JP5520724B2 - 水性2液型クリヤ塗料組成物 - Google Patents
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Description
即ち本発明は、
1. アクリル樹脂エマルション(I)並びにポリイソシアネート硬化剤(II)を含んでなる水性2液型クリヤ塗料組成物であって、アクリル樹脂エマルション(I)が、有機溶剤の存在下で相異なる組成の重合性不飽和モノマー成分を多段階に分けて重合して得られるアクリル樹脂を水分散して得られるものであり、そのうちの少なくとも1つの段階の重合で使用される重合性不飽和モノマー成分(A)が、
エポキシ基含有重合性不飽和モノマー(a1)、
炭素数が3〜4のアルキル基を有するメタクリレート(a2)、
水酸基含有重合性不飽和モノマー(a3)及び
その他の重合性不飽和モノマー(a4)を含むものであり、別の少なくとも1つの段階の重合で使用される重合性不飽和モノマー成分(B)が、
カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(b1)、
水酸基含有重合性不飽和モノマー(b2)及び
その他の重合性不飽和モノマー(b3)を含んでなるものであって、
アクリル樹脂エマルション(I)の製造に使用される全重合性不飽和モノマー中、炭素数が3〜4のアルキル基を有するメタクリレートの含有量が20〜65質量%の範囲内であって、メタクリロイル基を有する重合性不飽和モノマーの含有量が30〜90質量%の範囲内にあることを特徴とする水性2液型クリヤ塗料組成物、
2. 重合性不飽和モノマー成分(A)中の炭素数が3〜4のアルキル基を有するメタクリレート(a2)が、n−ブチルメタクリレート及びi−ブチルメタクリレートを含む1項に記載の水性2液型クリヤ塗料組成物、
3. 重合性不飽和モノマー成分(A)の共重合成分であるその他の重合性不飽和モノマー(a4)が、その成分の一部としてイソボルニル基を有する重合性不飽和モノマーを含む1項又は2項に記載の水性2液型クリヤ塗料組成物、
4. 重合性不飽和モノマー成分(B)に含まれるその他の重合性不飽和モノマー(b3)が、その成分の一部として炭素数が3〜4のアルキル基を有するメタクリレートを含む1項ないし3項のいずれか1項に記載の水性2液型クリヤ塗料組成物、
5. 重合性不飽和モノマー成分(A)に含まれるエポキシ基1モルに対する重合性不飽和モノマー成分(B)に含まれるカルボキシル基の量が3〜30モルの範囲内にある1項ないし4項のいずれか1項に記載の水性2液型クリヤ塗料組成物、
6. 水分散する前のアクリル樹脂の重量平均分子量が5,000〜100,000の範囲内にある1項ないし5項のいずれか1項に記載の水性2液型クリヤ塗料組成物、
7. アクリル樹脂エマルション(I)が、重合性不飽和モノマー成分(A)による共重合体をコアとし、重合性不飽和モノマー成分(B)による共重合体をシェルとするコアシェル型アクリル樹脂エマルションである1項ないし6項のいずれか1項に記載の水性2液型クリヤ塗料組成物、
8. アクリル樹脂エマルション(I)の固形分当たりの水酸基価が70〜170mgKOH/g、固形分当たりの酸価が5〜50mgKOH/gの範囲内にある1項ないし7項のいずれか1項に記載の水性2液型クリヤ塗料組成物、
に関する。
本発明におけるアクリル樹脂エマルション(I)は、有機溶剤の存在下で、相異なる組成の重合性不飽和モノマー成分を多段階に分けて重合して得られるアクリル樹脂を水分散して得られるエマルションである。
炭素数が3〜4のアルキル基を有するメタクリレート(a2)、
水酸基含有重合性不飽和モノマー(a3)及び
その他の重合性不飽和モノマー(a4)を含むものである。
カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(b1)、
水酸基含有重合性不飽和モノマー(b2)及び
その他の重合性不飽和モノマー(b3)を含んでなる。
モノマー(a1)が0.1〜40質量%、好ましくは0.5〜25質量%、
モノマー(a2)が35〜74.9質量%、好ましくは40〜64.5質量%、
モノマー(a3)が15〜54.9質量%、好ましくは20〜44.5質量%、
モノマー(a4)が10〜49.9質量%、好ましくは15〜39.5質量%、
の範囲内であることができる。
モノマー(b1)が5〜60質量%、好ましくは10〜50質量%、
モノマー(b2)が20〜75質量%、好ましくは25〜65質量%、
モノマー(b3)が20〜75質量%、好ましくは25〜65質量%、
の範囲内にあることができる。
本発明において上記アクリル樹脂エマルション(I)に組み合わせるポリイソシアネート硬化剤(II)としては、従来水性塗料の分野で公知のものを制限なく使用することができ、例えば、ポリイソシアネートを水中で自己乳化させたものや、攪拌器等により強制分散させたもの、ポリイソシアネートをアニオン性又はノニオン性化合物を用いて変性させたもの等を挙げることができる。
上記本発明の水性2液型クリヤ塗料組成物は、上記アクリル樹脂エマルション(I)を含む主剤と硬化剤を使用直前に混合して必要に応じて希釈して塗装することができる。
≪アクリルポリオール水分散体の製造≫
製造例1
温度計、撹拌機、還流冷却管、窒素導入口を備えたガラス製4つ口フラスコにプロピレングリコールモノプロピルエーテルを50部入れ、撹拌しながら窒素気流下120℃まで昇温した。120℃に達したところで下記混合溶液1を4時間かけて滴下し、さらに滴下終了後120℃の温度に1時間保持した。
≪混合溶液1≫
スチレン 5部、
n−ブチルメタクリレート 13部、
i−ブチルメタクリレート 31.5部、
2−エチルヘキシルアクリレート 5部、
イソボルニルアクリレート 10部、
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 20部、
グリシジルメタクリレート 0.5部、
t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート 1.5部。
引き続き120℃の温度を保持したまま、上記フラスコ中に、下記混合溶液2を1時間かけて滴下し、さらに滴下終了後120℃に1.5時間保持してアクリルポリオール溶液を得た。
≪混合溶液2≫
i−ブチルメタクリレート 6部、
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 6部、
アクリル酸 3部、
t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート 0.3部。
得られたアクリルポリオール溶液の樹脂固形分は77.5%であり、重量平均分子量は15000であった。続いて、得られたアクリルポリオール溶液から固形分が85%になるまでプロピレングリコールモノプロピルエーテルを減圧下で留去した。これを95℃まで冷却し、ジメチルエタノールアミン2.41部を添加して30分間撹拌した。さらに、撹拌しながら樹脂固形分が45%となるように脱イオン水を2時間かけて滴下して、樹脂固形分あたりの酸価21.4mgKOH/g、樹脂固形分あたりの水酸基価112mgKOH/g、平均粒子径0.12μmのアクリルポリオール水分散体No1を得た。
製造例1において各原料及び配合量を下記表1に示す内容とする以外は製造例1と同様にしてアクリルポリオール水分散体を得た。
製造例15
温度計、撹拌機、還流冷却管、窒素導入口を備えたガラス製4つ口フラスコにプロピレングリコールモノプロピルエーテルを50部入れ、撹拌しながら窒素気流下120℃まで昇温した。120℃に達したところで下記混合溶液を4時間かけて滴下し、さらに滴下終了後120℃の温度に1時間保持した。
≪混合溶液≫
スチレン 5部、
n−ブチルメタクリレート 13部、
i−ブチルメタクリレート 37.5部、
2−エチルヘキシルアクリレート 5.5部、
イソボルニルアクリレート 10部、
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 26.0部、
アクリル酸 3部、
t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート 1.8部、
引き続き120℃の温度を保持したまま、上記フラスコ中にプロピレングリコールモノプロピルエーテル5部中にt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.5部を溶解させた溶液を1時間かけて滴下し、さらに滴下終了後120℃に1.5時間保持してアクリルポリオール溶液を得た。得られたアクリルポリオールの樹脂固形分は74.3質量%であり、重量平均分子量は20000であった。
上記製造例で得られた各アクリルポリオール水分散体について、下記試験方法に従って、貯蔵安定性の試験を行った。
貯蔵安定性:上記各水分散体を容量が約1Lのガラス瓶に800g入れ、40℃の恒温室中で120日間貯蔵した。その後、室温に戻し、容器の中の状態を目視にて観察し、次の基準で評価した。結果を表1にあわせて示す。
◎:沈降物の発生や粘度変化が全く認められない、
○:沈降物の発生や粘度変化が僅かに認められるが攪拌により元に戻る、
△:沈降物の発生や粘度変化が認められる、
×:沈降物の著しい発生及び/又は著しい粘度変化が認められる。
実施例1
容器に、製造例1で得られたアクリルポリオール水分散体No.1を715部(固形分322部)、バイヒジュールVPLS−2319(商品名、住化バイエルウレタン社製、ヘキサメチレンジイソシアネート系ノニオン変性ポリイソシアネート化合物、NCO含量18%)を225部を入れ、固形分が35%となるように脱イオン水を入れながら攪拌混合し、水性クリヤ塗料組成物を得た。
上記実施例1において、配合組成を下記表2に記載のとおりとする以外は実施例1と同様にして水性クリヤ塗料組成物を得た。尚、固形分が20%であるエマルションNo.15に関しては脱イオン水の添加は行わなかった。
(*1)仕上がり性
上記で得られた各水性クリヤ塗料組成物をポリプロピレン板に乾燥膜厚が50μmになるようにスプレー塗装した。次に電気熱風乾燥器を用いて80℃で30分間乾燥し、1日放置して試験塗板を作成した後、表面状態を目視で観察し、下記基準で評価した。
◎:平滑性が非常に良好なレベル、
○:平滑性が良好で問題ないレベル、
△:うねり、ツヤビケ及びチリ肌の少なくとも1つが少し見られ、やや問題なレベル、
×:うねり、ツヤビケ及びチリ肌の少なくとも1つが著しく、問題なレベル。
(*2)研磨性
電着板に「レタンWBエコベース 411スペシャルブラック」(商品名、関西ペイント社製自動車補修用水性塗料)を乾燥膜厚15μmになるようにスプレー塗装し、さらに上記で得られた各水性クリヤ塗料組成物を乾燥膜厚が50μmになるように20℃の条件下スプレー塗装した。その後試験板を水平に20分間保った後、電気熱風乾燥器を用いて80℃で30分乾燥して室温まで冷却して試験板を作成した。各試験板を#2000の耐水研磨紙を用いて水研ぎした後、粗磨き用バフに粗磨き用コンパウンドを使って、60秒間ポリッシングし、耐水研磨紙によるペーパーキズの取れ具合を目視評価した。さらに、仕上げ用バフに仕上げ用コンパウンドを使って60秒間ポリッシングし、バフ磨きキズの除去を行い、仕上り光沢を目視で判定した。
(2−1)ペーパーキズの取れ具合
◎:べーパーキズが全くない、
○:べーパーキズがほとんどない、
△:ペーパーキズが若干残っている、
×:べーパーキズが顕著に残っている。
(2−2)仕上り光沢
◎:光沢が非常によい、
○:光沢が良い、
△:光沢が若干低下、
×:光沢が大きく低下。
Claims (8)
- アクリル樹脂エマルション(I)並びにポリイソシアネート硬化剤(II)を含んでなる水性2液型クリヤ塗料組成物であって、アクリル樹脂エマルション(I)が有機溶剤の存在下で、相異なる組成の重合性不飽和モノマー成分を多段階に分けて重合して得られるアクリル樹脂を水分散して得られるものであり、そのうちの少なくとも1つの段階の重合で使用される重合性不飽和モノマー成分(A)が、
エポキシ基含有重合性不飽和モノマー(a1)、
炭素数が3〜4のアルキル基を有するメタクリレート(a2)、
水酸基含有重合性不飽和モノマー(a3)及び
その他の重合性不飽和モノマー(a4)を含むものであり、別の少なくとも1つの段階の重合で使用される重合性不飽和モノマー成分(B)が、
カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(b1)、
水酸基含有重合性不飽和モノマー(b2)及び
その他の重合性不飽和モノマー(b3)を含んでなるものであって、
アクリル樹脂エマルション(I)の製造に使用される全重合性不飽和モノマー中、炭素数が3〜4のアルキル基を有するメタクリレートの含有量が20〜65質量%の範囲内であって、メタクリロイル基を有する重合性不飽和モノマーの含有量が30〜90質量%の範囲内にあることを特徴とする水性2液型クリヤ塗料組成物。 - 重合性不飽和モノマー成分(A)中の炭素数が3〜4のアルキル基を有するメタクリレート(a2)が、n−ブチルメタクリレート及びi−ブチルメタクリレートを含む請求項1に記載の水性2液型クリヤ塗料組成物。
- 重合性不飽和モノマー成分(A)の共重合成分であるその他の重合性不飽和モノマー(a4)が、その成分の一部としてイソボルニル基を有する重合性不飽和モノマーを含む請求項1又は2に記載の水性2液型クリヤ塗料組成物。
- 重合性不飽和モノマー成分(B)に含まれるその他の重合性不飽和モノマー(b3)が、その成分の一部として炭素数が3〜4のアルキル基を有するメタクリレートを含む請求項1ないし3のいずれか1項に記載の水性2液型クリヤ塗料組成物。
- 重合性不飽和モノマー成分(A)に含まれるエポキシ基1モルに対する重合性不飽和モノマー成分(B)に含まれるカルボキシル基の量が3〜30モルの範囲内にある請求項1ないし4のいずれか1項に記載の水性2液型クリヤ塗料組成物。
- 水分散する前のアクリル樹脂の重量平均分子量が5,000〜100,000の範囲内にある請求項1ないし5のいずれか1項に記載の水性2液型クリヤ塗料組成物。
- アクリル樹脂エマルション(I)が、重合性不飽和モノマー成分(A)による共重合体をコアとし、重合性不飽和モノマー成分(B)による共重合体をシェルとするコアシェル型アクリルエマルションである請求項1ないし6のいずれか1項に記載の水性2液型クリヤ塗料組成物。
- アクリル樹脂エマルション(I)の固形分当たりの水酸基価が70〜170mgKOH/g、固形分当たりの酸価が5〜50mgKOH/gの範囲内にある請求項1ないし7のいずれか1項に記載の水性2液型クリヤ塗料組成物。
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