JP5101747B1 - Two-component aqueous coating composition - Google Patents

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Abstract

【課題】長期貯蔵安定性に優れ、かつ、塗膜の初期耐水性および光沢にも優れた、環境に優しい水性の2液型水性塗料用組成物を提供すること。
【解決手段】2液型水性塗料組成物であって、(A)カルボキシル基を有する水性アクリル樹脂と、(B)エチレングリコールの繰返し数qが6〜40のポリエチレングリコールモノアルキルエーテルの残基およびポリプロピレングリコールの繰返し数rが4〜14のポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルの残基を有するカルボジイミド化合物とを含み、ここに、上記ポリエチレングリコールモノアルキルエーテルの残基と上記ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルの残基とのモル比が1:1〜1:15である、2液型水性塗料組成物。
【選択図】なし
To provide an environmentally friendly aqueous two-component aqueous coating composition having excellent long-term storage stability and excellent initial water resistance and gloss of a coating film.
A two-component aqueous coating composition comprising: (A) an aqueous acrylic resin having a carboxyl group; and (B) a residue of a polyethylene glycol monoalkyl ether having an ethylene glycol repeating number q of 6 to 40; A carbodiimide compound having a polypropylene glycol monoalkyl ether residue having a polypropylene glycol repeating number r of 4 to 14, wherein the polyethylene glycol monoalkyl ether residue and the polypropylene glycol monoalkyl ether residue are Is a two-component water-based coating composition having a molar ratio of 1: 1 to 1:15.
[Selection figure] None

Description

本発明は、カルボジイミド硬化剤を含有する2液型水性塗料組成物に関する。   The present invention relates to a two-component aqueous coating composition containing a carbodiimide curing agent.

塗料の分野では、これまで溶剤型塗料が多かったが、環境問題等の観点から、近年、有機溶剤の含有量の少ない水性塗料に置き換わりつつある。水性塗料は水溶性または水分散性の樹脂を含み、塗装した後、水などの溶媒成分の揮発によって塗膜を形成するものである。   In the field of paints, there have been many solvent-based paints so far, but from the viewpoint of environmental problems and the like, in recent years, water-based paints with a low content of organic solvents are being replaced. The water-based paint contains a water-soluble or water-dispersible resin, and after coating, forms a coating film by volatilization of a solvent component such as water.

しかしながら、水性塗料の樹脂は、水溶性または水分散性を発現させるために、例えばカルボキシル基等の親水性官能基が付与されている。このため、形成された塗膜中にも当該親水性官能基が多量に残存し、結果として塗膜の耐水性が低下するという問題があった。   However, the resin of the water-based paint is provided with a hydrophilic functional group such as a carboxyl group in order to develop water solubility or water dispersibility. For this reason, there is a problem that a large amount of the hydrophilic functional group remains in the formed coating film, resulting in a decrease in water resistance of the coating film.

そこで最近では、カルボジイミド基を有する化合物を硬化剤として水性塗料に含有させ、当該基と樹脂のカルボキシル基との反応により、カルボキシル基を消失させて塗膜の耐水性等の性能を改善する試みがなされている(特許文献1〜4)。   Therefore, recently, an attempt has been made to improve the performance such as water resistance of the coating film by incorporating a compound having a carbodiimide group into a water-based paint as a curing agent, and eliminating the carboxyl group by the reaction between the group and the carboxyl group of the resin. (Patent Documents 1 to 4).

特開2000−007642号公報JP 2000-007642 A 特開2011−132374号公報JP 2011-132374 A 特開2000−313825号公報JP 2000-313825 A 特開2010−260001号公報JP 2010-260001 A

しかしながら、上記特許文献1〜4の水性塗料を、住宅用の外壁、橋梁および産業機械などの大型構造物の塗装のために屋外で使用すると、塗装後初期の耐水性が十分に得られなかったり、光沢が十分に得られなかったりする、という新たな問題が生じている。初期耐水性について詳しくは、上記水性塗料は、塗装後初期段階において、見かけ上は乾燥しているものの、硬化反応が未だ十分に進行しておらず、初期耐水性が十分ではないため、屋外での施工後まもなく降雨にさらされた場合、塗膜の一部にフクレが生じることがあった。さらに気温が低くなると、塗膜の伸び率が低下するため、フクレが発生した部位で、われが生じることがあった。十分な光沢が得られない水性塗料は上塗塗料としての使用が困難であった。
さらには、塗料の分野では、塗料の長期貯蔵安定性が求められているが、上記水性塗料は長期保存後に使用すると、十分な塗膜性能が得られない、という問題もあった。
However, when the water-based paints of Patent Documents 1 to 4 are used outdoors for painting large structures such as outer walls for houses, bridges, and industrial machinery, the initial water resistance after painting may not be sufficiently obtained. There is a new problem that the gloss cannot be sufficiently obtained. For details on the initial water resistance, the water-based paint is apparently dry in the initial stage after painting, but the curing reaction has not yet proceeded sufficiently and the initial water resistance is not sufficient. When exposed to rain shortly after the construction, there was a case where bulges were formed on a part of the coating film. Further, when the temperature is lowered, the elongation rate of the coating film is lowered, so that cracks may occur at the site where the swelling has occurred. Water-based paints that do not provide sufficient gloss have been difficult to use as top coats.
Furthermore, in the field of paints, long-term storage stability of the paints is required. However, there is a problem that when the aqueous paints are used after long-term storage, sufficient film performance cannot be obtained.

したがって、本発明は、長期貯蔵安定性に優れ、かつ、塗膜の初期耐水性および光沢にも優れた、環境に優しい水性の2液型塗料用組成物を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an environmentally friendly aqueous two-component coating composition that is excellent in long-term storage stability and excellent in initial water resistance and gloss of a coating film.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテルの残基(PEG部)、ポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルの残基(PPG部)およびカルボジイミド部からなる化合物であり、PEG部におけるエチレングリコール(EG)単位およびPPG部におけるプロピレングリコール(PG)単位の数平均繰り返し数が特定の範囲にあり、さらに、その化合物において、PEG部とPPG部とのモル比率が特定の範囲にあるカルボジイミド化合物を硬化剤として2液型水性塗料組成物に用いることで、上記目的を達成することを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have obtained a compound comprising a residue of polyethylene glycol monoalkyl ether (PEG part), a residue of polypropylene glycol monoalkyl ether (PPG part) and a carbodiimide part. The number average repeating number of ethylene glycol (EG) units in the PEG part and propylene glycol (PG) units in the PPG part is in a specific range, and the molar ratio of the PEG part to the PPG part in the compound is It has been found that the above object can be achieved by using a carbodiimide compound in a specific range as a curing agent in a two-component aqueous coating composition, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、2液型水性塗料組成物であって、
(A)カルボキシル基を有する水性アクリル樹脂と、
(B)一般式(1):
That is, the present invention is a two-component water-based paint composition,
(A) an aqueous acrylic resin having a carboxyl group;
(B) General formula (1):

Figure 0005101747
{式中、pは1〜5の整数を示し、2つのRは、独立して、一般式(2):
Figure 0005101747
{Wherein p represents an integer of 1 to 5 and two R 1 s independently represent the general formula (2):

Figure 0005101747
(式中、数平均繰り返し数qが6〜40の範囲にあり、Rは炭素数1〜8のアルキル基またはフェニル基を示す。)で表されるポリエチレングリコールモノアルキルエーテルの残基および/または一般式(3):
Figure 0005101747
(Wherein the number average repeating number q is in the range of 6 to 40, R 2 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a phenyl group) and / or a residue of polyethylene glycol monoalkyl ether represented by Or general formula (3):

Figure 0005101747
(式中、数平均繰り返し数rは4〜14の範囲にあり、Rは炭素数1〜8のアルキル基またはフェニル基を示す。)で表されるポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルの残基である。}で表されるカルボジイミド化合物と、
を含み、ここに、
一般式(1)中のRにおいて、一般式(2)で表されるポリエチレングリコールモノアルキルエーテルの残基と一般式(3)で表されるポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルの残基とのモル比率が、1:1〜1:15である、2液型水性塗料組成物を提供する。
Figure 0005101747
(Wherein the number average repeating number r is in the range of 4 to 14 and R 3 represents an alkyl group or phenyl group having 1 to 8 carbon atoms), and is a residue of a polypropylene glycol monoalkyl ether represented by . }, A carbodiimide compound represented by
Where
In R 1 in the general formula (1), the molar ratio between the residue of the polyethylene glycol monoalkyl ether represented by the general formula (2) and the residue of the polypropylene glycol monoalkyl ether represented by the general formula (3) Provides a two-component water-based coating composition having a ratio of 1: 1 to 1:15.

本発明の2液型水性塗料組成物は、硬化剤として、PEG部、PPG部およびカルボジイミド部からなり、その構造中、PEG部のEG単位の数平均繰返し数qが6〜40の範囲にあり、PPG部のPG単位の数平均繰返し数rが4〜14の範囲にあり、かつ、PEG部とPPG部とのモル比率が1:1〜1:15の特定の範囲にあるカルボジイミド化合物を用いるので、長期保存性に優れ、かつ、塗膜の初期耐水性および光沢にも優れている。   The two-component aqueous coating composition of the present invention comprises a PEG part, a PPG part, and a carbodiimide part as a curing agent, and the number average repeating number q of the EG unit of the PEG part is in the range of 6 to 40 in the structure. A carbodiimide compound in which the number average repeating number r of the PG units in the PPG part is in the range of 4 to 14 and the molar ratio of the PEG part to the PPG part is in the specific range of 1: 1 to 1:15 is used. Therefore, it is excellent in long-term storage and is excellent in the initial water resistance and gloss of the coating film.

本発明の2液型水性塗料組成物はまた低温での硬化反応性に優れているので、硬化温度が比較的低くても、比較的短時間で、初期耐水性に優れた塗膜を形成できる。例えば、本発明の水性塗料組成物は、硬化温度が−10〜50℃の温度環境下で使用・養生されるだけで、数時間以内で、硬化反応が有効に進行し、初期耐水性および光沢に優れた塗膜を形成できる。
本発明の2液型水性塗料組成物はまた水性塗料に関するものであるので、有機溶剤の含有量を有効に低減することができる。このため、揮発性有機化合物の排出量やPRTR法(特定化学物質の環境への排出量の把握及び管理の改善の促進に関する法律)に基づく環境汚染物質の排出量を、従来の溶剤系塗料に比べて大幅に削減することができる。
Since the two-component aqueous coating composition of the present invention is also excellent in curing reactivity at low temperatures, a coating film having excellent initial water resistance can be formed in a relatively short time even when the curing temperature is relatively low. . For example, the aqueous coating composition of the present invention can be used and cured in a temperature environment of -10 to 50 ° C., and the curing reaction can proceed effectively within a few hours. An excellent coating film can be formed.
Since the two-component aqueous coating composition of the present invention also relates to an aqueous coating, the content of the organic solvent can be effectively reduced. For this reason, the amount of volatile organic compounds and the amount of environmental pollutants based on the PRTR Law (Act on the Promotion of Improvement in Management and Management of Specific Chemical Substances to the Environment) Compared to this, it can be greatly reduced.

以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments thereof.

本発明の2液型水性塗料組成物は、
(A)カルボキシル基を有する水性アクリル樹脂と、
(B)一般式(1):
The two-component aqueous coating composition of the present invention is
(A) an aqueous acrylic resin having a carboxyl group;
(B) General formula (1):

Figure 0005101747
で表されるカルボジイミド化合物と、を含む。
Figure 0005101747
The carbodiimide compound represented by these.

本発明において、塗膜形成用樹脂として、(A)カルボキシル基を有する水性アクリル樹脂が好適に用いられ、カルボキシル基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーおよびその他のα,β−エチレン性不飽和モノマーを共重合することによって得られるアクリル樹脂である。(A)カルボキシル基を有する水性アクリル樹脂として、カルボキシル基を有する水分散体アクリル樹脂が、より好適に用いられる。カルボキシル基を有する水分散体アクリル樹脂を得る1つの方法として、アクリルエマルションがあり、該アクリルエマルションは水性媒体中で乳化重合を行うことによって調製することができる。   In the present invention, (A) a water-based acrylic resin having a carboxyl group is preferably used as the coating film-forming resin, and α, β-ethylenically unsaturated monomers having a carboxyl group and other α, β-ethylenically unsaturated monomers are used. It is an acrylic resin obtained by copolymerizing a saturated monomer. (A) As an aqueous acrylic resin having a carboxyl group, an aqueous dispersion acrylic resin having a carboxyl group is more preferably used. One method for obtaining an aqueous dispersion acrylic resin having a carboxyl group is an acrylic emulsion, which can be prepared by carrying out emulsion polymerization in an aqueous medium.

カルボキシル基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーとして、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸二量体、クロトン酸、2−アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−アクリロイルオキシエチルコハク酸、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、イソクロトン酸、α−ハイドロ−ω−((1−オキソ−2−プロペニル)オキシ)ポリ(オキシ(1−オキソ−1,6−ヘキサンジイル))、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等を挙げることができる。これらの中で好ましいものは、アクリル酸、メタクリル酸である。なお、本明細書において「(メタ)アクリル」とはアクリルとメタクリルとの両方を意味するものとする。   As an α, β-ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group, acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid dimer, crotonic acid, 2-acryloyloxyethylphthalic acid, 2-acryloyloxyethyl succinic acid, ω-carboxy- Polycaprolactone mono (meth) acrylate, isocrotonic acid, α-hydro-ω-((1-oxo-2-propenyl) oxy) poly (oxy (1-oxo-1,6-hexanediyl)), maleic acid, fumarate An acid, itaconic acid, etc. can be mentioned. Among these, acrylic acid and methacrylic acid are preferable. In this specification, “(meth) acryl” means both acrylic and methacrylic.

上記その他のα,β−エチレン性不飽和モノマーとしては、(メタ)アクリル酸エステル(例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、メタクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタジエニル、(メタ)アクリル酸ジヒドロジシクロペンタジエニル等)、重合性アミド化合物(例えば、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジブチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジオクチル(メタ)アクリルアミド、N−モノブチル(メタ)アクリルアミド、N−モノオクチル(メタ)アクリルアミド2,4−ジヒドロキシ−4’−ビニルベンゾフェノン、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)メタクリルアミド等)、重合性芳香族化合物(例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルケトン、t−ブチルスチレン、パラクロロスチレンおよびビニルナフタレン等)、重合性ニトリル(例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、α−オレフィン(例えば、エチレン、プロピレン等)、ビニルエステル(例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等)、ジエン(例えば、ブタジエン、イソプレン等)、重合性芳香族化合物、重合性ニトリル、α−オレフィン、ビニルエステル、およびジエンを挙げることができる。これらは目的により選択することができる。   Examples of the other α, β-ethylenically unsaturated monomers include (meth) acrylate esters (for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, (meth) acrylic). N-butyl acid, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl methacrylate, phenyl acrylate, isobornyl (meth) acrylate, cyclohexyl methacrylate, ( (Meth) acrylic acid t-butylcyclohexyl, (meth) acrylic acid dicyclopentadienyl, (meth) acrylic acid dihydrodicyclopentadienyl, etc.), polymerizable amide compounds (for example, (meth) acrylamide, N-methylol ( (Meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meth) acrylic N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-dibutyl (meth) acrylamide, N, N-dioctyl (meth) acrylamide, N-monobutyl (meth) acrylamide, N-monooctyl (meth) acrylamide 2, 4-dihydroxy-4′-vinylbenzophenone, N- (2-hydroxyethyl) acrylamide, N- (2-hydroxyethyl) methacrylamide, etc.), polymerizable aromatic compounds (for example, styrene, α-methylstyrene, vinyl ketone, t-butylstyrene, parachlorostyrene, vinylnaphthalene, etc.), polymerizable nitriles (eg, acrylonitrile, methacrylonitrile, etc.), α-olefins (eg, ethylene, propylene, etc.), vinyl esters (eg, vinyl acetate, propionic acid) Vinyl), dienes (For example, butadiene, isoprene, etc.), polymerizable aromatic compounds, polymerizable nitriles, α-olefins, vinyl esters, and dienes can be mentioned. These can be selected according to the purpose.

(A)カルボキシル基を有する水性アクリル樹脂の調製において、必要に応じてさらに、水酸基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーを用いてもよい。水酸基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーとしては、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、アリルアルコール、メタクリルアルコール、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルとε−カプロラクトンとの付加物を挙げることができる。これらの中で好ましいものは、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルとε−カプロラクトンとの付加物である。   (A) In preparation of the aqueous acrylic resin having a carboxyl group, an α, β-ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group may be used as necessary. Examples of the α, β-ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group include hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, allyl alcohol, methacryl alcohol, and (meth) acrylic acid. Mention may be made of adducts of hydroxyethyl and ε-caprolactone. Among these, preferred are hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, and an adduct of hydroxyethyl (meth) acrylate and ε-caprolactone.

乳化重合によってカルボキシル基を有するアクリルエマルションを調製する場合においては、上記その他のα,β−エチレン性不飽和モノマーとして、架橋性モノマーを使用することができる。上記架橋性モノマーは、分子内に2つ以上のラジカル重合可能なエチレン性不飽和基を有する化合物であり、例えば、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等のジビニル化合物が挙げられ、トリアリルシアヌレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等も挙げられる。架橋性モノマーは、上記のモノマーの組合せであってもよい。比較的取扱が容易である、アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレートおよびジビニルベンゼンが好ましい。   In preparing an acrylic emulsion having a carboxyl group by emulsion polymerization, a crosslinkable monomer can be used as the other α, β-ethylenically unsaturated monomer. The crosslinkable monomer is a compound having two or more radically polymerizable ethylenically unsaturated groups in the molecule. For example, divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, polyethylene Glycol di (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexane di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) Examples include divinyl compounds such as acrylate, and examples include triallyl cyanurate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate. The crosslinkable monomer may be a combination of the above monomers. Allyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate and divinylbenzene, which are relatively easy to handle, are preferred.

カルボキシル基を有するアクリルエマルションの調製における、水性媒体中での乳化重合は、例えば、水、または必要に応じてアルコールやグリコールなどのような親水性の有機溶剤を含む水性媒体中に乳化剤を溶解させ、加熱撹拌下、原料として使用するα,β−エチレン性不飽和モノマーを混合したものおよび重合開始剤を滴下することにより行うことができる。原料として使用するα,β−エチレン性不飽和モノマーを混合したものは、乳化剤と水とを用いて予め乳化しておいてもよい。   In the preparation of an acrylic emulsion having a carboxyl group, emulsion polymerization in an aqueous medium is performed by, for example, dissolving an emulsifier in an aqueous medium containing water or a hydrophilic organic solvent such as alcohol or glycol as necessary. It can be performed by adding dropwise a mixture of an α, β-ethylenically unsaturated monomer used as a raw material and a polymerization initiator under heating and stirring. What mixed the (alpha), (beta) -ethylenically unsaturated monomer used as a raw material may be previously emulsified using an emulsifier and water.

乳化重合に好適に用いることができる重合開始剤としては、アゾ系の油性化合物(例えば、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)および2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)など)、および水性化合物(例えば、アニオン系の4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2−アゾビス(N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジンおよびカチオン系の2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン));並びにレドックス系の油性過酸化物(例えば、ベンゾイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイドおよびt−ブチルパーベンゾエートなど)、および水性過酸化物(例えば、過硫酸カリおよび過硫酸アンモニウムなど)が挙げられる。   Examples of the polymerization initiator that can be suitably used for emulsion polymerization include azo oily compounds (for example, azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), and 2,2′- Azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and the like, and aqueous compounds (for example, anionic 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2-azobis (N- (2-carboxyethyl)) -2-methylpropionamidine and cationic 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine)); and redox oily peroxides (eg, benzoyl peroxide, parachlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide and t-butyl perbenzoate), and aqueous peroxides such as potassium persulfate and persulfate Ammonium and the like).

乳化剤は、当業者に通常使用されているものを用いることができる。用いられる乳化剤として、反応性乳化剤、例えば、アントックス(Antox)MS−60(日本乳化剤社製)、エレミノールJS−2(三洋化成工業社製)、アデカリアソープNE−20(旭電化社製)およびアクアロンHS−10(第一工業製薬社製)などが特に好ましい。また、分子量を調節するために、ラウリルメルカプタンのようなメルカプタンおよびα−メチルスチレンダイマーなどのような連鎖移動剤を必要に応じて用いることができる。   As the emulsifier, those usually used by those skilled in the art can be used. As an emulsifier to be used, a reactive emulsifier, for example, Antox MS-60 (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.), Eleminol JS-2 (manufactured by Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd.), Adekari Soap NE-20 (manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.) And Aqualon HS-10 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) are particularly preferred. In order to adjust the molecular weight, a mercaptan such as lauryl mercaptan and a chain transfer agent such as α-methylstyrene dimer can be used as necessary.

反応温度は開始剤により決定され、例えば、アゾ系開始剤では60〜90℃であり、レドックス系では30〜70℃で行うことが好ましい。一般に、反応時間は1〜8時間である。モノマー混合物の総量に対する開始剤の量は、一般に0.1〜5質量%であり、好ましくは0.2〜2質量%である。上記乳化重合は多段階で行うことができ、例えば、二段階で行うことができる。すなわち、まず上記原料として使用するα,β−エチレン性不飽和モノマーを混合したもののうちの一部を乳化重合し、ここに上記α,β−エチレン性不飽和モノマー混合物の残りをさらに加えて乳化重合を行うものである。   The reaction temperature is determined by the initiator, and for example, it is preferably 60 to 90 ° C. for an azo initiator and 30 to 70 ° C. for a redox system. In general, the reaction time is 1 to 8 hours. The amount of the initiator relative to the total amount of the monomer mixture is generally 0.1 to 5% by mass, preferably 0.2 to 2% by mass. The emulsion polymerization can be performed in multiple stages, for example, in two stages. That is, first, a part of the mixture of α, β-ethylenically unsaturated monomers used as the raw material is subjected to emulsion polymerization, and the remainder of the α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture is further added to emulsify. Polymerization is performed.

こうして得ることができるアクリルエマルションを、上記(A)カルボキシル基を有する水性アクリル樹脂として好適に用いることができる。上記エマルションの体積平均粒子径は0.01〜1.0μmの範囲であることが好ましい。体積平均粒子径が0.01μm未満であると作業性が低下するおそれがあり、1.0μmを上回ると得られる塗膜の外観が悪化する恐れがある。この体積平均粒子径の調節は、例えば、モノマー組成や乳化重合条件を調整することにより可能である。体積平均粒子径はレーザー光散乱法で測定できる。   The acrylic emulsion thus obtained can be suitably used as the above (A) aqueous acrylic resin having a carboxyl group. The volume average particle diameter of the emulsion is preferably in the range of 0.01 to 1.0 μm. When the volume average particle diameter is less than 0.01 μm, workability may be reduced, and when it exceeds 1.0 μm, the appearance of the obtained coating film may be deteriorated. The volume average particle diameter can be adjusted, for example, by adjusting the monomer composition and emulsion polymerization conditions. The volume average particle diameter can be measured by a laser light scattering method.

上記エマルションは、貯蔵安定性の観点から、塩基性化合物で中和することにより、pH5〜10で用いることができる。上記塩基性化合物は、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジエチルアミノエタノール、トリエタノールアミン、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、プロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミンなどが挙げられる。上記中和は、乳化重合の前または後に、上記塩基性化合物を系に添加することによって行うことが好ましい。   The said emulsion can be used by pH 5-10 by neutralizing with a basic compound from a storage-stable viewpoint. The basic compounds are ammonia, methylamine, ethylamine, dimethylamine, diethylamine, trimethylamine, triethylamine, dimethylethanolamine, diethanolamine, diethylaminoethanol, triethanolamine, tetraethylammonium hydroxide, propylamine, dipropylamine, tripropylamine. Butylamine, dibutylamine, tributylamine and the like. The neutralization is preferably performed by adding the basic compound to the system before or after emulsion polymerization.

上記アクリルエマルション以外の水分散体アクリル樹脂を得る方法として、溶液重合を行ってアクリル樹脂を得た後に、水中に樹脂分散体(アクリルディスパージョン)を得る方法がある。アクリルディスパージョンは、まず先のα,β−エチレン性不飽和モノマー混合物のところで述べた酸基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーを必須成分とし、それ以外のα,β−エチレン性不飽和モノマーとともに溶液重合を行った後、塩基性化合物で中和することにより、アクリルディスパージョンを得ることができる。   As a method of obtaining an aqueous dispersion acrylic resin other than the acrylic emulsion, there is a method of obtaining a resin dispersion (acrylic dispersion) in water after obtaining an acrylic resin by solution polymerization. The acrylic dispersion first comprises an α, β-ethylenically unsaturated monomer having an acid group as described above in the α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture, and other α, β-ethylenically unsaturated monomers. An acrylic dispersion can be obtained by performing solution polymerization with a saturated monomer and then neutralizing with a basic compound.

上記溶液重合は、加熱条件下において、原料として使用する先のα,β−エチレン性不飽和モノマーを混合したものを重合開始剤と共に溶媒中へ滴下しながら撹拌する方法が一般的である。溶液重合する際の条件は、例えば、重合温度が60〜160℃、滴下時間が0.5〜10時間である。上記原料として使用するα,β−エチレン性不飽和モノマーは、2段階に分けて重合することも可能である。この場合、原料として使用するα,β−エチレン性不飽和モノマー全体として、上記カルボキシル基についての要件を満たしていればよい。   The solution polymerization is generally a method in which a mixture of the α, β-ethylenically unsaturated monomer used as a raw material is stirred while being dropped into a solvent together with a polymerization initiator under heating conditions. The conditions for solution polymerization are, for example, a polymerization temperature of 60 to 160 ° C. and a dropping time of 0.5 to 10 hours. The α, β-ethylenically unsaturated monomer used as the raw material can be polymerized in two stages. In this case, it is only necessary that the α, β-ethylenically unsaturated monomer used as a raw material satisfies the requirements for the carboxyl group.

上記重合開始剤は、通常の重合に用いられるものであれば特に限定されず、例えば、アゾ系化合物や過酸化物が挙げられる。一般に、モノマー混合物100質量部に対する重合開始剤の量は0.1〜18質量部であり、好ましくは0.3〜12質量部である。   The polymerization initiator is not particularly limited as long as it is used for normal polymerization, and examples thereof include azo compounds and peroxides. Generally, the amount of the polymerization initiator with respect to 100 parts by mass of the monomer mixture is 0.1 to 18 parts by mass, preferably 0.3 to 12 parts by mass.

また、ここで用い得る溶媒は反応に悪影響を与えないものであれば特に限定されず、例えば、アルコール、ケトン、エーテルおよび炭化水素系溶媒などが挙げられる。さらに、分子量を調節するために、ラウリルメルカプタンのようなメルカプタン、および、α−メチルスチレンダイマーなどのような連鎖移動剤を必要に応じて用いることができる。   Moreover, the solvent which can be used here will not be specifically limited if it does not have a bad influence on reaction, For example, alcohol, a ketone, ether, a hydrocarbon solvent, etc. are mentioned. Further, in order to adjust the molecular weight, a mercaptan such as lauryl mercaptan and a chain transfer agent such as α-methylstyrene dimer can be used as necessary.

このように溶液重合で得られるアクリル樹脂の数平均分子量は、4,000〜20,000であるのが好ましい。本明細書において、溶液重合で得られるアクリル樹脂の数平均分子量は、ポリスチレン標準サンプル基準を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)で測定することができる。   Thus, the number average molecular weight of the acrylic resin obtained by solution polymerization is preferably 4,000 to 20,000. In this specification, the number average molecular weight of the acrylic resin obtained by solution polymerization can be measured by gel permeation chromatography (GPC) using a polystyrene standard sample standard.

上記溶液重合で得られたアクリル樹脂は、必要に応じて溶剤を除去した後、塩基性化合物を加えて中和して水性化することにより、上記(A)カルボキシル基を有する水性アクリル樹脂が得られる。上記塩基性化合物としては、先にあげた塩基性化合物があげられる。上記塩基性化合物を加える量は、上記溶液重合で得られたアクリル樹脂が有するカルボキシル基の60〜100%の中和率であることが好ましい。中和率が60%未満だと、水性化が十分でなく、貯蔵安定性に劣るおそれがある。   The acrylic resin obtained by the solution polymerization, after removing the solvent as necessary, is neutralized by adding a basic compound to obtain an aqueous acrylic resin having the carboxyl group (A). It is done. Examples of the basic compound include the basic compounds listed above. The amount of the basic compound added is preferably a neutralization rate of 60 to 100% of the carboxyl group of the acrylic resin obtained by the solution polymerization. If the neutralization rate is less than 60%, the aqueous solution is not sufficient and the storage stability may be poor.

こうして得られたアクリル樹脂は、水分散体アクリル樹脂として用いることができる。このような水分散体アクリル樹脂は、体積平均粒子径が0.01〜1μmの範囲内であることが好ましい。体積平均粒子径が上記範囲内であることによって、水分散体の安定性が良好となり、さらに、得られる塗膜の外観が良好となるという利点がある。   The acrylic resin thus obtained can be used as an aqueous dispersion acrylic resin. Such an aqueous dispersion acrylic resin preferably has a volume average particle diameter in the range of 0.01 to 1 μm. When the volume average particle diameter is in the above range, there is an advantage that the stability of the aqueous dispersion is improved and the appearance of the obtained coating film is improved.

カルボキシル基を有する水分散体アクリル樹脂は、樹脂固形分酸価は、好ましくは3〜30mg/KOH、より好ましくは5〜25mg/KOHである。樹脂固形分酸価が30mg/KOHより大きいと塗膜耐水性が低下し、3mg/KOHより小さいと樹脂の水分散体の機械的安定性が低下する。   The aqueous dispersion acrylic resin having a carboxyl group has a resin solid content acid value of preferably 3 to 30 mg / KOH, more preferably 5 to 25 mg / KOH. When the resin solid acid value is larger than 30 mg / KOH, the water resistance of the coating film is lowered, and when it is smaller than 3 mg / KOH, the mechanical stability of the aqueous dispersion of the resin is lowered.

(A)カルボキシル基を有する水性アクリル樹脂は、光沢を上げるために、さらに水溶性アクリル樹脂を含んでいてもよい。この水溶性アクリル樹脂は、先のα,β−エチレン性不飽和モノマー混合物のところで述べた酸基を有するα,β−エチレン性不飽和モノマーを必須成分とし、それ以外のα,β−エチレン性不飽和モノマーとともに溶液重合を行うことにより得ることができる。   (A) The aqueous acrylic resin having a carboxyl group may further contain a water-soluble acrylic resin in order to increase gloss. This water-soluble acrylic resin has an α, β-ethylenically unsaturated monomer having an acid group described in the above α, β-ethylenically unsaturated monomer mixture as an essential component, and other α, β-ethylenic monomers. It can be obtained by performing solution polymerization together with an unsaturated monomer.

水溶性アクリル樹脂は、例えば、塩基性化合物、例えばモノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン及びジメチルエタノールアミンのような有機アミンで中和し、水に溶解させて用いることができる。   The water-soluble acrylic resin is neutralized with a basic compound such as monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, triethylamine, diisopropylamine, monoethanolamine, diethanolamine and dimethylethanolamine and dissolved in water. Can be used.

上記水溶性アクリル樹脂において、樹脂固形分酸価は、好ましくは35〜100mg/KOH、より好ましくは40〜80mg/KOHである。樹脂固形分酸価が100mg/KOHより大きいと、塗膜の耐水性が低下し、35mg/KOHより小さいと樹脂の水溶化が不十分となる。また、その数平均分子量は好ましくは4,000〜20,000である。数平均分子量が20,000より大きいと塗料粘度が高くなりすぎ、4,000より小さいと塗膜耐水性が低下する。   In the water-soluble acrylic resin, the acid value of the resin solid content is preferably 35 to 100 mg / KOH, more preferably 40 to 80 mg / KOH. When the resin solid content acid value is larger than 100 mg / KOH, the water resistance of the coating film is lowered, and when it is smaller than 35 mg / KOH, water-solubilization of the resin becomes insufficient. The number average molecular weight is preferably 4,000 to 20,000. When the number average molecular weight is more than 20,000, the viscosity of the coating becomes too high, and when it is less than 4,000, the water resistance of the coating film is lowered.

塗料中に含まれる上記水性アクリル樹脂の樹脂固形分の質量比率(水分散性:水溶性)は塗膜光沢のさらなる向上の観点から2:1〜10:1が好ましい。   The mass ratio (water dispersibility: water solubility) of the resin solid content of the aqueous acrylic resin contained in the paint is preferably 2: 1 to 10: 1 from the viewpoint of further improving the gloss of the coating film.

本発明において、硬化剤として(B)一般式(1):   In the present invention, (B) general formula (1):

Figure 0005101747
で表されるカルボジイミド化合物として好適に用いることができる化合物は、一般式(4):
Figure 0005101747
The compound that can be suitably used as the carbodiimide compound represented by the general formula (4):

Figure 0005101747
で表される4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートの脱二酸化炭素を伴う縮合反応により、一般式(5):
Figure 0005101747
By a condensation reaction involving decarbonization of 4,4-dicyclohexylmethane diisocyanate represented by the general formula (5):

Figure 0005101747
(式中、pは1〜5の整数を示す。)で表されるイソシアネート末端ジシクロヘキシルメタンカルボジイミドを合成し、更にこのイソシアネート末端ジシクロヘキシルメタンカルボジイミドと、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテルおよびポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルとの混合物を反応させることにより製造することができる。
Figure 0005101747
(Wherein p represents an integer of 1 to 5), and an isocyanate-terminated dicyclohexylmethane carbodiimide represented by the following formula is further synthesized with polyethylene glycol monoalkyl ether and polypropylene glycol monoalkyl ether: It can be produced by reacting the mixture.

上記イソシアネート末端ジシクロヘキルメタンカルボジイミドの製造は、基本的には従来のカルボジイミドの製造方法(米国特許第2,941,956号明細書や特公昭47−33279号公報、J. Org. Chem., 28, 2069〜2076(1963)、 Chemical Review 1981、 vol. 81、 No. 4,619〜4,621参照)によることができる。   The above-mentioned isocyanate-terminated dicyclohexylmethane carbodiimide is basically produced by a conventional carbodiimide production method (US Pat. No. 2,941,956, Japanese Patent Publication No. 47-33279, J. Org. Chem., 28, 2069-2076 (1963), Chemical Review 1981, vol. 81, No. 4, 619-4, 621).

上記ジシクロヘキルメタンジイソシアネートの脱二酸化炭素を伴う縮合反応は、カルボジイミド化触媒の存在下に進行するが、この触媒としては、例えば、1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド、3−メチル−2−ホスホレン−1−オキシド、1−エチル−2−ホスホレン−1−オキシド、1−エチル−3−メチル−2−ホスホレン−1−オキシド、3−メチル−1ーフェニル−2−ホスホレン−1−オキシドまたはこれらの3−ホスホレン異性体等の、ホスホレンオキシドを使用することができ、反応性の面からは、一般式(6):   The condensation reaction involving decarbonization of the dicyclohexylmethane diisocyanate proceeds in the presence of a carbodiimidization catalyst. Examples of the catalyst include 1-phenyl-2-phospholene-1-oxide, 3-methyl- 2-phospholene-1-oxide, 1-ethyl-2-phospholene-1-oxide, 1-ethyl-3-methyl-2-phospholene-1-oxide, 3-methyl-1-phenyl-2-phospholene-1-oxide Alternatively, phospholene oxides such as these 3-phospholene isomers can be used, and in terms of reactivity, the general formula (6):

Figure 0005101747
で表される3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシドが好適である。
Figure 0005101747
3-methyl-1-phenyl-2-phospholene-1-oxide represented by the formula is preferred.

また、上記縮合反応における反応温度としては、80℃〜180℃の範囲内とすることが好ましく、反応温度がこの範囲を下回ると反応時間が極めて長くなり、反応温度が上記範囲を上回ると、副反応が起こって良質のカルボジイミドは得られなくなり、いずれの場合も好ましくない。   In addition, the reaction temperature in the condensation reaction is preferably in the range of 80 ° C. to 180 ° C. When the reaction temperature falls below this range, the reaction time becomes extremely long, and when the reaction temperature exceeds the above range, Since the reaction occurs, a high-quality carbodiimide cannot be obtained, which is not preferable in any case.

更に、縮合度は1〜5が好ましく、縮合度が5を超える場合は、水性ジシクロヘキシルメタンカルボジイミドを水性樹脂へ添加するときの分散性が低下し、又、水性ジシクロヘキシルメタンカルボジイミドを予め水溶液或いは水分散液とする場合、分散性が低いために良好な水溶液あるいは水分散液が得られない。なお、反応を速やかに完結させるためには、上記4、4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートの反応は窒素等の不活性ガスの気流下で行うことが好ましい。   Further, the degree of condensation is preferably 1 to 5, and when the degree of condensation exceeds 5, the dispersibility when adding aqueous dicyclohexylmethane carbodiimide to the aqueous resin is lowered, and the aqueous dicyclohexylmethane carbodiimide is previously dispersed in an aqueous solution or water. In the case of a liquid, a good aqueous solution or aqueous dispersion cannot be obtained due to low dispersibility. In order to complete the reaction promptly, the reaction of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate is preferably performed under an inert gas stream such as nitrogen.

本発明の水性ジシクロヘキシルメタンカルボジイミドは、反応系から通常の方法に従って単離することができ、その構造が一般式(1)で表されることは、赤外線吸収(IR)スペクトル及び核磁気共鳴吸収(NMR)スペクトルによって支持される。   The aqueous dicyclohexylmethane carbodiimide of the present invention can be isolated from the reaction system according to a usual method, and the structure represented by the general formula (1) is that an infrared absorption (IR) spectrum and a nuclear magnetic resonance absorption ( NMR) supported by spectra.

本発明のカルボジイミド化合物の一般式(1)中の2つのRは、独立して、一般式(2): Two R 1 s in the general formula (1) of the carbodiimide compound of the present invention independently represent the general formula (2):

Figure 0005101747
(式中、EG単位の数平均繰り返し数qが6〜40の範囲にあり、Rは炭素数1〜8のアルキル基またはフェニル基を示す。)で表されるPEG部および/または一般式(3):
Figure 0005101747
(Wherein the number average repeating number q of the EG unit is in the range of 6 to 40, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a phenyl group) and / or the general formula (3):

Figure 0005101747
(式中、PG単位の数平均繰り返し数rは4〜14の範囲にあり、Rは炭素数1〜8のアルキル基またはフェニル基を示す。)で表されるPPG部である。すなわち、本発明のカルボジイミド化合物は、一般式(1)中の2つのRがそれぞれ一般式(2)および一般式(3)で表される残基である場合や2つのRがいずれも一般式(2)または一般式(3)で表される残基であるものを含む。具体的には、本発明のカルボジイミド化合物は全体としてPEG部:PPG部が後述する範囲を満たす範囲内で、以下に示すカルボジイミド化合物(1A)〜(1C)を含む;
(1A)一般式(1)中の2つのRのうちの一方が一般式(2)で表される残基であり、他方が一般式(3)で表される残基である化合物;
(1B)一般式(1)中の2つのRのうちの両方が一般式(2)で表される残基である化合物;および
(1C)一般式(1)中の2つのRのうちの両方が一般式(3)で表される残基である化合物。
Figure 0005101747
(Wherein the number average repeating number r of PG units is in the range of 4 to 14, and R 3 represents an alkyl group or phenyl group having 1 to 8 carbon atoms). That is, the carbodiimide compound of the present invention, even the general formula (1) two of R 1 each formula in (2) and the general formula (3) is a residue or two of R 1 which is expressed by any What is a residue represented by General formula (2) or General formula (3) is included. Specifically, the carbodiimide compound of the present invention includes the following carbodiimide compounds (1A) to (1C) within the range where the PEG part: PPG part satisfies the range described later;
(1A) a residue Formula (1) one of the two R 1 in the formula (2), the compound is a residue other is represented by formula (3);
(1B) a compound in which both of two R 1 in the general formula (1) are residues represented by the general formula (2); and (1C) two R 1 in the general formula (1) The compound whose both are residues represented by General formula (3).

本発明のカルボジイミド化合物のPEG部である一般式(2)で表される残基を形成するために用いることができるポリエチレングリコールモノアルキルエーテルは、一般式(7):   The polyethylene glycol monoalkyl ether that can be used to form the residue represented by the general formula (2), which is the PEG portion of the carbodiimide compound of the present invention, has the general formula (7):

Figure 0005101747
(式中、数平均繰り返し数qが6〜40の範囲にあり、Rは炭素数1〜8のアルキル基またはフェニル基を示す。)で表され、具体的にはポリ(エチレングリコール)モノメチルエーテル、ポリ(エチレングリコール)モノエチルエーテル、ポリ(エチレングリコール)モノプロピルエーテル、ポリ(エチレングリコール)モノブチルエーテル、ポリ(エチレングリコール)モノフェニルエーテル、等を挙げることができ、特にポリ(エチレングリコール)モノメチルエーテルが好適である。
Figure 0005101747
(Wherein the number average repeating number q is in the range of 6 to 40, R 2 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a phenyl group), specifically, poly (ethylene glycol) monomethyl Ethers, poly (ethylene glycol) monoethyl ether, poly (ethylene glycol) monopropyl ether, poly (ethylene glycol) monobutyl ether, poly (ethylene glycol) monophenyl ether, and the like, especially poly (ethylene glycol) Monomethyl ether is preferred.

PEG部のEG単位の数平均繰り返し数qは6〜40の範囲にあることが好ましく、10〜35の範囲にあることがより好ましい。qが6未満の場合は、親水性を付与できず、水分散性に劣る。また、qが40を超えると、耐水性に劣る。   The number average repeating number q of EG units in the PEG portion is preferably in the range of 6 to 40, and more preferably in the range of 10 to 35. When q is less than 6, hydrophilicity cannot be imparted and water dispersibility is poor. Moreover, when q exceeds 40, it is inferior to water resistance.

本発明のカルボジイミド化合物のPPG部である一般式(3)で表される残基を形成するために用いることができるポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルは、一般式(8):   The polypropylene glycol monoalkyl ether that can be used to form the residue represented by the general formula (3), which is the PPG part of the carbodiimide compound of the present invention, has the general formula (8):

Figure 0005101747
(式中、数平均繰り返し数rは4〜14の範囲にあり、Rは炭素数1〜8のアルキル基またはフェニル基を示す。)で表され、具体的にはポリ(プロピレングリコール)モノメチルエーテル、ポリ(プロピレングリコール)モノエチルエーテル、ポリ(プロピレングリコール)モノプロピルエーテル、ポリ(プロピレングリコール)モノブチルエーテル、ポリ(プロピレングリコール)モノ2エチルヘキシルエーテル、ポリ(プロピレングリコール)モノフェニルエーテル等を挙げることができ、特にポリ(プロピレングリコール)モノブチルエーテルが好適である。
Figure 0005101747
(Wherein the number average repeating number r is in the range of 4 to 14 and R 3 represents an alkyl group or phenyl group having 1 to 8 carbon atoms), specifically, poly (propylene glycol) monomethyl List ethers, poly (propylene glycol) monoethyl ether, poly (propylene glycol) monopropyl ether, poly (propylene glycol) monobutyl ether, poly (propylene glycol) mono-2-ethylhexyl ether, poly (propylene glycol) monophenyl ether, etc. In particular, poly (propylene glycol) monobutyl ether is suitable.

PPG部のPG単位の数平均繰り返し数rは4〜14であり、好ましくは4〜12、より好ましくは4〜10、最も好ましくは4〜8である。カルボジイミド硬化剤中のカルボジイミド基は、貯蔵中に水と反応しウレア基を生成する場合がある。水との反応によってカルボジイミド基が減少すると塗膜の架橋密度が低下し、十分な塗膜性能を発揮できない。繰り返し数rが上記の範囲内であれば、疎水性の高いPPGがカルボジイミド基周辺に多量に存在し、カルボジイミド基を水から保護するため、ウレア基の生成を抑制し、硬化速度が速く、架橋密度の高い塗膜が得られる。また、塗膜は疎水性の高いPPG基を多量に含むため、塗膜に撥水性が付与され、耐水性が向上する。繰り返し数rが4未満の場合、疎水性の高いPPGがカルボジイミド基周辺に少量しか存在しないため、硬化速度は遅く、架橋密度の高い塗膜は得られない。また、塗膜に十分な撥水性を付与できないため、耐水性が低下する。繰り返し数rが14を超える場合、カルボジイミド水分散体の疎水性が大きくなり過ぎるため、水分散体の粒径が大きくなり塗膜の光沢が低下したり、水分散体が形成されず、油分と水分が分離する恐れがある。   The number average repeating number r of the PG units in the PPG part is 4 to 14, preferably 4 to 12, more preferably 4 to 10, and most preferably 4 to 8. The carbodiimide group in the carbodiimide curing agent may react with water during storage to produce a urea group. When the carbodiimide group is reduced by reaction with water, the crosslinking density of the coating film is lowered, and sufficient coating film performance cannot be exhibited. If the number of repetitions r is within the above range, a large amount of highly hydrophobic PPG is present around the carbodiimide group, and the carbodiimide group is protected from water. A high-density coating film is obtained. In addition, since the coating film contains a large amount of highly hydrophobic PPG groups, the coating film is imparted with water repellency and water resistance is improved. When the number of repetitions r is less than 4, since only a small amount of highly hydrophobic PPG is present around the carbodiimide group, the curing rate is slow and a coating film having a high crosslinking density cannot be obtained. Moreover, since sufficient water repellency cannot be provided to a coating film, water resistance falls. When the number of repetitions r exceeds 14, the hydrophobicity of the carbodiimide aqueous dispersion becomes too large, so that the particle size of the aqueous dispersion becomes large and the gloss of the coating film is lowered or the aqueous dispersion is not formed. There is a risk of moisture separation.

本発明に用いる(B)カルボジイミド化合物において、モル比でPEG部:PPG部=1:1〜1:15、特に1:2〜1:15が好ましく、1:2〜1:9がより好ましく、1:3〜1:8がさらに好ましく、1:4〜1:6が最も好ましい。PEG部のモル比が多いと耐水性に劣る。カルボジイミド硬化剤中のカルボジイミド基はわずかではあるが水と反応しウレア基となる。この反応を抑制するには、カルボジイミド基の周辺ができるだけ疎水になっており、水分子との接触が低いことが好ましい。PPG部のモル比が多いと疎水性になりすぎるため、水分散性に劣り、安定性が悪い。PEG部:PPG部のモル比率は、(B)カルボジイミド化合物製造時に用いられるPEGとPPGの配合モル比率によるものである。   In the carbodiimide compound (B) used in the present invention, the molar ratio of PEG part: PPG part = 1: 1 to 1:15, particularly preferably 1: 2 to 1:15, more preferably 1: 2 to 1: 9, 1: 3 to 1: 8 is more preferable, and 1: 4 to 1: 6 is most preferable. When the molar ratio of the PEG part is large, the water resistance is poor. A small amount of carbodiimide groups in the carbodiimide curing agent react with water to form urea groups. In order to suppress this reaction, it is preferable that the periphery of the carbodiimide group is as hydrophobic as possible and the contact with water molecules is low. If the molar ratio of the PPG part is large, it becomes too hydrophobic, resulting in poor water dispersibility and poor stability. The molar ratio of PEG part: PPG part is based on the blending molar ratio of PEG and PPG used in the production of (B) carbodiimide compound.

上記イソシアネート末端ジシクロヘキシルメタンカルボジイミドと、上記ポリエチレングリコールモノアルキルエーテルおよびポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルとの混合物との付加反応の反応温度としては、60℃〜180℃の範囲内、好ましくは100℃〜160℃の範囲内である。反応温度がこの範囲を下回ると反応時間が極めて長くなり、逆に反応温度が上記範囲を上回ると、副反応が起こって本発明のカルボジイミド化合物が得られなくなり、いずれの場合も好ましくない。   The reaction temperature of the addition reaction between the isocyanate-terminated dicyclohexylmethane carbodiimide and the mixture of the polyethylene glycol monoalkyl ether and the polypropylene glycol monoalkyl ether is in the range of 60 ° C to 180 ° C, preferably 100 ° C to 160 ° C. Within range. When the reaction temperature falls below this range, the reaction time becomes extremely long. Conversely, when the reaction temperature exceeds the above range, side reactions occur and the carbodiimide compound of the present invention cannot be obtained, which is not preferable in either case.

本発明の水性塗料組成物において、(A)カルボキシル基を有する水性アクリル樹脂および(B)一般式(1)で表されるカルボジイミド化合物の混合割合は、樹脂固形分比率で示すと、(A)水性アクリル樹脂が99〜60質量%、好ましくは95〜80質量%であり、(B)カルボジイミド化合物が1〜40質量%、好ましくは5〜20質量%である。モル比で示すと、(A)水性アクリル樹脂のカルボキシル基:(B)カルボジイミド化合物のカルボジイミド基が0.8:1〜1.2:1である。   In the aqueous coating composition of the present invention, when the mixing ratio of (A) the aqueous acrylic resin having a carboxyl group and (B) the carbodiimide compound represented by the general formula (1) is expressed as a resin solid content ratio, (A) The aqueous acrylic resin is 99 to 60% by mass, preferably 95 to 80% by mass, and (B) the carbodiimide compound is 1 to 40% by mass, preferably 5 to 20% by mass. In terms of molar ratio, (A) the carboxyl group of the aqueous acrylic resin: (B) the carbodiimide group of the carbodiimide compound is 0.8: 1 to 1.2: 1.

本発明の2液型水性塗料組成物は、アクリル樹脂を用いるため、耐候性が良く、2液型上塗り塗料として用いることができる。本発明において、2液型塗料とは、主剤と硬化剤を混合すると、常温にて硬化反応が進行してしまい、1液では貯蔵できないもので、2液別々に貯蔵しておき、使用する直前に主剤と硬化剤を混合するものを意味する。   Since the two-component aqueous coating composition of the present invention uses an acrylic resin, it has good weather resistance and can be used as a two-component top coat. In the present invention, the two-component paint means that when the main agent and the curing agent are mixed, the curing reaction proceeds at room temperature and cannot be stored in one solution, and the two components are stored separately and immediately before use. Means a mixture of a main agent and a curing agent.

本発明の2液型水性塗料組成物は、水に溶解する有機溶剤を含み得る。当該有機溶剤の具体例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピ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、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。VOCの使用をできるだけ少なくする観点から、有機溶剤の量はできるだけ少ないことが好ましい。   The two-component aqueous coating composition of the present invention may contain an organic solvent that dissolves in water. Specific examples of the organic solvent include ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol monobutyl ether and the like. From the viewpoint of minimizing the use of VOCs, the amount of organic solvent is preferably as small as possible.

本発明の2液型水性塗料組成物は、顔料を含み得る。顔料の具体例としては、酸化チタン、黄色酸化鉄、赤色酸化鉄、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、アゾレッド、キナクリドンレッド、ベンズイミダゾロンイエロ等の着色顔料;炭酸カルシウム、硫酸バリウム、カオリン、クレー、タルク等の体質顔料;防錆顔料等が挙げられる。水性塗料組成物における顔料の濃度は、好ましくは10〜50質量%である。   The two-component aqueous coating composition of the present invention may contain a pigment. Specific examples of the pigment include titanium oxide, yellow iron oxide, red iron oxide, carbon black, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, azo red, quinacridone red, benzimidazolone yellow and the like; calcium carbonate, barium sulfate, kaolin, clay And extender pigments such as talc; rust preventive pigments. The concentration of the pigment in the aqueous coating composition is preferably 10 to 50% by mass.

本発明の2液型水性塗料組成物は、添加剤を含み得る。添加剤の具体例としては、分散剤、粘性調整剤、硬化触媒、表面調整剤、消泡剤、可塑剤、造膜助剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、硬化剤等が挙げられる。   The two-component aqueous coating composition of the present invention may contain an additive. Specific examples of the additive include a dispersant, a viscosity modifier, a curing catalyst, a surface modifier, an antifoaming agent, a plasticizer, a film-forming aid, an ultraviolet absorber, an antioxidant, and a curing agent.

本発明の2液型水性塗料組成物は、任意の適切な基材に塗装され得る。基材としては、例えば、金属、木材、プラスティックス、ゴム、石材、スレート、コンクリート、モルタル、繊維、紙、ガラス、磁器、陶器、フィルム、およびこれらの複合体等が挙げられる。また、例えば、基材がスレート、コンクリート等の無機系基材の場合、予めその表面にシーラーが塗布されていてもよい。特性を考慮すると、好ましくは、金属に適用される。金属としては、例えば、鉄、銅、錫、亜鉛、アルミニウム、ステンレス等が挙げられる。   The two-component aqueous coating composition of the present invention can be applied to any suitable substrate. Examples of the substrate include metal, wood, plastics, rubber, stone, slate, concrete, mortar, fiber, paper, glass, porcelain, earthenware, film, and composites thereof. For example, when the base material is an inorganic base material such as slate or concrete, a sealer may be applied to the surface in advance. Considering characteristics, it is preferably applied to metals. Examples of the metal include iron, copper, tin, zinc, aluminum, and stainless steel.

金属を表面(外面および内面)に有する被塗装物としては、例えば、船舶、車両(例えば、鉄道車両、大型車両)、航空機、橋梁、海上構築物、プラント、タンク(例えば、石油タンク)、パイプ、鋼管、鋳鉄管等が挙げられる。上記以外にも、上記水性塗料組成物は、建築物、土木構築物にも適用可能である。   Examples of the object to be coated having metal on the surface (outer surface and inner surface) include, for example, ships, vehicles (for example, railway vehicles, large vehicles), aircraft, bridges, offshore structures, plants, tanks (for example, oil tanks), pipes, Examples include steel pipes and cast iron pipes. In addition to the above, the water-based coating composition can also be applied to buildings and civil engineering structures.

塗装方法は、代表的には、上記水性塗料組成物を被塗装物(基材)に塗布し、乾燥する方法が挙げられる。塗布方法としては、被塗装物(基材)の種類等に応じて、任意の適切な方法が採用され得る。例えば、刷毛、ローラー、エアスプレー、エアレススプレー、コテ等による塗布や浸漬等が挙げられる。   The coating method typically includes a method in which the aqueous coating composition is applied to an object to be coated (base material) and dried. As a coating method, any appropriate method can be adopted depending on the type of an object (base material) to be coated. For example, application, immersion, etc. with a brush, a roller, air spray, airless spray, a trowel, etc. are mentioned.

乾燥方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。好ましくは、自然乾燥または加熱乾燥である。自然乾燥の場合、乾燥時間は、好ましくは2時間以上、さらに好ましくは24時間以上である。   Any appropriate method can be adopted as the drying method. Natural drying or heat drying is preferred. In the case of natural drying, the drying time is preferably 2 hours or longer, more preferably 24 hours or longer.

水性塗料組成物を塗装して形成される塗膜の厚みは、好ましくは10〜100μm、さらに好ましくは20〜100μmである。厚みが100μmより厚い場合、塗装時にタレが発生するなどの不具合が生じるおそれがある。   The thickness of the coating film formed by applying the aqueous coating composition is preferably 10 to 100 μm, more preferably 20 to 100 μm. When the thickness is thicker than 100 μm, there is a possibility that problems such as sagging occur during coating.

本発明の水性塗料組成物を用いて、室温下にて塗布および乾燥を行って得られた塗膜の吸水率が大きすぎると、施工直後の降雨により塗膜にふくれが生じ、施工時の気温によっては塗膜に割れが生じることがある。   When the water absorption rate of the coating film obtained by applying and drying at room temperature using the aqueous coating composition of the present invention is too large, the coating film swells due to rain immediately after construction, and the temperature at the time of construction Depending on the case, the coating film may be cracked.

上記水性塗料組成物を塗装して塗膜を形成する前に、密着および防食性が向上させるため、下塗り塗料による下塗り層や、下塗り層の上に中塗り塗料による中塗り層を形成することができる。   Before the aqueous coating composition is applied to form a coating film, adhesion and corrosion resistance are improved, so that an undercoat layer with an undercoat paint or an intermediate coat layer with an intermediate paint can be formed on the undercoat layer. it can.

下塗り塗料としては、任意の適切な塗料が採用され得る。例えば、エポキシ/マイケル硬化系塗料、エポキシ/アミン系塗料、エポキシディスパージョン塗料、2液型ウレタン硬化系塗料等が挙げられる。また、中塗り塗料としては、任意の適切な塗料が採用され得る。例えば、エポキシ/アミン系塗料、2液型ウレタン硬化系塗料等が挙げられる。   Any appropriate paint can be adopted as the undercoat paint. For example, an epoxy / Michael curable paint, an epoxy / amine paint, an epoxy dispersion paint, a two-component urethane curable paint, and the like can be given. Further, any appropriate paint can be adopted as the intermediate paint. For example, an epoxy / amine-based paint, a two-component urethane curable paint, and the like can be given.

下塗り塗料の前に有機または無機のジンクリッチ塗料を塗装して、ジンクリッチ層を形成しても良い。ジンクリッチ層を形成することで防食性により優れ、例えば、橋梁、プラント、タンク等の高い防食性が要求される場合にも充分に対応することができる。   A zinc rich layer may be formed by applying an organic or inorganic zinc rich paint before the undercoat paint. By forming the zinc rich layer, the anticorrosion property is excellent, and for example, it is possible to sufficiently cope with a case where a high anticorrosion property such as a bridge, a plant, or a tank is required.

上記下塗り塗料、中塗り塗料およびジンクリッチ塗料は、顔料、添加剤等を含有し得る。顔料および添加剤としては、例えば、上記で説明した顔料および添加剤が挙げられる。添加される顔料および添加剤の数、種類および量は、目的に応じて適宜選択され得る。   The undercoat paint, intermediate coat paint and zinc rich paint may contain pigments, additives and the like. Examples of the pigment and additive include the pigments and additives described above. The number, type, and amount of pigments and additives to be added can be appropriately selected according to the purpose.

上記下塗り塗料、中塗り塗料およびジンクリッチ塗料の塗布方法および乾燥方法は、用いる塗料の種類に応じて、任意の適切な方法が採用され得る。上記下塗り塗料、中塗り塗料およびジンクリッチ塗料の塗布方法および乾燥方法としては、例えば、上記で説明した水性塗料組成物の塗布方法および乾燥方法と同様の方法が挙げられる。   Arbitrary appropriate methods can be employ | adopted for the coating method and drying method of the said undercoat, intermediate coating, and zinc rich paint according to the kind of coating material to be used. Examples of the application method and the drying method for the undercoat paint, the intermediate coat paint, and the zinc rich paint include the same methods as the application method and the drying method for the aqueous paint composition described above.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。本実施例中でおいて単に「%」と記載した場合は、「質量%」を指し、単に「部」と記載した場合は、「質量部」を指すものとする。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example. In this example, when “%” is simply described, “mass%” is indicated, and when “part” is simply described, “mass part” is indicated.

製造例1:両末端にイソシアネート基を有するカルボジイミド化合物の製造
4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート 2500部にカルボジイミド化触媒である3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド25部を加え、170℃でイソシアネート等量が436になるまで反応させて、両末端にイソシアネート基を有するカルボジイミド化合物1を調製した。カルボジイミド化合物1は1分子あたりカルボジイミド基を2.8個有していた。
Production Example 1: Production of a carbodiimide compound having an isocyanate group at both ends Add 25 parts of 3-methyl-1-phenyl-2-phospholene-1-oxide as a carbodiimidization catalyst to 2500 parts of 4,4-dicyclohexylmethane diisocyanate, The reaction was carried out at 170 ° C. until the equivalent amount of isocyanate reached 436 to prepare carbodiimide compound 1 having isocyanate groups at both ends. Carbodiimide compound 1 had 2.8 carbodiimide groups per molecule.

製造例2:カルボジイミド化合物の水分散体の製造
表1に示すように、製造例1で調製したカルボジイミド化合物1 872部に、ニューポールLB−65(三洋化成製 ポリプロピレングリコールモノブチルエーテル 数平均繰り返し数5) 567部、およびMPG−081(日本乳化剤製 ポリエチレングリコールモノメチルエーテル 数平均繰り返し数15) 225部を加え、IRにてイソシアネート基由来の吸収が無くなるまで160℃で反応させた。さらに60℃まで冷却し、脱イオン水 2496部を徐々に加え乳化することにより、固形分40%の乳白色カルボジイミド水分散体1を得た。
Production Example 2: Manufacture of Aqueous Dispersion of Carbodiimide Compound As shown in Table 1, to 872 parts of carbodiimide compound 1 prepared in Production Example 1, Newpol LB-65 (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd., polypropylene glycol monobutyl ether) ) 567 parts and MPG-081 (manufactured by Nippon Emulsifier, Polyethylene glycol monomethyl ether, number average repeat number 15) 225 parts were added and reacted at 160 ° C. until there was no absorption derived from isocyanate groups by IR. The mixture was further cooled to 60 ° C., and 2496 parts of deionized water was gradually added and emulsified to obtain a milky white carbodiimide aqueous dispersion 1 having a solid content of 40%.

製造例3:カルボジイミド化合物の水分散体の製造
製造例2と同様に、表1に示す配合を用いて、固形分40%の乳白色カルボジイミド分散体2を得た。
Production Example 3 Production of Aqueous Dispersion of Carbodiimide Compound As in Production Example 2, a milky white carbodiimide dispersion 2 having a solid content of 40% was obtained using the formulation shown in Table 1.

製造例4:カルボジイミド化合物の水分散体の製造
製造例2と同様に、表1に示す配合を用いて、固形分40%の乳白色カルボジイミド分散体3を得た。
Production Example 4 Production of Aqueous Dispersion of Carbodiimide Compound As in Production Example 2, a milky white carbodiimide dispersion 3 having a solid content of 40% was obtained using the formulation shown in Table 1.

比較製造例1:カルボジイミド化合物の水分散体の製造
製造例2と同様に、表1に示す配合を用いて、固形分40%の乳白色カルボジイミド分散体4を得た。
Comparative Production Example 1 Production of Aqueous Dispersion of Carbodiimide Compound As in Production Example 2, a milky white carbodiimide dispersion 4 having a solid content of 40% was obtained using the formulation shown in Table 1.

比較製造例2:カルボジイミド化合物の水分散体の製造
製造例2と同様に、表1に示す配合を用いて、固形分40%の乳白色カルボジイミド分散体5を得た。
Comparative Production Example 2 Production of Aqueous Dispersion of Carbodiimide Compound As in Production Example 2, a milky white carbodiimide dispersion 5 having a solid content of 40% was obtained using the formulation shown in Table 1.

比較製造例3:カルボジイミド化合物の水分散体の製造
製造例2と同様に、表1に示す配合を用いて、固形分40%の乳白色カルボジイミド分散体6を得た。
Comparative Production Example 3 Production of Aqueous Dispersion of Carbodiimide Compound As in Production Example 2, a milky white carbodiimide dispersion 6 having a solid content of 40% was obtained using the formulation shown in Table 1.

比較製造例4:カルボジイミド化合物の水分散体の製造
製造例2と同様に、表1に示す配合を用いて、固形分40%の乳白色カルボジイミド分散体7を得た。
Comparative Production Example 4 Production of Aqueous Dispersion of Carbodiimide Compound As in Production Example 2, a milky white carbodiimide dispersion 7 having a solid content of 40% was obtained using the formulation shown in Table 1.

比較製造例5:カルボジイミド化合物の水分散体の製造
表1に示すように、製造例1で調製したカルボジイミド化合物1 872部に、ポリプロピレングリコール モノブチルエーテル(数平均繰り返し数19) 648部、およびポリエチレングリコールモノメチルエーテル(数平均繰り返し数15) 64部を加え、IRでNCOの吸収がなくなるまで160℃で反応させた。さらに60℃まで冷却し、脱イオン水を徐々に加えていったが、均一な水分散体は得られなかった。
Comparative Production Example 5: Production of Aqueous Dispersion of Carbodiimide Compound As shown in Table 1, 648 parts of polypropylene glycol monobutyl ether (number average repeat number 19) 648 parts, and polyethylene glycol, 872 parts of carbodiimide compound 1 prepared in Production Example 1 64 parts of monomethyl ether (number average number of repetitions 15) were added and reacted at 160 ° C. until there was no absorption of NCO by IR. Further, the mixture was cooled to 60 ° C., and deionized water was gradually added, but a uniform aqueous dispersion was not obtained.

比較製造例6:カルボジイミド化合物の水分散体の製造
製造例2と同様に、表1に示す配合を用いて、固形分40%の乳白色カルボジイミド分
散体8を得た。
Comparative Production Example 6 Production of Aqueous Dispersion of Carbodiimide Compound As in Production Example 2, a milky white carbodiimide dispersion 8 having a solid content of 40% was obtained using the formulation shown in Table 1.

Figure 0005101747
Figure 0005101747

表中、MPG−081、MPG−041、BFTG、MFTGおよびBFGは日本乳化剤製の製品である。
ニューポールLB−65は三洋化成製の製品である。
ユニループMB−7およびユニループMB−11は日油製の製品である。
In the table, MPG-081, MPG-041, BFTG, MFTG and BFG are products made by Nippon Emulsifier.
New Pole LB-65 is a product made by Sanyo Kasei.
Uniloop MB-7 and Uniloop MB-11 are products made by NOF.

製造例A1 カルボキシル基を有する水分散体アクリル樹脂(アクリルエマルション)の製造
撹拌機、窒素導入管、温度制御装置、コンデンサー、滴下ロートを備えた反応容器に、脱イオン水 200.0部を仕込み、窒素雰囲気下で攪拌しながら80℃に昇温した。
アクリル酸2−エチルヘキシル 236.3部、メタクリル酸メチル 538.0部、スチレン 200.0部、アクリル酸 25.7部、および乳化剤としてのラテムルPD−104(花王社製、20%水溶液) 100部を脱イオン水579.4部に加えて乳化したプレエマルションを、過硫酸アンモニウム3部を脱イオン水150部に溶解した開始剤水溶液とともに2時間かけて滴下した。
滴下終了後、さらに80℃で1時間反応を継続した後冷却し、N、N−ジメチルアミノエタール 8.2部を加え樹脂固形分50質量%のアクリルエマルションを得た。モノマー組成から計算される、このアクリルエマルションの樹脂固形分酸価は20mgKOH/g、Tgは40℃であった。
Production Example A1 Production of Aqueous Dispersion Acrylic Resin (Acrylic Emulsion) Having Carboxyl Group Into a reaction vessel equipped with a stirrer, nitrogen introduction tube, temperature control device, condenser, and dropping funnel, 200.0 parts of deionized water was charged. The temperature was raised to 80 ° C. with stirring in a nitrogen atmosphere.
236.3 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 538.0 parts of methyl methacrylate, 200.0 parts of styrene, 25.7 parts of acrylic acid, and Latem PD-104 (made by Kao Corporation, 20% aqueous solution) as an emulsifier 100 parts Was added dropwise over 2 hours together with an aqueous initiator solution in which 3 parts of ammonium persulfate was dissolved in 150 parts of deionized water.
After completion of the dropwise addition, the reaction was further continued at 80 ° C. for 1 hour and then cooled, and 8.2 parts of N, N-dimethylaminoether was added to obtain an acrylic emulsion having a resin solid content of 50 mass%. The resin solid content acid value of this acrylic emulsion calculated from the monomer composition was 20 mgKOH / g, and Tg was 40 ° C.

製造例A2 カルボキシル基を有する水分散体アクリル樹脂(アクリルエマルション)の製造
撹拌機、窒素導入管、温度制御装置、コンデンサー、滴下ロートを備えた反応容器に、脱イオン水 200.0部を仕込み、窒素雰囲気下で攪拌しながら80℃に昇温した。
アクリル酸2−エチルヘキシル 237.0部、メタクリル酸メチル 550.1部、スチレン 200.0部、アクリル酸 12.8部、および乳化剤としてのラテムルPD−104(花王社製、20%水溶液) 100部を脱イオン水579.4部に加えて乳化したプレエマルションを、過硫酸アンモニウム3部を脱イオン水150部に溶解した開始剤水溶液とともに2時間かけて滴下した。
滴下終了後、さらに80℃で1時間反応を継続した後冷却し、N、N−ジメチルアミノエタール8.2部を加え樹脂固形分50質量%のアクリルエマルションを得た。モノマー組成から計算される、このアクリルエマルションの樹脂固形分酸価は10mgKOH/g、Tgは40℃であった。
Production Example A2 Production of Aqueous Dispersion Acrylic Resin (Acrylic Emulsion) Having Carboxyl Group Into a reaction vessel equipped with a stirrer, nitrogen introduction tube, temperature controller, condenser, and dropping funnel, 200.0 parts of deionized water was charged, The temperature was raised to 80 ° C. with stirring in a nitrogen atmosphere.
2-ethylhexyl acrylate 237.0 parts, methyl methacrylate 550.1 parts, styrene 200.0 parts, acrylic acid 12.8 parts, latemul PD-104 (manufactured by Kao Corporation, 20% aqueous solution) as an emulsifier 100 parts Was added dropwise over 2 hours together with an aqueous initiator solution in which 3 parts of ammonium persulfate was dissolved in 150 parts of deionized water.
After completion of the dropwise addition, the reaction was further continued at 80 ° C. for 1 hour and then cooled, and 8.2 parts of N, N-dimethylaminoether was added to obtain an acrylic emulsion having a resin solid content of 50% by mass. The resin solid content acid value of this acrylic emulsion, calculated from the monomer composition, was 10 mg KOH / g, and Tg was 40 ° C.

製造例A3 カルボキシル基を有する水溶性アクリル樹脂の製造
撹拌機、窒素導入管、温度制御装置、コンデンサー、滴下ロートを備えた反応容器に、2−メトキシ−1−プロパノール 259.0部を仕込み、窒素雰囲気下で攪拌しながら120℃に昇温した。
スチレン 35.0部、メタクリル酸メチル 19.8部、アクリル酸n−ブチル 155.2部、アクリル酸エチル 19.0部、アクリル酸2−エチルヘキシル 137.2部、メタクリル酸 33.8部のモノマー混合物を、カヤエステルO(化薬アクゾ社製のtert−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサネート) 16.0部を2−メトキシ−1−プロパノール 25.0部に溶解した開始剤溶液とともに3時間かけて滴下した。
滴下終了後、120℃で0.5時間保ち、次いで、カヤエステルO 1.6部を2−メトキシ−1−プロパノール 16.0部に溶解した開始剤溶液を0.5時間かけて滴下し、さらに120℃で1時間攪拌した。次いで60℃まで冷却し、N,N−ジメチルエタノールアミン 35.0部で中和した後、脱イオン水 287.4部を加え水溶化し、樹脂固形分40質量%の水溶性樹脂を得た。モノマー組成から計算される、このアクリル水溶性樹脂の樹脂固形分酸価は55mgKOH/g、Tgは−35℃であった。
Production Example A3 Production of Water-Soluble Acrylic Resin Having Carboxyl Group Into a reaction vessel equipped with a stirrer, nitrogen introduction tube, temperature controller, condenser, and dropping funnel, 259.0 parts of 2-methoxy-1-propanol was charged, and nitrogen was added. The temperature was raised to 120 ° C. with stirring under an atmosphere.
Styrene 35.0 parts, methyl methacrylate 19.8 parts, n-butyl acrylate 155.2 parts, ethyl acrylate 19.0 parts, 2-ethylhexyl acrylate 137.2 parts, methacrylic acid 33.8 parts The mixture was mixed with Kaya ester O (tert-butylperoxy-2-ethylhexanate manufactured by Kayaku Akzo Co., Ltd.) for 1 hour together with an initiator solution in which 16.0 parts were dissolved in 25.0 parts of 2-methoxy-1-propanol. And dripped.
After completion of the dropwise addition, the mixture was kept at 120 ° C. for 0.5 hours, and then an initiator solution prepared by dissolving 1.6 parts of Kayaester O in 16.0 parts of 2-methoxy-1-propanol was dropped over 0.5 hours. Furthermore, it stirred at 120 degreeC for 1 hour. Next, after cooling to 60 ° C. and neutralizing with 35.0 parts of N, N-dimethylethanolamine, 287.4 parts of deionized water was added to make it water-soluble, and a water-soluble resin having a resin solid content of 40% by mass was obtained. The resin solid content acid value of this water-soluble acrylic resin calculated from the monomer composition was 55 mgKOH / g, and Tg was −35 ° C.

製造例A4 カルボキシル基を有する水溶性アクリル樹脂の製造
撹拌機、窒素導入管、温度制御装置、コンデンサー、滴下ロートを備えた反応容器に、2−メトキシ−1−プロパノール 259.0部を仕込み、窒素雰囲気下で攪拌しながら120℃に昇温した。
スチレン 35.0部、メタクリル酸メチル 8.7部、アクリル酸n−ブチル 155.2部、アクリル酸エチル 19.0部、アクリル酸2−エチルヘキシル 139.1部、メタクリル酸 43.0部のモノマー混合物を、カヤエステルO(化薬アクゾ社製のtert−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサネート) 16.0部を2−メトキシ−1−プロパノール 25.0部に溶解した開始剤溶液とともに3時間かけて滴下した。
滴下終了後、120℃で0.5時間保ち、次いで、カヤエステルO 1.6部を2−メトキシ−1−プロパノール16.0部に溶解した開始剤溶液を0.5時間かけて滴下し、さらに120℃で1時間攪拌した。次いで60℃まで冷却し、N,N−ジメチルエタノールアミン 44.5部で中和した後、脱イオン水 277.9部を加え水溶化し、樹脂固形分40質量%の水溶性樹脂を得た。モノマー組成から計算される、このアクリル水溶性樹脂の樹脂固形分酸価は70mgKOH/g、Tgは−35℃であった。
Production Example A4 Production of Water-Soluble Acrylic Resin Having Carboxyl Group Into a reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, a temperature controller, a condenser, and a dropping funnel, charged with 259.0 parts of 2-methoxy-1-propanol, nitrogen The temperature was raised to 120 ° C. with stirring under an atmosphere.
Styrene 35.0 parts, methyl methacrylate 8.7 parts, n-butyl acrylate 155.2 parts, ethyl acrylate 19.0 parts, 2-ethylhexyl acrylate 139.1 parts, methacrylic acid 43.0 parts The mixture was mixed with Kaya ester O (tert-butylperoxy-2-ethylhexanate manufactured by Kayaku Akzo Co., Ltd.) for 1 hour together with an initiator solution in which 16.0 parts were dissolved in 25.0 parts of 2-methoxy-1-propanol. And dripped.
After completion of the dropwise addition, the mixture was kept at 120 ° C. for 0.5 hours, and then an initiator solution prepared by dissolving 1.6 parts of Kayaester O in 16.0 parts of 2-methoxy-1-propanol was dropped over 0.5 hours. Furthermore, it stirred at 120 degreeC for 1 hour. Next, after cooling to 60 ° C. and neutralizing with 44.5 parts of N, N-dimethylethanolamine, 277.9 parts of deionized water was added to make it water-soluble to obtain a water-soluble resin having a resin solid content of 40% by mass. The resin solid content acid value of this water-soluble acrylic resin calculated from the monomer composition was 70 mgKOH / g, and Tg was -35 ° C.

製造例B1:白エナメル塗料(主剤)の作成
脱イオン水 61.6部、DISPERBYK−190(BYK−Chemie社製分散剤) 30.0部、アクアレン810(Tego社製 消泡剤) 1.0部、およびTipureR−706(DuPont社製酸化チタン)285.6部をサンドミルにて分散して、酸化チタンの分散ペーストを得た。
得られた分散ペースト 378.2部に、さらに脱イオン水 25.4部、製造例A1で得られたアクリルエマルション 460.0部、製造例A3で得られた水溶性アクリル樹脂 123.0部、CS−12(チッソ社製、造膜助剤) 54.0部、アデカノールUH−550(アデカ社製 増粘剤) 6.6部、SNシックナー617(サンノプコ社製 増粘剤) 4.0部、8610ADDITIVE(ダウコーニング社製 消泡剤) 1.5部を加え、白エナメル塗料1(主剤)を得た。
Production Example B1: Preparation of white enamel paint (main agent) 61.6 parts of deionized water, 30.0 parts of DISPERBYK-190 (dispersant manufactured by BYK-Chemie), Aqualene 810 (defoamer manufactured by Tego) 1.0 Part and Tipure R-706 (Titanium oxide manufactured by DuPont) were dispersed in a sand mill to obtain a titanium oxide dispersion paste.
378.2 parts of the obtained dispersion paste, 25.4 parts of deionized water, 460.0 parts of the acrylic emulsion obtained in Production Example A1, 123.0 parts of the water-soluble acrylic resin obtained in Production Example A3, CS-12 (manufactured by Chisso Corporation, film-forming aid) 54.0 parts, Adecanol UH-550 (manufactured by Adeka Corporation) 6.6 parts, SN thickener 617 (manufactured by Sannopco Corporation) 4.0 parts 8610ADDITIVE (Dow Corning antifoaming agent) 1.5 parts was added to obtain white enamel paint 1 (main agent).

製造例B2:白エナメル塗料(主剤)の作成
脱イオン水 61.6部、DISPERBYK−190(BYK−Chemie社製分散剤) 30.0部、アクアレン810(Tego社製 消泡剤) 1.0部、およびTipureR−706(DuPont社製酸化チタン)285.6部をサンドミルにて分散して、酸化チタンの分散ペーストを得た。
得られた分散ペースト 378.2部に、さらに脱イオン水 25.4部、製造例A1で得られたアクリルエマルション 559.1部、CS−12(チッソ社製、造膜助剤) 65.6部、アデカノールUH−550(アデカ社製 増粘剤) 6.6部、SNシックナー617(サンノプコ社製 増粘剤) 4.0部、8610ADDITIVE(ダウコーニング社製 消泡剤) 1.5部を加え、白エナメル塗料2(主剤)を得た。
Production Example B2: Preparation of white enamel paint (main agent) 61.6 parts of deionized water, 30.0 parts of DISPERBYK-190 (dispersant manufactured by BYK-Chemie), Aqualene 810 (defoamer manufactured by Tego) 1.0 Part and Tipure R-706 (Titanium oxide manufactured by DuPont) were dispersed in a sand mill to obtain a titanium oxide dispersion paste.
In addition to 378.2 parts of the obtained dispersion paste, 25.4 parts of deionized water, 559.1 parts of the acrylic emulsion obtained in Production Example A1, CS-12 (made by Chisso Corporation, film-forming aid) 65.6 Parts, Adecanol UH-550 (Adeka thickener) 6.6 parts, SN thickener 617 (San Nopco thickener) 4.0 parts, 8610ADDITIVE (Dow Corning antifoam) 1.5 parts In addition, white enamel paint 2 (main agent) was obtained.

製造例B3:白エナメル塗料(主剤)の作成
脱イオン水 61.6部、DISPERBYK−190(BYK−Chemie社製分散剤) 30.0部、アクアレン810(Tego社製 消泡剤) 1.0部、およびTipureR−706(DuPont社製酸化チタン) 285.6部をサンドミルにて分散して、酸化チタンの分散ペーストを得た。
得られた分散ペースト 378.2部に、さらに脱イオン水 25.4部、製造例A2で得られたアクリルエマルション 420.0部、製造例A4で得られた水溶性アクリル樹脂 175.0部、CS−12(チッソ社製、造膜助剤) 54.0部、アデカノールUH−550(アデカ社製 増粘剤) 6.6部、SNシックナー617(サンノプコ社製 増粘剤) 4.0部、8610ADDITIVE(ダウコーニング社製 消泡剤) 1.5部を加え、白エナメル塗料3(主剤)を得た。
Production Example B3: Preparation of white enamel paint (main agent) 61.6 parts of deionized water, 30.0 parts of DISPERBYK-190 (dispersant manufactured by BYK-Chemie), Aqualene 810 (defoamer manufactured by Tego) 1.0 Part, and PureR-706 (Titanium oxide manufactured by DuPont) were dispersed in a sand mill to obtain a titanium oxide dispersion paste.
To 378.2 parts of the obtained dispersion paste, 25.4 parts of deionized water, 420.0 parts of the acrylic emulsion obtained in Production Example A2, 175.0 parts of the water-soluble acrylic resin obtained in Production Example A4, CS-12 (manufactured by Chisso Corporation, film-forming aid) 54.0 parts, Adecanol UH-550 (manufactured by Adeka Corporation) 6.6 parts, SN thickener 617 (manufactured by Sannopco Corporation) 4.0 parts 8610ADDITIVE (Dow Corning antifoaming agent) 1.5 parts was added to obtain white enamel paint 3 (main agent).

製造例B4:白エナメル塗料(主剤)の作成
脱イオン水 61.6部、DISPERBYK−190(BYK−Chemie社製分散剤) 30.0部、アクアレン810(Tego社製 消泡剤) 1.0部、およびTipureR−706(DuPont社製酸化チタン) 285.6部をサンドミルにて分散して、酸化チタンの分散ペーストを得た。
得られた分散ペースト 378.2部に、さらに脱イオン水 25.4部、製造例A1で得られたアクリルエマルション 497.0部、製造例A3で得られた水溶性アクリル樹脂 77.8部、CS−12(チッソ社製、造膜助剤) 54.0部、アデカノールUH−550(アデカ社製 増粘剤) 6.6部、SNシックナー617(サンノプコ社製 増粘剤) 4.0部、8610ADDITIVE(ダウコーニング社製 消泡剤) 1.5部を加え、白エナメル塗料4(主剤)を得た。
Production Example B4: Preparation of White Enamel Paint (Main Agent) 61.6 parts of deionized water, 30.0 parts of DISPERBYK-190 (dispersant manufactured by BYK-Chemie), Aqualene 810 (defoamer manufactured by Tego) 1.0 Part, and PureR-706 (Titanium oxide manufactured by DuPont) were dispersed in a sand mill to obtain a titanium oxide dispersion paste.
In addition to 378.2 parts of the obtained dispersion paste, 25.4 parts of deionized water, 497.0 parts of the acrylic emulsion obtained in Production Example A1, 77.8 parts of the water-soluble acrylic resin obtained in Production Example A3, CS-12 (manufactured by Chisso Corporation, film-forming aid) 54.0 parts, Adecanol UH-550 (manufactured by Adeka Corporation) 6.6 parts, SN thickener 617 (manufactured by Sannopco Corporation) 4.0 parts , 8610ADDITIVE (an antifoaming agent manufactured by Dow Corning) was added to obtain white enamel paint 4 (main agent).

実施例1〜3
表2に示す割合で、製造例B1で得られた白エナメル塗料1を主剤とし、製造例2〜4で得られたカルボジイミド化合物の水分散体1〜3を硬化剤として混合して、塗料1〜3を得た。
Examples 1-3
In the ratio shown in Table 2, the white enamel paint 1 obtained in Production Example B1 is used as the main agent, and the aqueous dispersions 1 to 3 of the carbodiimide compounds obtained in Production Examples 2 to 4 are mixed as the curing agent to obtain the paint 1 ~ 3 was obtained.

実施例4
表2に示す割合で、製造例B2で得られた白エナメル塗料2を主剤とし、製造例2で得られたカルボジイミド化合物の水分散体1を硬化剤として混合して、塗料4を得た。
Example 4
In the proportions shown in Table 2, the white enamel paint 2 obtained in Production Example B2 was used as the main agent, and the aqueous dispersion 1 of the carbodiimide compound obtained in Production Example 2 was mixed as a curing agent to obtain a paint 4.

実施例5
表2に示す割合で、製造例B3で得られた白エナメル塗料3を主剤とし、製造例2で得られたカルボジイミド化合物の水分散体1を硬化剤として混合して、塗料5を得た。
Example 5
In the ratio shown in Table 2, the white enamel paint 3 obtained in Production Example B3 was used as a main agent, and the aqueous dispersion 1 of the carbodiimide compound obtained in Production Example 2 was mixed as a curing agent to obtain a paint 5.

実施例6
表2に示す割合で、製造例B4で得られた白エナメル塗料4を主剤とし、製造例2で得られたカルボジイミド化合物の水分散体1を硬化剤として混合して、塗料6を得た。
Example 6
In a ratio shown in Table 2, the white enamel paint 4 obtained in Production Example B4 was used as a main agent, and the aqueous dispersion 1 of the carbodiimide compound obtained in Production Example 2 was mixed as a curing agent to obtain a paint 6.

比較例1〜5
表3に示す割合で、製造例B1で得られた白エナメル塗料1を主剤とし、比較製造例1〜4および6で得られたカルボジイミド化合物の水分散体4〜8を硬化剤として混合して、塗料7〜11を得た。
Comparative Examples 1-5
In the ratio shown in Table 3, the white enamel paint 1 obtained in Production Example B1 is used as the main agent, and the aqueous dispersions 4 to 8 of the carbodiimide compounds obtained in Comparative Production Examples 1 to 4 and 6 are mixed as the curing agent. The paints 7 to 11 were obtained.

硬化剤の硬化貯蔵安定性試験、ならびに塗膜耐水性試験および塗膜の光沢測定を行った。   A curing storage stability test of the curing agent, a water resistance test of the coating film, and a gloss measurement of the coating film were performed.

[硬化剤の硬化貯蔵安定性試験]
上記製造例および比較製造例により水分散体1〜8を作製した直後、作製してから50℃にて1ヶ月、2ヶ月および3ヶ月貯蔵後、各実施例および比較例により塗料1〜11を作製した。
各塗料を6milのアプリケーターでガラス板上に塗布し、室温で1週間乾燥させた。作製された塗膜をアセトンにてラビング処理を行い、往復を一回として、ガラス素地が露出するまでのラビング回数を記録した。
[Curing storage stability test of curing agent]
Immediately after producing the aqueous dispersions 1 to 8 according to the above production examples and comparative production examples, after preparation, after storage at 50 ° C. for 1 month, 2 months and 3 months, paints 1 to 11 were applied according to each example and comparative example. Produced.
Each paint was applied on a glass plate with a 6 mil applicator and allowed to dry at room temperature for 1 week. The prepared coating film was rubbed with acetone, and the number of rubbing until the glass substrate was exposed was recorded with one round trip.

[塗膜の耐水性試験]
(1)20℃における乾燥1時間後の耐水性試験
溶液型のエポキシ系プライマーを塗装した鋼板に、塗料1〜11のそれぞれを、20℃環境下で、塗布量(乾燥時)が120g/mとなるように刷毛で塗装し、20℃で1時間乾燥させた。作製された塗膜を20℃の水に16時間浸漬、引き上げ直後に塗膜表面のふくれを観察した。塗膜ふくれの判定基準は、JIS K5600−8−2に基づいて判定した。判定結果は以下の表記法に従って示した。
「ふくれ0」は、ふくれが全く発生していないことを意味する。
「ふくれj(Sk)」において「j」は発生したふくれの単位面積あたりの数(密度)に関する値であり、当該値が大きいほど、ふくれが密に発生することを意味する。「k」は(発生したふくれの平均寸法(大きさ)に関する値であり、当該値が大きいほど、ふくれの1個あたりの寸法が大きいことを意味する。
[Water resistance test of coating film]
(1) Water resistance test after 1 hour of drying at 20 ° C. The coating amount of each of the paints 1 to 11 is 120 g / m in a 20 ° C. environment on a steel sheet coated with a solution-type epoxy primer. It was painted with a brush so as to be 2, and dried at 20 ° C. for 1 hour. The prepared coating film was immersed in water at 20 ° C. for 16 hours, and the swelling of the coating film surface was observed immediately after pulling up. Judgment criteria for coating blisters were based on JIS K5600-8-2. The determination results are shown according to the following notation.
“Bulge 0” means that no blister has occurred.
In “bulge j (Sk)”, “j” is a value related to the number (density) of the blisters per unit area generated, and the larger the value, the denser the blisters are generated. “K” is a value relating to the average size (size) of the generated blisters, and the larger the value, the larger the size per blister.

(2)20℃における乾燥1週間後の耐水性試験
溶液型のエポキシ系プライマーを塗装した鋼板に、塗料1〜11のそれぞれを、20℃環境下で、塗布量が120g/mとなるように刷毛で塗装し、20℃で1週間乾燥させた。作製された塗膜を20℃の水に3日間浸漬、引き上げ直後に塗膜表面のふくれを観察した。塗膜ふくれの判定基準は、JIS K5600−8−2に基づいて判定した。判定結果は前記した表記法と同様の方法に従って示した。
(2) Water resistance test after 1 week of drying at 20 ° C. The coating amount of each of the paints 1 to 11 is 120 g / m 2 in a 20 ° C. environment on a steel sheet coated with a solution-type epoxy primer. It was painted with a brush and dried at 20 ° C. for 1 week. The prepared coating film was immersed in water at 20 ° C. for 3 days, and the swelling of the coating film surface was observed immediately after pulling up. Judgment criteria for coating blisters were based on JIS K5600-8-2. The determination result was shown according to the same method as the above-mentioned notation.

(3)20℃における乾燥1時間後の塗膜吸水率測定試験
ポリプロピレン板に、塗料1〜11のそれぞれを、20℃環境下で、塗布量が120g/mとなるように刷毛で塗装し、20℃で1時間乾燥させた。乾燥させた後、塗膜を剥離させその重量を測定する。重量測定後に塗膜を20℃の水に16時間浸漬し、引き上げ直後に塗膜表面の水分を軽く拭き取った後に、その重量を測定した。これらの測定値より塗膜吸水率を以下の式によって求めた。
吸水率(%)=(浸漬後の塗膜重量)/(浸漬前の塗膜重量)×100−100
(3) Coating water absorption measurement test after 1 hour of drying at 20 ° C. Each of paints 1 to 11 is applied to a polypropylene plate with a brush so that the coating amount is 120 g / m 2 in a 20 ° C. environment. And dried at 20 ° C. for 1 hour. After drying, the coating film is peeled off and its weight is measured. After the weight measurement, the coating film was immersed in water at 20 ° C. for 16 hours, and immediately after lifting, the moisture on the coating film surface was lightly wiped, and then the weight was measured. From these measured values, the coating film water absorption was determined by the following equation.
Water absorption (%) = (weight of coating film after immersion) / (weight of coating film before immersion) × 100-100

(4)5℃における乾燥3時間後の耐水性試験
溶液型のエポキシ系プライマーを塗装した鋼板に、塗料1〜11のそれぞれを、5℃環境下で、塗布量が120g/mとなるように刷毛で塗装し、5℃で3時間乾燥させた。作製された塗膜を5℃の水に16時間浸漬、引き上げ直後に塗膜表面のわれを観察した。塗膜われの判定基準は、JISK5600−8−4に基づいて判定した。判定結果は以下の表記法に従って示した。
「割れ0」は、割れが全く発生していないことを意味する。
「割れj(Sk)l」において「j」は発生した割れの単位面積あたりの数(密度)に関する値であり、当該値が大きいほど、割れが密に発生することを意味する。「k」は発生した割れの平均寸法(大きさ)に関する値であり、当該値が大きいほど、割れの1個あたりの寸法が大きいことを意味する。「l」は発生した割れの深さに関する等級(a〜c)であり、aは上塗りを貫通していない表面割れ、bは上塗りは貫通しているが、その下の塗膜は割れ無し、cは全塗膜層を貫通している割れを表す。
(4) Water resistance test after 3 hours of drying at 5 ° C. Each of paints 1 to 11 is applied to a steel sheet coated with a solution-type epoxy primer so that the coating amount is 120 g / m 2 in a 5 ° C. environment. Painted with a brush and dried at 5 ° C. for 3 hours. The prepared coating film was immersed in water at 5 ° C. for 16 hours, and the coating surface was observed for cracking immediately after being pulled up. The judgment criteria for coating film coating were determined based on JISK5600-8-4. The determination results are shown according to the following notation.
“Crack 0” means that no crack has occurred.
In “crack j (Sk) l”, “j” is a value related to the number (density) of unit cracks per unit area, and the larger the value, the denser the cracks are generated. “K” is a value related to the average size (size) of the generated cracks, and the larger the value, the larger the size per one crack. "L" is a grade (ac) related to the depth of cracks that occurred, a is a surface crack that does not penetrate the top coat, b is a top coat that penetrates, but the coating under it has no cracks, c represents the crack which has penetrated all the coating-film layers.

(5)5℃における乾燥3時間後の塗膜吸水率測定試験
ポリプロピレン板に、塗料1〜11のそれぞれを、5℃環境下で、塗布量(乾燥時)が120g/mとなるように刷毛で塗装し、5℃で3時間乾燥させた。乾燥させた後、塗膜を剥離させその重量を測定する。重量測定後に塗膜を5℃の水に16時間浸漬し、引き上げ直後に塗膜表面の水分を軽く拭き取った後に、その重量を測定した。これらの測定値より塗膜吸水率を以下の式によって求めた。
吸水率(%)=(浸漬後の塗膜重量)/(浸漬前の塗膜重量)×100−100
(5) Coating film water absorption measurement test after 3 hours of drying at 5 ° C. Each of paints 1 to 11 is applied to a polypropylene plate in a 5 ° C. environment so that the coating amount (at the time of drying) is 120 g / m 2. It was painted with a brush and dried at 5 ° C. for 3 hours. After drying, the coating film is peeled off and its weight is measured. After the weight measurement, the coating film was immersed in water at 5 ° C. for 16 hours, and immediately after pulling up, the moisture on the coating film surface was lightly wiped, and then the weight was measured. From these measured values, the coating film water absorption was determined by the following equation.
Water absorption (%) = (weight of coating film after immersion) / (weight of coating film before immersion) × 100-100

[塗膜の光沢測定]
塗料1〜11を6milのアプリケーターでガラス板上に塗布し、室温で1週間乾燥させた。作製された塗膜の表面を光沢計(BYK−Gardner社製マイクロトリグロス)にて60度光沢を測定した。光沢値は80以上が実用上問題のない範囲であり、光沢値85以上が好ましい。
[Glossiness measurement of coating film]
Paints 1-11 were applied on a glass plate with a 6 mil applicator and allowed to dry at room temperature for 1 week. The surface of the prepared coating film was measured for 60-degree gloss with a gloss meter (Micro Trigloss manufactured by BYK-Gardner). A gloss value of 80 or more is a practically acceptable range, and a gloss value of 85 or more is preferable.

Figure 0005101747
Figure 0005101747

Figure 0005101747
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[結果の説明]
(1)硬化貯蔵安定性について
実施例1〜6は製造から50℃で3ヶ月貯蔵した硬化剤を用いても、ラビング処理50回以上で素地が透けることがなく、良好な結果であった。一方、比較例1〜4は1ヶ月または2ヶ月長蔵した硬化剤を用いると、ラビング処理50回を行う前に素地が透けた。カルボジイミド硬化剤のPG単位の数平均繰り返し数やPEG/PPGの比率によって、硬化剤そのものの安定性に差が見られることが分かった。
[Explanation of results]
(1) Curing storage stability Examples 1 to 6 were good results, even when a curing agent stored at 50 ° C. for 3 months from the production was used and the substrate was not transparent after 50 rubbing treatments. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, when a hardener that was stored for one or two months was used, the substrate was transparent before the rubbing treatment was performed 50 times. It was found that there was a difference in the stability of the curing agent itself depending on the number average repeating number of PG units of the carbodiimide curing agent and the ratio of PEG / PPG.

(2)20℃における乾燥1時間後の耐水性について
実施例1〜6は、塗膜の耐水性初期試験でふくれがなく、良好な結果であった。一方、比較例1〜4は一部または全部にふくれが発生した。またこれに伴い塗膜の吸水率も実施例1〜6に対して、比較例1〜4の方が約10〜25%程度高い結果となった。カルボジイミド硬化剤のPG単位の数平均繰り返し数やPEG/PPGの比率によって、初期耐水性に差が見られことが分かった。
(2) Water resistance after 1 hour of drying at 20 ° C. Examples 1 to 6 were good results with no blistering in the initial water resistance test of the coating film. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, blisters occurred in part or all. In addition, the water absorption rate of the coating film was about 10 to 25% higher in Comparative Examples 1 to 4 than in Examples 1 to 6. It was found that there was a difference in initial water resistance depending on the number average repeating number of PG units of the carbodiimide curing agent and the ratio of PEG / PPG.

(3)5℃における乾燥3時間後の耐水性について
実施例1〜6は、塗膜の耐水性初期試験でわれがなく、良好な結果であった。一方、比較例1〜4は一部または全部にわれが発生した。またこれに伴い塗膜の吸水率も実施例1〜6に対して、比較例1〜4の方が約10〜30%程度高い結果となった。20℃の時と同様に5℃においてもカルボジイミド硬化剤のPG単位の数平均繰り返し数やPEG/PPGの比率によって、初期耐水性に差が見られることが分かった。
(3) Water resistance after 3 hours of drying at 5 ° C. Examples 1 to 6 were satisfactory in the initial water resistance test of the coating film, and were good results. On the other hand, cracks occurred in some or all of Comparative Examples 1 to 4. In addition, the water absorption rate of the coating film was about 10 to 30% higher in Comparative Examples 1 to 4 than in Examples 1 to 6. It was found that there was a difference in initial water resistance depending on the number average repeating number of PG units of the carbodiimide curing agent and the ratio of PEG / PPG at 5 ° C. as well as at 20 ° C.

(4)塗膜の光沢について
実施例1〜6の塗膜の光沢値は80以上で良好であった。さらに、樹脂固形分酸価が3〜30mg/KOHである水分散体アクリル樹脂および樹脂固形分酸価が35〜100mg/KOHである水溶性アクリル樹脂を使用すると、塗膜の光沢値は85以上となり、最も良好な結果となった(実施例1〜3および5〜6)。
(4) About gloss of coating film The gloss value of the coating film of Examples 1-6 was 80 or more, and was favorable. Further, when an aqueous dispersion acrylic resin having a resin solid content acid value of 3 to 30 mg / KOH and a water-soluble acrylic resin having a resin solid content acid value of 35 to 100 mg / KOH are used, the gloss value of the coating film is 85 or more. And the best results were obtained (Examples 1 to 3 and 5 to 6).

[測定方法]
(1)水酸基価
水酸基価は、JIS K 1557−1(プラスチック−ポリウレタン原料ポリオール試験方法−第1部:水酸基価の求め方)に基づいて測定した。
[Measuring method]
(1) Hydroxyl value The hydroxyl value was measured based on JIS K1557-1 (Plastics-Polyurethane raw material polyol test method-Part 1: Determination of hydroxyl value).

(2)数平均繰り返し数qおよびr
ポリエチレングリコールモノアルキルエーテルのエチレングリコ−ルの数平均繰返し数qおよびポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルのプロピレングリコ−ルの数平均繰返し数rは、下記一般式(10)で表されるポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルのアルキレングリコ−ルの数平均繰返し数sに相当するものである。数平均繰返し数s(=q、r)は、当該ポリマーの分子量および水酸基価より、下記数式に基づいて求めた。
(2) Number average repetition number q and r
The number average repeating number q of ethylene glycol of polyethylene glycol monoalkyl ether and the number average repeating number r of propylene glycol of polypropylene glycol monoalkyl ether are polyalkylene glycol monoalkyl represented by the following general formula (10): This corresponds to the number average repeating number s of the alkylene glycol of ether. The number average repeating number s (= q, r) was determined based on the following formula from the molecular weight and hydroxyl value of the polymer.

Figure 0005101747
Figure 0005101747

Figure 0005101747
Figure 0005101747

数式中、エーテル部の単位分子量=12m+2m+16=14m+16
両末端アルキル・水素分子量の和=12n+2n+1+16+1=14n+18
In the formula, the unit molecular weight of the ether part = 12 m + 2 m + 16 = 14 m + 16
Sum of alkyls at both ends / hydrogen molecular weight = 12n + 2n + 1 + 16 + 1 = 14n + 18

本発明の2液型水性塗料組成物は、特定の構造のカルボジイミド化合物を硬化剤として用いるので、初期硬化特性に優れ、さらに、貯蔵安定性にも優れている。したがって、さまざまな常温乾燥や焼付け乾燥の塗料の分野で用いることができる。   Since the two-component water-based coating composition of the present invention uses a carbodiimide compound having a specific structure as a curing agent, it is excellent in initial curing characteristics and in storage stability. Therefore, it can be used in various fields of room temperature drying and baking drying.

Claims (4)

2液型水性塗料組成物であって、
(A)カルボキシル基を有する水性アクリル樹脂と、
(B)一般式(1):
Figure 0005101747
{式中、pは1〜5の整数を示し、2つのRは、独立して、一般式(2):
Figure 0005101747
(式中、数平均繰り返し数qが6〜40の範囲にあり、Rは炭素数1〜8のアルキル基またはフェニル基を示す。)で表されるポリエチレングリコールモノアルキルエーテルの残基および/または一般式(3):
Figure 0005101747
(式中、数平均繰り返し数rが4〜14の範囲にあり、Rは炭素数1〜8のアルキル基またはフェニル基を示す。)で表されるポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルの残基である。}で表されるカルボジイミド化合物と、
を含み、ここに、
一般式(1)中のRにおいて、一般式(2)で表されるポリエチレングリコールモノアルキルエーテルの残基と一般式(3)で表されるポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルの残基とのモル比率が、1:1〜1:15である、2液型水性塗料組成物。
A two-component aqueous coating composition comprising:
(A) an aqueous acrylic resin having a carboxyl group;
(B) General formula (1):
Figure 0005101747
{Wherein p represents an integer of 1 to 5 and two R 1 s independently represent the general formula (2):
Figure 0005101747
(Wherein the number average repeating number q is in the range of 6 to 40, R 2 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a phenyl group) and / or a residue of polyethylene glycol monoalkyl ether represented by Or general formula (3):
Figure 0005101747
(Wherein the number average repeating number r is in the range of 4 to 14, and R 3 represents an alkyl group or phenyl group having 1 to 8 carbon atoms). . }, A carbodiimide compound represented by
Where
In R 1 in the general formula (1), the molar ratio between the residue of the polyethylene glycol monoalkyl ether represented by the general formula (2) and the residue of the polypropylene glycol monoalkyl ether represented by the general formula (3) Is a two-component water-based coating composition having a ratio of 1: 1 to 1:15.
前記水性アクリル樹脂(A)は、樹脂固形分酸価が3〜30mg/KOHである水分散体アクリル樹脂を含む、請求項1に記載の2液型水性塗料組成物。   2. The two-component aqueous coating composition according to claim 1, wherein the aqueous acrylic resin (A) contains an aqueous dispersion acrylic resin having a resin solid content acid value of 3 to 30 mg / KOH. 前記水性アクリル樹脂(A)は、樹脂固形分酸価が3〜30mg/KOHである水分散体アクリル樹脂および樹脂固形分酸価が35〜100mg/KOHである水溶性アクリル樹脂をそれらの固形分質量比率2:1〜10:1で含む、請求項1に記載の2液型水性塗料組成物。   The aqueous acrylic resin (A) includes an aqueous dispersion acrylic resin having a resin solid content acid value of 3 to 30 mg / KOH and a water-soluble acrylic resin having a resin solid content acid value of 35 to 100 mg / KOH. The two-component water-based coating composition according to claim 1, which is contained at a mass ratio of 2: 1 to 10: 1. ポリエチレングリコールモノアルキルエーテルの残基とポリプロピレングリコールモノアルキルエーテルの残基とのモル比率が1:2〜1:15である、請求項1〜3のいずれかに記載の2液型水性塗料組成物。   The two-component aqueous coating composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the molar ratio of the residue of polyethylene glycol monoalkyl ether to the residue of polypropylene glycol monoalkyl ether is 1: 2 to 1:15. .
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