JP7128143B2 - 水性被覆材 - Google Patents
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Description
1.主剤と硬化剤からなる2液型の水性被覆材であって、
上記主剤が、水性エポキシ樹脂(A)を含み、
上記硬化剤が、アミノ基含有樹脂(B)及びアミノ基含有シラン化合物(M)を含み、
上記水性エポキシ樹脂(A)は、芳香族エポキシ樹脂を含み、
上記アミノ基含有樹脂(B)は、ポリアミン樹脂を含み、
上記アミノ基含有シラン化合物(M)は、アミノ基含有シランカップリング剤を含み、
上記各成分の混合比が、下記(I)及び(II)を満たすことを特徴とする水性被覆材。
(I)XA/YB>1
(II)YM/YB>0.8
XA:水性エポキシ樹脂(A)のエポキシ当量
YB:アミノ基含有樹脂(B)の活性水素当量
YM:アミノ基含有シラン化合物(M)の活性水素当量
2.上記各成分の混合比が、下記(III)を満たすことを特徴とする1.に記載の水性
被覆材。
(III)XA/(YB+YM)>0.5
3.上記主剤は、さらにシラン化合物(N)(ただし、上記アミノ基含有シラン化合物(M)を除く)を含み、
上記シラン化合物(N)は、グリシジル基含有シランカップリング剤、又はアルキルアルコキシシランを含むことを特徴とする1.または2.に記載の水性被覆材。
4.上記芳香族エポキシ樹脂が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂から選ばれる1種以上であることを特徴とする1.~3.のいずれかに記載の水性被覆材。
5.上記ポリアミン樹脂が、脂肪族ポリアミン、脂環式ポリアミン、芳香族ポリアミン、複素環状アミン及びこれらポリアミン樹脂のアミノ基を変性してなる変性ポリアミン樹脂から選ばれる1種以上であることを特徴とする1.~4.のいずれかに記載の水性被覆材。
6.サイディングボード改修用下塗材であることを特徴とする1.~5.のいずれかに記載の水性被覆材。
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。
乳化剤の配合量としては、樹脂固形分に対して好ましくは0.1~15重量%(より好ましくは0.1~10重量%、さらに好ましくは0.5~5重量%)の範囲内である。
アミノ基含有樹脂(B)(以下、単に「(B)成分」ともいう)は、上記(A)成分と反応し被膜を形成するものである。このような(B)成分としては、例えば、1分子中にアミノ基を2個以上含有するポリアミン樹脂が使用でき、例えば、脂肪族ポリアミン、脂環式ポリアミン、芳香族ポリアミン、複素環状アミン及びこれらポリアミン樹脂のアミノ基を変性してなる変性ポリアミン樹脂等が挙げられる。なお、上記ポリアミン樹脂の変性には、公知の方法が利用でき、例えば、アミノ基のアミド化、アミノ基とカルボニル化合物のマンニッヒ反応、アミノ基とエポキシ基の付加反応等が挙げられる。また、(B)成分としては、脂肪族ポリアミド、脂環式ポリアミド、芳香族ポリアミド、脂肪族ポリアミドアミン、脂環式ポリアミドアミン、芳香族ポリアミドアミン等も使用できる。これらは、1種または2種以上組み合わせて使用することができる。
(I)XA/YB>1(好ましくは>1.5、より好ましくは>2.0)
(但し、
XA:水性エポキシ樹脂(A)のエポキシ当量、
YB:アミノ基含有樹脂(B)の活性水素当量)
を満たすことを特徴とする。その上限値は、好ましくはXA/YB<10(より好ましくは<8、さらに好ましくは<5)である。このような場合、基材、塗膜への付着発現性、密着性が向上する。さらには、水性被覆材の安定性、可使時間を高めることができる。
なお、上記XA、上記YBは混合時の配合部数から求められるものであり、具体的に、上記XAは、水性被覆材に含まれる水性エポキシ樹脂(A)の配合量(固形分重量部)を、水性エポキシ樹脂のエポキシ当量xaで除した値である。また、上記YBは、水性被覆材に含まれるアミノ基含有樹脂(B)の配合量(固形分重量部)を、アミノ基含有樹脂の活性水素当量ybで除した値である。また、(A)成分、(B)成分をそれぞれ2種以上組み合わせて使用する場合は、各成分の配合部数から求められた値の合計値[XA=XA1+XA2+・・、XB=XB1+XB2+・・]である。
γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ-アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-ビニルベンジル-γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β(アミノエチル)-8-アミノオクチルトリメトキシシラン、γ-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロビルアミン等が挙げられる。
このような(M)成分としては、アルコキシシリル基の一部ないし全部がシラノール基の状態となったものも使用することができる。
(II)YM/YB>0.8(好ましくは>1.0、より好ましくは>1.5)
(但し、
YB:アミノ基含有樹脂(B)の活性水素当量、
YM:アミノ基含有シラン化合物(M)の活性水素当量)
を満たすことを特徴とする。その上限値は、好ましくはYM/YB<5(より好ましくは<4、さらに好ましくは<3)である。このような場合、基材、塗膜への付着発現性、密着性に優れた効果を発揮することができる。 なお、上記YB、上記YMは混合時の配合部数から求められるものであり、具体的に、上記YBは上述の通りであり、上記YMは、水性被覆材に含まれるアミノ基含有シラン化合物(M)の配合量(固形分重量部)を、アミノ基含有シラン化合物の活性水素当量ymで除した値である。
(III)XA/(YB+YM)>0.5(より好ましくは>0.55、さらに好ましくは>0.6)
(但し、
XA:水性エポキシ樹脂(A)のエポキシ当量、
YB:アミノ基含有樹脂(B)の活性水素当量、
YM:アミノ基含有シラン化合物(M)の活性水素当量)
を満たすことが好ましい。その上限値は、好ましくはXA/(YB+YM)<5(より好ましくは<4、さらに好ましくは<3)である。このような範囲を満たす場合、基材、塗膜への付着発現性、密着性がよりいっそう向上する。さらには、水性被覆材の安定性、可使時間を高めることができる。
なお、上記XA、YB、YMは、混合時の配合部数から求められるものであり、上述の通りである。
(IV)(XA+XN1)/(YB+YM)>0.5(より好ましくは>0.55、さらに好ましくは>0.6)
(但し、
XA:水性エポキシ樹脂(A)のエポキシ当量、
YB:アミノ基含有樹脂(B)の活性水素当量、
YM:アミノ基含有シラン化合物(M)の活性水素当量、
XN1:グリシジル基含有シラン化合物(N1)のエポキシ当量)
を満たすことが好ましい。その上限値は、好ましくは(XA+XN1)/(YB+YM)<5(より好ましくは<4、さらに好ましくは<3)である。このような場合、基材、塗膜への付着発現性が高まり、密着性がよりいっそう向上する。さらには、水性被覆材の安定性、可使時間を高めることができる。なお、上記XA、XN1、YB、YMは混合時の配合部数から求められるものである。具体的に、上記XA、YB、YMは、上述の通りであり、上記XN1は、水性被覆材に含まれるグリシジル基含有シラン化合物(N1)の配合量(固形分重量部)を、グリシジル基含有シラン化合物のエポキシ当量xn1で除した値である。
等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、または2種以上が混合されて用いられてもよい。
(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)アクリレート等のニトリル基含有モノマー;
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、ビニルアミド等のアミド基含有モノマー;
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のカルボニル基含有モノマー;
アミノメチルアクリレート、アミノエチルアクリレート、アミノプロピル(メタ)アクリレート、アミノ-n-ブチル(メタ)アクリレート、ブチルビニルベンジルアミン、ビニルフェニルアミン、p-アミノスチレン、N-メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N-t-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有モノマー;
ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、エチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート等の水酸基含有モノマー;
フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニリデン系モノマー;エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、ビニルエーテル、ビニルケトン、シリコーンマクロマー等が挙げられる。
有機系増粘剤としては、例えば、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、アルカリ膨潤型増粘剤、ウレタン会合性増粘剤等が挙げられる。また、無機系増粘剤としては、例えば、スメクタイト、ベントナイト、セピオライト、モンモリノナイト、ヘクトライト、ラポナイト、サポナイト等の無機系粘土鉱物、シリカゲル、極微細炭酸カルシウム等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用できる。
表1に示す配合に従い、(A)成分、(C)成分、(N)成分、(P)成分、添加剤、及び水を常法により混合し主剤を調製した。また、(B)成分及び(M)成分を混合し硬化剤とした。上記主剤と、上記硬化剤を混合したものを水性被覆材1~20とし、混合後の水性被覆材の固形分等を表1に示す。なお、原料としては以下のものを使用した。
(a1)水性エポキシ樹脂[ビスフェノールA型エポキシ樹脂(固形型)水分散体、固形分46重量%、エポキシ当量xa508]
(a2)水性エポキシ樹脂[ビスフェノールA型エポキシ樹脂(液状型)水分散体、固形分50重量%、エポキシ当量xa:215]
(C)合成樹脂エマルション[スチレン/2-エチルヘキシルアクリレート/グリシジルメタクリレート共重合体、固形分:33重量%、グリシジルメタクリレート含有量:9重量%、平均粒子径:70nm]
(M)アミノ基含有シラン化合物[N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、活性水素当量ym:103]
(N1)グリシジル基含有シラン化合物[β-3,4-エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、エポキシ当量xn1:246]
(N2-1)アルキルアルコキシシラン化合物[フェニルトリメトキシシラン]
(N2-2)アルキルアルコキシシラン化合物[ジメトキシメチルフェニルシラン]
(P)触媒[有機錫化合物分散液、固形分:10重量%]
・添加剤:消泡剤、増粘剤、造膜助剤等
<可使時間>
主剤と硬化剤を表1に示す混合比にて混合後、流動性が失われるまでの時間を測定した。評価基準は、以下の通りである。結果は、表1に示す。
A:240分以上
B:120分以上240分未満
C:30分以上120分未満
D:30分未満
既存塗膜として無機質クリヤー塗膜が形成されたサイディングボード上に、主剤と硬化剤を表1に示す混合比にて混合して得られた水性被覆材を塗付け量0.1kg/m2となるように混合直後に塗付し、標準状態(気温23℃、相対湿度50%)で4時間乾燥させ、次いで、水性上塗材(アクリルシリコン樹脂エマルション塗料)を塗付け量0.1kg/m2となるように塗付し、50℃環境下で、1日間乾燥させた試験体[I]とした。
作製した試験体[I]を、JIS K 5600-5-6に準じた碁盤目テープ法にて密着性を評価した。評価基準は、以下の通りである。
AA:欠損部面積が5%未満
A:欠損部面積が5%以上10%未満
AB:欠損部面積が10%以上25%未満
B:欠損部面積が25%以上40%未満
C:欠損部面積が40%以上55%未満
D:欠損部面積が55%以上
(試験体作製2)
既存塗膜として無機質クリヤー塗膜が形成されたサイディングボード上に、主剤と硬化剤を表1に示す混合比にて混合して得られた水性被覆材を塗付け量0.1kg/m2となるように混合直後に塗付し、標準状態(気温23℃、相対湿度50%)で4時間乾燥させ、次いで、水性上塗材(アクリルシリコン樹脂エマルション塗料)を塗付け量0.1kg/m2となるように塗付し、標準状態で、1日間乾燥させた試験体[II]、4日間乾燥させた試験体[III]、7日間乾燥させた試験体[IV]を作製した。結果は表1に示す。
(試験体作製3)
既存塗膜として無機質クリヤー塗膜が形成されたサイディングボード上に、主剤と硬化剤を表1に示す混合比にて混合して得られた水性被覆材を塗付け量0.1kg/m2となるように混合直後に塗付し、50℃環境下で7日間乾燥させ、次いで、水性上塗材(アクリルシリコン樹脂エマルション塗料)を塗付け量0.1kg/m2となるように塗付し、標準状態で、1日間乾燥させた試験体[V]を作製した。結果は表1に示す。
Claims (6)
- 主剤と硬化剤からなる2液型の水性被覆材であって、
上記主剤が、水性エポキシ樹脂(A)を含み、
上記硬化剤が、アミノ基含有樹脂(B)及びアミノ基含有シラン化合物(M)を含み、
上記水性エポキシ樹脂(A)は、芳香族エポキシ樹脂を含み、
上記アミノ基含有樹脂(B)は、ポリアミン樹脂を含み、
上記アミノ基含有シラン化合物(M)は、アミノ基含有シランカップリング剤を含み、
上記各成分の混合比が、下記(I)及び(II)を満たすことを特徴とする水性被覆材。
(I)XA/YB>1
(II)YM/YB>0.8
XA:水性エポキシ樹脂(A)のエポキシ当量
YB:アミノ基含有樹脂(B)の活性水素当量
YM:アミノ基含有シラン化合物(M)の活性水素当量 - 上記各成分の混合比が、下記(III)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の水性
被覆材。
(III)XA/(YB+YM)>0.5 - 上記主剤は、さらにシラン化合物(N)(ただし、上記アミノ基含有シラン化合物(M)を除く)を含み、
上記シラン化合物(N)は、グリシジル基含有シランカップリング剤、又はアルキルアルコキシシランを含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の水性被覆材。 - 上記芳香族エポキシ樹脂が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1~請求項3のいずれかに記載の水性被覆材。
- 上記ポリアミン樹脂が、脂肪族ポリアミン、脂環式ポリアミン、芳香族ポリアミン、複素環状アミン及びこれらポリアミン樹脂のアミノ基を変性してなる変性ポリアミン樹脂から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1~請求項4のいずれかに記載の水性被覆材。
- サイディングボード改修用下塗材であることを特徴とする請求項1~請求項5のいずれかに記載の水性被覆材。
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