からなる試験板に2液アクリルウレタン樹脂〔アクリディックWXU−880/バーノックDN−950:大日本インキ化学工業(株)製、OH/NC0=1/1(モル比)〕と、紫外線硬化型樹脂(ユニディック 17−824−9:大日本インキ化学工業(株)製)を、それぞれスプレーにて乾燥膜厚が10μmとなるように塗装を行った。但し、紫外線硬化型樹脂については電子線照射装置(アイエレクトロンビーム社製)にてエネルギー強度10Mradで照射し、硬化を行った。次いで、それぞれの硬化塗膜表面にカッターにて1mm角で10×10個の切れ目を入れ、セロファンテープによる剥離試験を行い、残存する目数を下記評価基準で評価した。
評価基準 ◎:100個
○:85〜99個
△:65〜84個
×:35〜64個
××:34個以下
(Top coat adhesion test)
Two-component acrylic urethane resin [Acridic WXU-880 / Barnock DN-950: manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, OH / NC0 = 1/1 (molar ratio)] and ultraviolet light on a test plate made of ABS base material A curable resin (Unidic 17-824-9: manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) was applied by spraying so that the dry film thickness was 10 μm. However, the ultraviolet curable resin was cured by irradiation with an energy intensity of 10 Mrad with an electron beam irradiation apparatus (manufactured by Eye Electron Beam Co., Ltd.). Next, 10 × 10 cuts with 1 mm square were made on each cured coating film surface with a cutter, a peel test with a cellophane tape was performed, and the number of remaining eyes was evaluated according to the following evaluation criteria.
Evaluation criteria A: 100
○: 85-99
Δ: 65-84
X: 35-64
XX: 34 or less
実施例2
ポリカーボネートジオール500部の代わりに、ポリカーボネートジオール435部およびポリテトラメチレンエーテルグリコール(重量平均分子量2,000)65部を用いた以外は実施例1と同様にして、末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A2)を得た。得られた水性ポリウレタン(A2)の不揮発分は35%、PAR−3法による平均粒子径は50nmであった。
Example 2
A terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A2) in the same manner as in Example 1 except that 435 parts of polycarbonate diol and 65 parts of polytetramethylene ether glycol (weight average molecular weight 2,000) were used instead of 500 parts of polycarbonate diol. Got. The obtained aqueous polyurethane (A2) had a non-volatile content of 35% and an average particle size by the PAR-3 method of 50 nm.
得られた水性ポリウレタン(A2)を用いた以外は実施例1と同様にして、一液型水性コーティング剤(EM2)と、この一液型水性コーティング剤(EM2)を用いたメタリック塗料を調製し、更に実施例1と同様にして、密着性、耐温水密着性、耐湿性、FI値、および、上塗り塗料密着性の試験を行った。第1表に結果を示す。 A one-component aqueous coating agent (EM2) and a metallic paint using this one-component aqueous coating agent (EM2) were prepared in the same manner as in Example 1 except that the obtained aqueous polyurethane (A2) was used. Further, in the same manner as in Example 1, adhesion, hot water adhesion, moisture resistance, FI value, and top coating adhesion were tested. The results are shown in Table 1.
実施例3
ポリカーボネートジオール500部の代わりに、ポリカーボネートジオール385部およびポリテトラメチレンエーテルグリコール(重量平均分子量2,000)115部を用いた以外は実施例1と同様にして、末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(A3)を得た。得られた水性ポリウレタン(A3)の不揮発分は35%、PAR−3法による平均粒子径は50nmであった。
Example 3
A terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (A3) in the same manner as in Example 1 except that 385 parts of polycarbonate diol and 115 parts of polytetramethylene ether glycol (weight average molecular weight 2,000) were used instead of 500 parts of polycarbonate diol. Got. The obtained water-based polyurethane (A3) had a nonvolatile content of 35% and an average particle size by the PAR-3 method of 50 nm.
得られた水性ポリウレタン(A3)を用いた以外は実施例1と同様にして、一液型水性コーティング剤(EM3)と、この一液型水性コーティング剤(EM3)を用いたメタリック塗料を調製し、更に実施例1と同様にして、密着性、耐温水密着性、耐湿性、FI値、および、上塗り塗料密着性の試験を行った。第1表に結果を示す。 A one-part aqueous coating agent (EM3) and a metallic paint using this one-part aqueous coating agent (EM3) were prepared in the same manner as in Example 1 except that the obtained aqueous polyurethane (A3) was used. Further, in the same manner as in Example 1, adhesion, hot water adhesion, moisture resistance, FI value, and top coating adhesion were tested. The results are shown in Table 1.
比較例1
ポリカーボネートジオール500部、2,2−ジメチロールプロピオン酸32部およびイソホロンジイソシアネート147部の代わりに、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(重量平均分子量2,000)500部、2,2−ジメチロールプロピオン酸36部、ネオペンチルグリコール18部およびイソホロンジイソシアネート206部を用いた以外は実施例1と同様にして、末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(RA1)を得た。得られた水性ポリウレタン(RA1)の不揮発分は35%、PAR−3法による平均粒子径は50nmであった。
Comparative Example 1
Instead of 500 parts of polycarbonate diol, 32 parts of 2,2-dimethylolpropionic acid and 147 parts of isophorone diisocyanate, 500 parts of polytetramethylene ether glycol (weight average molecular weight 2,000), 36 parts of 2,2-dimethylolpropionic acid A terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (RA1) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 18 parts of neopentyl glycol and 206 parts of isophorone diisocyanate were used. The obtained water-based polyurethane (RA1) had a nonvolatile content of 35% and an average particle size by the PAR-3 method of 50 nm.
得られた水性ポリウレタン(RA1)を用いた以外は実施例1と同様にして、一液型水性コーティング剤(REM1)と、この一液型水性コーティング剤(REM1)を用いたメタリック塗料を調製し、更に実施例1と同様にして、密着性、耐温水密着性、耐湿性、FI値、および、上塗り塗料密着性の試験を行った。第1表に結果を示す。 A one-part aqueous coating agent (REM1) and a metallic paint using this one-part aqueous coating agent (REM1) were prepared in the same manner as in Example 1 except that the obtained aqueous polyurethane (RA1) was used. Further, in the same manner as in Example 1, adhesion, hot water adhesion, moisture resistance, FI value, and top coating adhesion were tested. The results are shown in Table 1.
比較例2
ポリカーボネートジオール500部の代わりに、ポリカーボネートジオール350部およびポリテトラメチレンエーテルグリコール(重量平均分子量2,000)150部を用いた以外は実施例1と同様にして、末端ヒドラジン構造含有水性ポリウレタン(RA2)を得た。得られた水性ポリウレタン(RA2)の不揮発分は35%、PAR−3法による平均粒子径は50nmであった。
Comparative Example 2
Terminal hydrazine structure-containing aqueous polyurethane (RA2) in the same manner as in Example 1 except that 350 parts of polycarbonate diol and 150 parts of polytetramethylene ether glycol (weight average molecular weight 2,000) were used instead of 500 parts of polycarbonate diol. Got. The obtained water-based polyurethane (RA2) had a nonvolatile content of 35% and an average particle size by the PAR-3 method of 50 nm.
得られた水性ポリウレタン(RA2)を用いた以外は実施例1と同様にして、一液型水性コーティング剤(REM2)と、この一液型水性コーティング剤(REM2)を用いたメタリック塗料を調製し、更に実施例1と同様にして、密着性、耐温水密着性、耐湿性、FI値、および、上塗り塗料密着性の試験を行った。第1表に結果を示す。 A one-part aqueous coating agent (REM2) and a metallic paint using this one-part aqueous coating agent (REM2) were prepared in the same manner as in Example 1 except that the obtained aqueous polyurethane (RA2) was used. Further, in the same manner as in Example 1, adhesion, hot water adhesion, moisture resistance, FI value, and top coating adhesion were tested. The results are shown in Table 1.
(試験結果)
第1表からわかるように、本発明の一液型水性コーティング剤は、発明の要件を満たしていない比較例1〜2の一液型水性コーティング剤に比べて、プラスチック基材との密着性、紫外線硬化型樹脂をはじめとする各種のトップコートとの密着性、メタリック顔料の分散性に優れ、なおかつ、耐水性、耐湿性にもものになる。
(Test results)
As can be seen from Table 1, the one-part aqueous coating agent of the present invention is more adhesive than the one-part aqueous coating agent of Comparative Examples 1 and 2 that do not satisfy the requirements of the invention, It has excellent adhesion to various topcoats including UV curable resins and dispersibility of metallic pigments, and also has water resistance and moisture resistance.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113845826A (en) * | 2021-11-21 | 2021-12-28 | 李亚静 | Two-component water-based paint |
CN113913095A (en) * | 2021-11-21 | 2022-01-11 | 李亚静 | Environment-friendly antibacterial coating and preparation method thereof |
CN113999598A (en) * | 2021-11-21 | 2022-02-01 | 李亚静 | Preparation method of bi-component water-based paint |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01301762A (en) * | 1988-05-30 | 1989-12-05 | Dainippon Ink & Chem Inc | Aqueous coating agent composition |
JPH01301761A (en) * | 1988-05-30 | 1989-12-05 | Dainippon Ink & Chem Inc | Aqueous coating agent composition |
JPH0539340A (en) * | 1991-08-06 | 1993-02-19 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Polyurethane emulsion |
JPH06206972A (en) * | 1992-11-06 | 1994-07-26 | Sakata Corp | Polyurethane resin, its production and use thereof |
JPH07228830A (en) * | 1994-02-22 | 1995-08-29 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Water-based coating composition |
JPH09316394A (en) * | 1996-05-30 | 1997-12-09 | Dainippon Ink & Chem Inc | Water-based coating composition |
-
2007
- 2007-03-19 JP JP2007070411A patent/JP2008231188A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01301762A (en) * | 1988-05-30 | 1989-12-05 | Dainippon Ink & Chem Inc | Aqueous coating agent composition |
JPH01301761A (en) * | 1988-05-30 | 1989-12-05 | Dainippon Ink & Chem Inc | Aqueous coating agent composition |
JPH0539340A (en) * | 1991-08-06 | 1993-02-19 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Polyurethane emulsion |
JPH06206972A (en) * | 1992-11-06 | 1994-07-26 | Sakata Corp | Polyurethane resin, its production and use thereof |
JPH07228830A (en) * | 1994-02-22 | 1995-08-29 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Water-based coating composition |
JPH09316394A (en) * | 1996-05-30 | 1997-12-09 | Dainippon Ink & Chem Inc | Water-based coating composition |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113845826A (en) * | 2021-11-21 | 2021-12-28 | 李亚静 | Two-component water-based paint |
CN113913095A (en) * | 2021-11-21 | 2022-01-11 | 李亚静 | Environment-friendly antibacterial coating and preparation method thereof |
CN113999598A (en) * | 2021-11-21 | 2022-02-01 | 李亚静 | Preparation method of bi-component water-based paint |
CN113845826B (en) * | 2021-11-21 | 2022-03-15 | 常州威斯敦粘合材料有限责任公司 | Two-component water-based paint |
CN113913095B (en) * | 2021-11-21 | 2022-04-22 | 大美泰康(天津)生态科技有限公司 | Environment-friendly antibacterial coating and preparation method thereof |
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