JP7440767B2 - water-based paint composition - Google Patents

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Description

本発明は、水系塗料組成物に関する。 The present invention relates to a water-based coating composition.

ビルや住宅等の建築物の外観等を高めるために、建築物の外壁に塗膜を設けることがある。
一方、防災上の観点等から、ビルや住宅等の建築物の外壁に難燃性が求められることある。このような外壁に塗膜を設ける場合、塗膜にも難燃性が求められる。
BACKGROUND OF THE INVENTION In order to enhance the appearance of buildings such as buildings and residences, a coating film is sometimes applied to the outer walls of buildings.
On the other hand, from the viewpoint of disaster prevention, etc., flame retardancy is sometimes required for the outer walls of buildings, houses, and other structures. When a paint film is provided on such an exterior wall, the paint film is also required to have flame retardancy.

特許文献1には、難燃性に優れ、外観の良好な塗膜構造として、難燃剤を含む下塗り塗膜と、その上に設けられた、遮熱性着色顔料を含む多彩模様の塗膜とを備えた塗膜構造が開示されている。 Patent Document 1 describes a coating film structure with excellent flame retardancy and good appearance, which includes an undercoat film containing a flame retardant and a multicolored coating film containing a heat-shielding colored pigment provided thereon. A coating structure is disclosed.

特開2017-205980号公報JP2017-205980A

しかし、特許文献1の塗膜構造は、複数種の塗料を用いる必要があり、塗装の回数が多く工程が煩雑になるという欠点があった。 However, the coating structure of Patent Document 1 requires the use of multiple types of paint, and has the disadvantage that the number of coatings is large and the process is complicated.

本発明は、難燃性に優れた模様塗膜を形成できる水系塗料組成物の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a water-based coating composition that can form a patterned coating film with excellent flame retardancy.

本発明は以下の態様を有する。
[1]水と、前記水に分散されたゲル状粒子とを含み、
前記ゲル状粒子は、樹脂エマルションを含む液滴と、前記液滴の表面を覆うゲル化膜とを有し、
前記ゲル状粒子100質量%のうち20質量%以上が、膨張黒鉛を含む、水系塗料組成物。
[2]全ての前記ゲル状粒子の前記樹脂エマルションの樹脂分の合計100質量部に対する前記膨張黒鉛の割合が、10~75質量部である、前記[1]の水系塗料組成物。
The present invention has the following aspects.
[1] Contains water and gel particles dispersed in the water,
The gel-like particles have droplets containing a resin emulsion and a gelled film covering the surface of the droplets,
A water-based coating composition, wherein 20% by mass or more of 100% by mass of the gel particles contains expanded graphite.
[2] The aqueous coating composition according to [1] above, wherein the proportion of the expanded graphite is 10 to 75 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the resin content of the resin emulsion of all the gel particles.

本発明によれば、難燃性に優れた模様塗膜を形成できる水系塗料組成物を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a water-based coating composition that can form a patterned coating film with excellent flame retardancy.

〔水系塗料組成物〕
本発明の水系塗料組成物は、水と、水に分散されたゲル状粒子とを含む。
ゲル状粒子は、樹脂エマルションを含む液滴と、液滴の表面を覆うゲル化膜とを有する。
水系塗料組成物中のゲル状粒子100質量%のうち20質量%以上は、膨張黒鉛を含む。以下、膨張黒鉛を含むゲル状粒子を「ゲル状粒子(A)」とも記す。
水系塗料組成物は、ゲル状粒子として、ゲル状粒子(A)のみを含んでいてもよく、膨張黒鉛を含まないゲル状粒子(以下、「ゲル状粒子(B)」とも記す。)をさらに含んでいてもよい。
水系塗料組成物は、必要に応じて、バインダ樹脂をさらに含んでいてもよい。なお、ゲル状粒子がバインダとして機能するので、水系塗料組成物はバインダ樹脂を含まなくてもよい。
水系塗料組成物は、必要に応じて、上記以外の他の成分をさらに含んでいてもよい。
[Water-based paint composition]
The water-based coating composition of the present invention includes water and gel particles dispersed in water.
The gel particles have droplets containing a resin emulsion and a gelled film covering the surface of the droplets.
20% by mass or more of 100% by mass of gel particles in the water-based paint composition contains expanded graphite. Hereinafter, gel particles containing expanded graphite will also be referred to as "gel particles (A)."
The water-based paint composition may contain only gel particles (A) as gel particles, and may further contain gel particles that do not contain expanded graphite (hereinafter also referred to as "gel particles (B)"). May contain.
The water-based coating composition may further contain a binder resin, if necessary. Note that since the gel particles function as a binder, the water-based coating composition does not need to contain a binder resin.
The water-based coating composition may further contain other components other than those mentioned above, if necessary.

<水>
水の含有量は、水系塗料組成物100質量%中、30~85質量%が好ましく、40~80質量%がより好ましい。
<Water>
The content of water is preferably 30 to 85% by weight, more preferably 40 to 80% by weight based on 100% by weight of the water-based coating composition.

<ゲル状粒子(A)>
ゲル状粒子(A)は、樹脂エマルションを含む液滴と、液滴の表面を覆うゲル化膜とを有し、かつ膨張黒鉛を含む。ゲル状粒子(A)は、典型的には、液滴に膨張黒鉛を含む。
<Gel-like particles (A)>
The gel particles (A) have droplets containing a resin emulsion and a gelled film covering the surface of the droplets, and contain expanded graphite. Gel particles (A) typically include expanded graphite in droplets.

(液滴)
液滴は、樹脂エマルションを含む。
液滴は、典型的には、親水性コロイド形成物質をさらに含む。
ゲル状粒子(A)の場合、液滴は、典型的には、膨張黒鉛をさらに含む。
液滴は、上記以外の成分(以下、「任意成分」とも記す。)をさらに含んでいてもよい。
(droplet)
The droplets contain a resin emulsion.
The droplets typically further include a hydrophilic colloid-forming substance.
In the case of gel particles (A), the droplets typically further include expanded graphite.
The droplet may further contain components other than those mentioned above (hereinafter also referred to as "optional components").

「樹脂エマルション」
樹脂エマルションは、樹脂を形成材料とする懸濁粒子又は乳化粒子と、前記懸濁粒子又は乳化粒子を分散させる分散媒とを有する。
懸濁粒子又は乳化粒子の形成材料の樹脂としては、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル、ベオバ(分岐脂肪酸ビニルエステル)、天然又は合成ゴム、及びこれらの共重合体のエマルション等が挙げられる。これらの樹脂は1種単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。これらの中でも、アクリル樹脂が好ましい。
樹脂エマルションの分散媒としては、水が好ましい。
樹脂エマルションしては、一般に市販されている樹脂エマルションを使用することができる。
"Resin emulsion"
A resin emulsion includes suspended particles or emulsified particles made of resin as a forming material, and a dispersion medium in which the suspended particles or emulsified particles are dispersed.
Examples of resins for forming suspended particles or emulsified particles include polyvinyl acetate, acrylic resin, polystyrene, acrylonitrile, Beova (branched fatty acid vinyl ester), natural or synthetic rubber, and emulsions of copolymers thereof. . These resins may be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylic resin is preferred.
Water is preferred as the dispersion medium for the resin emulsion.
As the resin emulsion, generally commercially available resin emulsions can be used.

「親水性コロイド形成物質」
親水性コロイド形成物質は、ゲル化剤と反応し、ゲル化膜を形成可能な物質である。ゲル化剤については後述する。
親水性コロイド形成物質としては、例えば、セルロース誘導体、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、天然高分子(カゼイン、デンプン、ガラクトマンノン、グアルゴム、ローカストビーンゴム等)等を含有する水溶液が挙げられる。これらの中でもグアルゴムの水溶液が好ましい。水溶液の濃度は0.5~5質量%が好ましく、1.0~3質量%がより好ましい。親水性コロイド形成物質は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
"Hydrophilic colloid-forming substance"
The hydrophilic colloid-forming substance is a substance that can react with a gelling agent to form a gelled film. The gelling agent will be described later.
Examples of the hydrophilic colloid-forming substance include aqueous solutions containing cellulose derivatives, polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, natural polymers (casein, starch, galactomannone, guar gum, locust bean gum, etc.), and the like. Among these, an aqueous solution of guar gum is preferred. The concentration of the aqueous solution is preferably 0.5 to 5% by weight, more preferably 1.0 to 3% by weight. One type of hydrophilic colloid-forming substance may be used alone, or two or more types may be used in combination.

親水性コロイド形成物質の含有量は、樹脂エマルション100質量部に対して、0.05~5質量部が好ましく、0.1~3.0質量部がより好ましい。親水性コロイド形成物質の含有量を上記範囲内とすることにより、安定したゲル化膜が得られる。 The content of the hydrophilic colloid-forming substance is preferably 0.05 to 5 parts by weight, more preferably 0.1 to 3.0 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin emulsion. By controlling the content of the hydrophilic colloid-forming substance within the above range, a stable gelled film can be obtained.

「膨張黒鉛」
膨張黒鉛は、黒鉛層間化合物ともいい、加熱により膨張する性質を有する。
ゲル状粒子(A)が塗膜形成後に炎に曝されると、ゲル状粒子(A)に含まれる膨張黒鉛が膨張して殻を形成し、断熱作用、可燃性ガスの遮断等の効果により塗膜の燃焼を抑え、難燃性を発揮する。
膨張黒鉛としては、一般に市販されているものが使用できる。市販の膨張黒鉛としては、例えば伊藤黒鉛工業社の955025L、NeoGra社の160-50等が挙げられる。
膨張黒鉛の膨張容積は、170mL/g以上であることが好ましい。膨張容積の上限は、例えば400mL/gである。
膨張黒鉛の膨張開始温度は、200℃以下であることが好ましい。膨張開始温度の下限は、例えば160℃である。
"Expanded graphite"
Expanded graphite is also called a graphite intercalation compound, and has the property of expanding when heated.
When the gel particles (A) are exposed to flame after forming a coating film, the expanded graphite contained in the gel particles (A) expands and forms a shell, which has the effect of heat insulation, blocking flammable gas, etc. Suppresses the burning of the paint film and exhibits flame retardant properties.
As the expanded graphite, commonly available commercially available graphite can be used. Examples of commercially available expanded graphite include 955025L manufactured by Ito Graphite Industries, and 160-50 manufactured by NeoGra.
The expanded graphite preferably has an expanded volume of 170 mL/g or more. The upper limit of the expansion volume is, for example, 400 mL/g.
The expansion start temperature of expanded graphite is preferably 200°C or lower. The lower limit of the expansion start temperature is, for example, 160°C.

ゲル状粒子(A)中の膨張黒鉛の含有量は、全てのゲル状粒子100質量%のうちのゲル状粒子(A)の割合によっても異なるが、ゲル状粒子(A)中の樹脂エマルションの樹脂分100質量部に対して、10質量部以上であることが好ましく、30質量部以上であることがより好ましい。膨張黒鉛の含有量が前記下限値以上であれば、塗膜の難燃性がより優れる。
ゲル状粒子(A)中の膨張黒鉛の含有量は、ゲル状粒子(A)中の樹脂エマルションの樹脂分100質量部に対して、75質量部以下であることが好ましく、70質量部以下であることがより好ましい。膨張黒鉛の含有量が前記上限値以下であれば、ゲル状粒子(A)が崩れにくい。
The content of expanded graphite in the gel-like particles (A) varies depending on the proportion of the gel-like particles (A) in 100% by mass of all gel-like particles, but the content of expanded graphite in the resin emulsion in the gel-like particles (A) It is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the resin content. If the content of expanded graphite is at least the above lower limit, the flame retardance of the coating film will be more excellent.
The content of expanded graphite in the gel-like particles (A) is preferably 75 parts by mass or less, and 70 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the resin content of the resin emulsion in the gel-like particles (A). It is more preferable that there be. If the content of expanded graphite is below the above-mentioned upper limit, the gel particles (A) will not easily collapse.

「任意成分」
液滴は、本発明の効果を損なわない範囲で、着色顔料、体質顔料等の顔料を含んでいてもよい。
液滴は、上記の他、本発明の効果を損なわない範囲で、公知の添加剤、例えば、増粘剤、分散剤、消泡剤、防腐剤、レベリング剤等を含んでいてもよい。
"Optional ingredients"
The droplets may contain pigments such as coloring pigments and extender pigments within a range that does not impair the effects of the present invention.
In addition to the above, the droplets may contain known additives such as thickeners, dispersants, antifoaming agents, preservatives, leveling agents, etc., as long as they do not impair the effects of the present invention.

液滴が顔料を含む場合、顔料の含有量は、膨張黒鉛との合計量が、前記した膨張黒鉛の含有量の好ましい上限を超えない量であることが好ましい。すなわち、膨張黒鉛と顔料との合計の含有量は、樹脂エマルションの樹脂分100質量部に対して、75質量部以下であることが好ましく、70質量部以下であることがより好ましい。 When the droplets contain a pigment, the content of the pigment is preferably such that the total amount of the pigment together with the expanded graphite does not exceed the preferable upper limit of the content of the expanded graphite described above. That is, the total content of expanded graphite and pigment is preferably 75 parts by mass or less, more preferably 70 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the resin content of the resin emulsion.

(ゲル化膜)
ゲル化膜は、液滴の表面を覆い、ゲル状粒子の輪郭を形成している。液滴の表面がゲル化膜で覆われていることにより、ゲル状粒子が分散媒中で安定して分散することができる。
ゲル化膜としては、液滴に含まれる親水性コロイド物質と、ゲル化剤とが反応し架橋することで形成された三次元的網状組織を含むものが挙げられる。ゲル化膜は、液滴よりも流動性が低く、液滴を内部に包含している。
(gel membrane)
The gelled film covers the surface of the droplet and forms the outline of the gelled particle. Since the surface of the droplet is covered with the gel film, the gel particles can be stably dispersed in the dispersion medium.
Examples of the gelled film include those containing a three-dimensional network formed by the reaction and crosslinking of a hydrophilic colloid substance contained in a droplet with a gelling agent. The gelled membrane has lower fluidity than the droplets and contains the droplets inside.

ゲル化剤としては、例えば、マグネシウムモンモリロナイト粘土、ナトリウムペンタクロロフェノール、ホウ酸塩、タンニン酸、乳酸チタン、塩化カルシウム等が挙げられる。中でもホウ酸塩が好ましい。ゲル化剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the gelling agent include magnesium montmorillonite clay, sodium pentachlorophenol, borate, tannic acid, titanium lactate, and calcium chloride. Among these, borates are preferred. One type of gelling agent may be used alone, or two or more types may be used in combination.

ゲル状粒子(A)の平均粒子径は5~50mmが好ましく、10~40mmがより好ましい。平均粒子径が5mm以上であれば、ゲル状粒子が密に存在し難燃性が良好である。一方、平均粒子径が50mm以下であれば、塗膜の平滑性が良好である。
なお、ゲル状粒子の平均粒子径は、無作為に20個のゲル状粒子を選択し、その長径をノギスで測定した平均値である。
The average particle diameter of the gel particles (A) is preferably 5 to 50 mm, more preferably 10 to 40 mm. When the average particle diameter is 5 mm or more, the gel particles are densely present and the flame retardance is good. On the other hand, if the average particle diameter is 50 mm or less, the smoothness of the coating film is good.
The average particle diameter of the gel-like particles is the average value obtained by randomly selecting 20 gel-like particles and measuring their major diameters with a caliper.

<ゲル状粒子(B)>
ゲル状粒子(B)は、膨張黒鉛を含まない以外は、ゲル状粒子(A)と同様であり、好ましい態様も同様である。
<Gel-like particles (B)>
The gel-like particles (B) are the same as the gel-like particles (A) except that they do not contain expanded graphite, and their preferred embodiments are also the same.

水系塗料組成物中の全てのゲル状粒子(ゲル状粒子(A)とゲル状粒子(B)との合計)100質量%のうち、ゲル状粒子(A)の割合は、20質量%以上であり、25質量%以上であることが好ましく、100質量%であってもよい。ゲル状粒子(A)の割合が20質量%以上であれば、塗膜に充分な難燃性を付与できる。 The proportion of gel particles (A) is 20% by mass or more out of 100% by mass of all gel particles (total of gel particles (A) and gel particles (B)) in the water-based paint composition. It is preferably 25% by mass or more, and may be 100% by mass. If the proportion of gel particles (A) is 20% by mass or more, sufficient flame retardancy can be imparted to the coating film.

水系塗料組成物中の全てのゲル状粒子の合計の含有量は、水系塗料組成物100質量%に対して、30~100質量%であることが好ましく、40~80質量%であることがより好ましい。ゲル状粒子の合計の含有量が30質量%以上であれば、水系塗料組成物の被塗物への塗装作業性が良好である。 The total content of all gel particles in the water-based paint composition is preferably 30 to 100% by mass, more preferably 40 to 80% by mass, based on 100% by mass of the water-based paint composition. preferable. When the total content of gel particles is 30% by mass or more, the workability of coating the object to be coated with the water-based coating composition is good.

水系塗料組成物中の全てのゲル状粒子の樹脂エマルションの樹脂分の合計100質量部に対する膨張黒鉛の割合は、10~75質量部であることが好ましく、30~70質量部であることがより好ましい。膨張黒鉛の含有量が前記下限値以上であれば、塗膜の難燃性がより優れ、前記上限値以下であれば、ゲル状粒子(A)中の膨張黒鉛の含有量を少なくでき、ゲル状粒子(A)が崩れにくい。 The proportion of expanded graphite is preferably 10 to 75 parts by mass, more preferably 30 to 70 parts by mass, based on the total 100 parts by mass of the resin content of the resin emulsion of all gel particles in the water-based coating composition. preferable. If the content of expanded graphite is at least the lower limit, the flame retardance of the coating film will be better, and if it is at least the upper limit, the content of expanded graphite in the gel particles (A) can be reduced, and the gel The shaped particles (A) do not easily collapse.

<バインダ樹脂>
バインダ樹脂としては、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル、ベオバ(分岐脂肪酸ビニルエステル)、天然又は合成ゴム、及びこれらの共重合体のエマルション等が挙げられる。これらの樹脂は1種単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。これらの中でも、アクリル樹脂が好ましい。
バインダ樹脂は、樹脂エマルションの形態で配合されてもよい。樹脂エマルションしては、一般に市販されている樹脂エマルションを使用することができる。樹脂エマルションの分散媒としては、水が好ましい。
<Binder resin>
Examples of the binder resin include polyvinyl acetate, acrylic resin, polystyrene, acrylonitrile, Beova (branched fatty acid vinyl ester), natural or synthetic rubber, and emulsions of copolymers thereof. These resins may be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylic resin is preferred.
The binder resin may be blended in the form of a resin emulsion. As the resin emulsion, generally commercially available resin emulsions can be used. Water is preferred as the dispersion medium for the resin emulsion.

バインダ樹脂の含有量(樹脂エマルションの場合は樹脂分換算)は、ゲル状粒子100質量部に対して、0~50質量部が好ましく、0~33質量部がより好ましい。バインダ樹脂の含有量が前記上限値以下であれば、難燃性を確保しやすい。 The content of the binder resin (in the case of a resin emulsion, in terms of resin content) is preferably 0 to 50 parts by mass, more preferably 0 to 33 parts by mass, based on 100 parts by mass of gel particles. If the content of the binder resin is below the upper limit value, flame retardancy can be easily ensured.

<他の成分>
水系塗料組成物は、体質顔料を含んでいてもよい。体質顔料については後述する。
水系塗料組成物は、水溶性高分子化合物を含んでいてもよい。水溶性高分子化合物については後述する。
水系塗料組成物は、上記の他、本発明の効果を損なわない範囲で、公知の添加剤、例えば、増粘剤、分散剤、消泡剤、防腐剤、レベリング剤等を含んでいてもよい。
<Other ingredients>
The water-based paint composition may contain an extender pigment. The extender pigment will be described later.
The water-based coating composition may contain a water-soluble polymer compound. The water-soluble polymer compound will be described later.
In addition to the above, the water-based coating composition may contain known additives such as thickeners, dispersants, antifoaming agents, preservatives, leveling agents, etc., as long as they do not impair the effects of the present invention. .

<水系塗料組成物の製造方法>
水系塗料組成物は、例えば、ゲル状粒子(A)の水分散液を調製し、必要に応じて、ゲル状粒子(A)の水分散液に、ゲル状粒子(B)の水分散液、樹脂エマルション、任意成分、水等を配合することにより製造できる。
<Method for producing water-based paint composition>
The aqueous coating composition can be prepared, for example, by preparing an aqueous dispersion of gel particles (A), and optionally adding an aqueous dispersion of gel particles (B) to the aqueous dispersion of gel particles (A). It can be manufactured by blending a resin emulsion, optional ingredients, water, etc.

ゲル状粒子(A)の水分散液は、例えば、樹脂エマルションと親水性コロイド形成物質と膨張黒鉛とを含むエマルション塗料を調製し、得られたエマルション塗料を、攪拌下で、ゲル化剤及び水を含む分散媒に添加することにより調製できる。 The aqueous dispersion of gel particles (A) can be prepared, for example, by preparing an emulsion paint containing a resin emulsion, a hydrophilic colloid-forming substance, and expanded graphite, and adding the resulting emulsion paint to a gelling agent and water while stirring. It can be prepared by adding it to a dispersion medium containing.

エマルション塗料は、例えば、樹脂エマルションに、親水性コロイド形成物質、膨張黒鉛、必要に応じて任意成分を加え、攪拌混合することにより調製できる。 An emulsion paint can be prepared, for example, by adding a hydrophilic colloid-forming substance, expanded graphite, and optional components as necessary to a resin emulsion, and stirring and mixing the mixture.

分散媒は、ゲル化剤及び水を含む。
ゲル化剤の含有量(固形分量)は、分散媒100質量%に対し、0.05~5質量%が好ましく、0.1~3質量%がより好ましい。ゲル化剤の含有量を上記範囲内とすることにより、安定したゲル化膜が得られる。
水の含有量は、分散媒100質量%に対し、20~80質量%が好ましく、30~70質量%がより好ましい。
The dispersion medium includes a gelling agent and water.
The content (solid content) of the gelling agent is preferably 0.05 to 5% by mass, more preferably 0.1 to 3% by mass, based on 100% by mass of the dispersion medium. By controlling the content of the gelling agent within the above range, a stable gelled film can be obtained.
The content of water is preferably 20 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, based on 100% by mass of the dispersion medium.

分散媒は、必要に応じて、体質顔料を含んでいてもよい。
体質顔料としては、カオリン、硫酸バリウム、含水ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。中でも含水ケイ酸マグネシウムが好ましい。体質顔料は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
体質顔料の含有量(固形分量)は、分散媒100質量%に対し、0.05~10質量%が好ましく、0.1~5質量%がより好ましい。
The dispersion medium may contain an extender pigment, if necessary.
Extender pigments include kaolin, barium sulfate, hydrated magnesium silicate, calcium carbonate, and the like. Among them, hydrous magnesium silicate is preferred. One type of extender pigment may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The content (solid content) of the extender pigment is preferably 0.05 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, based on 100% by mass of the dispersion medium.

分散媒は、必要に応じて、水溶性高分子化合物を含んでいてもよい。
水溶性高分子化合物としては、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等が挙げられる。中でもカルボキシメチルセルロースが好ましい。水溶性高分子化合物は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
水溶性高分子化合物の含有量(固形分量)は、分散媒100質量%に対し、0.05~3質量%が好ましく、0.1~2質量%がより好ましい。
The dispersion medium may contain a water-soluble polymer compound as necessary.
Examples of water-soluble polymer compounds include hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, and the like. Among them, carboxymethylcellulose is preferred. One type of water-soluble polymer compound may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The content (solid content) of the water-soluble polymer compound is preferably 0.05 to 3% by mass, more preferably 0.1 to 2% by mass, based on 100% by mass of the dispersion medium.

分散媒は、例えば、ゲル化剤の水溶液と、体質顔料の水分散液と、水溶性高分子化合物の水溶液とを混合し、必要に応じて水で希釈することにより調製できる。
ゲル化剤の水溶液におけるゲル化剤の濃度は0.05~10質量%が好ましく、0.5~8質量%がより好ましい。
体質顔料の水分散液における体質顔料の濃度は、0.05~20質量%が好ましく、2~10質量%がより好ましい。
水溶性高分子化合物の水溶液における水溶性高分子化合物の濃度は、0.1~5質量%が好ましく、0.5~3質量%がより好ましい。
The dispersion medium can be prepared, for example, by mixing an aqueous solution of a gelling agent, an aqueous dispersion of an extender pigment, and an aqueous solution of a water-soluble polymer compound, and diluting the mixture with water as necessary.
The concentration of the gelling agent in the gelling agent aqueous solution is preferably 0.05 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 8% by mass.
The concentration of the extender pigment in the aqueous dispersion of the extender pigment is preferably 0.05 to 20% by mass, more preferably 2 to 10% by mass.
The concentration of the water-soluble polymer compound in the aqueous solution of the water-soluble polymer compound is preferably 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.5 to 3% by mass.

分散媒中でエマルション塗料を攪拌すると、エマルション塗料の液滴が形成され、その表面で、エマルション塗料の親水性コロイド形成物質と、分散媒のゲル化剤とが反応して三次元的網状組織が形成される。また、エマルション塗料の液滴は、ゲル化剤との反応によって凝集しながら、攪拌により細分化される。細分化の過程においても継続的に親水性コロイド形成物質とゲル化剤とが反応して三次元的網状組織が形成される。
このようにして得られるゲル状粒子は水分を多く含み、柔らかい粒子である。
When the emulsion paint is stirred in the dispersion medium, droplets of the emulsion paint are formed, and on the surface of the droplets, the hydrophilic colloid-forming substance of the emulsion paint and the gelling agent of the dispersion medium react to form a three-dimensional network structure. It is formed. Further, the droplets of the emulsion paint are aggregated by reaction with the gelling agent, and are then divided into small pieces by stirring. Even in the process of fragmentation, the hydrophilic colloid-forming substance and the gelling agent continuously react to form a three-dimensional network.
The gel-like particles thus obtained contain a large amount of water and are soft particles.

エマルション塗料の配合量は、分散媒100質量部に対して100~500質量部が好ましく、150~400質量部がより好ましい。エマルション塗料の配合量を上記範囲内とすることにより、形状が均一なゲル状粒子が得られやすい。 The amount of the emulsion paint to be blended is preferably 100 to 500 parts by weight, more preferably 150 to 400 parts by weight, per 100 parts by weight of the dispersion medium. By setting the amount of the emulsion paint within the above range, gel particles with a uniform shape can be easily obtained.

攪拌方法は、公知の方法であってよく、例えばディソルバ等の分散機で攪拌する方法が挙げられる。
エマルション塗料や分散媒の粘度、分散機の回転数、攪拌時間、親水性コロイド形成物質及びゲル化剤の組み合わせや配合量によって、得られるゲル状粒子の平均粒子径を自由にコントロールできる。通常、エマルション塗料や分散媒の粘度を高くすれば平均粒子径は大きくなり、分散機の回転数を早くすれば平均粒子径は小さくなる。
The stirring method may be a known method, such as stirring with a disperser such as a dissolver.
The average particle diameter of the resulting gel-like particles can be freely controlled by adjusting the viscosity of the emulsion paint or dispersion medium, the rotation speed of the dispersion machine, the stirring time, and the combination and amount of the hydrophilic colloid-forming substance and gelling agent. Generally, increasing the viscosity of an emulsion paint or dispersion medium increases the average particle size, and increasing the rotation speed of the dispersion machine decreases the average particle size.

各々のエマルション塗料が互いに異なる色調の着色顔料を含む2種以上のゲル状粒子(A)の水分散液を調製し、それらを混合してもよい。これにより、水系塗料組成物を多彩模様塗料組成物とすることができる。 Aqueous dispersions of two or more types of gel particles (A), each of which emulsion paint contains colored pigments of different tones, may be prepared and then mixed. Thereby, the water-based paint composition can be made into a multi-colored paint composition.

ゲル状粒子(B)の水分散液は、エマルション塗料が膨張黒鉛を含まない以外は、ゲル状粒子(A)の水分散液と同様にして調製できる。
ゲル状粒子(B)のエマルション塗料を、ゲル状粒子(A)のエマルション塗料とは異なる色調の着色顔料を含むものとしてもよい。これにより、水系塗料組成物を多彩模様塗料組成物とすることができる。
The aqueous dispersion of gel particles (B) can be prepared in the same manner as the aqueous dispersion of gel particles (A), except that the emulsion paint does not contain expanded graphite.
The emulsion paint of gel particles (B) may contain a colored pigment having a different tone from that of the emulsion paint of gel particles (A). Thereby, the water-based paint composition can be made into a multi-colored paint composition.

<用途>
本発明の水系塗料組成物を被塗物の表面に塗布し、乾燥することで、難燃性を有する模様塗膜を形成できる。
被塗物に特に制限はなく、モルタル、コンクリート、窯業系素材、プラスチック、金属、木材等、種々の材質の被塗物に塗装することが可能である。
塗布方法にも特に制限はなく、刷毛、こて、ローラー、スプレー等の公知の塗布方法で塗布することができる。
水系塗料組成物の塗布量に特に制限はないが、通常、150~800g/mが好ましい。塗布量は、乾燥前の値である。
乾燥は常温乾燥又は加熱乾燥でもよい。乾燥温度は、例えば5~80℃である。乾燥時間は、乾燥温度によっても異なるが、例えば5分間~8時間である。
<Application>
By applying the water-based coating composition of the present invention to the surface of an object to be coated and drying it, a patterned coating film having flame retardancy can be formed.
There is no particular restriction on the object to be coated, and it is possible to coat objects made of various materials such as mortar, concrete, ceramic materials, plastics, metals, and wood.
There are no particular restrictions on the coating method, and any known coating method such as brush, trowel, roller, spray, etc. can be used.
There is no particular restriction on the amount of the water-based coating composition applied, but it is usually preferably 150 to 800 g/m 2 . The coating amount is the value before drying.
Drying may be carried out at room temperature or by heating. The drying temperature is, for example, 5 to 80°C. The drying time varies depending on the drying temperature, but is, for example, 5 minutes to 8 hours.

以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下において「部」は「質量部」を示す。 EXAMPLES The present invention will be explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In the following, "parts" indicate "parts by mass."

<エマルション塗料の調製>
(製造例A-1)
アクリル樹脂エマルション(DIC株式会社製、「ボンコートCF-6140」、分散媒:水、樹脂分:48質量%)31.7部と、非イオン性グアルゴム誘導体の1.5質量%水溶液28.5部(固形分0.43部)と、膨張黒鉛(伊藤黒鉛工業社製、「955025L」、膨張容積:250mL/g、膨張開始温度:160℃)10部とをディゾルバにて混合し、混合液(a)を調製した。
アニオン性高分子分散剤(日本アクリル化学社製、「オロタン731」)1部と、水28.8部とを混合し、混合液(b)を調製した。
混合液(a)に混合液(b)を加え撹拌し、エマルション塗料A-1を得た。
<Preparation of emulsion paint>
(Manufacturing example A-1)
31.7 parts of acrylic resin emulsion (manufactured by DIC Corporation, "Boncourt CF-6140", dispersion medium: water, resin content: 48% by mass) and 28.5 parts of a 1.5% by mass aqueous solution of a nonionic guar rubber derivative. (solid content 0.43 parts) and 10 parts of expanded graphite (manufactured by Ito Graphite Industries Co., Ltd., "955025L", expansion volume: 250 mL/g, expansion start temperature: 160°C) were mixed in a dissolver, and the mixed liquid ( a) was prepared.
A mixed solution (b) was prepared by mixing 1 part of an anionic polymer dispersant (manufactured by Nippon Acrylic Chemical Co., Ltd., "Orothane 731") and 28.8 parts of water.
Mixed solution (b) was added to mixed solution (a) and stirred to obtain emulsion paint A-1.

(製造例A-2~A-4)
表1に示す配合(部)に従って、膨張黒鉛の一部又は全部を白顔料(酸化チタン、石原産業社製、「チタンR930」)に変更したこと以外は製造例A-1と同様にして、エマルション塗料A-2、A-3、A-4を製造した。
(Production examples A-2 to A-4)
In the same manner as Production Example A-1, except that part or all of the expanded graphite was changed to a white pigment (titanium oxide, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd., "Titanium R930") according to the formulation (parts) shown in Table 1. Emulsion paints A-2, A-3, and A-4 were produced.

Figure 0007440767000001
Figure 0007440767000001

<ゲル状粒子水分散液の製造>
(製造例B-1)
含水ケイ酸マグネシウムの4質量%水分散液25部(固形分1部)に、重ホウ酸アンモニウムの5質量%水溶液5部(固形分0.25部)と、ナトリウムカルボキシメチルセルロースの1質量%水溶液25部(固形分0.25部)を加え撹拌混合した後、水45部を加えて希釈し、分散媒を得た。
<Production of gel-like particle aqueous dispersion>
(Manufacturing example B-1)
25 parts of a 4% by mass aqueous dispersion of hydrated magnesium silicate (1 part by weight), 5 parts by mass of an aqueous solution of ammonium biborate (0.25 parts by mass) and 1% by mass of sodium carboxymethyl cellulose. After adding 25 parts (solid content 0.25 part) and stirring and mixing, 45 parts of water was added to dilute the mixture to obtain a dispersion medium.

得られた分散媒の40部に、エマルション塗料A-1の60部を加え、ディソルバで平均粒子径が30mmになるまで撹拌して、ゲル状粒子水分散液B-1を得た。
ゲル状粒子水分散液B-1から無作為に20個のゲル状粒子を選択し、その長径をノギスで測定した平均値は約30mmであった。
60 parts of emulsion paint A-1 was added to 40 parts of the obtained dispersion medium, and the mixture was stirred with a dissolver until the average particle diameter became 30 mm to obtain gel-like particle aqueous dispersion B-1.
Twenty gel particles were randomly selected from gel particle aqueous dispersion B-1, and the average length of the particles was measured using a caliper and was about 30 mm.

(製造例B-2~B-4)
エマルション塗料A-1を、A-2、A-3、又はA-4に変更した以外は製造例B-1と同様にして、ゲル状粒子水分散液B-2、B-3、B-4を製造した。
(Manufacturing examples B-2 to B-4)
Gel particle aqueous dispersion B-2, B-3, B- 4 was manufactured.

Figure 0007440767000002
Figure 0007440767000002

<水系塗料組成物の製造及び評価>
(実施例1~8、比較例1~2)
表3に示すゲル状粒子水分散液と、水又はアクリル樹脂エマルション(DIC株式会社製、「ボンコートCF-6140」、分散媒:水、樹脂分:48質量%)とを、表3に示す割合(部)で混合して、水系塗料組成物を得た。
表3に、水系塗料組成物中のゲル状粒子全体における膨張黒鉛の量(部)、樹脂エマルションの樹脂分の量(部)、及び該樹脂分100質量部に対する膨張黒鉛の割合(部)を示す。
得られた水系塗料組成物について、以下の手順で難燃試験を行った。結果を表3に示す。
<Manufacture and evaluation of water-based coating composition>
(Examples 1-8, Comparative Examples 1-2)
The gel-like particle aqueous dispersion shown in Table 3 and water or acrylic resin emulsion (manufactured by DIC Corporation, "Boncourt CF-6140", dispersion medium: water, resin content: 48% by mass) in the proportions shown in Table 3. (parts) were mixed to obtain a water-based coating composition.
Table 3 shows the amount (parts) of expanded graphite in the entire gel particles in the water-based paint composition, the amount (parts) of the resin component in the resin emulsion, and the ratio (parts) of expanded graphite to 100 parts by mass of the resin component. show.
A flame retardant test was conducted on the obtained water-based paint composition according to the following procedure. The results are shown in Table 3.

「難燃試験」
スレート板上に水系塗料組成物を、塗布量(乾燥前)が300g/mになるようにローラーにて塗工し、23℃2週間の条件で乾燥して塗膜を形成した。
ついで、塗膜から5cm離れた位置から、バーナーの炎を塗膜に向けて30秒間放射して燃焼させた。燃焼中の炎と煙の状態(炎の有無、煙の有無)を目視で確認した。煙については、背景として黒い板を置いた状態で目視可能である場合を「少」とした。
"Flame retardant test"
A water-based coating composition was applied onto a slate board using a roller so that the coating amount (before drying) was 300 g/m 2 and dried at 23° C. for 2 weeks to form a coating film.
Then, from a position 5 cm away from the paint film, a burner flame was radiated toward the paint film for 30 seconds to cause it to burn. The state of the flame and smoke during combustion (presence or absence of flame, presence or absence of smoke) was visually confirmed. Regarding smoke, cases where it was visible with a black board as a background were classified as ``slight''.

Figure 0007440767000003
Figure 0007440767000003

実施例1~8の水系塗料組成物の塗膜は、難燃性に優れていた。
一方、ゲル状粒子が膨張黒鉛を含まない比較例1の水系塗料組成物の塗膜は、難燃性に劣っていた。
ゲル状粒子100質量%のうち膨張黒鉛を含むゲル状粒子の割合が10質量%の比較例2の水系塗料組成物の塗膜も、難燃性に劣っていた。
The coating films of the water-based coating compositions of Examples 1 to 8 had excellent flame retardancy.
On the other hand, the coating film of the aqueous coating composition of Comparative Example 1 in which the gel particles did not contain expanded graphite had poor flame retardancy.
The coating film of the aqueous coating composition of Comparative Example 2 in which the ratio of gel particles containing expanded graphite to 100 mass % of gel particles was 10 mass % was also poor in flame retardancy.

本発明の水系塗料組成物によれば、難燃性に優れた模様塗膜を形成できる。
本発明の水系塗料組成物のみで難燃性に優れた模様塗膜を形成できるので、かかる塗膜を形成するための塗装工程も簡便である。
According to the water-based coating composition of the present invention, a patterned coating film with excellent flame retardancy can be formed.
Since a patterned coating film with excellent flame retardancy can be formed using only the water-based coating composition of the present invention, the coating process for forming such a coating film is also simple.

Claims (2)

水と、前記水に分散されたゲル状粒子とを含み、
前記ゲル状粒子は、樹脂エマルションを含む液滴と、前記液滴の表面を覆うゲル化膜とを有し、
前記ゲル状粒子100質量%のうち20質量%以上が、膨張黒鉛を含む、水系塗料組成物。
comprising water and gel-like particles dispersed in the water,
The gel-like particles have droplets containing a resin emulsion and a gelled film covering the surface of the droplets,
A water-based coating composition, wherein 20% by mass or more of 100% by mass of the gel particles contains expanded graphite.
全ての前記ゲル状粒子の前記樹脂エマルションの樹脂分の合計100質量部に対する前記膨張黒鉛の割合が、10~75質量部である、請求項1に記載の水系塗料組成物。 The water-based coating composition according to claim 1, wherein the proportion of the expanded graphite is 10 to 75 parts by mass based on a total of 100 parts by mass of the resin content of the resin emulsion of all the gel particles.
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