JP5622280B2 - 水性塗料組成物及び塗装物品 - Google Patents
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Description
しかし有機溶剤系塗料は、沸点が140℃未満の低沸点有機溶剤の使用がVOC(揮発性有機化合物、volatile organic compounds)やHAPs(有害性大気汚染物質、Hazardous Air Pollutants)規制によって制限されている。
また、特許文献2には、ビスフェノール型エポキシ樹脂(a)20〜75重量%と脂肪酸(b)20〜60重量部%を含む反応成分を反応させて得られる脂肪酸変性エポキシエステル樹脂100重量部に、非イオン系反応性乳化剤を含む重合性モノマー(c)3〜20重量部を反応させて得られた、酸価10〜50のビニル変性エポキシエステル樹脂を含有してなる水性塗料用樹脂組成物が開示されている。
また、特許文献4には、ビニル重合体部分が結合した脂肪酸鎖を有するビニル変性エポキシエステル樹脂(A)及び水を含有してなり、特定のカルボキシル基含有構造を有し、該カルボキシル基含有構造の一部又は全部が塩基性化合物で中和されていることを特徴とする水性塗料用樹脂組成物が開示されている。
また、特許文献6には、水分散型エポキシエステル樹脂と、水、亜鉛/リン酸系防錆顔料とを含有する水性塗料組成物であって、前記水分散型エポキシエステル樹脂は水素イオン指数がpH7〜pH10の範囲内、分子量が2万〜7万の範囲内、粒子径が10nm〜100nmの範囲内であり、前記水分散型エポキシエステル樹脂の固形分1重量部〜500重量部に対して前記亜鉛・リン酸系防錆顔料の含有量が1重量部〜50重量部であり、揮発性有機化合物(VOC)量が前記水性塗料組成物全体に対して1重量%〜20重量%であることを特徴とする水性塗料組成物が開示されている(特許文献6)。
しかし、これらの特許文献1〜6に記載の水性塗料組成物は、乾燥温度100℃以下の低温焼付けにおいては、仕上り性、塗膜硬度、耐水性及び防食性のいずれかが不十分であり、とりわけ無処理鋼板上の塗膜の防食性低下が著しく、これらの性能を全て満足する水性塗料組成物の開発が求められていた。
即ち、本発明は、
1.下記特徴の水性脂肪酸変性アクリル樹脂(A)と下記特徴のマレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂(B)の水分散体を固形分質量比で35/65〜90/10の割合で含有し、さらに該両成分の固形分合計100質量部を基準にして、亜リン酸金属塩(C)を1〜60質量部含有することを特徴とする水性塗料組成物。
水性脂肪酸変性アクリル樹脂(A):ラジカル重合性不飽和モノマー(a1)と、エポキシ基を有する重合性不飽和モノマー(a21)と脂肪酸(a22)とを反応させることにより得られる脂肪酸変性重合性不飽和モノマー(a2)及び/又は脂肪酸変性エポキシ樹脂(a3)を含んでなる混合物(I)を、水性媒体中に分散させて得られる乳化物中で重合性不飽和モノマーをラジカル重合させて得られる樹脂
マレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂(B)の水分散体:脂肪酸エポキシエステル樹脂(b1)に、無水マレイン酸を反応させて、次いで無水基に下記一般式(1)で表されるポリオキシアルキレンアミン類(b2)を付加反応させて得られる付加物に、さらに残存無水基にモノアルコール類(b3)及び/又はモノアミン類(b4)を付加反応させて得られるマレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂を中和し、水分散して得られる分散体
(式(1)中、aは1〜8の整数、bは8〜40の整数、b個の繰り返し単位中の各Rは同一又は相異なってもよく水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す)
2.水性脂肪酸変性アクリル樹脂(A)における脂肪酸変性エポキシ樹脂(a3)が、エポキシ樹脂(a31)と脂肪酸(a32)を反応させてなる樹脂である1項に記載の水性塗料組成物、
3.マレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂樹脂(B)の水分散体における脂肪酸エポキシエステル樹脂(b1)が、エポキシ樹脂(b11)と脂肪酸(b12)と反応させることにより得られる樹脂である1項に記載の水性塗料組成物、
4.前記水性脂肪酸変性アクリル樹脂(A)と前記マレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂樹脂(B)の水分散体の固形分合計100質量部を基準にして、平均粒子径が10μm以上の偏平状顔料(D)を30〜200質量部含有する1〜3項のいずれか1項に記載の水性塗料組成物、
5.被塗物に、1〜4項のいずれか1項に記載の水性塗料組成物を塗装して得られた塗装物品、に関する。
また、顔料分散性が向上したことから得られた塗膜において腐食生成物の透過阻止能の向上、及び防錆顔料の表面積が向上したことによって、防食性、特に無処理鋼板上の防食性の向上が図れた。
以下、詳細に述べる。
水性脂肪酸変性アクリル樹脂(A)は、ラジカル重合性不飽和モノマー(a1)と、脂肪酸変性重合性不飽和モノマー(a2)及び/又は脂肪酸変性エポキシ樹脂(a3)を含んでなる混合物(I)を、水性媒体中に分散させて得られる乳化物中で重合性不飽和モノマーをラジカル重合させて得られる樹脂である。
水性脂肪酸変性アクリル樹脂(A)を製造するに際し、ラジカル重合性不飽和モノマー(a1)は、1分子中に少なくとも1個の重合性不飽和基を有するモノマーで、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基などを有するモノマーが挙げられる。
上記のカルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(a11)を使用することにより、得られる水性脂肪酸変性アクリル樹脂(A)の水性媒体中における安定性を確保することができる。
また、ラジカル重合性不飽和モノマー(a1)は、芳香族ビニルモノマー(a14)を5〜50質量%の範囲で含有することが、防食性の点から望ましい。
脂肪酸変性重合性不飽和モノマー(a2)は、エポキシ基を有する重合性不飽和モノマー(a21)と脂肪酸(a22)とを反応させることにより得られるモノマーを含有することが、低温硬化性、耐水性、耐薬品性、防食性の面から望ましい。
水性脂肪酸変性アクリル樹脂(A)の製造に、必要に応じて用いられる脂肪酸変性エポキシ樹脂(a3)は、通常、エポキシ樹脂(a31)を脂肪酸(a32)と反応させることにより得ることができる。
(式(2)中、n=0〜2)で示されるものが好適である。
不飽和モノマーの混合物を水性媒体中に、平均粒子径を500nm以下、好ましくは平均粒子径を50〜500nm、さらに好ましくは75〜400nmの範囲内となるように分散した後、重合させることにより製造することができる。
なお、本明細書において、平均粒子径は、「SALD−3100」(商品名、島津製作所社製、レーザー回折式粒度分布測定装置)を用い、試料を脱イオン水にて測定に適した濃度に希釈し、20℃で測定したときの値である。
マレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂(B)の水分散体は、脂肪酸エポキシエステル樹脂(b1)に、無水マレイン酸を反応させて、次いで無水基に下記一般式(1)で表されるポリオキシアルキレンアミン類(b2)を付加反応させて得られる付加物に、さらに残存無水基にモノアルコール類(b3)及び/又はモノアミン類(b4)を反応させて得られるマレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂を中和し、水分散して得られる分散体である。
(式(1)中、aは1〜8の整数、bは8〜40の整数、b個の繰り返し単位中の各Rは同一又は相異なってもよく水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す)。
上記、脂肪酸エポキシエステル樹脂(b1)は、エポキシ樹脂(b11)と脂肪酸(b12)と反応させることにより得られる樹脂である。
エポキシ樹脂(b11)は、前記エポキシ樹脂(a31)と同様のエポキシ樹脂を使用することができる。かかるエポキシ樹脂の市販品としては、例えば、ジャパンエポキシレジン株式会社からjER828EL、jER1001、jER1004、jER1007、jER1009なる商品名で販売されている樹脂が使用できる。また、脂肪酸(b12)も前記脂肪酸(a22)と同様の脂肪酸を用いることができる。
ポリオキシアルキレンアミン類(b2)は、前記式(1)で表される化合物である。このようなポリオキシアルキレンアミン類(b2)の分子量としては、500〜2,000、好ましくは600〜1,100であることが、塗料安定性、仕上り性と防食性の面から好ましい。ポリオキシアルキレンジアミン類(b2)の市販品としては、例えば、ジェファーミンM600、ジェファーミンM1000、ジェファーミンM2005、ジェファーミンM2070(以上、ハンツマン株式会社)を使用することができる。
モノアルコール類(b3)は、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、i−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、2−エチルブタノール、2−エチルヘキサノール、n−オクタノール、ベンジルアルコール、ラウリルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチ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モノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジ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メチルエーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノn−プロピルエーテルなどが挙げられる。
モノアミン類(b4)は、例えば、エチルアミン、n−プロピルアミン、i−プロピルアミン、n−ブチルアミン、i−ブチルアミン、t−ブチルアミン、n−オクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、ベンジルアミン、ラウリルアミン、モノエタノールアミン、ネオペンタノールアミン、2−アミノプロパノール、3−アミノプロパノールが挙げられる。
本発明の水性塗料組成物は、水性脂肪酸変性アクリル樹脂(A)とマレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂(B)の水分散体に加えて、亜リン酸金属塩(C)を含有する。このことによって、塗膜の耐薬品性、耐水性、防食性、特に無処理鋼板上の防食性が格段に向上する。
本発明の水性塗料組成物は、必要に応じて、平均粒子径10μm以上、好ましくは平均粒子径12〜20μmの偏平状顔料(D)を含有することによって、得られた塗膜の耐水性、防食性、特に無処理鋼板上の防食性向上を図ることができる。偏平状顔料(D)は、例えば、タルク、アルミニウムフレーク、雲母フレークなどが挙げられ、このうちタルクが好ましい。
OA=(V/W)×100
(式中、Vは終点までに用いたDBPの使用量(ml)であり、Wは乾燥試料の重さ(g)である)。
前記、本水性塗料組成物において、必要に応じて配合される偏平状顔料(D)の配合量は、水性脂肪酸変性アクリル樹脂(A)とマレイン化脂肪酸エポキシエステル
樹脂(B)の水分散体の固形分合計100質量部に対して、偏平状顔料(D)を30〜200質量部、好ましくは70〜180質量部、さらに好ましくは100〜150質量部の範囲がよい。
た非晶質シリカ微粒子(以下、「イオン交換シリカ」と略称することがある)を含有する。イオン交換シリカは、微細な多孔質のシリカ担体にイオン交換によってカルシウムイオンが導入されたシリカ微粒子である。
本水性塗料組成物において、必要に応じて配合されるイオン交換シリカの配合量は、水性脂肪酸変性アクリル樹脂(A)とマレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂(B)の水分散体の固形分合計100質量部に対して、イオン交換シリカを1〜30質量部、好ましくは5〜15質量部の範囲がよい。
本発明の水性塗料組成物の製造は、マレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂(B)の水分散体に、亜リン酸金属塩(C)、必要に応じて偏平状顔料(D)、その他の顔料成分や触媒、添加剤、水を加えて分散して顔料分散ペーストを調製する。
製造例1 脂肪酸変性エポキシ樹脂の製造 (a3成分)
反応容器に、サフラワー油脂肪酸560部及び「jER 1001」(商品名、
ビスフェノール型エポキシ樹脂、分子量1,000、エポキシ当量450〜500)990重量部を入れ、攪拌しながら反応温度150℃で反応させて、脂肪酸変性エポキシ樹脂(I)を得た。
反応容器に下記成分を入れ、攪拌しながら反応温度140℃で反応させ、脂肪酸変性モノマーNo.1を得た。エポキシ基とカルボキシル基の反応は残存カルボキシル基の量を測定することにより定量した。反応が完了するまで約5時間を要した。
アマニ油脂肪酸 280部
グリシジルメタクリレート 142部
ガラスビーカーに下記「成分1」を入れ、ディスパーにて2000rpmで15分間攪拌し、予備乳化液を製造した後、この予備乳化液を、高圧エネルギーを加えて流体同士を衝突させる高圧乳化装置にて高圧処理することにより平均粒子径が200nmのモノマー乳化物を得た。
「成分1」
製造例1による脂肪酸変性エポキシ樹脂(I) 25部
製造例2による脂肪酸変性モノマーNo.1 12部
スチレン 15部
メチルメタクリレート 11部
i−ブチルメタクリレート 14部
2−エチルヘキシルアクリレート 15部
ヒドロキシエチルメタクリレート 7部
メタクリル酸 1部
「Newcol707SF」(注1) 10部
脱イオン水 85部
次いで上記モノマー乳化物をフラスコへ移し、脱イオン水にて固形分濃度が45%となるように希釈した。その後85℃まで昇温させ、過硫酸アンモニウム1.0部を脱イオン水15部に溶解させた開始剤水溶液をフラスコに投入し、温度を85℃に保持しながら3時間攪拌した。その後過硫酸アンモニウム0.3部を脱イオン水2.7部に溶解させた開始剤水溶液をフラスコに添加し、温度を保持しながら1時間攪拌した後40℃まで冷却し、ジメチルアミノエタノールでpHを8.0に調整し、固形分濃度40%、平均粒子径が190nmの水性脂肪酸変性アクリル樹脂No.1を得た。
(注1)「Newcol707SF」:商品名、日本乳化剤社製、ポリオキシエチレン鎖を有するアニオン性乳化剤。
ガラスビーカーに入れる「成分2」として表1の内容とする以外は、製造例3と同様にして、固形分濃度40%、平均粒子径が170nmの水性脂肪酸変性アクリル樹脂No.2を得た。
ガラスビーカーに下記「成分3」を入れ、ディスパーにて2000rpmで15分間攪拌し、予備乳化液を製造した後、この予備乳化液を、超音波分散機にて処理することにより平均粒子径が180nmのモノマー乳化物を得た。
「成分3」
脂肪酸変性モノマーNo.1 30部
スチレン 20部
メチルメタクリレート 20部
i−ブチルメタクリレート 14部
2−エチルヘキシルアクリレート 7部
ヒドロキシエチルメタクリレート 8部
メタクリル酸 1部
「Newcol707SF」(前記注1) 10部
脱イオン水 85部
次いで上記モノマー乳化物をフラスコへ移し、脱イオン水にて固形分濃度が45%となるように希釈した。その後85℃まで昇温させ、過硫酸アンモニウム1.0部を脱イオン水15部に溶解させた開始剤水溶液をフラスコに投入し、温度を85℃に保持しながら3時間攪拌した。その後過硫酸アンモニウム0.3部を脱イオン水2.7部に溶解させた開始剤水溶液をフラスコに添加し、温度を保持しながら1時間攪拌した後40℃まで冷却し、ジメチルアミノエタノールでpHを8.0に調整し、固形分濃度40%、平均粒子径が175nmの水性脂肪酸変性アクリル樹脂No.3を得た。
ガラスビーカーに下記「成分4」を入れ、ディスパーにて2000rpmで15分間攪拌し、予備乳化液を製造した後、この予備乳化液を、高圧ホモジナイザーにて処理することにより平均粒子径が220nmのモノマー乳化物を得た。
「成分4」
脂肪酸変性エポキシ樹脂(I) 40部
スチレン 25部
メチルメタクリレート 10部
i−ブチルメタクリレート 12部
2−エチルヘキシルアクリレート 7部
ヒドロキシエチルメタクリレート 4部
メタクリル酸 2部
「Newcol707SF」(注1) 10部
脱イオン水 85部
次いで上記モノマー乳化物をフラスコへ移し、脱イオン水にて固形分濃度が45%となるように希釈した。その後85℃まで昇温させ、過硫酸アンモニウム1.0部を脱イオン水15部に溶解させた開始剤水溶液をフラスコに投入し、温度を85℃に保持しながら3時間攪拌した。その後過硫酸アンモニウム0.3部を脱イオン水2.7部に溶解させた開始剤水溶液をフラスコに添加し、温度を保持しながら1時間攪拌した後40℃まで冷却し、ジメチルアミノエタノールでpHを8.0に調整し、固形分濃度40%、平均粒子径が200nmの水性脂肪酸変性アクリル樹脂No.4を得た。
ガラスビーカーに下記「成分5A」を入れ、ディスパーにて2000rpmで15分間攪拌し、乳化液を製造した。次いで、フラスコに下記「成分5B」を入れ、85℃まで昇温させた。
「成分5A」
スチレン 45部
メチルメタクリレート 25部
i−ブチルメタクリレート 10部
2−エチルヘキシルアクリレート 8部
ヒドロキシエチルメタクリレート 10部
メタクリル酸 2部
「Newcol707SF」(注1) 8部
脱イオン水 40部
「成分5B」
脱イオン水 45部
「Newcol707SF」(注1) 2部
次いで上記モノマー乳化液と、過硫酸アンモニウム1.3部を、脱イオン17.7部に溶解させた開始剤水溶液をともに3時間かけてフラスコへ滴下し温
度を保持しながら2時間攪拌した後40℃まで冷却し、ジメチルアミノエタノールでpHを8.0に調整し、固形分濃度40%のアクリルエマルションAを得た。
製造例8 マレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂の水分散体No.1(実施例用)
工程1:反応容器に、jER828EL(ジャパンエポキシレジン社製、ビスフェノール型エポキシ樹脂)を131部、亜麻仁油脂肪酸369部を加え、230℃で酸価が5mgKOH/g以下になるまで付加、縮合反応を進め、脂肪酸変性エポキシエステル樹脂を得た。
工程2:工程1で使用した反応容器中に、前記工程1で得られた脂肪酸変性エポキシエステル樹脂490部、及び無水マレイン酸86部加え、200℃で4時間付加反応を行い、マレイン化脂肪酸エポキシエステル溶液を得た。
工程3:工程2で得られたマレイン化脂肪酸エポキシエステル576部に、ジェファーミンM1000(ハンツマン社製)を70部加え、100℃で1時間付加反応を行い、ついでブチルアルコール85部を加え、100℃で3時間付加反応させた。
工程4:エチレングリコールモノブチルエーテル200部、トリエチルアミン67.5部を添加し、水を加えて調整し、固形分35質量%、pHが8.7、重量平均分子量19,000、酸価60mgKOH/gのマレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂の水分散体No.1を得た。
工程1:反応容器に、jER828ELを131部、亜麻仁油脂肪酸369部を加え、230℃で酸価が5以下になるまで付加、縮合反応を進め、脂肪酸変性エポキシエステル樹脂を得た。
工程2:工程1で使用した反応容器中に、前記工程1で得られた脂肪酸変性エポキシエステル樹脂490部、及び無水マレイン酸86部加え、230℃で4時間付加反応を行い、マレイン化脂肪酸エポキシエステル溶液を得た。
工程3:工程2で得られたマレイン化脂肪酸エポキシエステル576部に、ジェファーミンM1000(ハンツマン社製)を70部加え、100℃で1時間付加反応を行い、ついでn−オクチルアミン23部、ブチルアルコール62部を加え、100℃で3時間付加反応させた。
工程4:エチレングリコールモノブチルエーテル200部、トリエチルアミン67.5部を添加し、水を加えて調整し、固形分35質量%、pHが8.66、重量平均分子量19,500、酸価60mgKOH/gのマレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂の水分散体No.2を得た。
工程1:反応容器に、jER828ELを131部、亜麻仁油脂肪酸369部を加え、230℃で酸価が5以下になるまで付加、縮合反応を進め、脂肪酸変性エポキシエステル樹脂を得た。
工程2:工程1で使用した反応容器中に、前記工程1で得られた脂肪酸変性エポキシエステル樹脂490部、及び無水マレイン酸86部加え、230℃で4時間付加反応を行い、マレイン化脂肪酸エポキシエステル溶液を得た。
工程3:工程2で得られたマレイン化脂肪酸エポキシエステル576部に、ジェファーミンM1000(ハンツマン社製)を70部加え、100℃で1時間付加反応を行い、ついでn−オクチルアミン105部を加え、100℃で3時間付加反応させた。
工程4:エチレングリコールモノブチルエーテル200部、トリエチルアミン67.5部を添加し、水を加えて調整し、固形分35質量%、pHが8.66、重量平均分子量19,500、酸価60mgKOH/gのマレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂の水分散体No.3を得た。
工程1:反応容器に、jER828ELを131部、亜麻仁油脂肪酸369部を加え、230℃で酸価が5以下になるまで付加、縮合反応を進め、脂肪酸変性エポキシエステル樹脂を得た。
工程2:工程1で使用した反応容器中に、前記工程1で得られた脂肪酸変性エポキシエステル樹脂490部、及び無水マレイン酸86部加え、200℃で4時間付加反応を行い、マレイン化脂肪酸エポキシエステル溶液を得た。
工程3:工程2で得られたマレイン化脂肪酸エポキシエステル576部にブタノール90部を加え、100℃で3時間付加反応させた。
工程4:エチレングリコールモノブチルエーテル200部、トリエチルアミン67.5部を添加し、水を加えて調整し、固形分35質量%、pHが8.6、重量平均分子量16,000、酸価60mgKOH/gのマレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂の水分散体No.4を得た。
工程1:反応容器に、jER828ELを131部、亜麻仁油脂肪酸369部を加え、230℃で酸価が5mgKOH/g以下になるまで付加、縮合反応を進め、脂肪酸変性エポキシエステル樹脂を得た。
工程2:工程1で使用した反応容器中に、前記工程1で得られた脂肪酸変性エポキシエステル樹脂490部、及び無水マレイン酸86部加え、200℃で4時間付加反応を行い、マレイン化脂肪酸エポキシエステル溶液を得た。
工程3:工程2で得られたマレイン化脂肪酸エポキシエステル576部に、n−オクチルアミンを23部加え、100℃で1時間付加反応を行い、ついでブタノール62部を加え、100℃で3時間付加反応させた。
工程4:エチレングリコールモノブチルエーテル200部、トリエチルアミン67.5部を添加し、水を加えて調整し、固形分35質量%、pHが8.6、重量平均分子量16,000、酸価60mgKOH/gのマレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂の水分散体No.5を得た。
工程1:反応容器に、jER828EL(ジャパンエポキシレジン社製、ビスフェノール型エポキシ樹脂)を131部、亜麻仁油脂肪酸369部を加え、230℃で酸価が5以下になるまで付加、縮合反応を進め、脂肪酸変性エポキシエステル樹脂を得た。
工程2:工程1で使用した反応容器中に、前記工程1で得られた脂肪酸変性エポキシエステル樹脂490部、及び無水マレイン酸86部加え、200℃で4時間付加反応を行い、マレイン化脂肪酸エポキシエステル溶液を得た。
工程3:工程2で得られたマレイン化脂肪酸エポキシエステル576部に、ユニオックスM−1000(ポリオキシエチレンモノメチルエーテル、日油社製)を70部加え、100℃で1時間付加反応を行い、ついでブタノール85部を加え、100℃で3時間付加反応させた。
工程4:エチレングリコールモノブチルエーテル200部、トリエチルアミン67.5部を添加し、水を加えて調整し、固形分35質量%、pHが8.7、重量平均分子量19,000、酸価60mgKOH/gのマレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂の水分散体No.6を得た。
製造例14 顔料分散ペーストNo.1の製造例
製造例8で得た固形分35質量%のマレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂の水分散体No.1を171部(固形分60部)、カーボンMA−100(注7)5.0部、タルクMA(注8)120部、EXPERT NP−1020C(注12)40部、脱イオン水135部加え、ボールミルに仕込み20時間攪拌することによって固形分50%の顔料分散ペーストNo.1を得た。
表2〜表4の配合内容とする以外は、製造例14と同様にして、顔料分散ペーストNo.2〜No.25を得た。
(注8)タルクMA:林化成社製、商品名、タルク、平均粒子径14μm、吸油量27ml/100g
(注9)Tタルク:竹原化学工業社製、商品名、タルク、平均粒子径9.0μm、吸油量27ml/100g
(注10)ミクロエースSG−95:日本タルク社製、商品名、微粉タルク、平均粒子径2.5μm、吸油量47ml/100g
(注11)ハイミクロンHE5:竹原化学工業社製、商品名、微粉タルク、平均粒子径1.6μm、吸油量52ml/100g
(注12)EXPERT NP−1020C:東邦化学社製、商品名、亜リン酸カルシウム
(注13)EXPERT NP−1500:東邦化学社製、商品名、亜リン酸亜鉛
(注14)KW−140E:テイカ社製、商品名、トリポリリン酸ニ水素アルミニウム
(注15)SHIELDEX AC−5:W.R.Grace & Co.社製、商品名、イオン交換シリカ。
実施例1 水性塗料No.1の製造例
製造例3で製造した固形分40%の脂肪酸変性アクリル樹脂の水分散体No.1を100部(固形分40部)、50%の顔料分散ペーストNo.1を450部(固形分225部)、各々をディスパーで攪拌しながら脱イオン水113部を加えて混合して固形分40%の水性塗料No.1を得た。
表5及び表6の配合内容とする以外は、実施例1と同様にして、水性塗料No.2〜No.19を得た。次いで、試験板作成に従って得た試験板を、後記の試験方法によって試験に供した結果を表5及び表6に示す。
表7の配合内容とする以外は、実施例1と同様にして、水性塗料No.20〜No.29を得た。次いで、試験板作成に従って得た試験板を、下記の試験方法による試験に供した結果を表7に示す。
上記の実施例1〜19、比較例1〜10にて得た水性塗料No.1〜No.29を用いて、冷延鋼板(無処理)に乾燥膜厚が20±2μmとなるようにスプレー塗装した。次に、電気熱風乾燥機を用いて75℃で20分間強制乾燥し、次いで室温(23℃)で7日間エージング(養生乾燥)を行って試験板を得た。
各水性塗料を250mlのガラス容器に入れて暗所で、40℃にて30日間貯蔵し、状態をチェックした。
○は、塗料のゲル化及び相分離のいずれも認められず、
△は、やや塗料のゲル化及び相分離の少なくともいずれかがみられる、
×は、著しい塗料のゲル化及び相分離の少なくとも一つが著しくみられる。
各試験板の塗面外観を目視で評価した。
○は、平滑性が良好で問題なし
△は、ハジキ、凹み、曇りの少なくとも1種の低下がやや見られる、
×は、ハジキ、凹み、曇りの少なくとも1種の低下が大きい。
JIS K 5600-5-4に準じて、試験塗板面に対し約45°の角度に鉛筆の芯を当て、芯が折れない程度に強く試験塗板面に押し付けながら前方に均一な速さで約10mm動かした。塗膜が破れなかったもっとも硬い鉛筆の硬度記号を鉛筆硬度とした。
濃度5%の硫酸水溶液に、各試験板を60℃で3時間浸漬した後の塗面を目視で評価した。
◎は、塗膜に全く異常がない。
〇は、塗膜にツヤビケがわずかに認められるが製品として問題ないレベル
△は、塗膜にフクレ又はワレのいずれかが認められる。
×は、塗膜にフクレ又はワレが著しく認められる。
各試験板を23℃で脱イオン水に72時間浸漬し、その後乾燥させた後に、塗面状態を評価した。
◎は、良好で問題ない
○は、ややツヤビケが見られるが製品として問題ないレベル
△は、フクレ、色落ちのいずれかが見られる、
×は、フクレ、色落ちのいずれかが大きい。
各試験板の塗膜にナイフでクロスカット傷を入れ、これをJIS Z−2371に準じて480時間耐塩水噴霧試験を行った。
試験後、ナイフ傷からの錆、フクレ幅によって以下の基準で評価した。
◎は、錆、フクレの最大幅が、カット部から2mm未満(片側)、
○は、錆、フクレの最大幅が、カット部から2mm以上でかつ3mm未満(片側)、
△は、錆、フクレの最大幅が、カット部から3mm以上でかつ4mm未満(片側)、
×は、錆、フクレの最大幅が、カット部から4mm以上(片側)。
Claims (5)
- 下記特徴の水性脂肪酸変性アクリル樹脂(A)と下記特徴のマレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂(B)の水分散体を固形分質量比で35/65〜90/10の割合で含有し、さらに該両成分の固形分合計100質量部を基準にして、
亜リン酸金属塩(C)を1〜60質量部含有することを特徴とする水性塗料組成物。
水性脂肪酸変性アクリル樹脂(A):ラジカル重合性不飽和モノマー(a1)と、エポキシ基を有する重合性不飽和モノマー(a21)と脂肪酸(a22)とを反応させることにより得られる脂肪酸変性重合性不飽和モノマー(a2)及び/又は脂肪酸変性エポキシ樹脂(a3)を含んでなる混合物(I)を、水性媒体中に分散させて得られる乳化物中で重合性不飽和モノマーをラジカル重合させて得られる樹脂
マレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂(B)の水分散体:脂肪酸エポキシエステル樹脂(b1)に、無水マレイン酸を反応させて、次いで無水基に下記一般式(1)で表されるポリオキシアルキレンアミン類(b2)を付加反応させて得られる付加物に、さらに残存無水基にモノアルコール類(b3)及び/又はモノアミン類(b4)を付加反応させて得られるマレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂を中和し、水分散して得られる分散体
(式(1)中、aは1〜8の整数、bは8〜40の整数、b個の繰り返し単位中の各Rは同一又は相異なってもよく水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す) - 水性脂肪酸変性アクリル樹脂(A)における脂肪酸変性エポキシ樹脂(a3)が、エポキシ樹脂(a31)と脂肪酸(a32)を反応させてなる樹脂である請求項1に記載の水性塗料組成物。
- マレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂樹脂(B)の水分散体における脂肪酸エポキシエステル樹脂(b1)が、エポキシ樹脂(b11)と脂肪酸(b12)と反応させることにより得られる樹脂である請求項1に記載の水性塗料組成物。
- 前記水性脂肪酸変性アクリル樹脂(A)と前記マレイン化脂肪酸エポキシエステル樹脂樹脂(B)の水分散体の固形分合計100質量部を基準にして、平均粒子径が10μm以上の偏平状顔料(D)を30〜200質量部含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の水性塗料組成物。
- 被塗物に、請求項1〜4のいずれか1項に記載の水性塗料組成物を塗装して得られた塗装物品。
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