JP5374346B2 - 水性被覆材 - Google Patents
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Description
このうち、特に被塗面の表面が脆弱な場合は、溶剤系下塗材が好適に使用されている。これは、溶剤系下塗材が被塗面への含浸性に優れ、被塗面表層部を補強する作用を有するためである。しかし、このような溶剤系下塗材の多くは、トルエン、キシレン等の溶剤を媒体とするものであり、人体に対する毒性や、作業上の安全性等の点、さらには大気汚染に及ぼす影響等を考慮すると、あまり好ましいものとは言えない。最近では、このような溶剤の使用を抑える動きが強まっている。
また、特開2000−86935号公報(特許文献2)には、エポキシ基含有モノマー及び/または多価エポキシ化合物と、その他の重合性モノマーとの共重合体をコア成分に含有し、カルボキシル基含有モノマーとその他の重合性モノマーとの共重合体をシェル成分に含有する水性エマルションと、水溶性珪酸塩を含む水系下塗材が記載されている。
一方、特許文献2の下塗材については、硬化剤を使用する必要がなく、1液型の形態にて使用することができる。しかし、特許文献2の下塗材は、上塗材との密着性等において十分な物性が得られ難い場合がある。
1.(メタ)アクリル酸アルキルエステル及び/または芳香族モノマー(a)、
エポキシ基含有モノマー(b)、並びに、
ニトリル基含有モノマー、アミド基含有モノマー、及びカルボニル基含有モノマーから選ばれる1種以上の極性モノマー(c)
を含むモノマー群の重合体を樹脂成分とする合成樹脂エマルション(P)と、
水溶性珪酸塩(Q)とを含み、
前記合成樹脂エマルション(P)と前記水溶性珪酸塩(Q)の固形分重量比率が90:10〜10:90であることを特徴とする水性被覆材。
2.前記合成樹脂エマルション(P)が、乳化剤としてアニオン性界面活性剤を含むことを特徴とする1.記載の水性被覆材。
芳香族モノマーは、芳香環と重合性不飽和二重結合を有する化合物であり、その具体例としては、例えばスチレン、2−メチルスチレン、ビニルトルエン、t−ブチルスチレン、クロルスチレン、ビニルアニソール、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
モノマー群における(a)成分の重量比率は、好ましくは60〜99重量%、より好ましくは70〜97重量%である。(a)成分の重量比率がこのような範囲内であれば、密着性等の点で好適である。また、本発明における合成樹脂エマルション(P)では、このような(メタ)アクリル酸アルキルエステル、芳香族モノマーの両方を使用することにより、密着性等の性能をいっそう高めることができる。
モノマー群における(b)成分の重量比率は、好ましくは1〜25重量%、より好ましくは3〜20重量%である。(b)成分の重量比率がこのような範囲内であれば、貯蔵安定性、密着性等の点において好適である。
このうち、ニトリル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリロニトリル、シアン化ビニリデン、α−シアノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アミド基含有モノマーとしては、例えば、マレイン酸アミド、(メタ)アクリルアミド、N−モノアルキル(メタ)アクリルアミド、N、N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド、2−(ジメチルアミノ)エチル(メタクリレート)、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル](メタ)アクリルアミド、ビニルアミド等が挙げられる。
カルボニル基含有モノマーとしては、例えば、アクロレイン、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン等が挙げられる。
モノマー群における(c)成分の重量比率は、好ましくは0.1〜15重量%、好ましくは0.2〜10重量%である。(c)成分の重量比率がこのような範囲内であれば、貯蔵安定性、密着性等の点において好適である。
本発明では特に、(c)成分として、少なくともニトリル基含有モノマーを含む態様が好適である。
アニオン性界面活性剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ステアリルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸アルカリ金属塩;ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル硫酸ナトリウム等の硫酸エステルアルカリ金属塩等が挙げられる。
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、オキシエチレン・オキシプロピレンブロックコポリマー等が挙げられる。
このような効果の作用機構は明らかではないが、合成樹脂エマルション(P)の平均粒子径を比較的小さくできること等に起因しているものと考えられる。一般に、合成樹脂エマルションの乳化剤として、ノニオン性界面活性剤を使用した場合は、エマルション粒子径が大きくなる傾向がある。これに対し、アニオン性界面活性剤を使用すれば、エマルション粒子径が小さくなる場合がある。ところが、アニオン性界面活性剤を使用すると、水溶性珪酸塩を混合した際の安定性を確保することが困難となりやすい。
本発明では、上記(b)成分及び(c)成分を用いることにより、乳化剤としてアニオン性界面活性剤を導入した場合であっても、貯蔵安定性において有利な効果を得ることが可能となり、含浸補強性等を高めることができる。
本発明において、合成樹脂エマルション(P)は、(a)成分を主体とする重合体がエマルション粒子内部を構成し、エマルション粒子表層に(b)成分、(c)成分の極性基が存在する形態をとっているものと推測される。本発明では、合成樹脂エマルション(P)がこのような形態であることにより、上記効果が奏されるものと思われる。
上記式中のnは、好ましくは2〜10であり、より好ましくは3〜8である。nがこのような範囲内であれば、含浸補強性、密着性に加え、耐白華性、耐水性等においても有利な効果を得ることができる。
また、このような水溶性珪酸塩(Q)は、完全に水溶性の状態であるものが好ましい。コロイド状のものでは、含浸補強性、密着性等の点で十分な効果が得られ難くなるおそれがある。
合成樹脂エマルション(P)と水溶性珪酸塩(Q)の固形分重量比率がこのような範囲内であれば、本発明の効果発現の点で好適である。上記比率よりも水溶性珪酸塩(Q)が少なすぎる場合は、含浸補強性、基材への密着性等において十分な効果が得られ難くなる。逆に、上記比率よりも水溶性珪酸塩(Q)が多すぎる場合は、上塗材の仕上り性、密着性等において不具合が生じやすくなる。
(R)成分の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、オキシエチレン・オキシプロピレンブロックコポリマー等が挙げられ、これらのうちHLBが12以上のものが使用できる。(R)成分のHLBは、好ましくは12〜17、より好ましくは13〜15である。
なお、HLBとは、親水性−親油性バランスの略称で、両親媒性物質の親水性と親油性の強度比を数値化して表したものである。
具体的に(S)成分としては、例えば、ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレート等が挙げられる。
上記(S)成分の混合比率は、合成樹脂エマルション(P)の固形分100重量部に対し、好ましくは1〜40重量部、より好ましくは2〜30重量部である。このような比率であれば、貯蔵安定性等の物性を損わずに、各種の基材や下地への適性、上塗材の仕上り性等を高めることができる。
本発明被覆材の塗装方法としては、ハケ塗り、スプレー塗装、ローラー塗装等種々の方法を採用することができる。塗付け量は、通常0.05〜0.5kg/m2、好ましくは0.1〜0.4kg/m2程度である。このような塗付け量の範囲内で、複数回に分けて塗装することも可能である。
塗装及びその後の乾燥は、通常、常温(0〜40℃)で行えばよい。
・ST:スチレン
・MMA:メチルメタクリレート
・2EHA:2−エチルヘキシルアクリレート
・GMA:グリシジルメタクリレート
・AN:アクリロニトリル
・AAm:アクリルアミド
・DAAm:ジアセトンアクリルアミド
・MAA:メタクリル酸
表2、3に示す配合に従い、常法により各原料を均一に混合して被覆材を製造した。合成樹脂エマルション以外の原料としては、以下に示すものを使用した。
・水溶性珪酸塩:珪酸リチウム水溶液(Li2OとSiO2のモル比1:3.5、固形分24重量%)
・界面活性剤1:ノニオン性界面活性剤(ポリオキシエチレンアルキルエーテル、HLB14.0)
・界面活性剤2:ノニオン性界面活性剤(ポリオキシエチレンアルキルエーテル、HLB11.7)
・溶剤1:2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート(水への溶解度<1g/100g)
・溶剤2:プロピレングリコールn−ブチルエーテル(水への溶解度6g/100g)
(1)貯蔵安定性
各被覆材を容器内に密閉し、20℃下にて168時間放置したときの外観変化を目視にて確認した。評価基準は、異常が認められなかったものを「◎」、著しく凝集物発生が認められたものを「×」とする4段階(優:◎>○>△>×)とした。
珪酸カルシウム板に、被覆材を塗付け量0.2kg/m2で刷毛塗りし、標準状態(温度23℃、相対湿度50%)にて2時間乾燥後、つや有合成樹脂エマルションペイントを塗付け量0.3kg/m2で刷毛塗りし、標準状態にて72時間乾燥することにより、試験体を作製した。得られた試験体につき、クロスカット法(4×4mm・25マス)により、含浸補強性を評価した。なお、この試験では、値が大きいほど含浸補強性に優れていることを示している。
基材として無塗装のスレート板を用意し、これに被覆材を塗付け量0.2kg/m2で刷毛塗りし、標準状態にて2時間乾燥後、つや有合成樹脂エマルションペイントを塗付け量0.3kg/m2で刷毛塗りし、標準状態にて72時間乾燥することにより、試験体を作製した。得られた試験体につき、クロスカット法(4×4mm・25マス)により、密着性を評価した。なお、この試験では、値が大きいほど密着性に優れていることを示している。
基材として、エポキシ樹脂系塗膜面を有するスレート板を用いた以外は、「密着性1」と同様の方法で試験を行った。
基材として、ウレタン樹脂系塗膜面を有するスレート板を用いた以外は、「密着性1」と同様の方法で試験を行った。
基材として、アクリル樹脂系塗膜面を有するスレート板を用いた以外は、「密着性1」と同様の方法で試験を行った。
試験結果を表2、3に示す。実施例1〜14では、いずれの試験においても良好な結果を得ることができた。
Claims (2)
- (メタ)アクリル酸アルキルエステル及び/または芳香族モノマー(a)、
エポキシ基含有モノマー(b)、並びに、
ニトリル基含有モノマー、アミド基含有モノマー、及びカルボニル基含有モノマーから選ばれる1種以上の極性モノマー(c)
を含むモノマー群の重合体を樹脂成分とする合成樹脂エマルション(P)と、
水溶性珪酸塩(Q)とを含み、
前記合成樹脂エマルション(P)と前記水溶性珪酸塩(Q)の固形分重量比率が90:10〜10:90であることを特徴とする水性被覆材。 - 前記合成樹脂エマルション(P)が、乳化剤としてアニオン性界面活性剤を含むことを特徴とする請求項1記載の水性被覆材。
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