JP3385436B2 - Water-based paint composition - Google Patents

Water-based paint composition

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JP3385436B2
JP3385436B2 JP30930593A JP30930593A JP3385436B2 JP 3385436 B2 JP3385436 B2 JP 3385436B2 JP 30930593 A JP30930593 A JP 30930593A JP 30930593 A JP30930593 A JP 30930593A JP 3385436 B2 JP3385436 B2 JP 3385436B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明はリン酸エステル変性エポ
キシ樹脂とカルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体
との共重合体を塩基性物質で水に可溶化した水溶性樹脂
を必須成分として含有する水系塗料組成物に関し、特に
優れた耐水性及び耐食性等を有する塗膜を生じる水系塗
料組成物に関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、塗料中の有機溶剤の濃度の規制が
強化されつつある状況にある。現在水系塗料に使用され
ている樹脂形態にはエマルジョン型と水溶性型がある。
エマルジョン型は親水性の乳化剤を多量に使用するた
め、これらが塗膜形成後の塗膜中に残存し、耐水性等の
物性を悪化させる欠点があった。また水溶性型は一般に
水溶化するために高酸価にする必要があるが、高酸価に
すると耐水性が劣る欠点があり、酸価を低くすると安定
性に劣る問題があった。これらの欠点を改善する方法と
してリン酸変性エポキシ樹脂が知られており、これによ
り耐水性は向上するものの塗料の安定性が著しく劣る欠
点があった。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決し、塗料の安定性が良好で、かつ塗膜の耐水性
にも優れる水系塗料組成物を提供するものである。 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、ビスフ
ェノール型エポキシ樹脂70〜95重量%とフェノール
ノボラック型エポキシ樹脂5〜30重量%のエポキシ樹
脂とモノヒドロオキシリン酸ジエステルを主成分とする
リン酸エステルとの反応物であって、酸価が5mgKO
H/g以下、リン含有量が1〜8%、オキシラン酸素含
有量が0.2%以下であるリン酸エステル変性エポキシ
樹脂(a)50〜90重量部カルボキシル基含有エ
チレン性不飽和単量体(b)10〜50重量部とを酸価
30〜80mgKOH/gの範囲になるように共重合
て得た共重合生成物のカルボキシル基をトリエチルアミ
ンで中和して得た水可溶性樹脂(A)、水系の熱硬化性
樹脂(B)、及び硬化剤(C)よりなる水系塗料組成物
であって、前記水可溶性樹脂(A)を水系塗料組成物1
00重量部当たり2〜20重量部含有せしめたことを特
徴とする水系塗料組成物である。即ち、本発明において
は、エポキシ樹脂をリン酸エステル変性することによっ
て密着性を向上させ、更に塗料の安定性を改良するため
に酸価を5mgKOH/g以下及びオキシラン酸素含有
量を0.2%以下に低減して、これにカルボキシル基含
有エチレン性不飽和単量体を共重合させ、該共重合体を
塩基性物質であるトリエチルアミンで中和することによ
って安定性が良好で、かつ優れた耐水性、耐食性等の塗
膜物性を与える水系塗料組成物を得ることができるので
ある。以下、本発明を詳細に説明する。 【0005】本発明に用いられるエポキシ樹脂は、ビス
フェノール型とノボラック型との混合エポキシ樹脂であ
る。ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、ビスフェ
ノールA型及びビスフェノールF型のジグリシジルエー
テルタイプが好ましい。また、エポキシ樹脂の分子量範
囲としては、312から10,000程度のものまで使
用できるが、分子量が大きいとリン酸エステル変性化合
物のリン含有量が低下し、本発明の効果が薄れる。好ま
しくは分子量範囲としては、312から2,000程度
である。ノボラック型エポキシ樹脂としてはフェノール
ノボラック、オルソクレゾールノボラック、アルキルフ
ェノールノボラック等を用いることができるが、フェノ
ールノボラック型が好ましい。ビスフェノール型エポキ
シ樹脂とノボラック型エポキシ樹脂の混合割合は、7
0:30〜95:5重量%の範囲内であることが好まし
い。ノボラック型エポキシ樹脂が5重量%以下の場合に
は耐水性及び耐食性の改良が十分ではなく、30重量%
以上の場合にはリン酸エステル反応時にゲル化するため
である。 【0006】本発明に使用される好ましいリン酸エステ
ルとしてはモノヒドロオキシリン酸ジエステルが望まし
いが、ジヒドロオキシリン酸モノエステルとの混合物も
使用することができる。リン酸エステルの例としてはジ
ブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、モノイ
ソデシルホスフェート、ジ(2−エチルヘキシル)ホス
フェート、エチルアシッドホスフェート、ブチルアシッ
ドホスフェート、イソプロピルアシッドホスフェート、
イソデシルアシッドホスフェート、トリデカノールアシ
ッドホスフェート、ブトキシエチルアシッドホスフェー
ト、2−エチルヘキシルアシッドホスフェート、β−ク
ロロエチルアシッドホスフェート、ヘプチルアシッドホ
スフェート、(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)
アシッドホスフェート等が挙げられるがこれらに限定さ
れるものではない。 【0007】本発明のエポキシ樹脂にリン酸エステルを
付加する反応は、エポキシ基1当量に対してリン酸エス
テルの酸当量を0.2〜0.9の範囲内として行うことが
好ましい。0.2以下の場合にはリン含有量が少なくな
り、0.9以上では未反応のリン酸エステルが残って酸
価が高くなるためである。また反応温度は50〜150
℃、好ましくは80〜120℃で、加熱したエポキシ樹
脂中にリン酸エステルを30分〜2時間で徐々に加え
て、酸価が10mgKOH/g以下になるように更に1
〜10時間反応させる。尚、当該付加物のリン含有量は
1〜8%とするのが好ましく、1%以下では耐食性が劣
り、8%より多くしてもそれ程良くはならない。また酸
価が10mgKOH/g以上になると水性塗料用組成物
としての貯蔵安定性が劣るため、酸価は10mgKOH
/g以下、好ましくは5mgKOH/g以下になるよう
にして反応する。また反応は無溶剤で行うのが好ましい
が、溶剤を用いても良い。特に後で述べるようなリン酸
エステル変性エポキシ樹脂とカルボキシル基含有エチレ
ン性不飽和単量体とを共重合させる際、使用する溶剤と
して親水性溶剤を用いると、次の工程で溶剤を変更する
必要がないので好ましい。尚、反応後にエポキシ基が多
く残存するとカルボキシル基含有エチレン性不飽和単量
体と共重合させる際に耐加水分解性に劣るエステル型グ
ラフトが生じるため、反応後のオキシラン酸素含有量を
0.2%以下にするのが好ましい。このようなオキシラ
ン酸素含有量を低下させる手段として、リン酸エステル
変性エポキシ樹脂とカルボキシル基含有エチレン性不飽
和単量体とを共重合した後、該共重合体を3級脂肪酸と
反応させることが好ましい。この反応は、残存するエポ
キシ基に対して0.5〜1.0モルの3級脂肪酸を添加
し、100〜180℃で1〜10時間反応させることに
より0.2%以下にすることができる。 【0008】本発明のリン酸エステル変性エポキシ樹脂
とカルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体とを共重
合させるとは、慣用の方法によりリン酸エステル変性エ
ポキシ樹脂にカルボキシル基含有エチレン性不飽和単量
体を付加重合することであり、具体的にはリン酸エステ
ル変性エポキシ樹脂に、有機溶剤溶液中でフリーラジカ
ル発生剤の存在下にカルボキシル基含有エチレン性不飽
和単量体を付加重合させるものである。本発明に用いら
れるカルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体はアク
リル酸やメタクリル酸あるいはフマ−ル酸等のカルボキ
シル基を含有するモノエチレン性の不飽和カルボン酸を
必須成分とし、これに他のカルボキシル基含有エチレン
性不飽和単量体を含有していてもよく、エポキシ樹脂と
の共重合により水分散性の塩を形成するものである。
尚、アクリル酸又は及びメタクリル酸は水溶化するため
に全エチレン性不飽和単量体中に少なくとも3%以上含
む必要がある。アクリル酸又は及びメタクリル酸以外の
不飽和単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチル、
アクリル酸イソアミル、アクリル酸2−エチルヘキシ
ル、アクリル酸デシルなどのアクリル酸エステル類及び
これらに対応するメタクリル酸のアルキルエステル類、
スチレン、ビニルトルエン、2−メチルスチレン、t−
ブチルスチレンなどのスチレン系モノマー、アクリル酸
ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、ポ
リエチレングリコールモノメタクリレート、アクリル酸
ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル
などの水酸基含有モノマー、N−メチロールアクリルア
ミド、ジメチロールアクリルアミドなどのメチロール基
含有モノマー、N−ブトキシメチルアクリルアミドなど
のアルコキシメチル基含有モノマー、アクリル酸グリシ
ジル、メタクリル酸グリシジルなどのエポキシ基含有モ
ノマー並びにアクリロニトリルなどの1種又は2種以上
から選択することができる。 【0009】本発明に用いられるフリーラジカル発生剤
としては、例えばベンゾイルパーオキサイド、パーブチ
ルオクテート、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ア
ゾビスイソブチロニトリル等が挙げられるが、特に好ま
しいのはベンゾイルパーオキサイドである。これらは全
エチレン性単量体中少なくとも1.5重量%以上として
使用する。本発明の共重合で使用できる親水性の有機溶
剤としてはメタノール、エタノール、プロパノール、ブ
タノールなどのアルキルアルコール類、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イソプロピルエーテ
ル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレ
ングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコー
ルモノエチルエーテルなどのエーテルアルコール類、エ
チレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチ
レングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエ
ーテルエステル類が挙げられる。また、水と混合しない
不活性有機溶剤も使用することができ、例えばトルエ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸
ブチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン
等のケトン類などであるが、これらの有機溶剤は常圧又
は減圧下での蒸留により除去できるものが好ましい。 【0010】本発明の共重合ではリン酸エステル変性エ
ポキシ樹脂(a)50〜90重量%とカルボキシル基含
有エチレン性不飽和単量体(b)を10〜50重量%使
用するのが好ましい。変性エポキシ樹脂が50重量%未
満のとき本発明の目的とする耐食性が不十分であり、9
0重量%より大きいときには良好な分散体が得られなく
なる。共重合反応の温度は40〜200℃、好ましくは
60〜150℃で3〜10時間反応させる。得られた共
重合体生成物の酸価は通常、10〜300、特に30〜
100mgKOH/gの範囲内にあることが好ましい。 【0011】本発明で得られた共重合生成物を水に可溶
化させるには、アミンやアンモニア等の塩基性化合物を
添加してカルボキシル基を部分的あるいは全部を中和す
れば良く、塩基性化合物としては、アンモニアまたはト
リエチルアミン、トリエタノールアミン、モノメチルア
ミン、モノエチルアミン、モノメタノールアミン、ジメ
タノールアミン、トリメタノールアミン、ジメチルエタ
ノールアミン等が挙げられるが、沸点120℃以上のも
のでは塗膜の耐食性改善の効果が十分ではないため、沸
点120℃以下のものが好ましく、特にトリエチルアミ
ンが好ましい。 【0012】本発明で用いられる水系の熱硬化性樹脂
(B)とは、水溶性または水分散性の、アルキッド樹
脂、オイルフリーアルキッド樹脂、ポリエステル樹脂及
びアクリル樹脂等が挙げられるが、これらに限定される
ものではない。また、本発明で使用される硬化剤(C)
としては、アミノ樹脂、レゾ−ル樹脂等である。更に、
必要に応じて着色顔料、防錆顔料、タレ防止剤、表面調
整剤等の各種添加剤を配合することができる。このよう
にして得られた本発明の水系塗料組成物は、特に水性ア
ミノ樹脂によって加熱硬化され、又、水系の熱硬化性樹
脂が乾性油またはその脂肪酸を用いて得られるアルキッ
ド樹脂のような場合には、金属ドライヤーを添加して常
乾型塗料としても利用することができる。かくして得ら
れた本発明の水系塗料用樹脂組成物は、貯蔵安定性に優
れ耐水性及び耐食性に優れた塗膜を得ることができる。 【0013】 【実施例及び比較例】以下、実施例によって本発明を具
体的に説明するが、勿論この例のみに限定されるもので
はない。尚、「部」は特に断らない限り重量部である。 【0014】製造例1 撹拌機、温度計、還流冷却器、滴下ロートを備えた反応
容器にYD−128(東都化成社製ビスフェノールA型
液状エポキシ樹脂、エポキシ当量=187g/eq)8
00部とYDPN−638(東都化成社製フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量=178g/e
q)200部を入れ、100℃に加熱した後ジブチルホ
スフェート(酸価=264mgKOH/g)804.5
部を1時間で滴下し、更に6時間反応した。更にネオ酸
(エクソンケミカル社製、酸価=321mgKOH/
g)95.6部及び触媒としてトリフェニルホスフィン
0.1部を仕込み150℃にて8時間反応を行い、酸価
3.9mgKOH/g、オキシラン酸素含有量0.03
%、数平均分子量2,500のリン酸エステル変性エポ
キシ樹脂を得た。上記リン酸エステル変性エポキシ樹脂
320部にエチレングリコールモノブチルエーテル7
0.6部を加えて115℃まで加温溶解させ、メタクリ
ル酸23.0部、メタクリル酸メチル57部と75%過
酸化ベンゾイル6.5部の混合物を反応容器内温度が1
15〜120℃を保つように2時間で滴下した後、更に
2時間同温度で反応し、酸価=42mgKOH/gの共
重合体を得た。次にエチレングリコールモノブチルエー
テルを41部加えて80℃まで加温した後トリエチルア
ミン33.3部を1時間で滴下し、次いでイオン交換水
202.3部を2時間かけて滴下し、粘度=950cp
s/25℃、PH=6.7の水溶性樹脂を得た。 【0015】製造例2 製造例1に記載した酸価3.9mgKOH/g、オキシ
ラン酸素含有量0.03%、数平均分子量2,500の
変性樹脂240部とn−ブチルアルコール37.5部、
エチレングリコールモノブチルエーテル112.5部を
反応容器内に入れて115℃で溶解した後、メタクリル
酸17.3部、スチレンモノマー9.1部、アクリル酸
エチル0.3部、及び75%過酸化ベンゾイル2.4部
の混合物を2時間で滴下し、更に同温度で2時間反応を
行い酸価60mgKOH/gの共重合体を得た。次に85℃に
冷却しトリエチルアミン27.7部及びイオン交換水5
60部を加えて混合し、粘度=870cps/25℃、
PH=7.4の水溶性樹脂を得た。 【0016】製造例3 製造例1と同様の反応容器内にYD−128、186部
とエチレングリコ−ルモノブチルエ−テル、70部を入
れて100℃まで昇温後、ブチルアシッドホスフェート
(酸価=437mgKOH/g)93部を30分で滴下
後100℃で2時間反応を行い、酸価=99.4mgK
OH/g、オキシラン酸素含有量=0.4%、数平均分
子量=約1200の変性樹脂を得た。次に80℃に冷却
した後ジメチルエタノ−ルアミン48.5gとイオン交
換水264gを滴下し、pH=8.2、粘度=64cp
s/25℃、樹脂分=50%、溶剤分=10%、水分=
40%の無色透明な水溶性樹脂を得た。 【0017】実施例1 水系の熱硬化性樹脂として水性アクリル樹脂(三井東圧
社製アルマテックスW911を固形分として33.3
部、顔料として酸化チタン(石原産業社製タイペークR
830)を54部、硬化剤としてアミノ樹脂(三井サイ
アナミッド社製サイメル303)を13部及び製造例1
で得られた水溶性樹脂を固形分で10部、これに触媒と
してp−トルエンスルホン酸アミン塩(三井サイアナミ
ッド社製4040)を0.3部加えて水系塗料を得た。 【0018】実施例2 製造例2で得られた水溶性樹脂を用いた他は実施例1と
同様の方法で塗料化し、実施例2の塗料を得た。 【0019】比較例1 水溶性エポキシ樹脂を加えない他は実施例1と同様の方
法で塗料化し比較例1の塗料を得た。 【0020】比較例2 製造例3で得られた水溶性樹脂を用いた他は実施例1と
同様の方法で塗料化し、比較例2の塗料を得た。 【0021】実施例及び比較例で作製した塗料の安定性
及び塗膜物性について評価した結果を表1に示した。試
験方法は以下の通りである。 ・塗料の安定性試験 塗料を40℃の温度で1ケ月保管した後、分離有無を調
べた。 ・塗膜物性試験 リン酸亜鉛処理鋼板、50×150×0.3mmの試験
片に乾燥膜厚で25〜30μmとなるようにバーコータ
で塗布し、160℃に設定した乾燥機で20分間焼付
た。 ・鉛筆硬度試験 JIS K5400の鉛筆引っかき試験に準じて行っ
た。 ・密着性試験 碁盤目テープ剥離試験を行い、○;剥離無し、△;やや
剥離あり、×;全面剥離、として表1に示した。 ・耐水性試験 塗装板を水中に浸漬し、100℃で2時間熱水処理を行
った後、塗膜の状態観察と密着性試験として碁盤目テー
プ剥離試験を行った。 ・耐食性試験 塗膜の素地に達するようにカッターナイフでクロスカッ
トを入れ、35℃で5%塩水を240時間噴霧した後、
クロスカット部分の状態を観察した。塗膜に異常がない
ものは○、ブリスタが発生したものは△、ブリスタの発
生量が多いものは×とした。またクロスカット部からの
錆幅を測定し、 ○;錆幅1mm以下、△;錆幅1〜2mm、×;3〜4
mmとして表1に示した。 【0022】 【表1】【0023】 【発明の効果】表1で明らかなように、本発明の水系塗
料は貯蔵安定性に優れ、耐水性及び耐食性に優れた塗膜
を得ることができる。 【0024】
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a copolymer of a phosphoric acid ester-modified epoxy resin and a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer which can be converted into water with a basic substance. The present invention relates to a water-based coating composition containing a solubilized water-soluble resin as an essential component, and particularly to a water-based coating composition that produces a coating film having excellent water resistance and corrosion resistance. 2. Description of the Related Art In recent years, regulations on the concentration of organic solvents in paints have been increasing. The resin forms currently used in water-based paints include an emulsion type and a water-soluble type.
Since the emulsion type uses a large amount of a hydrophilic emulsifier, these remain in the coating film after the formation of the coating film, and have a disadvantage of deteriorating physical properties such as water resistance. The water-soluble type generally needs to have a high acid value in order to make it water-soluble. However, when the acid value is high, there is a disadvantage that water resistance is poor, and when the acid value is low, there is a problem that stability is poor. A phosphoric acid-modified epoxy resin is known as a method for remedying these drawbacks, and although the water resistance is improved by this, there is a drawback that the stability of the paint is remarkably poor. [0003] The present invention solves the above-mentioned problems and provides an aqueous coating composition having good paint stability and excellent water resistance of the coating film. is there. SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is to provide a
70-95% by weight of enol type epoxy resin and phenol
Novolak type epoxy resin 5 to 30% by weight epoxy resin
Fat and monohydroxyphosphoric acid diester as main components
A reaction product with a phosphoric acid ester having an acid value of 5 mg KO
H / g or less, phosphorus content 1 to 8%, oxirane oxygen content
Yes weight phosphate ester modified epoxy resin (a) 50 to 90 parts by weight 0.2% or less, the carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer (b) 10 to 50 parts by weight and the acid value
Copolymerized to be in the range of 30~80mgKOH / g triethylamine carboxyl groups of the copolymer product obtained <br/>
Obtained neutralized with down water-soluble resin (A), the aqueous thermosetting resin (B), an aqueous coating composition comprising及beauty hardening agent (C), the water-soluble resin (A) To water-based coating composition 1
An aqueous coating composition characterized by containing 2 to 20 parts by weight per 00 parts by weight. That is, in the present invention, the epoxy resin is modified with a phosphoric acid ester to improve the adhesion, and the acid value is adjusted to 5 mgKOH / g or less and the oxirane oxygen content to 0.2% in order to further improve the stability of the paint. Reduced to below, copolymerized with a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer , and neutralized with triethylamine, which is a basic substance, to provide good stability and excellent water resistance. Thus, it is possible to obtain a water-based coating composition that gives the coating film properties such as water resistance and corrosion resistance. Hereinafter, the present invention will be described in detail. [0005] Epoxy resins used in the present invention, mixing the epoxy resin der of bisphenol type and novolac
You. As the bisphenol type epoxy resin, a diglycidyl ether type of bisphenol A type and bisphenol F type is preferable. The molecular weight of the epoxy resin can be in the range of about 312 to about 10,000. If the molecular weight is large, the phosphorus content of the phosphate-modified compound is reduced, and the effect of the present invention is reduced. Preferably, the molecular weight range is about 312 to 2,000. As the novolak type epoxy resin, phenol novolak, orthocresol novolak, alkylphenol novolak and the like can be used, and phenol novolak type is preferable. The mixing ratio of the bisphenol epoxy resin and the novolak epoxy resin is 7
It is preferably in the range of 0:30 to 95: 5% by weight. When the novolak type epoxy resin is less than 5% by weight, the improvement of water resistance and corrosion resistance is not sufficient,
This is because in the above case, gelation occurs during the phosphoric acid ester reaction. As the preferred phosphoric acid ester used in the present invention, monohydroxyphosphoric acid diester is desirable, but a mixture with dihydroxyphosphoric acid monoester can also be used. Examples of the phosphate ester include dibutyl phosphate, dioctyl phosphate, monoisodecyl phosphate, di (2-ethylhexyl) phosphate, ethyl acid phosphate, butyl acid phosphate, isopropyl acid phosphate,
Isodecyl acid phosphate, tridecanol acid phosphate, butoxyethyl acid phosphate, 2-ethylhexyl acid phosphate, β-chloroethyl acid phosphate, heptyl acid phosphate, (2-hydroxyethyl methacrylate)
Acid phosphate and the like, but are not limited thereto. The reaction for adding a phosphate to the epoxy resin of the present invention is preferably carried out with the acid equivalent of the phosphate being within the range of 0.2 to 0.9 per equivalent of the epoxy group. If it is less than 0.2, the phosphorus content will be low, and if it is more than 0.9, unreacted phosphoric acid ester will remain to increase the acid value. The reaction temperature is 50 to 150.
C., preferably at 80 to 120 ° C., gradually add the phosphoric acid ester to the heated epoxy resin in 30 minutes to 2 hours so that the acid value becomes 1 mgKOH / g or less.
Let react for ~ 10 hours. The phosphorus content of the adduct is preferably 1 to 8%, and if it is 1% or less, the corrosion resistance is poor, and if it is more than 8%, it is not so good. When the acid value is 10 mgKOH / g or more, the storage stability as a water-based coating composition is poor.
/ G, preferably 5 mgKOH / g or less. The reaction is preferably carried out without a solvent, but a solvent may be used. When a phosphate-modified epoxy resin and a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer are copolymerized, as described below, if a hydrophilic solvent is used as the solvent to be used, it is necessary to change the solvent in the next step. Is preferred because there is no If a large amount of epoxy groups remain after the reaction, an ester-type graft having poor hydrolysis resistance occurs when copolymerized with the carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer, so that the oxirane oxygen content after the reaction is 0.2%. % Is preferred. As a means for reducing such oxirane oxygen content, after copolymerizing a phosphate ester-modified epoxy resin and a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer, the copolymer is reacted with a tertiary fatty acid. preferable. This reaction can be reduced to 0.2% or less by adding 0.5 to 1.0 mol of a tertiary fatty acid to the remaining epoxy groups and reacting at 100 to 180 ° C. for 1 to 10 hours. . [0008] Copolymerization of the phosphate-modified epoxy resin of the present invention with a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer means that the carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer is added to the phosphate ester-modified epoxy resin by a conventional method. Is the addition polymerization of a monomeric product, specifically, the addition of a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer to a phosphate-modified epoxy resin in the presence of a free radical generator in an organic solvent solution It is. The carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer used in the present invention contains a monoethylenically unsaturated carboxylic acid containing a carboxyl group such as acrylic acid, methacrylic acid or fumaric acid as an essential component, It may contain a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer, and forms a water-dispersible salt by copolymerization with an epoxy resin.
Acrylic acid and / or methacrylic acid must be contained at least 3% or more in all ethylenically unsaturated monomers in order to make them water-soluble. Unsaturated monomers other than acrylic acid or and methacrylic acid include methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate,
Acrylates such as isoamyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, decyl acrylate and the like, and alkyl esters of methacrylic acid corresponding thereto,
Styrene, vinyltoluene, 2-methylstyrene, t-
Styrene-based monomers such as butylstyrene, hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl-containing monomers such as hydroxypropyl methacrylate, N-methylolacrylamide, methylol groups such as dimethylolacrylamide The monomer can be selected from one or more of a monomer containing, an alkoxymethyl group-containing monomer such as N-butoxymethylacrylamide, an epoxy group-containing monomer such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate, and acrylonitrile. The free radical generator used in the present invention includes, for example, benzoyl peroxide, perbutyl octate, t-butyl hydroperoxide, azobisisobutyronitrile and the like, and particularly preferred is benzoyl peroxide. It is an oxide. These are used as at least 1.5% by weight or more of all the ethylenic monomers. Examples of hydrophilic organic solvents that can be used in the copolymerization of the present invention include alkyl alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and butanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol isopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, and diethylene glycol. Examples include ether alcohols such as monomethyl ether and diethylene glycol monoethyl ether, and ether esters such as ethylene glycol monomethyl ether acetate and ethylene glycol monoethyl ether acetate. Inert organic solvents that do not mix with water can also be used, for example, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone. Preferably, these organic solvents can be removed by distillation under normal pressure or reduced pressure. In the copolymerization of the present invention, it is preferable to use 50 to 90% by weight of the phosphate-modified epoxy resin (a ) and 10 to 50% by weight of the carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer (b) . When the content of the modified epoxy resin is less than 50% by weight, the corrosion resistance aimed at by the present invention is insufficient, and 9
If it is more than 0% by weight, a good dispersion cannot be obtained. The copolymerization is carried out at a temperature of 40 to 200 ° C, preferably 60 to 150 ° C, for 3 to 10 hours. The acid value of the obtained copolymer product is usually from 10 to 300, particularly from 30 to 300.
Preferably it is in the range of 100 mg KOH / g. To solubilize the copolymerized product obtained in the present invention in water, a basic compound such as amine or ammonia may be added to partially or completely neutralize the carboxyl group. Examples of the compound include ammonia or triethylamine, triethanolamine, monomethylamine, monoethylamine, monomethanolamine, dimethanolamine, trimethanolamine, dimethylethanolamine, and the like. Since the effect of improvement is not sufficient, those having a boiling point of 120 ° C. or less are preferable, and triethylamine is particularly preferable. Water-based thermosetting resin used in the present invention
Examples of (B) include, but are not limited to, water-soluble or water-dispersible alkyd resins, oil-free alkyd resins, polyester resins, and acrylic resins. Further, the curing agent (C) used in the present invention
Examples thereof include amino resins and resole resins. Furthermore,
If necessary, various additives such as a coloring pigment, a rust-preventive pigment, an anti-sagging agent and a surface conditioner can be blended. The water-based coating composition of the present invention thus obtained is particularly cured by heating with an aqueous amino resin, and when the water-based thermosetting resin is an alkyd resin obtained using a drying oil or its fatty acid. Can be used as an ordinary dry paint by adding a metal dryer. The resin composition for a water-based paint of the present invention thus obtained can provide a coating film having excellent storage stability and excellent water resistance and corrosion resistance. Examples and Comparative Examples Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but it is needless to say that the present invention is not limited to these examples. The “parts” are parts by weight unless otherwise specified. Production Example 1 A reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser and dropping funnel was charged with YD-128 (bisphenol A type liquid epoxy resin manufactured by Toto Kasei Co., epoxy equivalent = 187 g / eq).
00 parts and YDPN-638 (a phenol novolak type epoxy resin manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., epoxy equivalent = 178 g / e)
q) Add 200 parts and heat to 100 ° C., then dibutyl phosphate (acid value = 264 mg KOH / g) 804.5
Was added dropwise over 1 hour and the reaction was continued for another 6 hours. Furthermore, neo acid (Exxon Chemical Co., Ltd., acid value = 321 mgKOH /
g) 95.6 parts and 0.1 part of triphenylphosphine as a catalyst were charged and reacted at 150 ° C. for 8 hours to obtain an acid value of 3.9 mg KOH / g and an oxirane oxygen content of 0.03.
%, A phosphate ester-modified epoxy resin having a number average molecular weight of 2,500. Ethylene glycol monobutyl ether 7 was added to 320 parts of the above phosphate-modified epoxy resin.
0.6 part was added and dissolved by heating to 115 ° C., and a mixture of 23.0 parts of methacrylic acid, 57 parts of methyl methacrylate and 6.5 parts of 75% benzoyl peroxide was heated to a temperature of 1 in a reaction vessel.
After dropwise addition over 2 hours while maintaining the temperature at 15 to 120 ° C., the reaction was further continued at the same temperature for 2 hours to obtain a copolymer having an acid value of 42 mgKOH / g. Next, 41 parts of ethylene glycol monobutyl ether was added, and the mixture was heated to 80 ° C., and 33.3 parts of triethylamine was added dropwise over 1 hour, and 202.3 parts of ion-exchanged water was added dropwise over 2 hours, and the viscosity was 950 cp.
A water-soluble resin having s / 25 ° C. and PH = 6.7 was obtained. Production Example 2 240 parts of a modified resin described in Production Example 1 having an acid value of 3.9 mg KOH / g, an oxirane oxygen content of 0.03%, and a number average molecular weight of 2,500, and 37.5 parts of n-butyl alcohol,
112.5 parts of ethylene glycol monobutyl ether was placed in a reaction vessel and dissolved at 115 ° C., and then 17.3 parts of methacrylic acid, 9.1 parts of styrene monomer, 0.3 parts of ethyl acrylate, and 75% benzoyl peroxide 2.4 parts of the mixture was added dropwise over 2 hours, and the mixture was further reacted at the same temperature for 2 hours to obtain a copolymer having an acid value of 60 mgKOH / g. Next, the mixture was cooled to 85 ° C., and 27.7 parts of triethylamine and 5 parts of ion-exchanged water were added.
60 parts were added and mixed, viscosity = 870 cps / 25 ° C.
A water-soluble resin having a pH of 7.4 was obtained. Production Example 3 YD-128, 186 parts and ethylene glycol monobutyl ether, 70 parts, were placed in the same reaction vessel as in Production Example 1, heated to 100 ° C., and then butyl acid phosphate (acid value = 437 mg KOH). / G) After dropping 93 parts in 30 minutes, the mixture was reacted at 100 ° C. for 2 hours, and the acid value was 99.4 mgK.
A modified resin having OH / g, oxirane oxygen content = 0.4%, and number average molecular weight = about 1200 was obtained. Next, after cooling to 80 ° C., 48.5 g of dimethylethanolamine and 264 g of ion-exchanged water were added dropwise, and the pH = 8.2 and the viscosity = 64 cp.
s / 25 ° C., resin content = 50%, solvent content = 10%, moisture =
40% of a colorless transparent water-soluble resin was obtained. Example 1 Aqueous acrylic resin (Amatex W911 manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd. as solid content of 33.3 as a water-based thermosetting resin)
Part, titanium oxide as pigment (Taipaek R manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.)
830), 13 parts of an amino resin (Cymel 303 manufactured by Mitsui Cyanamid Co.) as a curing agent, and Production Example 1
10 parts by weight of the water-soluble resin obtained in the above, and 0.3 part of an amine salt of p-toluenesulfonic acid (4040 manufactured by Mitsui Cyanamid Co.) as a catalyst were added thereto to obtain an aqueous paint. Example 2 A paint was prepared in the same manner as in Example 1 except that the water-soluble resin obtained in Production Example 2 was used, to obtain a paint of Example 2. Comparative Example 1 A coating material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the water-soluble epoxy resin was not added, and a coating material of Comparative Example 1 was obtained. Comparative Example 2 A coating material of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the water-soluble resin obtained in Production Example 3 was used. Table 1 shows the results of evaluating the stability and physical properties of the coatings prepared in Examples and Comparative Examples. The test method is as follows. -Stability test of paint After the paint was stored at a temperature of 40 ° C for one month, the presence or absence of separation was examined. Coating physical property test Zinc phosphate-treated steel plate, applied to a test piece of 50 × 150 × 0.3 mm with a bar coater so as to have a dry film thickness of 25 to 30 μm, and baked for 20 minutes in a dryer set at 160 ° C. . -Pencil hardness test A pencil hardness test was performed according to the pencil scratch test of JIS K5400. -Adhesion test The cross-cut tape peeling test was performed, and the results are shown in Table 1 as ○: no peeling, Δ: slight peeling, ×: full peeling. Water resistance test The coated plate was immersed in water and subjected to a hot water treatment at 100 ° C. for 2 hours, and then a cross-cut tape peeling test was performed as a state observation and adhesion test of the coating film.・ Corrosion resistance test A cross cut was made with a cutter knife to reach the base of the coating film, and after spraying 5% salt water at 35 ° C. for 240 hours,
The state of the cross cut portion was observed. The sample was evaluated as ○ when there was no abnormality in the coating film, Δ when the blister was generated, and × when the amount of the generated blister was large. Also, the rust width from the cross-cut portion was measured. ○: rust width 1 mm or less, Δ: rust width 1-2 mm, ×: 3-4
It is shown in Table 1 as mm. [Table 1] As is clear from Table 1, the water-based paint of the present invention has excellent storage stability and can provide a coating film having excellent water resistance and corrosion resistance. [0024]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−320569(JP,A) 特開 昭52−117929(JP,A) 特開 平5−320566(JP,A) 特開 昭59−193970(JP,A) 特開 昭62−112603(JP,A) 特開 昭59−199711(JP,A) 特開 平5−163330(JP,A) 特開 昭53−17641(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09D 1/00 - 10/00 C09D 101/00 - 201/10 C08G 59/00 - 59/72 C08K 3/00 - 13/08 C08L 1/00 - 101/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-5-320569 (JP, A) JP-A-52-117929 (JP, A) JP-A-5-320566 (JP, A) JP-A-59-117 193970 (JP, A) JP-A-62-112603 (JP, A) JP-A-59-199711 (JP, A) JP-A-5-163330 (JP, A) JP-A-53-17641 (JP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C09D 1/00-10/00 C09D 101/00-201/10 C08G 59/00-59/72 C08K 3/00-13/08 C08L 1 / 00-101/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ビスフェノール型エポキシ樹脂70〜9
5重量%とフェノールノボラック型エポキシ樹脂5〜3
0重量%のエポキシ樹脂とモノヒドロオキシリン酸ジエ
ステルを主成分とするリン酸エステルとの反応物であっ
て、酸価が5mgKOH/g以下、リン含有量が1〜8
%、オキシラン酸素含有量が0.2%以下であるリン酸
エステル変性エポキシ樹脂(a)50〜90重量部
カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体(b)10
〜50重量部とを酸価30〜80mgKOH/gの範囲
になるように共重合して得た共重合生成物のカルボキシ
ル基をトリエチルアミンで中和して得た水可溶性樹脂
(A)、水系の熱硬化性樹脂(B)、及び硬化剤(C)
よりなる水系塗料組成物であって、前記水可溶性樹脂
(A)を水系塗料組成物100重量部当たり2〜20重
量部含有せしめたことを特徴とする水系塗料組成物。
(57) [Claims] 1. Bisphenol type epoxy resin 70 to 9
5% by weight and phenol novolak type epoxy resin 5 to 3
0% by weight of epoxy resin and dihydroxy monophosphate
It is a reaction product with a phosphate ester containing
The acid value is 5 mg KOH / g or less, and the phosphorus content is 1 to 8
%, A phosphoric acid ester-modified epoxy resin (a) having an oxirane oxygen content of 0.2% or less ;
Carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer (b) 10
Acid value of 30 to 80 mgKOH / g
Of the copolymerization product obtained by copolymerization
Water-soluble resin obtained by neutralizing the hydroxyl group with triethylamine
(A), an aqueous thermosetting resin (B),Beauty hardening agent (C)
An aqueous coating composition comprising the water-soluble resin
A water-based coating composition comprising (A) in an amount of 2 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the water-based coating composition.
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