JP2817194B2 - 塗料用組成物 - Google Patents

塗料用組成物

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、乳化懸濁重合により得られ、特定の平均粒
径を有するアクリル酸エステル−スチレン共重合体及び
/又はメタクリル酸エステル−スチレン共重合体〔以
下、(メタ)アクリル酸エステル−スチレン共重合体と
記載する〕と、バインダーとからなる、耐候性が良好で
あって、塗膜がビロード状の外観を呈する塗料用組成物
に関する。
〔従来の技術及びその問題点〕
艶消し且つビロード状のソフトな外観を呈する塗膜を
形成するためには、塗料用組成物のバインダー中に分散
される重合体粒子として、平均粒径が10〜100μm程度
であって、且つ、粒度の揃った、好ましくは球形の微粒
子を用いることが望ましいことが知られている。
例えば、米国特許第3527729号明細書には、塗膜を形
成する非会合性分散粒子及び非揮発性媒体と高分子エス
トラマーとからなる塗料用組成物が開示されている。
又、特開昭49−93433号公報には、耐候性の優れたポリ
エステル又はポリエーテルとアルコール変性されたメラ
ミンホルマリン樹脂、又は尿素ホルマリン樹脂とを加熱
縮合硬化させて得られる重合体粒子を使用した塗料用組
成物が開示されている。しかし、上記加熱縮合反応で
は、艶消し且つビロード状の外観を呈する塗膜を形成す
るために必要な、平均粒径10〜100μmの重合体粒子の
収量が非常に低く実用的ではない。更に、ポリエステル
或いはポリエーテルの微粒子化は、キシロール中で行わ
れており、水系塗料としては使い難いという欠点があ
り、水系塗料として使用するためには、重合体粒子を濾
過して水中に再分散させる工程が必要となり、この工程
中に粒子の凝集或いは損失を生ずるという難点もある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記従来の塗料用組成物に使用されていた重
合体粒子の改良に関する。
即ち、本発明は、乳化懸濁重合により得られ、平均粒
径が3〜150μmである(メタ)アクリル酸エステル−
スチレン共重合体と、バインダーとからなる塗料用組成
物に関する。本発明の(メタ)アクリル酸エステル−ス
チレン共重合体は、そのままでも勿論使用し得るが、架
橋及び/又はカルボキシ変性することにより、得られる
塗料用組成物の物性及び塗膜の外観が更に向上する。
本発明の塗料用組成物に用いる重合体粒子は、水中で
の乳化或いは懸濁重合により製造することができる。そ
のため水系塗料用の重合体粒子として好適である。又、
その粒子径は乳化剤或いは分散剤の量或いは種類、撹拌
翼の回転数の選択等により容易に調整することができ、
収量も極めて高い。水系塗料は火気に対して安全であ
り、又、屋内塗装に於いても作業環境が良好であるとい
う利点がある。
本発明の塗料用組成物に用いられる重合体粒子の平均
粒径は3〜150μmの範囲である。特に、10〜100μm程
度の粒径のものが好ましい。平均粒径が上記範囲を外れ
た場合、塗料組成物の調整が困難であったり、艶消し且
つビロード状のソフトな外観を有する塗膜を得ることが
できない。
更に、本発明の塗料用組成物では、(メタ)アクリル
酸エステル−スチレン共重合体100重量部に対して、バ
インダー25〜100重量部、好ましくは40〜90重量部程度
含有するものが好適である。重合体粒子或いはバインダ
ーの含有量が上記範囲を外れた場合は、艶消し且つビロ
ード状の外観を呈する塗膜を得ることはできない。
(メタ)アクリル酸エステル−スチレン共重合体は、
ガラス転移点が室温以下のものが好ましい。そのため、
(メタ)アクリル酸エステルモノマーとしては、アクリ
ル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、
アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸
ヘプチル、アクリル酸オクチル、メタアクリル酸ヘキシ
ル、メタアクリル酸ヘプチル、メタアクリル酸オクチ
ル、メタアクリル酸ノニル、メタアクリル酸デシルなど
が、又、スチレンモノマーとしてはスチレンの他、一部
水素が脂肪族炭化水素によって置換されたものが好まし
い。
架橋剤としては、ジイソプロピルベンゼンヒドロパー
オキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、過酸化ラウ
リル、過酸化ベンゾイル、過酸化ジクミルなどが挙げら
れる。これらは開始剤及び架橋剤として作用する。特に
架橋効果が高いものは過酸化ベンゾイルと過酸化ジクミ
ルである。又、(メタ)アクリル酸エステル或いはスチ
レンと共重合可能な架橋性モノマーを使用することがで
き、それらの架橋性モノマーとしては、ジビニルベンゼ
ン、エチルグリコールジメタクリレート、1,3−ブチレ
ングリコールジメタクリレート、1,4−ブチレングリコ
ールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタク
リレート、アルキレングリコールジアクリレート、トリ
メチロールプロパントリアクリレート、アリルメタクリ
レート、アリルシンナメート、ジビニルベンゼントリア
リルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、アリ
ルソルベート、ジアリルフタレート、ジアリルマレー
ト、アリルアクリレート、トリアリルイソシアヌレー
ト、アリルシンナメートなどが挙げられる。ジビニルベ
ンゼン、アリルアクリレート、トリアリルイソシアヌレ
ート、アリルシンナメートなどが好適であり、これらモ
ノマーは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせ
て用いてもよい。
上記架橋剤或いは架橋性モノマーは、(メタ)アクリ
ル酸エステル−スチレン共重合体100重量部に対し、0.0
001〜5重量部程度添加され使用される。重合体粒子の
架橋により塗膜のタック性を調整することができる。タ
ック性が高い場合、塗膜表面に塵、埃等が吸着され外観
が不良となるが、これは共重合体を架橋することにより
改良することができる。但し、架橋が過ぎると塗膜外観
が剛直なものとなり、ビロード状のソフトな感触が失わ
れてしまう。そのため架橋度(ゲル分率)は70〜100
%、特に80〜100%の範囲が好ましい。但し、ここで本
発明の重合体としてゲル分率100%のもの迄使用できる
という意味は、溶剤に溶解しない部分が100%ではある
が、重合体が柔軟性を失わない範囲で使用できるという
意味であり、ゲル分率が100%に達してから更に架橋が
進み、重合体が剛直なものに迄なってしまった重合体を
も含むものではない。
カルボキシ変性に用いられる変性剤としては、アクリ
ル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマー
ル酸などのエチレン性不飽和脂肪酸が使用される。これ
らの変性剤は、(メタ)アクリル酸エステル−スチレン
共重合体100重量部に対し、2〜10重量部程度添加され
使用される。
重合体粒子をカルボキシ変性することにより、化学的
変化或いは粒子の分離、分散状態等の物理的変化により
エマルジョンの安定性が低下することを防止し、長期保
存性をより向上させることができる。
乳化懸濁重合に於いて用いる乳化剤としては、オレイ
ン酸カリウム、ミリスチン酸ナトリウム、パルミチン酸
ナトリウム、コハク酸カリウム等の脂肪酸石鹸、ロジン
酸カリウム、不均化ロジン酸カリウム等の樹脂酸石鹸、
アルキルベンゼンスルホン酸石鹸、アルキルベンゼンス
ルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナ
トリウム等のスルホン酸石鹸、ポリオキシエチレンノニ
ルフェニルエーテルサルフェート等の燐酸石鹸、ポルオ
キシエチレンノニルフェニルエーテル等のノニオン系石
鹸、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド等のカ
チオン系石鹸などが挙げられる。
又、分散剤としては、スターチ、寒天、デキストラ
ン、ゼラチン等の天然高分子、メチルセルロース、エチ
ルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキ
シメチルセルロース、カルボキシメチルスターチ等の半
合成高分子、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸等
の合成高分子などを使用することができる。
乳化懸濁重合に際し、上記乳化剤と分散剤とを組み合
わせて使用することが必須である。乳化剤のみを用いた
場合、得られる重合体粒子は粒径0.2〜0.3μm程度の微
粒子となってしまい、又、分散剤のみを用いた場合、そ
の粒径は20〜200μ程度となり、粒径150μを越える大き
な粒子も含まれることとなり、何れにしても艶消し且つ
ビロード状の外観を呈する塗膜を得ることはできない。
本発明の塗料用組成物の主たる成分の一つであるバイ
ンダーとしては、フタノール酸樹脂、ポリウレタン樹
脂、メラミン樹脂、アクリル酸樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リ酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ス
チレン−ブタジエン共重合体、水溶性アルキド樹脂、水
溶性メラミン−ホルマリン樹脂、水溶性マレイン化油、
ポリビニルアルコール、水溶性アクリル樹脂、アクリル
エマルジョン、酢酸ビニルエマルジョン、塩化ビニリデ
ンエマルジョン等が挙げられ、何れのバインダーも使用
し得る。
次に、本発明の塗料用組成物を実施例によって詳しく
説明する。
実施例1 窒素置換した蒸留水1000g中に、コハク酸カリウム0.0
1g及びポリビニルアルコール5gを溶解させ、この溶液中
に反応開始剤として過酸化ベンゾイル0.5g、モノマーと
して、アクリル酸ブチル288g、メタクリル酸メチル20
g、スチレン192g(モノマー合計量:500g、アクリル酸ブ
チル:55モル%、メタクリル酸メチル:5モル%、スチレ
ン:40モル%)を添加し、撹拌分散させ、80℃の温度で
3時間、重合させた。得られた三元共重合体はほぼ球状
であって、その平均粒径は40μmであった。この三元共
重合体粒子4.8gに、バインダーとしてシーラー(大橋化
学製)4gを加え、均一になるまで撹拌した後、顔料0.4g
を加え、均一撹拌し塗料用組成物を得た。
この塗料用組成物を金属表面に吹き付け塗布したとこ
ろ、艶消し且つビロード状のソフトな感触の外観を有す
る塗膜を得ることができた。
尚、上記の三元共重合体そのもの及び上記金属表面上
の塗膜の耐候性を、耐候性促進試験機によって評価した
ところ、2500時間経過後も色の変化は全く認められなか
った。
実施例2 窒素置換した蒸留水1000g中に、コハク酸カリウム0.0
1g及びポリビニルアルコール5gを溶解させ、この溶液中
に反応開始剤として過酸化ベンゾイル0.5g、架橋剤とし
てジビニルベンゼン1g、モノマーとして、アクリル酸ブ
チル288g、メタクリル酸メチル20g、スチレン192g(モ
ノマー合計量:500g、アクリル酸ブチル:55モル%、メタ
クリル酸メチル:5モル%、スチレン:40モル%)500gを
添加し、撹拌分散させ、80℃の温度で3時間、重合させ
且つ架橋させた。得られた三元共重合体はほぼ球状であ
って、その平均粒径は40μmであった。この三元共重合
体粒子4.8gに、バインダーとしてシーラー(大橋化学
製)4gを加え、均一になるまで撹拌した後、顔料0.4gを
加え、均一撹拌し塗料用組成物を得た。
この塗料用組成物を金属表面に吹き付け塗布したとこ
ろ、艶消し且つビロード状のソフトな感触の外観を有す
る塗膜を得ることができた。
尚、上記の三元共重合体そのもの及び上記金属表面上
の塗膜の耐候性を、耐候性促進試験機によって評価した
ところ、2500時間経過後も色の変化は全く認められなか
った。
実施例3 窒素置換した蒸留水1000g中に、コハク酸カリウム0.0
1g及びポリビニルアルコール5gを溶解させ、この溶液中
に反応開始剤として過酸化ベンゾイル0.5g、カルボキシ
変性剤としてアクリル酸3.5g、モノマーとして、アクリ
ル酸−2−エチルヘキシル296g、メタクリル酸メチル25
g、スチレン179g(モノマー合計量:500g、アクリル酸−
2−エチルヘキシル:45モル%、メタクリル酸メチル:7
モル%、スチレン:48モル%)500gを添加し、撹拌分散
させ、80℃の温度で3時間、重合させ且つカルボキシ変
性させた。得られた三元共重合体はほぼ球状であって、
その平均粒径は39μmであった。この三元共重合体粒子
5.0gに、バインダーとしてシーラー(大橋化学製)4gを
加え、均一になるまで撹拌した後、顔料0.5gを加え、均
一撹拌し塗料用組成物を得た。
この塗料用組成物を石膏ボード表面に吹き付け塗布し
たところ、艶消し且つビロード状のソフトな感触の外観
を有する塗膜を得ることができた。
尚、上記の三元共重合体そのもの及び上記石膏ボード
表面上の塗膜の耐候性を、耐候性促進試験機によって評
価したところ、3000時間経過後も色の変化は全く認めら
れなかった。
実施例4 窒素置換した蒸留水1000g中に、コハク酸カリウム0.0
1g及びポリビニルアルコール5gを溶解させ、この溶液中
に反応開始剤として過酸化ベンゾイル0.5g、架橋剤とし
てジビニルベンゼン1g、カルボキシ変性剤としてアクリ
ル酸3.5g、モノマーとして、アクリル酸−2−エチルヘ
キシル271g、メタクリル酸メチル37g、スチレン192g
(モノマー合計量:500g、アクリル酸−2−エチルヘキ
シル:40モル%、メタクリル酸メチル:10モル%、スチレ
ン:50モル%)500gを添加し、撹拌分散させ、80℃の温
度で3時間、重合させ且つ架橋及びカルボキシ変性させ
た。得られた三元共重合体はほぼ球状であって、その平
均粒径は36μmであった。この三元共重合体粒子5.0g
に、バインダーとしてシーラー(大橋化学製)3.7gを加
え、均一になるまで撹拌した後、顔料0.5gを加え、均一
撹拌し塗料用組成物を得た。
この塗料用組成物を石膏ボード表面に吹き付け塗布し
たところ、艶消し且つビロード状のソフトな感触の外観
を有する塗膜を得ることができた。
尚、上記の三元共重合体そのもの及び上記石膏ボード
表面上の塗膜の耐候性を、耐候性促進試験機によって評
価したところ、3000時間経過後も色の変化は全く認めら
れなかった。
〔発明の効果」 本発明の、乳化懸濁重合により得られた、特定の粒子
径を有する(メタ)アクリル酸エステル−スチレン共重
合体とバインダーとからなる塗料用組成物は、長期保存
性が優れており、物品に塗着した場合、塗膜表面が適度
な硬度となるものである。特に、カルボキシ変性したも
のは長期保存性が極めて良好であり、又、架橋したもの
は、架橋の程度により塗膜表面の硬度を適宜に調整する
ことができる。
本発明の塗料用組成物を物品に塗着した場合、塗膜は
ビロード状の外観を呈し、非常に美麗である。又、塗膜
の耐候性が極めて優れており、屋外であっても劣化、褪
色等を生ずることがない。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】乳化懸濁重合により得られ、平均粒径が3
    〜150μmである、アクリル酸エステル−スチレン共重
    合体及び/又はメタクリル酸エステル−スチレン共重合
    体と、バインダーとからなる塗料用組成物。
  2. 【請求項2】アクリル酸エステル−スチレン共重合体及
    び/又はメタクリル酸エステル−スチレン共重合体が架
    橋されていることを特徴とする特許請求の範囲第(1)
    項記載の塗料用組成物。
  3. 【請求項3】アクリル酸エステル−スチレン共重合体及
    び/又はメタクリル酸エステル−スチレン共重合体がカ
    ルボキシ変性されていることを特徴とする特許請求の範
    囲第(1)項記載の塗料用組成物。
  4. 【請求項4】アクリル酸エステル−スチレン共重合体及
    び/又はメタクリル酸エステル−スチレン共重合体が架
    橋され、且つ、カルボキシ変性されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第(1)項記載の塗料用組成物。
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