JP4771717B2 - 水性塗料組成物 - Google Patents
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このような床面の塗装には、一般に、塗膜強度を考慮し、エポキシ塗料等の反応硬化型塗料が用いられている。
このような塗料においては、従来、溶剤系のものが主流であったが、近年、健康被害の低減や安全性の向上、大気環境汚染を低減する目的で、溶剤系から水性系への転換が図られつつある。
しかしながら、特許文献1のような舗装化粧材組成物は、エポキシとアミンを混合し、施工を行うものであり、ポットライフの時間内に施工する必要がある(段落0019記載。)が、ポットライフについては、何の考慮もされていない。即ち、特許文献1では、エポキシとアミンを混合した時のポットライフが短い場合があり、塗装作業性に支障をきたす場合があった。
本発明では、このような、2つの相反する性能(ポットライフと初期硬化性)を両立させる水性の反応硬化型塗料の提供を目的とするものである。
1.分子量が500以上2000以下であり、かつ、エポキシ当量が250g/eq以上1000g/eq以下の水性エポキシ樹脂を主剤の樹脂全量(固形分)に対し、50重量%以上含み、電気伝導度が1.0mS/cm以下である主剤、
分子量が200以上4000以下であり、かつ、活性水素当量が100g/eq以上1000g/eq以下の水性アミン化合物を含む硬化剤、
を含有し、
水性エポキシ樹脂の固形分100重量部に対し、水性アミン化合物の固形分が1〜100重量部であることを特徴とする水性塗料組成物。
2.さらに、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ヘキシルグリコール、ヘキシルジグリコール、2−エチルヘキシルグリコール、2−エチルヘキシルジグリコール、ブチルプロピレングリコール、ブチルプロピレンジグリコール、プロピルプロピレングリコールから選ばれる溶剤を含有することを特徴とする1.に記載の水性塗料組成物。
したがって、本発明の塗料は、混合後直ちに反応が進行することがなく、塗装作業性に優れ、また、塗装作業後数時間で硬化し、初期硬化性に優れており、翌日には歩行可能な状態となるため、特に床面に対して好適である。
なお、電気伝導度は、「Model SC82パーソナルSCメータ SC8221−J」(横河電機社製)を用いて、25℃で測定した値である。
本発明の主剤においては、エポキシ当量が250g/eq未満の水性エポキシ樹脂を、主剤の樹脂全量(固形分)に対し50重量%未満(さらに好ましくは30重量%未満、より好ましくは10重量%未満、最も好ましくは0重量%)の割合で含んでいてもよい。
特に、エポキシ当量が250g/eq以上1000g/eq以下の水性エポキシ樹脂が主剤の樹脂全量(固形分)に対し、90重量%以上100重量%以下、エポキシ当量が250g/eq未満の水性エポキシ樹脂が主剤の樹脂全量(固形分)に対し、0重量%以上10重量%未満の場合は、ポットライフと初期硬化性に加えて、形成塗膜の光沢性にも優れた水性塗料組成物を得ることができる。よって、このような水性エポキシ樹脂を含む水性塗料組成物は、上塗材として好適に用いることができる。
エポキシ当量が250g/eq未満の水性エポキシ樹脂を、50重量%以上含む場合は、ポットライフが短くなり、初期硬化性に劣る。
特に、エポキシ当量が250g/eq以上1000g/eq以下の水性エポキシ樹脂は、分子量が、500以上2000以下(好ましくは700以上1800以下、さらに好ましくは800以上1500以下)であることが好ましい。また、エポキシ当量が250g/eq未満の水性エポキシ樹脂は、分子量が、300以上1500以下(好ましくは400以上1000以下)であることが好ましい。
さらに、このような水性アミン化合物を含む場合、硬化剤の電気伝導度は1.0mS/cm未満(好ましくは0.9mS/cm以下)であることが好ましく、ポットライフと初期硬化性の両立とともに、形成塗膜の光沢性にもいっそう優れた水性塗料組成物を得ることができる。
さらに、このような水性アミン化合物を含む場合、硬化剤の電気伝導度は9.0mS/cm以下(好ましくは8mS/cm以下、さらに好ましくは1.0mS/cm以上7mS/cm以下)であることが好ましく、ポットライフと初期硬化性の両立とともに、密着性にもいっそう優れた水性塗料組成物を得ることができる。
酸化合物としては、例えば、リン酸、モノメチルホスフェート、モノエチルホスフェート、モノブチルホスフェート、モノオクチルホスフェート、モノデシルホスフェート、ジメチルホスフェート、ジエチルホスフェート、ジドデシルホスフェート等のリン酸化合物またはリン酸エステル化合物、ドデシルベンゼンスルホン酸等のスルホン酸化合物、マレイン酸、フマル酸、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ヘキサン酸、オクチル酸、2−エチルヘキサン酸、デカン酸、ドデカン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノ−ル酸、パルミチン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、トリメリット酸、ピリメリット酸等の有機カルボン酸化合物等が挙げられる。
このような酸化合物は、水性アミン化合物を適度に中和し、水性アミン化合物の反応性を適度に抑制するため、水性塗料組成物のポットライフと初期硬化性の両立が可能になるものと思われる。
本発明では、アニオン基及び/またはノニオン基を有する分散剤が好ましく、さらには、アニオン基及びノニオン基を有する分散剤が好ましい。具体的には、アニオン基を有するセグメント、ノニオン基を有するセグメントを有するものである。本発明では、特に、アニオン基を有するセグメント、ノニオン基を有するセグメントのどちらか一方または両方が主鎖、また、どちらか一方または両方が側鎖である、グラフトポリマーからなる分散剤が好ましい。
本発明では、特に、分散剤の10重量%の濃度における電気伝導度が5mS/cm以下、さらには4mS/cm以下であることが好ましい。このような値であることにより、優れたポットライフを示すことができる。
本発明では、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ヘキシルグリコール、ヘキシルジグリコール、2−エチルヘキシルグリコール、2−エチルヘキシルジグリコール、ブチルプロピレングリコール、ブチルプロピレンジグリコール、プロピルプロピレングリコール等が、特に造膜性、ポットライフ、硬化性をより向上させることができるため、好ましい。
また、このような溶剤は、主剤、硬化剤のうちどちらに添加してもよいが、本発明では、主剤に添加することが好ましい。
本発明では、特に、顔料、骨材、分散剤、粘性調整剤等の添加剤は主剤に混合することが好ましい。主剤、つまり、水性エポキシ樹脂側に添加剤を混合することは、水性アミン化合物に比べ、顔料等の添加剤との相性が良く、均一に分散できるため、好ましい。
なお、主剤、硬化剤の電気伝導度は、混合直前に測定するものであり、添加剤が含まれる場合もある。
特に、主剤、硬化剤混合時の電気伝導度が1.0mS/cm以下の場合は、形成塗膜の光沢性にも優れた水性塗料組成物を得ることができる。
本発明組成物は、優れたポットライフを有するため塗装作業性に優れ、初期硬化性に優れているため、通常常温(0℃から40℃程度(好ましくは5℃から35℃程度))において、約5〜12時間程度で硬化し、翌日には歩行可能な状態となる。
表1に示す原料、原料配合にて、各成分を常法にて均一に攪拌混合し、主剤1、硬化剤1をそれぞれ作製した。さらに、表1に示す配合量にて、主剤1と硬化剤1を100:25(重量比率)の割合で混合し、塗料を得た。主剤1と硬化剤1を混合後5分後にこの塗料を標準状態(温度23℃、相対湿度50%)で、スレート板(150mm×300mm×3mm)の上に、ローラーにて、塗付量150g/m2で塗付し、試験体を得た。この際、塗料は適度な粘性を保ち、スムーズに塗付することができた。なお、この塗料について、電気伝導度とポットライフを下記の方法にて測定した。
製造した主剤1、硬化剤1、及び主剤1と硬化剤1を混合後5分後の塗料の電気伝導度を、Model SC82パーソナルSCメータ SC8221−J(横河電機社製)を用いて、25℃にてそれぞれ測定した。結果は表1、表2に示す。
JIS K5600−2−6:1999「ポットライフ」に基づいて、試験を行った。評価は下記に示す。結果は表2に示す。
5:6時間以上
4:1時間以上6時間未満
3:40分以上1時間未満
2:20分以上40分未満
1:20分未満
(表面硬度評価)
JIS K5600−5−4:1999「引っかき硬度(鉛筆法)」に基づいて、試験を行った。試験は、塗付後24時間と塗付後7日間の2回実施した。結果は表2に示す。
塗付後24時間後及び7日後の試験体をそれぞれ20度に水に24時間浸漬させた後、塗膜の状態を目視にて評価した。評価は次の通りである。結果は表2に示す。
○:異常なし(膨れ、剥れ、艶引け等)
×:一部異常がみられた(膨れ、剥れ、艶引け等)
下記に示す基材に対して、製造した塗料を塗付量0.15kg/m2で塗付し、温度23℃・相対湿度50%下で72時間放置した後、JIS K 5600−5−6:1999に準じて碁盤目密着性を評価した。なお、密着性評価においては、カッターガイドのすきま間隔が2mmのものを使用した。密着性の評価は以下のとおりである。結果は表2に示す。
0:欠損部なし
1:欠損部面積が5%以内
2:欠損部面積が5〜15%
3:欠損部面積が15〜35%
4:欠損部面積が35〜65%
5:欠損部面積が65%以上
・基材A:モルタル(300mm×300mm)
・基材B:スレート板(300mm×300mm)に、ウレタン系塗床材を塗付量0.2kg/m2で塗付し、50℃で1週間乾燥させたもの
得られた試験体の光沢度を、光沢度計(日本電色工業(株)社製)を用いて測定した。測定時の入射角は60度とした。結果は表2に示す。
硬化剤1を硬化剤2に替えた以外は、実験例1と同様の方法で試験体の作製を行った。この際、塗料は適度な粘性を保ち、スムーズに塗付することができた。
この塗料及び試験体について、実験例1と同様の評価を行った。結果は表1、表2に示す。
主剤1を主剤2に、硬化剤1を硬化剤2に替えた以外は、実験例1と同様の方法で試験体の作製を行った。この際、塗料は適度な粘性を保ち、スムーズに塗付することができた。
この塗料及び試験体について、実験例1と同様の評価を行った。結果は表1、表2に示す。
硬化剤1を硬化剤3に替えた以外は、実験例1と同様の方法で試験体の作製を行った。この際、塗料は適度な粘性を保ち、スムーズに塗付することができた。
この塗料及び試験体について、実験例1と同様の評価を行った。結果は表1、2に示す。
硬化剤1を硬化剤4に替えた以外は、実験例1と同様の方法で試験体の作製を行った。この際、塗料は適度な粘性を保ち、スムーズに塗付することができた。
この塗料及び試験体について、実験例1と同様の評価を行った。結果は表1、2に示す。
主剤1を主剤3、硬化剤1を硬化剤2に替えた以外は、実験例1と同様の方法で試験体の作製を行った。この際、塗料は適度な粘性を保ち、スムーズに塗付することができた。
この塗料及び試験体について、実験例1と同様の評価を行った。結果は表1、2に示す。
主剤1を主剤3、硬化剤1を硬化剤5に替えた以外は、実験例1と同様の方法で試験体の作製を行った。この際、塗料は適度な粘性を保ち、スムーズに塗付することができた。
この塗料及び試験体について、実験例1と同様の評価を行った。結果は表1、2に示す。
主剤1を主剤4、硬化剤1を硬化剤2に替えた以外は、実験例1と同様の方法で試験体の作製を行った。
この塗料及び試験体について、実験例1と同様の評価を行った。結果は表1、2に示す。
硬化剤1を硬化剤6に替えた以外は、実験例1と同様の方法で試験体の作製を行った。
この塗料及び試験体について、実験例1と同様の評価を行った。結果は表1、2に示す。
実験例7で得られた塗料を、標準状態(温度23℃、相対湿度50%)で、スレート板(150mm×300mm×3mm)の上に、ローラーにて、塗付量150g/m2で塗付し、24時間養生した。さらにその上に実験例3で得られた塗料をローラーにて、塗付量150g/m2で塗付し、試験体を得た。この際、塗料は適度な粘性を保ち、スムーズに塗付することができた。
この試験体について、実験例1と同様の評価を行った。結果は表2に示す。
実験例6で得られた塗料を、標準状態(温度23℃、相対湿度50%)で、スレート板(150mm×300mm×3mm)の上に、ローラーにて、塗付量150g/m2で塗付し、24時間養生した。さらにその上に実験例1で得られた塗料をローラーにて、塗付量150g/m2で塗付し、試験体を得た。この際、塗料は適度な粘性を保ち、スムーズに塗付することができた。
この試験体について、実験例1と同様の評価を行った。結果は表2に示す。
Claims (2)
- 分子量が500以上2000以下であり、かつ、エポキシ当量が250g/eq以上1000g/eq以下の水性エポキシ樹脂を主剤の樹脂全量(固形分)に対し、50重量%以上含み、電気伝導度が1.0mS/cm以下である主剤、
分子量が200以上4000以下であり、かつ、活性水素当量が100g/eq以上1000g/eq以下の水性アミン化合物を含む硬化剤、
を含有し、
水性エポキシ樹脂の固形分100重量部に対し、水性アミン化合物の固形分が1〜100重量部であることを特徴とする水性塗料組成物。 - さらに、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ヘキシルグリコール、ヘキシルジグリコール、2−エチルヘキシルグリコール、2−エチルヘキシルジグリコール、ブチルプロピレングリコール、ブチルプロピレンジグリコール、プロピルプロピレングリコールから選ばれる溶剤を含有することを特徴とする請求項1に記載の水性塗料組成物。
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