JP5043391B2 - 硬化型水性樹脂組成物 - Google Patents
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1.
水性アクリル樹脂(A)並びに不飽和脂肪酸変性樹脂水分散体(B)を含有してなり、水性アクリル樹脂(A)が、重量平均分子量が1000〜80000の範囲内であり、酸価が15mgKOH/g〜59.3mgKOH/gの範囲内であって、水と混合し、攪拌した時の平均粒子径が30〜70nmの範囲内であって、不飽和脂肪酸変性樹脂水分散体(B)が、不飽和脂肪酸変性重合性不飽和モノマー10〜40質量%及びその他の重合性不飽和モノマー60〜90質量%を含み、さらに乳化剤を含むモノマー混合物(I)を水性媒体中に平均粒子径が500nm以下になるように微分散させ、得られるモノマー乳化物を重合することにより製造され、分散樹脂の平均粒子径が100〜300nmの範囲内のものであり、樹脂の重量平均分子量が80000を超えるものであって、(A)/(B)の固形分質量比が5/95〜50/50の範囲内であることを特徴とする硬化型水性樹脂組成物、
2.
水性アクリル樹脂(A)が、リン酸基を構成単位として含有する1項に記載の硬化型水性樹脂組成物、
3.
水性アクリル樹脂(A)が、脂肪酸を構成単位として含有する1項または2項に記載の硬化型水性樹脂組成物、
4.
1項ないし3項のいずれか1項に記載の硬化型水性樹脂組成物を含む水性塗料組成物、
5.
被塗面に、4項に記載の水性塗料組成物を塗装する塗装方法、
に関する。
本発明において水性アクリル樹脂(A)は、重量平均分子量が1000〜80000の範囲内であり、酸価が15mgKOH/g以上のアクリル樹脂であり、水に溶解又は分散可能な樹脂である。
本発明において、不飽和脂肪酸変性樹脂水分散体(B)は、不飽和脂肪酸を構成単位として含有する樹脂が水分散されてなるものであって、樹脂の重量平均分子量が80000を超えることを特徴とする。
不飽和脂肪酸変性重合性不飽和モノマーが、10〜40質量%の範囲内、
その他の重合性不飽和モノマーが、60〜90質量%の範囲内である。
本発明の硬化型水性樹脂組成物は上記水性アクリル樹脂(A)及び不飽和脂肪酸変性樹脂水分散体(B)を含んでなり、その使用割合としては、水性アクリル樹脂(A)/不飽和脂肪酸変性樹脂分散体(B)の固形分質量比で、5/95〜50/50の範囲内である。水性アクリル樹脂(A)がこの範囲より少ないと、本発明の硬化型水性樹脂組成物を用いて形成される塗膜の造膜性の向上が得られず、これに伴い耐食性が不十分になり、水性アクリル樹脂(A)がこの範囲より多いと、本発明組成物を用いて形成される塗膜の乾燥性が低下し、耐食性や耐候性、耐水性などの塗膜物性が低下するので、好ましくない。また、水性アクリル樹脂(A)/不飽和脂肪酸変性樹脂分散体(B)のさらに好ましい使用割合としては、水性アクリル樹脂(A)/不飽和脂肪酸変性樹脂分散体(B)の固形分質量比で10/90〜40/60の範囲内である。
本発明の水性塗料組成物は、以上に述べた硬化型水性樹脂組成物を含んでなるものである。
また、顔料を使用する際には、上記水性アクリル樹脂(A)を顔料分散剤として使用することもできる。
製造例1
攪拌機、冷却管および窒素導入管を備えた四つ口フラスコに、プロピレングリコールn−ブチルエーテル30部を仕込み110℃に加熱する。これに下記配合量で混合した重合性不飽和モノマー混合液、および「パーブチルO」(t−ブチルパーオキシ2エチルヘキサノエート、日本化薬社製)8.0部とプロピレングリコールn−ブチルエーテル8.0部の混合液を同時に3時間かけて滴下する。1時間の熟成工程を経たのち、「パーブチルO」0.5部とプロピレングリコールn−ブチルエーテル2.0部の混合液を1時間かけて滴下し、再度1時間熟成し、黄色液状のアクリル樹脂溶液を得た。かかるアクリル樹脂の重量平均分子量は15000であり、固形分酸価は45.6mgKOH/gであった。
上記で得たアクリル樹脂溶液を60℃にし、トリエチルアミン8.23部を加え15分間攪拌したのち、脱イオン水93.27部を攪拌しながら加え、固形分が40%のアクリル樹脂水分散物(A−1)を得た。
スチレン 20部
メチルメタクリレート 40部
n−ブチルアクリレート 20部
2−エチルヘキシルアクリレート 13部
メタクリル酸 7.0部
製造例2〜6
上記製造例1において、滴下する成分の配合組成を下記表1とする以外は製造例1と同様にして水分散物(A−2)〜(A−6)を得た。
(注2)「Phosmer PE」:商品名、ユニケミカル社製、アシッドホスホオキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、オキシエチレンのくり返し単位数4〜5、
(注3)「Phosmer M」:商品名、ユニケミカル社製、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート。
製造例7
ガラスビーカーに下記成分を入れ、ディスパーにて2000rpmで15分間攪拌し、予備乳化液を製造した後、この予備乳化液を、高圧エネルギーを加えて流体同士を衝突させる高圧乳化装置にて100MPaで高圧処理することにより、分散粒子の平均粒子径が190nmのモノマー乳化物を得た。
モノマー乳化物組成
脂肪酸変性重合性不飽和モノマー(a−1)(注4) 30.15部
スチレン 15部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 4.5部
i―ブチルメタクリレート 20.35部
t−ブチルメタクリレート 20部
2−エチルヘキシルアクリレート 8部
メタクリル酸 2部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 0.3部
「Newcol707SF」(注5) 10部
脱イオン水 85部
次いで上記モノマー乳化物をフラスコへ移し、脱イオン水にて固形分濃度が45%となるように希釈した。その後85℃まで昇温させ、「VA−086」(注6)2部を脱イオン水10部に溶解させた開始剤水溶液をフラスコに投入し、該温度を保持しながら3時間攪拌した。その後、「VA−086」(注6)0.5部を脱イオン水10部に溶解させた開始剤水溶液をフラスコに添加し、該温度を保持しながら1時間攪拌した後40℃まで冷却し、ジメチルアミノエタノールでpHを8.0に調整し、固形分濃度40%、分散樹脂の平均粒子径が175nmの水性樹脂分散体(B−1)を得た。
(注4)脂肪酸変性重合性不飽和モノマー(a−1):サフラワー油脂肪酸280部とグリシジルメタクリレート142部を反応容器に入れ、攪拌しながら140℃、5時間反応させて得た反応生成物。
(注5)「Newcol707SF」:商品名、日本乳化剤社製、ポリオキシエチレン鎖を有するアニオン性乳化剤、有効成分30%、
(注6)「VA−086」:商品名、和光純薬社製、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド]。
モノマー乳化物の配合組成を表2に記載のとおりに変更する以外は上記製造例7と同様にして、水性樹脂分散体(B−2)〜(B−5)を得た。
実施例1〜8及び比較例1〜2
下記表3に記載の配合組成により、水性樹脂組成物を得た。各水性樹脂組成物について下記試験に供した。結果を表3にあわせて示す。尚、表3は実配合である。
(注9)「TEXANOL」:商品名、イーストマンケミカル社製、2,2,4−トリメチルペンタンジオールモノイソブチレート、造膜助剤、
(*1)硬化性
上記で得られた各水性樹脂組成物を乾燥膜厚で40μmになるようにアプリケーターでポリプロピレン板に塗装し、25℃で10日間養生させた後、膜をはがしてフリー塗膜を作成した後、4×4cmの大きさにカットし、試験片とした。得られた試験片を、アセトン中で常温24時間浸漬した。抽出前後の塗膜質量から溶剤抽出残分を下記の通り算出した。値が大きいほど良好である。
溶剤抽出残分(%)=(抽出した後の膜の質量/抽出前の膜の質量)×100(%)
(*2)60度グロス
上記で得られた各水性樹脂組成物を乾燥膜厚で40μmになるようにアプリケーターで隠蔽試験板に塗装し、25℃で10日間養生させた後、隠蔽試験板白色部に塗装された塗面の光沢をグロスメーターにより測定した。数値が高いほど良好である。
(*3)塩水噴霧試験
上記で得られた各水性樹脂組成物を乾燥膜厚で40μmになるようにアプリケーターで無処理軟鋼板に塗装し、25℃で10日間養生させた後、長さ8cmのカットをカッターで入れたものを試験板とした。得られた試験版を5%塩水噴霧試験装置にて温度35度で120hr試験した後、試験板の外観観察により4段階で評価した。
◎:カット部の錆幅が1mm未満で、一般部共に異常がない、
○:カット部の錆幅が1mm〜3mmで、一般部に異常がない、
△:カット部の錆幅は3mm以下であるが、一般部にフクレが発生している、
×:カット部の錆幅は3mmを超えるものであり、一般部にフクレや錆が発生している。
Claims (5)
- 水性アクリル樹脂(A)並びに不飽和脂肪酸変性樹脂水分散体(B)を含有してなり、水性アクリル樹脂(A)が、重量平均分子量が1000〜80000の範囲内であり、酸価が15mgKOH/g〜59.3mgKOH/gの範囲内であって、水と混合し、攪拌したときの平均粒子径が30〜70nmの範囲内であって、不飽和脂肪酸変性樹脂水分散体(B)が、不飽和脂肪酸変性重合性不飽和モノマー10〜40質量%及びその他の重合性不飽和モノマー60〜90質量%を含み、さらに乳化剤を含むモノマー混合物(I)を水性媒体中に平均粒子径が500nm以下になるように微分散させ、得られるモノマー乳化物を重合することにより製造され、分散樹脂の平均粒子径が100〜300nmの範囲内のものであり、樹脂の重量平均分子量が80000を超えるものであって、(A)/(B)の固形分質量比が5/95〜50/50の範囲内であることを特徴とする硬化型水性樹脂組成物。
- 水性アクリル樹脂(A)が、リン酸基を構成単位として含有する請求項1に記載の硬化型水性樹脂組成物。
- 水性アクリル樹脂(A)が、脂肪酸を構成単位として含有する請求項1または2に記載の硬化型水性樹脂組成物。
- 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の硬化型水性樹脂組成物を含む水性塗料組成物。
- 被塗面に、請求項4に記載の水性塗料組成物を塗装する塗装方法。
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