JP2009263631A - 水性塗料組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(A1)被膜形成性水性樹脂、(B)ジオキサジン系顔料、(C)疎水性溶媒及び(D)ニトロ基が結合した芳香環を有する樹脂を含有する水性塗料組成物、並びに該組成物を用いた塗膜形成方法。
【選択図】なし
Description
1.(A1)被膜形成性水性樹脂、(B)ジオキサジン系顔料、(C)疎水性溶媒及び(D)ニトロ基が結合した芳香環を有する樹脂を含有する水性塗料組成物。
2.さらに硬化剤(A2)を含有する上記項1に記載の水性塗料組成物。
3.被膜形成性水性樹脂(A1)が、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー0.1〜30質量%程度及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー70〜99.9質量%程度を共重合成分とする共重合体(I)であるコア部と、水酸基含有重合性不飽和モノマー1〜40重量%程度、疎水性重合性不飽和モノマー5〜50質量%程度及びその他の重合性不飽和モノマー10〜94質量%程度を共重合成分とする共重合体(II)であるシェル部とからなり、共重合体(I)/共重合体(II)の割合が、固形分質量比で10/90〜90/10程度の範囲内であるコア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1−1’)である上記項2に記載の水性塗料組成物。
4.ジオキサジン系顔料(B)が、C.I.ピグメントバイオレット23(C.I.番号51319)である上記項1〜3のいずれか1項に記載に記載の水性塗料組成物。
5.疎水性溶媒(C)が、1−オクタノール、2−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノn−ブチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも1種の疎水性溶媒である上記項1〜4のいずれか1項に記載の水性塗料組成物。
6.ニトロ基が結合した芳香環を有する樹脂(D)が、(a)下記一般式(1)
で示される重合性不飽和モノマー及び(b)その他の重合性不飽和モノマーからなるモノマー成分を共重合することにより得られる共重合体である上記項1〜5のいずれか1項に記載の水性塗料組成物。
7.重合性不飽和モノマー(a)が下記一般式(2)
で示される重合性不飽和モノマーである上記項6に記載の水性塗料組成物。
8.重合性不飽和モノマー(a)とその他の重合性不飽和モノマー(b)との質量比が、前者/後者の比で5/95〜50/50の範囲内にある上記項6又は7に記載の水性塗料組成物。
9.その他の重合性不飽和モノマー(b)が、該モノマー(b)の一部として、重合性不飽和モノマー(a)及び該モノマー(b)の合計量を基準として、ポリオキシアルキレン鎖を有する重合性不飽和モノマーを5〜50質量%含有する上記項6〜8のいずれか1項に記載の水性塗料組成物。
10.被膜形成性水性樹脂(A1)、ジオキサジン系顔料(B)、疎水性溶媒(C)及びニトロ基が結合した芳香環を有する樹脂(D)の配合割合が、被膜形成性水性樹脂(A1)100質量部を基準として、ジオキサジン系顔料(B)が0.01〜15質量部、疎水性溶媒(C)が10〜120質量部であり、かつジオキサジン系顔料(B)100質量部を基準として、ニトロ基が結合した芳香環を有する樹脂(D)が20〜300質量部である上記項1〜9のいずれか1項に記載の水性塗料組成物。
11.上記項1〜10のいずれか1項に記載の水性塗料組成物が塗装された物品。
12.(1)被塗物に、上記項1〜10のいずれか1項に記載の水性塗料組成物を塗装してベースコートを形成する工程、
(2)上記の未硬化のベースコート塗面上に、クリヤー塗料組成物を塗装してクリヤーコートを形成する工程、並びに
(3)上記の未硬化のベースコート及び未硬化のクリヤーコートを、加熱して両塗膜を同時に硬化させる工程
を含む複層塗膜形成方法。
13.上記項12に記載の複層塗膜形成方法により塗装された物品。
被膜形成性水性樹脂(A1)としては、従来から水性塗料のバインダー成分として使用されているそれ自体既知の水溶性又は水分散性の被膜形成性樹脂を使用することができる。樹脂の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。被膜形成性水性樹脂(A1)は、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、カルボジイミド基、カルボニル基、ヒドラジド基、セミカルバジド基等の架橋性官能基を有していることが好ましい。
水酸基含有アクリル樹脂(A1−1)としては、形成される塗膜の平滑性及び光輝性が向上する観点から、コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂を単独使用するか、又はコア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂と水溶性アクリル樹脂とを併用することが好ましい。
上記カルボキシル基含有重合性不飽和モノマーの具体例は、前記コア部共重合体(I)用モノマーとして例示したものと同じである。カルボキシル基含有重合性不飽和モノマーとしては、特に、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を用いることが好ましい。その他の重合性不飽和モノマーとして、上記カルボキシル基含有重合性不飽和モノマーを含むことにより、得られるコア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1−1’)の水性媒体中における安定性を確保できる。
かくして得られるコア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1−1’)は、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマーからなるモノマー混合物の共重合体(I)をコア部とし、水酸基含有重合性不飽和モノマー、疎水性重合性不飽和モノマー及びその他の重合性不飽和モノマーからなるモノマー混合物の共重合体(II)をシェル部とする複層構造を有する。
本明細書において、コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂の平均粒子径は、サブミクロン粒度分布測定装置を用いて、常法により脱イオン水で希釈してから20℃で測定した値である。サブミクロン粒度分布測定装置としては、例えば、「COULTER N4型」(商品名、ベックマン・コールター社製)を用いることができる。
本発明の塗料組成物において、被膜形成性水性樹脂(A1)として、水酸基含有ポリエステル樹脂(A1−2)を使用することによって、得られる塗膜の平滑性等の塗膜性能を向上させることが出来る。
上記モノエポキシ化合物としては、例えば、「カージュラE10」(商品名、HEXION Specialty Chemicals社製、合成高分岐飽和脂肪酸のグリシジルエステル)を好適に用いることができる。
硬化剤(A2)は、被膜形成性水性樹脂(A1)中の水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等の架橋性官能基と反応して、本発明組成物を硬化し得る化合物である。硬化剤(A2)としては、例えば、アミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物、エポキシ基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、カルボジイミド基含有化合物、ヒドラジド基含有化合物、セミカルバジド基含有化合物などが挙げられる。これらの内、水酸基と反応し得るアミノ樹脂及びブロック化ポリイソシアネート化合物、カルボキシル基と反応し得るカルボジイミド基含有化合物が好ましく、アミノ樹脂が特に好ましい。硬化剤(A2)は、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
ジオキサジン系顔料としては、具体的には、例えば、カラーインデックス(C.I.)ピグメントバイオレット23(C.I.番号51319)、C.I.ピグメントバイオレット37(C.I.番号51345)、C.I.ピグメントブルー80等が挙げられる。なかでも、得られる塗膜の色相及び彩度の観点から、C.I.ピグメントバイオレット23(C.I.番号51319)が好ましい。
本発明において、疎水性溶媒(C)は、20℃において100gの水に溶解する質量が10g程度以下の有機溶媒である。特に、上記疎水性溶媒(C)としては、20℃において100gの水に溶解する質量が、0.001〜5g程度、好ましくは0.01〜1g程度の有機溶媒が好適である。上記疎水性溶媒(C)を使用することにより、塗膜の加熱硬化時におけるワキの発生を抑制することができる。
ニトロ基が結合した芳香環を有する樹脂(D)としては、具体的には、ニトロ基が結合した芳香環を有するアクリル樹脂を好適に使用することができる。該ニトロ基が結合した芳香環を有するアクリル樹脂は、例えば、ニトロ基が結合した芳香環を有する重合性不飽和モノマー及びその他の重合性不飽和モノマーを(共)重合することによって得ることができる。
で示される重合性不飽和モノマー(a)及びその他の重合性不飽和モノマー(b)からなるモノマー成分を共重合することにより得られる共重合体であることが好ましい。
重合性不飽和モノマー(a)は、上記一般式(1)で表される重合性不飽和モノマーであれば特に制限されない。
で示される重合性不飽和モノマーを使用することが好ましく、なかでも、下記一般式(3)
で示される重合性不飽和モノマーを使用することがさらに好ましい。
その他の重合性不飽和モノマー(b)は、上記重合性不飽和モノマー(a)と共重合し得る当該モノマー(a)以外の重合性不飽和モノマーである。該モノマーの具体例を、(i)〜(xx)に列挙する。これらは単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
(i)アルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート:例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、「イソステアリルアクリレート」(商品名、大阪有機化学工業社製)、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート等。
(ii)イソボルニル基を有する重合性不飽和モノマー:イソボルニル(メタ)アクリレート等。
(iii)アダマンチル基を有する重合性不飽和モノマー:アダマンチル(メタ)アクリレート等。
(iv)トリシクロデセニル基を有する重合性不飽和モノマー:トリシクロデセニル(メタ)アクリレート等。
(v)芳香環含有重合性不飽和モノマー:ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等。
(vi)アルコキシシリル基を有する重合性不飽和モノマー:ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等。
(vii)フッ素化アルキル基を有する重合性不飽和モノマー:パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;フルオロオレフィン等。
(viii)マレイミド基等の光重合性官能基を有する重合性不飽和モノマー:テトラヒドロフタルマレイミド(メタ)アクリレート等。
(ix)ビニル化合物:N−ビニルピロリドン、エチレン、ブタジエン、クロロプレン、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル等。
(x)水酸基含有重合性不飽和モノマー:2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸と炭素数2〜8の2価アルコールとのモノエステル化物、該モノエステル化物のε−カプロラクトン変性体、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、アリルアルコール、分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等。
(xi)カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー:(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β−カルボキシエチルアクリレート等。
(xii)前記重合性不飽和モノマー(a)以外の含窒素重合性不飽和モノマー:(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレンビス(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートとアミン類との付加物等。
(xiii)重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー:アリル(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等。
(xiv)エポキシ基含有重合性不飽和モノマー:グリシジル(メタ)アクリレート、β−メチルグリシジル(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エチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等。
(xv)分子末端がアルコキシ基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート。
(xvi)スルホン酸基を有する重合性不飽和モノマー:2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−スルホエチル(メタ)アクリレート、アリルスルホン酸、4−スチレンスルホン酸等;これらスルホン酸のナトリウム塩及びアンモニウム塩等。
(xvii)リン酸基を有する重合性不飽和モノマー:アシッドホスホオキシエチル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリ(オキシエチレン)グリコール(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリ(オキシプロピレン)グリコール(メタ)アクリレート等。
(xviii)紫外線吸収性官能基を有する重合性不飽和モノマー:2−ヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2' −ジヒドロキシ−4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2,2' −ジヒドロキシ−4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)ベンゾフェノン、2−(2' −ヒドロキシ−5' −メタクリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール等。
(xix)紫外線安定性重合性不飽和モノマー:4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−シアノ−4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−クロトノイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−クロトノイル−4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等。
(xx)カルボニル基を有する重合性不飽和モノマー:アクロレイン、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、アセトアセトキシエチルメタクリレート、ホルミルスチロール、4〜7個の炭素原子を有するビニルアルキルケトン(例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン)等。
で示される重合性不飽和モノマーを挙げることができる。
本発明の水性塗料組成物は、以上に述べた被膜形成性水性樹脂(A1)、ジオキサジン系顔料(B)、疎水性溶媒(C)及びニトロ基が結合した芳香環を有する樹脂(D)を含有する。上記被膜形成性水性樹脂(A1)、ジオキサジン系顔料(B)、疎水性溶媒(C)及びニトロ基が結合した芳香環を有する樹脂(D)の配合割合は、貯蔵安定性及びワキ抑制の観点から、下記の範囲内とすることが好ましい。
ジオキサジン系顔料(B):被膜形成性水性樹脂(A1)100質量部を基準として0.01〜15質量部程度、好ましくは0.05〜10質量部程度、さらに好ましくは0.1〜5質量部程度、
疎水性溶媒(C):被膜形成性水性樹脂(A1)100質量部を基準として10〜120質量部程度、好ましくは20〜90質量部程度、さらに好ましくは30〜70質量部程度。
ニトロ基が結合した芳香環を有する樹脂(D):ジオキサジン系顔料(B)100質量部を基準として20〜300質量部程度、好ましくは30〜200質量部程度、さらに好ましくは40〜100質量部程度。
本発明の水性塗料組成物は、被膜形成性水性樹脂(A1)、ジオキサジン系顔料(B)、疎水性溶媒(C)及びニトロ基が結合した芳香環を有する樹脂(D)、並びに、必要に応じて、その他の塗料用添加剤を、公知の方法により、水性媒体中で、混合、分散することによって、調製することができる。
水性媒体としては、脱イオン水又は脱イオン水と親水性有機溶媒との混合物を使用することができる。親水性有機溶媒としては、例えば、プロピ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n−ブチルエーテル等を挙げることができる。
本発明の塗料組成物は、種々の被塗物に、塗装することにより、優れた外観の塗膜を形成することができる。
本発明の塗料組成物を適用する被塗物は、特に限定されない。該被塗物としては、例えば、乗用車、トラック、オートバイ、バス等の自動車車体の外板部;自動車部品;携帯電話、オーディオ機器等の家庭電気製品の外板部等を挙げることができる。これらの内、自動車車体の外板部及び自動車部品が好ましい。
本発明の塗料組成物を被塗物に塗装することによりウェット塗膜(未硬化の塗膜)を形成した後、該ウェット塗膜を硬化させることにより、目的の塗膜を形成できる。
(1)被塗物に、本発明の水性塗料組成物を塗装してベースコートを形成する工程、
(2)上記の未硬化のベースコート塗面上に、クリヤー塗料組成物を塗装してクリヤーコートを形成する工程、並びに
(3)上記の未硬化のベースコート及び未硬化のクリヤーコートを、加熱して両塗膜を同時に硬化させる工程
を含む複層塗膜形成方法。
(1)被塗物に、中塗り塗料組成物を塗装して中塗り塗膜を形成する工程、
(2)上記の未硬化の中塗り塗面上に、本発明の水性塗料組成物を塗装してベースコートを形成する工程、
(3)上記の未硬化のベースコート塗面上に、クリヤー塗料組成物を塗装してクリヤーコートを形成する工程、並びに
(4)上記の未硬化の中塗り塗膜、未硬化のベースコート及び未硬化のクリヤーコートを、同時に加熱硬化させる工程
を含む複層塗膜形成方法。
中塗り塗料組成物としては、有機溶剤型塗料組成物、水性塗料組成物、粉体塗料組成物のいずれを用いてもよい。これらの内、水性塗料組成物を用いるのが好ましい。
製造例1
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器に脱イオン水128部、「アデカリアソープSR−1025」(商品名、ADEKA製、乳化剤、有効成分25%)2部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合し、80℃に昇温させた。
下記表1に示す配合とする以外、製造例1と同様にして合成し、水分散性水酸基含有アクリル樹脂水分散液(A1−1−2)〜(A1−1−5)を得た。
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器にプロピレングリコールモノプロピルエーテル35部を仕込み85℃に昇温後、メチルメタクリレート30部、2−エチルヘキシルアクリレート20部、n−ブチルアクリレート29部、2−ヒドロキシエチルアクリレート15部、アクリル酸6部、プロピレングリコールモノプロピルエーテル15部及び2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2.3部の混合物を4時間かけて滴下し、滴下終了後1時間熟成した。その後さらにプロピレングリコールモノプロピルエーテル10部及び2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1部の混合物を1時間かけて滴下し、滴下終了後1時間熟成した。さらにジエタノールアミン7.4部を加え、固形分55%の水酸基含有アクリル樹脂溶液(A1−1−6)を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂は酸価が47mgKOH/g、水酸基価が72mgKOH/gであった。
製造例7
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器及び水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン109部、1,6−ヘキサンジオール141部、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物126部及びアジピン酸120部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、230℃で4時間縮合反応させた。次いで、得られた縮合反応生成物に、カルボキシル基を導入するために、無水トリメリット酸38.3部を加えて、170℃で30分間反応させた後、2−エチル−1−ヘキサノール(20℃において100gの水に溶解する質量:0.1g)で希釈し、固形分70%の水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−2−1)を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂は、酸価が46mgKOH/g、水酸基価が150mgKOH/g、数平均分子量が1,400であった。原料組成において、酸成分中の脂環族多塩基酸の合計含有量は、該酸成分の合計量を基準として46モル%であった。
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器及び水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン111部、1,6−ヘキサンジオール143部、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸無水物50部、イソフタル酸100部及びアジピン酸106部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、230℃で4時間縮合反応させた。次いで、得られた縮合反応生成物にカルボキシル基を付加するために、さらに無水トリメリット酸38部を加えて、170℃で30分間反応させた後、2−エチル−1−ヘキサノールで希釈し、固形分70%である水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−2−2)を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂は、酸価が46mgKOH/g、水酸基価が151mgKOH/g、数平均分子量が1,450であった。原料組成において、酸成分中の脂環族多塩基酸の合計含有量は、該酸成分の合計量を基準として17モル%であった。
希釈溶剤の2−エチル−1−ヘキサノールを、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル(20℃において100gの水に溶解する質量:0.5g)とする以外は、製造例7と同様にして、水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−2−3)を得た。
希釈溶剤の2−エチル−1−ヘキサノールを、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル(20℃において100gの水に溶解する質量:6g)とする以外は、製造例7と同様にして、水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−2−4)を得た。
希釈溶剤の2−エチル−1−ヘキサノールを、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル(20℃において100gの水に溶解する質量:無限)とする以外は、製造例7と同様にして、水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−2−5)を得た。
製造例12
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器、空気導入管及び滴下装置を備えた4つ口反応容器に、4−ニトロ安息香酸167部、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル170部、ハイドロキノンモノメチルエーテル(MEHQ)1.5部及びテトラブチルアンモニウムブロマイド1.5部を加えた。次いで、反応容器中に乾燥空気を通気し、攪拌しながら130℃に昇温した。130℃に達したらグリシジルメタクリレート149部を1.5時間かけて滴下した。その後、反応液中に乾燥空気をバブリングさせながら130℃で2時間熟成した後、室温まで冷却して、固形分65%の重合性不飽和モノマー(a−1)を得た(下記構造式(a−1))。
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器、空気導入管及び滴下装置を備えた4つ口反応容器に、3−ニトロ安息香酸167部、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル170部、ハイドロキノンモノメチルエーテル(MEHQ)1.5部及びテトラブチルアンモニウムブロマイド1.5部を加えた。次いで、反応容器中に乾燥空気を通気し、攪拌しながら130℃に昇温した。130℃に達したらグリシジルメタクリレート149部を1.5時間かけて滴下した。その後、反応液中に乾燥空気をバブリングさせながら130℃で2時間熟成した後、室温まで冷却して、固形分65%の重合性不飽和モノマー(a−2)を得た(下記構造式(a−2))。
製造例14
温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器、空気導入管及び滴下装置を備えた4つ口反応容器に、安息香酸122部、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル146部、ハイドロキノンモノメチルエーテル(MEHQ)1.5部及びテトラブチルアンモニウムブロマイド1.5部を加えた。次いで、反応容器中に乾燥空気を通気し、攪拌しながら130℃に昇温した。130℃に達したらグリシジルメタクリレート149部を1.5時間かけて滴下した。その後、反応液中に乾燥空気をバブリングさせながら130℃で1.5時間熟成した後、室温まで冷却して、固形分65%の重合性不飽和モノマー(b−1)を得た。
製造例15
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器にエチレングリコールモノn−ブチルエーテル35部を仕込み95℃に昇温した。次いで、製造例12で得た重合性不飽和モノマー(a−1)31部(固形分20部)、スチレン10部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10部、メチルメタクリレート40部及びジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート4部からなるモノマー混合物(1)並びに「NFバイソマーS20W」(商品名、第一工業製薬社製、ポリオキシアルキレン鎖を有する重合性不飽和モノマー、前記一般式(4)におけるR3がメチル基、R4がメチル基、R5がエチレン基、mが45であり、分子量が約2,000であるメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートの50%水希釈品)40部(固形分20部)及びエチレングリコールモノn−ブチルエーテル20部からなるモノマー混合物(2)を3時間かけて並行滴下した。滴下終了後1時間熟成し、その後さらにエチレングリコールモノn−ブチルエーテル10部及びジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート1部からなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後1時間熟成し、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル4部を加えた後、減圧下95℃で反応溶媒25部を回収した。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテル25部を添加して希釈し、固形分50%の樹脂組成物(D−1)を得た。得られた樹脂の水酸基価は84mgKOH/g、平均重量分子量は27,000であった。
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器にエチレングリコールモノn−ブチルエーテル35部を仕込み95℃に昇温した。次いで、製造例12で得た重合性不飽和モノマー(a−1)31部(固形分20部)、スチレン4部、2−ヒドロキシエチルアクリレート4部、メチルメタクリレート42部及びジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート4部からなるモノマー混合物(1)並びに「NFバイソマーS10W」(商品名、第一工業製薬社製、ポリオキシアルキレン鎖を有する重合性不飽和モノマー、前記一般式(4)におけるR3がメチル基、R4がメチル基、R5がエチレン基、mが21であり、分子量が約1,000であるメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートの50%水希釈品)60部(固形分30部)及びエチレングリコールモノn−ブチルエーテル20部からなるモノマー混合物(2)を3時間かけて並行滴下した。滴下終了後1時間熟成し、その後さらにエチレングリコールモノn−ブチルエーテル10部及びジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート1部からなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後1時間熟成し、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル4部を加えた後、減圧下95℃で反応溶媒35部を回収した。次いで、プロピレングリコールモノメチルエーテル25部を添加して希釈し、固形分50%の樹脂組成物(D−2)を得た。得られた樹脂は水酸基価が55mgKOH/g、平均重量分子量が22,000であった。
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器にエチレングリコールモノn−ブチルエーテル37部を仕込み115℃に昇温した。次いで、製造例12で得た重合性不飽和モノマー(a−1)38部(固形分25部)、スチレン10部、2−ヒドロキシエチルアクリレート5部、「プラクセルFM−3」(商品名、ダイセル化学工業社製、商品名、2−ヒドロキシエチルメタクリレート1molにε−カプロラクトン3molを付加したモノマー)15部、メチルメタクリレート38部、メタクリル酸7部、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート4部及びエチレングリコールモノメチルエーテル20部の混合物を4時間かけて滴下した。滴下終了後1時間熟成し、その後さらにエチレングリコールモノn−ブチルエーテル10部及びジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート0.5部の混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後1時間熟成し、プロピレングリコールモノメチルエーテル15部を添加して希釈し、固形分50%の樹脂組成物(D−3)を得た。得られた樹脂は水酸基価が87mgKOH/g、酸価が46mgKOH/g、平均重量分子量が34,000であった。
下記表2に示す配合とする以外、製造例15と同様にして合成し、樹脂組成物(D−4)、(D−5)、(D−7)〜(D−11)を得た。
下記表2に示す配合とし、回収する反応溶媒の量を33部とする以外、製造例15と同様にして合成し、樹脂組成物(D−6)を得た。
製造例26
製造例15で得た樹脂組成物(D−1)50部(固形分25部)、「HOSTAPERM VIORET RL SPECIAL」(商品名、CLARIANT社製、ジオキサジン系顔料、C.I.ピグメントバイオレット23)50部及び脱イオン水100部を容量225ccの広口ガラスビン中に入れ、分散メジアとして直径約1.3mmφのガラスビーズを加えて密封し、ペイントシェイカーにて4時間分散してジオキサジン系顔料分散体(P1)を得た。
製造例26において、配合組成を下記表3に示す通りとする以外は、製造例26と同様にして、ジオキサジン系顔料分散体(P2)〜(P11)を得た。
製造例6で得た水酸基含有アクリル樹脂(A−1−6)46部(固形分25部)、「JR−806」(商品名、テイカ社製、ルチル型二酸化チタン)100部及び脱イオン水54部を容量225ccの広口ガラスビン中に入れ、分散メジアとして直径約1.3mmφのガラスビーズを加えて密封し、ペイントシェイカーにて4時間分散して二酸化チタン顔料分散体(P12)を得た。
攪拌混合容器内において、アルミニウム顔料ペースト(商品名「GX−180A」、旭化成メタルズ社製、アルミニウム含有量74%)19部、2−エチル−1−ヘキサノール35部、下記リン酸基含有樹脂溶液8部及び2−(ジメチルアミノ)エタノール0.2部を均一に混合して、光輝性顔料分散体(P13)を得た。
リン酸基含有樹脂溶液:温度計、サーモスタット、撹拌器、還流冷却器及び滴下装置を備えた反応容器にメトキシプロパノール27.5部及びイソブタノール27.5部の混合溶剤を入れ、110℃に加熱した後、110℃に保持しつつ、スチレン25部、n−ブチルメタクリレート27.5部、分岐高級アルキルアクリレート(商品名「イソステアリルアクリレート」、大阪有機化学工業社製)20部、4−ヒドロキシブチルアクリレート7.5部、下記リン酸基含有重合性モノマー15部、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート12.5部、イソブタノール10部及びt−ブチルパーオキシオクタノエート4部からなる混合物121.5部を4時間かけて上記混合溶剤に滴下し、さらにt−ブチルパーオキシオクタノエート0.5部とイソプロパノール20部とからなる混合物を1時間滴下した。その後、1時間攪拌熟成して固形分50%のリン酸基含有樹脂溶液を得た。リン酸基含有樹脂は、酸価が83mgKOH/g、水酸基価が29mgKOH/g、重量平均分子量が10,000であった。
リン酸基含有重合性モノマー:温度計、サーモスタット、撹拌器、還流冷却器及び滴下装置を備えた反応容器にモノブチルリン酸57.5部及びイソブタノール41部を入れ、90℃に昇温させた。その後、グリシジルメタクリレート42.5部を2時間かけて滴下した後、さらに1時間攪拌熟成した。次いで、イソプロパノ−ル59部を加えて、固形分50%のリン酸基含有重合性モノマー溶液を得た。得られたモノマーの酸価は285mgKOH/gであった。
2−エチル−1−ヘキサノールを、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル(20℃において100gの水に溶解する質量:0.5g)とする以外は、製造例38と同様にして、光輝性顔料分散体(P14)を得た。
希釈溶剤の2−エチル−1−ヘキサノールを、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル(20℃において100gの水に溶解する質量:6g)とする以外は、製造例38と同様にして、光輝性顔料分散体(P15)を得た。
攪拌混合容器内において、アルミニウム顔料ペースト(商品名「STAPA HYDROLAC PMH 3540」、エカルト社製、アルミニウム含有量72%)19部、2−エチル−1−ヘキサノール35部、上記リン酸基含有樹脂溶液8部及び2−(ジメチルアミノ)エタノール0.2部を均一に混合して、光輝性顔料分散体(P16)を得た。
攪拌混合容器内において、アルミニウム顔料ペースト(商品名「STAPA HYDROLAC PMH 3540」、エカルト社製、アルミニウム含有量72%)19部、2−エチル−1−ヘキサノール35部を均一に混合して、光輝性顔料分散体(P17)を得た。
希釈溶剤の2−エチル−1−ヘキサノールを、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル(20℃において100gの水に溶解する質量:無限)とする以外は、製造例38と同様にして、光輝性顔料分散体(P18)を得た。
実施例1
撹拌混合容器に、製造例1で得た水分散性水酸基含有アクリル樹脂水分散液(A1−1−1)100部、製造例7で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A1−2−1)57部、メラミン樹脂(A2−1)(メチル−ブチル混合エーテル化メラミン樹脂、固形分60%、重量平均分子量2,000)50部、製造例26で得たジオキサジン系顔料分散体(P1)4部、製造例37で得た二酸化チタン顔料分散体(P12)25部及び製造例38で得た光輝性顔料分散体(P13)62部を入れ、均一に混合し、更に、「プライマルASE−60」、2−(ジメチルアミノ)エタノール及び脱イオン水を加えてpH8.0、固形分25%、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度50秒の水性塗料組成物(X1)を得た。
実施例1において、配合組成を下記表4に示す通りとする以外は、実施例1と同様にして、pH8.0、固形分25%、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度50秒である水性塗料組成物(X2)〜(X23)を得た。
(注2)「バイヒジュールVPLS2310」:商品名、住化バイエルウレタン社製、ブロック化ポリイソシアネート化合物、固形分38%。
製造例44
縦300mm×横450mm×厚さ0.8mmのリン酸亜鉛処理された冷延鋼板に、熱硬化性エポキシ樹脂系カチオン電着塗料組成物(商品名「エレクロンGT−10」、関西ペイント社製)を硬化膜厚が20μmとなるように電着塗装し、170℃で30分加熱して硬化させた。次いで、この電着塗膜上に中塗り塗料組成物(商品名「TP−65−2」、関西ペイント社製、ポリエステル樹脂・アミノ樹脂系有機溶剤型塗料組成物)を硬化膜厚が35μmとなるように塗装し、140℃で30分間加熱して硬化させた。かくして、鋼板上に電着塗膜及び中塗り塗膜を形成してなる被塗物を作製した。
実施例22
実施例1で得られた水性塗料組成物(X1)を、前記塗膜形成方法Iの2コート1ベーク方式におけるベースコート形成用塗料として使用して、被塗物上にベースコート及びクリヤーコートからなる複層塗膜を形成した。
即ち、製造例44で得た被塗物に、製造直後(製造後1時間以内)の水性塗料組成物(X1)を、回転霧化型のベル型塗装機を用いて、硬化膜厚が15μmとなるように塗装し、2分間放置後、80℃で3分間プレヒートを行なった。次いで、その未硬化塗面上にアクリル樹脂系有機溶剤型上塗りクリヤー塗料組成物(商品名「マジクロンKINO−1210」、関西ペイント社製)を硬化膜厚が40μmとなるように塗装し、7分間放置した後、140℃で30分間加熱してこの両塗膜を同時に硬化させた。かくして、被塗物上にベースコート及びクリヤーコートからなる複層塗膜が形成された試験板1を得た。
また、製造直後の水性塗料組成物(X1)に代えて、製造後40℃で30日間貯蔵した後の水性塗料組成物(X1)を用いる以外は、上記試験板1の作製方法と同様にして、貯蔵後の水性塗料組成物(X1)を塗装した試験板2を得た。
また、水性塗料組成物(X1)を、硬化膜厚が25μmとなるように塗装する以外は、前記試験板1の作製方法と同様にして、耐ワキ性試験用の試験板3を得た。
実施例22において、水性塗料組成物(X1)に代えて、表5に示した水性塗料組成物を用いる以外は、実施例22と同様にして、実施例23〜42及び比較例3〜4の試験板を得た。
<塗料性能試験>
貯蔵安定性:実施例22〜42及び比較例3〜4で得られた、製造直後の水性塗料組成物を塗装した試験板1及び製造後40℃で30日間貯蔵した後の塗料組成物を塗装した試験板2について、それぞれマルチアングル分光測色計「CM−512m3」(コニカミノルタ社製)を用いて、塗膜面に垂直な軸に対し25°の角度から光を照射し、反射した光のうち塗膜面に垂直な方向の光についてL*、a*、b*を測色し、試験板1と試験板2との間の色差ΔE*(JIS K 5600−4−6(1999))を算出した。ΔE*が小さいほど、貯蔵による色の変化が小さく、塗料の貯蔵安定性が優れていることを示す。例えば、実用上、ΔE*は2.5以下が好ましく、2以下がより好ましい。
耐ワキ性:上記実施例22〜42及び比較例3〜4で得られた各試験板のうち、試験板3を肉眼で観察し、下記基準で評価した。
◎:試験板上にワキの発生が認められない、
○:試験板上に1〜2個のワキの発生が認められる、
△:試験板上に3〜9個のワキの発生が認められる、
×:試験板上に10個以上のワキの発生が認められる。
◎:目視の角度によるメタリック感の変化が顕著である(極めて優れたフリップフロップ性を有する)、
○:目視の角度によるメタリック感の変化が大きい(フリップフロップ性に優れる)、
△:目視の角度によるメタリック感の変化がやや小さい(フリップフロップ性がやや劣る)、
×:目視の角度によるメタリック感の変化が小さい(フリップフロップ性が劣る)。
◎:メタリックムラがほとんど認められず、極めて優れた塗膜外観を有する、
○:メタリックムラがわずかに認められるが、優れた塗膜外観を有する、
△:メタリックムラが認められ、塗膜外観がやや劣る、
×:メタリックムラが多く認められ、塗膜外観が劣る。
○:ゴバン目塗膜が100個残存しているが、フチカケが生じている、
△:ゴバン目塗膜が90〜99個残存している、
×:ゴバン目塗膜の残存数が89個以下である。
Claims (13)
- (A1)被膜形成性水性樹脂、(B)ジオキサジン系顔料、(C)疎水性溶媒及び(D)ニトロ基が結合した芳香環を有する樹脂を含有する水性塗料組成物。
- さらに、硬化剤(A2)を含有する請求項1に記載の水性塗料組成物。
- 被膜形成性水性樹脂(A1)が、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー0.1〜30質量%及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー70〜99.9質量%を共重合成分とする共重合体(I)であるコア部と、水酸基含有重合性不飽和モノマー1〜40重量%、疎水性重合性不飽和モノマー5〜50質量%及びその他の重合性不飽和モノマー10〜94質量%を共重合成分とする共重合体(II)であるシェル部とからなり、共重合体(I)/共重合体(II)の割合が、固形分質量比で10/90〜90/10の範囲内であるコア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1−1’)である請求項2に記載の水性塗料組成物。
- ジオキサジン系顔料(B)が、C.I.ピグメントバイオレット23(C.I.番号51319)である請求項1〜3のいずれか1項に記載の水性塗料組成物。
- 疎水性溶媒(C)が、1−オクタノール、2−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル及びジプロピレングリコールモノn−ブチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも1種の疎水性溶媒である請求項1〜4のいずれか1項に記載の水性塗料組成物。
- 重合性不飽和モノマー(a)とその他の重合性不飽和モノマー(b)との質量比が、前者/後者の比で5/95〜50/50の範囲内にある請求項6又は7に記載の水性塗料組成物。
- その他の重合性不飽和モノマー(b)が、該モノマー(b)の一部として、ポリオキシアルキレン鎖を有する重合性不飽和モノマーを、重合性不飽和モノマー(a)及び該モノマー(b)の合計量を基準として、5〜50質量%含有する請求項6〜8のいずれか1項に記載の水性塗料組成物。
- 被膜形成性水性樹脂(A1)、ジオキサジン系顔料(B)、疎水性溶媒(C)及びニトロ基が結合した芳香環を有する樹脂(D)の配合割合が、被膜形成性水性樹脂(A1)100質量部を基準として、ジオキサジン系顔料(B)が0.01〜15質量部、疎水性溶媒(C)が10〜120質量部であり、かつジオキサジン系顔料(B)100質量部を基準として、ニトロ基が結合した芳香環を有する樹脂(D)が20〜300質量部である請求項1〜9のいずれか1項に記載の水性塗料組成物。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の水性塗料組成物が塗装された物品。
- (1)被塗物に、請求項1〜10のいずれか1項に記載の水性塗料組成物を塗装してベースコートを形成する工程、
(2)上記の未硬化のベースコート塗面上に、クリヤー塗料組成物を塗装してクリヤーコートを形成する工程、並びに
(3)上記の未硬化のベースコート及び未硬化のクリヤーコートを、加熱して両塗膜を同時に硬化させる工程
を含む複層塗膜形成方法。 - 請求項12に記載の複層塗膜形成方法により塗装された物品。
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