JP6567567B2 - 水性塗料組成物 - Google Patents
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Description
本出願は、2015年1月29日に出願された、日本国特許出願第2015−2015−015658号明細書(その開示全体が参照により本明細書中に援用される)に基づく優先権を主張する。本発明は、貯蔵安定性、プラスチック基材に対する付着性に優れ、仕上がり外観及び耐水性等の塗膜性能に優れるリン酸化合物を含有する自動車用水性塗料組成物に関する。
(A)変性ポリオレフィンの水性分散体、(B)水性アクリル樹脂及び/又は水性ポリエステル樹脂 、及び
(C)下記一般式(1)
R1は、置換基を有していてもよい炭素数2以上20以下の炭化水素基であり、
mが2の場合、各R1は同一でも異なっていてもよく、
R2は、炭素数2〜4のアルキレン基であり、
nが2以上の場合、n個のオキシアルキレン単位(R2O)は互いに同じであっても又は互いに異なっていても良く、また、
mが2の場合、(R2O)nは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
で表されるリン酸化合物を含有する自動車用水性塗料組成物を提供するものである。
(A)変性ポリオレフィンの水性分散体、(B)水性アクリル樹脂及び/又は水性ポリエステル樹脂、及び
(C)下記一般式(1)
R1は、置換基を有していてもよい炭素数2以上20以下の炭化水素基であり、
mが2の場合、各R1は同一でも異なっていてもよく、
R2は、炭素数2〜4のアルキレン基であり、
nが2以上の場合、n個のオキシアルキレン単位(R2O)は互いに同じであっても又は互いに異なっていても良く、また、
mが2の場合、(R2O)nは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)、
で表されるリン酸化合物を含有する自動車用水性塗料組成物である。
本発明で用いられる変性ポリオレフィンの水性分散体(A)は、不飽和カルボン酸又はその酸無水物で変性したポリオレフィン(i)(以下、「不飽和カルボン酸又は酸無水物変性ポリオレフィン(i)」と称する場合がある)を水性媒体中に分散することにより形成される。
水性アクリル樹脂
(B)成分の水性アクリル樹脂としては、通常、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー等の親水性基含有重合性不飽和モノマー及びその他の重合性不飽和モノマーからなるモノマー混合物を共重合させることにより得られる、重量平均分子量が通常5000〜100000、好ましくは5000〜50000の範囲内の水溶性アクリル樹脂、或いは重量平均分子量が50000以上、好ましくは100000以上のアクリル樹脂エマルションの分散質であるアクリル樹脂粒子を挙げることができる。
水性ポリエステル樹脂は、多価アルコール及び多塩基酸、さらに必要に応じて一塩基酸、油成分(この脂肪酸も含む)等を用いてエステル化反応させることによって調製されるオイルフリーもしくは油変性のポリエステル樹脂を中和することによって得られるものが包含される。
具体的には、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
上記のうち、水性ウレタン樹脂を特に好適に使用することができる。
水性ウレタン樹脂は、分子中にウレタン結合を有する水溶性もしくは水分散性の樹脂であり、水性媒体中における形態としては、水溶性タイプ、コロイダルディスパーションタイプ、エマルションタイプ及びスラリータイプのいずれであってもよいが、コロイダルディスパーションタイプもしくはエマルションタイプであることが望ましい。
リン酸化合物(C)は、下記一般式(1)
R1は、置換基を有していてもよい炭素数2以上20以下の炭化水素基であり、
mが2の場合、各R1は同一でも異なっていてもよく、
R2は、炭素数2〜4のアルキレン基であり、
nが2以上の場合、n個のオキシアルキレン単位(R2O)は互いに同じであっても又は互いに異なっていても良く、異なる場合、(R2O)nはランダム付加、ブロック付加また
は交互付加のいずれの付加形式でもよい。
また、mが2の場合、(R2O)nは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)、
で表されるリン酸化合物である。
特に、2−エチルペンタノール、3−エチルペンタノール、2−エチルヘキサノール、4−エチルヘキサノール、2−エチルヘプタノール、2−エチルオクタノール、4−エチルオクタノール等の炭素数7〜20の分岐状のアルキル基を有するアルコールを好適に使用することができる。
(式中、MHは親水基部分の分子量、Mは化合物(界面活性剤)の分子量を意味する)
なお、本発明において、リン酸化合物(C)のHLB値とは、リン酸化合物(C)を製造するにあたっての原料非イオン化合物のHLB値であると定義する。
本発明の塗料組成物には、塗料組成物の硬化性及び得られる塗膜の耐水性等の塗膜性能の観点から、必要に応じて架橋剤(D)を含有させることができる。
本発明の水性塗料組成物中の変性ポリオレフィンの水性分散体(A)、水性アクリル樹脂及び/又は水性ポリエステル樹脂(B)、リン酸化合物(C)及び架橋剤(D)の量は、(A)成分、(B)成分及び(D)成分の樹脂固形分総質量(前記必要に応じて使用される(A)成分及び(B)成分以外の樹脂も含有する場合は、該樹脂も含む)を基準として、 変性ポリオレフィンの水性分散体(A)が1〜60質量%、好ましくは5〜50質量%、さらに好ましくは10〜40質量%、水性アクリル樹脂及び/又は水性ポリエステル樹脂(B)が1〜80質量%、好ましくは3〜70質量%、さらに好ましくは5〜60質量%、架橋剤(D)が、0〜60質量%、好ましくは0〜40質量%、さらに好ましくは5〜30質量%、リン酸化合物(C)が、0.1〜10質量%、好ましくは0.3〜7質量%、さらに好ましくは0.5〜5質量%の範囲内であるのが適している。
実施例1
変性ポリオレフィンの水性分散体(A1)(注1)を固形分質量で30部、水性アクリル樹脂(B1)(注4)を固形分質量で45部、メラミン樹脂(D1)(注10)を固形分質量で25部、導電性顔料(F1)(注12)20部、チタン白(注13)80部、及びリン酸化合物(C1)(注14)2部を、常法に従って配合し、固形分濃度40%となるように脱イオン水で希釈して水性プライマー(X1)を得た。
組成を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、水性プライマー(X2)〜(X39)を得た。
メタロセン系触媒を用いて得られたエチレン−プロピレン共重合体(エチレン含有率5%)に対しマレイン酸付加量8質量%で変性した、融点が80℃、Mwが約10万及びMw/Mnが約2.1である変性ポリオレフィンを、ジメチルエタノールアミンで当量中和し、さらにポリプロピレン/エチレン共重合体100部に対して乳化剤10部使用で水分散化したもの。
「ハードレンNA−3002」、非塩素ポリオレフィンの水性分散体、東洋紡績社製、商品名、固形分濃度30%。
「EH−801」、塩素化ポリオレフィンの水性分散体、東洋紡績社製、商品名、塩素化度16%、固形分濃度30%。
「バイヒドロール XP2427」、水酸基含有アクリル樹脂エマルション、住化バイエルウレタン社製、商品名。
下記のとおり製造したアクリル樹脂溶液。
下記のとおり製造したアクリル樹脂エマルション。
下記のとおり製造したポリエステル樹脂溶液。
下記のとおり製造したアクリル樹脂溶液。
「ユーコートUX−310」、三洋化成社製、商品名、水性ウレタンエマルション。
(注10)メラミン樹脂(架橋剤 D1):
「サイメル325」、日本サイテックインダストリーズ社製、商品名。
(注11)ブロック化ポリイソシアネート化合物(架橋剤 D2):
「バイヒジュールVPLS2310」、商品名、住化バイエルウレタン社製、固形分38%。
(注12)導電性顔料(F1):
「バルカンXC72」、キャボットスペシャリティーケミカルズ社製、商品名、導電性カーボンブラック顔料。
(注13)チタン白:「JR−806」、テイカ社製、商品名。
(注14)リン酸化合物(C1):前記一般式(1)で、R1が炭素数3の直鎖アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが1である。分子量227。HLB15以上(グリフィン法で算出できないので推定値)。なお、mは1又は2で、m=1のモノエステル体とm=2のジエステル体の比率は1:1である。
(注15)リン酸化合物(C2):前記一般式(1)で、R1が炭素数3の分岐アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが1である。数平均分子量227。HLB15以上(グリフィン法で算出できないので推定値)。
(注16)リン酸化合物(C3):前記一般式(1)で、R1が炭素数6の直鎖アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが1である。数平均分子量290。HLB6.0。
(注17)リン酸化合物(C4):前記一般式(1)で、R1が炭素数6の分岐アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが1である。数平均分子量290。HLB6.0。
(注18)リン酸化合物(C5):前記一般式(1)で、R1が炭素数7の直鎖アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが1である。数平均分子量311。HLB5.5。
(注19)リン酸化合物(C6):前記一般式(1)で、R1が炭素数7の分岐アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが1である。数平均分子量311。HLB5.5。
(注20)リン酸化合物(C7):前記一般式(1)で、R1が炭素数8の直鎖アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが1である。数平均分子量332。HLB5.1。
(注21)リン酸化合物(C8):前記一般式(1)で、R1が炭素数8の分岐アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが1である。数平均分子量332。HLB5.1。
(注22)リン酸化合物(C9):前記一般式(1)で、R1が炭素数9の直鎖アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが1である。数平均分子量353。HLB4.7。
(注23)リン酸化合物(C10):前記一般式(1)で、R1が炭素数9の分岐アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが1である。数平均分子量353。HLB4.7。
(注24)リン酸化合物(C11):前記一般式(1)で、R1が炭素数12の直鎖アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが1である。数平均分子量482。HLB6.4。
(注25)リン酸化合物(C12):前記一般式(1)で、R1が炭素数18の直鎖アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが1である。数平均分子量674。HLB6.6。
(注27)リン酸化合物(C14):前記一般式(1)で、R1が炭素数7の分岐アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが3である。数平均分子量443。HLB10.6。
(注28)リン酸化合物(C15):前記一般式(1)で、R1が炭素数7の分岐アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが5である。数平均分子量575。HLB13.1。
(注29)リン酸化合物(C16):前記一般式(1)で、R1が炭素数7の分岐アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが10である。数平均分子量905。HLB15.8。
(注30)リン酸化合物(C17):前記一般式(1)で、R1が炭素数8の分岐アルキル基であり、nが0である。数平均分子量266。HLB5以下(グリフィン法で算出できないので推定値)。
(注31)リン酸化合物(C18):前記一般式(1)で、R1が炭素数8の分岐アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが3である。数平均分子量464。HLB10.1。
(注32)リン酸化合物(C19):前記一般式(1)で、R1が炭素数8の分岐アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが5である。数平均分子量596。HLB12.6。
(注33)リン酸化合物(C20):前記一般式(1)で、R1が炭素数1の直鎖アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが1である。数平均分子量185。HLB15以上(グリフィン法で算出できないので推定値)。
(注34)リン酸化合物(C21):前記一般式(1)で、R1が炭素数21の直鎖アルキル基であり、R2がエチレン基であり、nが7である。数平均分子量1001。HLB9.9。
(注35)ポリオールA(ポリエチレングリコール、固形分100%、水酸基価187、数平均分子量約600)
(注36)ポリオールB(ポリエステルポリオール、固形分100%、水酸基価235、数平均分子量約480)
試験板の作製
黒色のポリプロピレン板(脱脂処理済,以下、「PP板」と省略する場合がある)に、水性プライマー(X1)〜(X39)のいずれか1つを乾燥膜厚で約10μmになるようにスプレー塗装し、3分間室温で放置し、その上に着色ベースコート塗料として「WBC710メタリックベース」(関西ペイント社製、商品名、水性メタリック色ベースコート塗料)を、乾燥膜厚で約15μmとなるように静電塗装し、PP板を80℃で5分間プレヒートし、その上にクリヤ塗料として「SFX7172クリヤ」(関西ペイント社製、商品名、アクリルウレタン系溶剤型クリヤ塗料)を、乾燥膜厚で約30μmとなるように静電塗装し、PP板を10分間セッティングし、そしてPP板を120℃で30分間加熱乾燥させることにより、39種の各試験板を作製した。
上記実施例35〜68及び比較例6〜10で得られた各試験板について、下記の試験方法により評価を行なった。評価結果を下記表2に示す。
仕上り外観については、以下の平滑性及び鮮映性を評価した。
S:ゴバン目塗膜が100個残存し、カッターの切り込みの縁において塗膜の小さなフチカケが生じていない
A:ゴバン目塗膜が100個残存するが、カッターの切り込みの縁において塗膜の小さなフチカケが生じている
B:ゴバン目塗膜が90〜99個残存する
C:ゴバン目塗膜の残存数が89個以下である。
Claims (13)
- (A)変性ポリオレフィンの水性分散体、(B)水性アクリル樹脂及び/又は水性ポリエステル樹脂 、及び
(C)下記一般式(1)
R1は、置換基を有していてもよい炭素数2以上20以下の炭化水素基であり、
mが2の場合、各R1は同一でも異なっていてもよく、
R2は、炭素数2〜4のアルキレン基であり、
nが2以上の場合、n個のオキシアルキレン単位(R2O)は互いに同じであっても又は互いに異なっていても良く、また、
mが2の場合、(R2O)nは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
で表されるリン酸化合物を含有する自動車用水性塗料組成物。 - リン酸化合物(C)が、上記一般式(1)において、nが1〜20の整数であるリン酸化合物である請求項1に記載の自動車用水性塗料組成物。
- リン酸化合物(C)が、上記一般式(1)におけるオキシアルキレン単位(R2O)がオキシエチレン基であるリン酸化合物である請求項1又は2に記載の自動車用水性塗料組成物。
- リン酸化合物(C)が、上記一般式(1)において、R1が置換基を有していてもよい炭素数4以上20以下の炭化水素基を有するリン酸化合物である請求項1〜3のいずれか1項に記載の自動車用水性塗料組成物。
- リン酸化合物(C)が、上記一般式(1)において、R1が置換基を有していてもよい炭素数7以上20以下の炭化水素基を有するリン酸化合物である請求項4に記載の自動車用水性塗料組成物。
- リン酸化合物(C)が、上記一般式(1)におけるnが1〜20の整数であり、かつHLB値が3〜17のリン酸化合物である請求項1〜5のいずれか1項に記載の自動車用水性塗料組成物。
- リン酸化合物(C)の数平均分子量が100〜3000の範囲内である請求項1〜6のいずれか1項に記載の自動車用水性塗料組成物。
- リン酸化合物(C)が、上記一般式(1)において、nが0であるリン酸化合物と、nが1〜20の整数であるリン酸化合物との混合物である請求項1〜7のいずれか1項に記載の自動車用水性塗料組成物。
- さらに、架橋剤(D)を含有する請求項1〜8のいずれか1項に記載の自動車用水性塗料組成物。
- プラスチック基材上に、請求項1〜9のいずれか1項に記載の自動車用水性塗料組成物を塗装する塗膜形成方法。
- プラスチック基材上に、請求項1〜9のいずれか1項に記載の自動車用水性塗料組成物を塗装し、次いでその塗面に上塗塗料を塗装する塗膜形成方法。
- 上塗塗料として着色ベース塗料及びクリヤ塗料を順次塗装する、請求項11に記載の塗膜形成方法。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の自動車用水性塗料組成物が塗装された物品。
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