JPH01139654A - 熱硬化性の溶剤型塗料組成物 - Google Patents

熱硬化性の溶剤型塗料組成物

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JPH01139654A
JPH01139654A JP29776987A JP29776987A JPH01139654A JP H01139654 A JPH01139654 A JP H01139654A JP 29776987 A JP29776987 A JP 29776987A JP 29776987 A JP29776987 A JP 29776987A JP H01139654 A JPH01139654 A JP H01139654A
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acrylic
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ベースコート上にウェット・オン・ウェット
方式により塗装される、上塗用クリヤー塗料組成物に関
する。
更に詳しくは、自動車ボディーの塗装において、着色顔
料、メタリック顔料を含むベースコートを塗装し・、そ
の上にウェット・オン・ウェット方式によりクリヤート
ップコートを塗装し、同時に焼付せしめる塗装シスラム
における、クリヤー塗料組成物に適した、耐酸性、低温
硬化性、塗膜外観に優れた熱硬化性溶剤型塗料組成物に
関する。
〔従来の技術とその問題点〕
自動車用塗料に対する強い要望として高外観品質、高耐
久性などがあげられる。
近年、これらの要求を満足すべく、顔料を含むベースコ
ート上にクリヤーコートを塗装する、2コ一ト方式が多
用されている。従来クリヤーコート用の塗料としては、
アクリルメラミン系の熱硬化性溶剤型塗料が多く使用さ
れている。しかしながらアクリルメラミン系塗料は、光
沢を主とした外観品質に対する要求に対し、充分なレベ
ルには達していない。また、酸性雨に対する抵抗性が不
足し、雨シミを発生し、耐久性についても不足している
また、一部で用いられているウレタン系のクリヤーコー
トは、外観品質は高いものの、硬化剤を使用直前、に混
合しなければならない2液型であることによる取り扱い
の不便さ、また酸性雨に対する抵抗性も不足する欠点を
有している。
また、酸基とエポキシ基の硬化反応を採用したアクリル
系の粉体塗料も試みられているが、外観品質が劣ること
、160°C以上が一般的であるように焼付温度が高い
ことなどの欠点がある。
また、特開昭56−24074にあるようにアクリル系
の粉体塗料は、ジカルボン酸を硬化剤成分として用いる
が、これらは、溶剤溶解性が劣り、溶剤型塗料としては
、塗料中に沈澱物が発生する等の安定性に問題があり通
用することはできない。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、ベースコート上にウェット・オン・ウェ
ット方式により塗装される上塗用クリヤー塗料組成物に
関し、従来技術では、外観品質、耐久性の点において充
分なレベルに達していないことに鑑み鋭意研究した結果
、酸基を有するアクリル系共重合体、エポキシ基を有す
るアクリル系共重合体及び特定の触媒を用いた熱硬化性
溶剤型塗料組成、物が外観品質に優れ、また耐酸性が優
秀で酸性雨による雨シミの発生が低減し、洗車ブラシに
よるスリ傷が生じにくい等の耐久性が優れ、また特に低
温焼付時の耐溶剤性、耐水性に優れ、また耐候性、諸物
性においても優れていることを見出し、本発明に到った
すなわち本発明は、 (a)酸基を有する単量体とその他の共重合可能な単量
体から成り、酸価が30〜150KOHmg/g、数平
均分子量が3500以上であるアクリル系共重合体と、
(b)エポキシ基を有する単量体とその他の共重合可能
な単量体から成り、エポキシ当量が200〜1000g
/eq、数平均分子量が5000以下であるアクリル系
共重合体と、 (c)4級ホスホニウム塩とから成り、(a)の酸基と
(b)のエポキシ基が1.:0.5〜0.5:1の当量
比で、かつ(a) と(b)の全量100重量部に対し
て(c)が0.01〜3重量部である熱硬化性溶剤型塗
料組成物である。
本発明においてアクリル系共重合体(a)に用いる酸基
を、有する単量体としては、好ましいものとしてアクリ
ル酸、メタクリル酸が例示でき、更には、マレイン酸、
無水マレイン酸、イタコン酸及びそれらのモノエステル
化物が挙げられ、これらの1種以上を用いることができ
る。
共重合可能な単量体としては、メチル(メタ)アクリレ
ート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)
アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソ
ブチル(メタ)アクリレート、ter t−ブチル(メ
タ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリ
レート、ステアリル(メタ)アクリレート、トリデシル
(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリ
レート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メ
タ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ
ート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒド
ロキシブチル(メタ)アクリレート、■、4−プクンジ
オールモノ (メタ)アクリレート、ジメチルアミノエ
チル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メ
タ)アクリレート等のアクリル酸およびメタアクリル酸
のエステル類を用いることができる。なお、例えばメチ
ル(メタ)アクリレートはメチルメタクリレートおよび
メチルアクリレートを示す。その他の共重合可能な単量
体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルト
ルエン、p−スチリルジフェニルホスホニウムブロマイ
ド、アクリロニトリル、メタク+J /L/ニトリル、
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、アクリルアミド、メ
タクリルアミド、メチロールアクリルアミド、メチロー
ルメタクリルアミドl化ビニル、プロピレン、エチレン
、04〜C2゜のα−オレフィン等が挙げられる。
酸基を有する単量体は、アクリル系共重合体(a)の酸
価が30〜150になるように使用量を限定する。酸価
が30より少ないと、硬化性が不足し耐溶剤性が劣り、
また酸価が150を越えると、溶剤に対する溶解性が劣
り、塗料に沈澱物が生じるなど塗料の安定性が悪く、溶
剤型塗料としては実用的でない、好ましい酸価の範囲は
50〜120、更に好ましくは70〜100である。な
お、酸価は樹脂1gを中和す′るのに要するKOHの■
数で表わされ、単位はKOHmg/gである。
数平均的分子量は、GPCを用いポリスチレンを標準と
して測定し得られたものである。数平均分子量は350
0以上であることが必要であり、3500より小さいと
耐溶剤性が劣り、また洗車時等のブラシによるスリ傷が
つきやすく、また耐水性が劣り、塗膜品質を良好に保つ
上での耐久性が劣る。またベースコートとのウェット・
オン・ウェット塗装においてベースコートとクリヤコー
トの混じりが生じツヤピケとなり塗膜外観が劣る。好ま
しい数平均分子量は、5000を超えて20000まで
、更に好ましくは5500を超え20000までの範囲
である。
アクリル系共重合体(a)のガラス転移点は、50°C
以下が好ましく、更には一20°C〜40°Cであるこ
とが好ましい。
酸基を有する共重合体としては、アクリル系共重合体で
あることが必要で、他の重合体、例えば酸基を有するポ
リエステル樹脂をアクリル系共重合体(a)の替わりに
用いた場合は、耐酸性が劣り、酸性雨、による雨シミが
発生し実用的でない。
アクリル系共重合体(a)は常法により合成することが
でき、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合
法等の公知の何れの重合法にても製造することができる
。その際、重合開始剤としてはアブビスイソブチロニト
リル、4,4°−アゾビス(4−シアノペンタ酸)、ベ
ンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−
エチルヘキサノエート、クメンハイドロパーオキサイド
、・カリウムパーサルフェート、過酸化水素、2,2゛
−アゾビス(2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル
)プロピオアミド〕等を用いることができ、また必要に
応じて連鎖移動剤としてドデシルメルカプクン、メルカ
プトエタノール、α−メチルスチレンダイマー等を用い
ることができる。
本発明においてアクリル共重合体(b)に爪いるエポキ
シ基を有する単体量としては、グリシジルメタアクリレ
ート、グリシジルアクリレート、メチルグリシジルメタ
アクリレート、メチルグリシジルアクリレート、アリル
グリシジルエーテルが例示でき2る。これらを1種以上
用いることができる。
共重合可能な単量体としてはアクリル系共重合体の(a
)で記載した、共重合可能な単量体として例示したもの
全て用いることができる。またアクリル系重合体(b)
は、アクリル共重合体(a)と同様に常法により合成す
ることができ、アクリル系共重合体(a)で記載した重
合法並びに重合開始剤、必要に応じ連鎖移動剤を用い製
造することができる。
エポキシ基を有する単量体は、アクリル系重合体(b)
のエポキシ当量が200〜1000になるように使用量
を限定する。エポキシ当量が1000を越えると硬化性
が不足し耐溶剤性が劣る。また、エポキシ当量が200
より小さいと、塗膜の表面が平滑とならず、好ましい塗
膜品質を得ることができない。なお、エポキシ当量はエ
ポキシ基のIg当量当たりの樹脂の重量g数で表わされ
る。単位はg/eqである。
アクリル共重合体(b)の数平均分子量は5000以下
である、ことが必要である。 5oooを越えると焼付
時にアクリル共重合体(a)と硬化反応を行う際に反応
が充分に進行せず耐溶剤性が劣る。これは、本発明がア
クリル系共重合体(a)とアクリル共重合体(b)から
構成された高分子間架橋反応を用いている為と考えられ
、すなわちアクリル系共重合体(b)の数平均分子量が
5000を越えた場合は架橋反応初期において未硬化塗
料の粘度上昇が著しく、その後の架橋反応において酸基
とエポキシ基の衝突反応頻度を減じる為と推定される。
好ましくはアクリル系共重合体(b)の数平均分子量は
アクリル系共重合体(a)のそれを下まわることが望ま
しい。アクリル系共重合体(b)は、アクリル系共重合
体(a)に対する硬化剤として作用する。
アクリル系共重合体(b)のガラス転移点は50°C以
下であることが好ましく、更には一20°C〜40°C
であることが好ましい。
アクリル系共重合体(a)と(b)が有する酸基とエポ
キシ基は1:0.5〜0.5:1の当量比であるように
塗料を調整することが必要である。これ以外の範囲では
1、塗膜の耐溶剤性、耐水性が劣る。
本発明の4級ホウホニウム塩を例示すると、メチルトリ
オクチルホスホニウムジメチルホスフェート、メチルト
リブチルホスホニウムジメチルホスフェート、メチルト
リフェニルホスホニウムジメチルホスフェート、テトラ
ブチルホスホニウムアセテート、ベンジルトリフェニル
ホスホニウムアセテート、テトラブチルホスホニウムブ
ロマイド、テトラブチルホスホニウムクロライド、テト
ラブチルホスホニウムアイオダイド、テトラフェニルホ
スホニウムブロマイド、テトラフェニルホスホニウムク
ロライド、テトラフェニルホスホニ゛ ラムアイオダイ
ド、ベンジルトリフェニルホスホニウムブロマイド、ベ
ンジルトリフェニルホスホニウムクロライド、ベンジル
トリフェニルホスホニウムアイオダイド、テトラブチル
ホスホニウムハイドロオキサイド、テトラフェニルホス
ホニウムテトラフェニルボレート等がある。さらにp−
スチリルジフェニルホスホニウムブロマイドの単量体、
重合体およびそれと共重合可能な単量体との共重合物、
がある、4級ホウホニウム塩は1種以上の混合物として
も用いることができる。4級ホウホニウム塩は塩基とエ
ポキシ基の反応触媒として作用する。更に、4級アンモ
ニウム塩、3級アミン類、有機金属化合物、有機酸金属
塩、イミダゾール類、ルイス酸、ホウ酸エステル類を併
用して使用することもできる。
(C)の4級ホウホニウム塩が0.01重量部未満では
、焼付温度が低い場合(概ね120°C付近の焼付温度
の場合)の耐溶剤性、耐水性が劣る。また3重量部を超
えると、塗料の貯蔵時に粘度が上昇し、安定性が劣り実
用に適さない。
本発明の熱硬化性溶剤型塗料に用いることのできる溶剤
を例示すると、ヘキサン、ヘブクンの如き脂肪族炭化水
素、トルエンまたはキシレンの如き芳香族炭化水素、主
として脂肪族炭化水素よりなるが、若干の芳香族炭化水
素を含存する種々の沸点範囲の石油留分、酢酸ブチル、
エチレングリコールジアセテート、2−エトキシエチル
アセテートの如きエステル、アセトンおよびメチルイソ
ブチルケ、トンの如きケトン類、およびブチルアルコー
ルの如きアルコールも使用できる。好ましくは、脂肪族
炭化水素並びに芳香族炭化水素が50重量%以上である
ことが好ましい。
本発明の塗料組成物の調合は、アクリル系共重合体(a
)、アクリル系共重合体(b)および4級ホスホニウム
塩(C)を、(a)中の酸基と(b)のエポキシ基が1
:0.5〜O,S:tの当量比となり、かつ(C)が(
a)と(b)の合計100重量部に対し0.01〜3重
量部となるように常法により配合すればよい。
更に必要に応じて、(a) 、(b)および(c)成分
以外に、慣用の他の成分、例えば有機モンモリロナイト
、ミクロゲル、ポリアミド、ポリエチレンワックスのよ
うな粘度改質剤や、シリコーン、アクリル系のを機高分
子の表面調整剤、紫外線吸収剤、メラミン樹脂、ブロッ
クイソシアネート樹脂等を配合してもよい、更にまたク
リヤーコートに少量の顔料を配合し、完全な隠蔽性の発
現しない程度に着色してもよい、得られたクリヤーコー
ト組成物は、適当な溶剤を希釈シンナーとして用い、所
定粘度、に調整される。その際芳香族及び脂肪族炭化水
素系溶剤を50%以上使用することが好ましい。
ベースコートの塗料組成物は、自動車塗装において使用
可能なもの全てを用いることができる。
ベースコート塗料組成物は樹脂と着色剤である顔料を含
み、有用な樹脂組成物としては、アクリル−メラミン系
、ポリエステル(アルキッド)−メラミン系、水溶性ア
クリル−メラミン系及びアクリルポリオールおよびポリ
エステルポリオール−多価イソシアネート系、アクリル
エマルション、アクリルラッカー等が挙げられる。また
、ベースコート用樹脂組成物として本発明のクリヤーコ
ート用樹脂を用いてもよい。
ベースコート塗料組成物に使用される金属顔料および着
色顔料としては、例えばアルミニウムフレーク、銅ブロ
ンズフレーク、及びマイカが挙げられる0着色顔料とし
ては例えば無81顔料、特に二酸化チタン、酸化鉄、酸
化クロム、クロム酸鉛及びカーボンブラック、並びに有
機顔料としては、フタロ、シアニンブルー及びフタロシ
アニングリーンが挙げられる。
またベースコート塗料組成物は更に界面活性側、フロー
コントロール剤、チクソトロヒー剤、ミクロゲル、紫外
線吸収剤、触媒等の通常の添加剤を用いることができる
。更にセルロース系の樹脂を配合することもできる。
本発明の塗料組成物をクリヤーコートとして使用する方
法としては、代表的に次のような方法が例示できる。
ベースコートを基材に塗布した後、フラッシュ時間をお
き、クリヤコートを塗布する。フラッシュ時間は室温で
1〜10分間放置するか、適当な80°C程度の加熱工
程を加えてもよい、被塗装物にベースコート並びにクリ
ヤーコートが塗布された後、5分から20分間程度のセ
ツティング時間をとった後、被塗装物は約100〜18
0℃で約5〜60分間焼付られる。−船釣なりリヤーフ
ィルムの膜厚は20〜60μである。
クリヤーコート組成物を塗布する方法は通常の方法、例
えば、へヶ塗り塗装、スプレー塗装、浸漬塗装又は、塗
れ塗装等を用いてもよいが、スプレー塗装が優れた塗膜
外観を付与するために好ましい、スプレー塗装法として
は、例えばエアー霧化方式、ベル霧化方式等が挙げられ
る。
〔実施例〕
次の参考例、実施例及び比較例は、本発明を説明するも
のであり、説明中「部」及びr%」はことわりのない限
り重量によるものである。
参考例1 (酸基を有するアクリル系共重合体(a)の調整)攪拌
機、温度計、還流コンデンサー及び窒素導入管を備えた
4つロフラスコに窒素をパージした後、フラスコにツル
ペッツ100(エッソ社製、芳香族炭化水素、沸点15
0〜177℃)85部、n−ブタノール15部を仕込み
100°Cに加熱昇温した。ここに表−1に示す原料を
5時間に渡り滴下して、さらにその後は100°Cで6
時間保持して、固形分約50%の酸基を有するアクリル
系共重合体(a−1)〜(a−7)を得た。
参考例2゜ (エポキシ基を有するアクリル系共重合体(b)の調整
) 参考例1で用いたと同様の反応装置に窒素をパージした
後、フラスコにツルペッツ1100 (エッソ社製、芳
香族炭化水素、沸点150〜177“C)150部を仕
込み、140°Cに加熱昇温した。ここに表−2に示す
原料を5時間に渡り滴下して、さらにその後は100°
Cで6時間保持して後、ツルペッツl110050部を
減圧下(〜30■−g)で加温して留去し、固形分約5
0%のエポキシ基を有するアクリル系共重合体(b−1
)〜(b−7)を得た。
参考例3 (3−1,ベースコート塗料の調整) (3−1−1,メタリックベースコート塗料の調整)攪
拌機1、温度計、コンデンサーを備えた4ツロフラスコ
にキジロール100部を仕込み、100℃に加熱昇温し
た。ここにスチレン10部、メチルメタクリレート10
部、ブチルアクリレート30部、イソブチルアクリレー
ト35部、2−ヒドロキシメタクリレート12部、メタ
クリル酸3部、アゾビスブチロニトリル2部よりなる原
料を混合し、4時間に渡り滴下して、更にその後も同温
度で6時間保持して、固形公約50%のアクリル樹脂を
得た。このアクリル樹脂180部、ニーパン20SE−
60(ブチル化メラミン樹脂、三井東圧化学社製、固形
分60%)37.5部、アルミペースト716ON (
東洋アルミニウム社製) 16.8部を攪拌機にて攪拌
混合した。
(3−1−2,メタリックベースコート塗料の調整)メ
タリソクベースコートを下記の様に配合し、攪拌機にて
攪拌混合し、ベースコート塗料組成物を得た。
参考例1で製造したアクリル系 107部共重合体(a
−3) 参考例2で製造したアクリル系  30部共!合体 (
b−1) アルミペースト 716ON     10.3部(東
洋アルミニウム社製) 上記(3−1−1)及び(3−1−2)で得たベースコ
ート塗料組成物を下記混合溶剤にて希釈しFord C
uptt4にて13秒/25°Cに粘度調整し、メタリ
ックベースコート塗料を得た。
酢酸エチル           15部トルエン  
          40部ツルペッツ1100 (エ
ッソ社製)35部セルローブアセテート       
10部(3−2,ソリッドカラーベースコート塗料の調
整)ソリッドカラーベースコート塗料を下記の様に配合
した。
(3−1−1)で合成したベース用   60.7部ア
クリル樹脂(固形分50%) 酸化チタンCR−90(石原産業社製)52部上記配合
にてペイントシェーカーにより1時間顔料を分散した。
交番こニーパン205E−60を21.71を加え、下
記混合溶剤にて希釈しFord CupH4にて13秒
/25.’Cに粘度調整し、ソリッドカラーベースコー
ト塗料を得た。
トルエン              60部ツルペッ
ツ1100 (エッソ社製)    30部n−ブクノ
ール          10部参考例4 (クリヤーコート塗料の調整) クリヤーコート塗料を表−3に示す割合で配合し、更に
樹脂固形分に対し0.2重量%のレジミックスRL−4
(レベリング剤 三井東圧化学社製)を加え、攪拌機に
て撹拌し、ツルペッツ1110050部、ソルヘッソ1
115050部(エッソ社製)よりなる混合溶剤にて希
釈し、Ford Cup14にて30秒/25°Cに粘
度調整しクリヤーコート塗料を得た。
実施例1 アクリル系共重合体(a−1) 、アクリル系共重合体
(b−1)および4級ホ、スホニウム塩(c)としてベ
ンジルトリフェニルホスホニウムクロライドを表−3に
示す割合で配合し、参考例4に示す手法でクリヤーコー
ト塗料を調整した。
参考外3の(3−1−1)で調整したメタリックベース
コート塗料を、自動車車体用鋼板にカチオン電着塗料を
塗布、焼付した被塗物にエアースプレーにて塗装後3分
間のセツティング後、上記クリヤーコート塗料をウェッ
ト・オン・ウェット塗装し、10分間セツティング後、
140℃で20分間加熱しテスト板を得た。クリヤーフ
ィルム膜厚並びに塗膜性能は表−4に示す。
実施例2.5、比較例1〜4 実施例1と同様に表−3に示す割合で塗料を調整し、同
様の方法でテスト板を得た。
実施例3 実施例1と同様に表−3に示す割合でクリヤーコート塗
料を調整した。
実施例1と同様の被塗物に参考例3の(3−2)で調整
したソリッドカラーベースコート塗料をエアースプレー
にて塗装後3分間セツティング後、上記クリヤーコート
塗料をウェット・オン・ウェット塗装し、10分間セツ
ティング後、140’Cで20分間加熱しテスト板を得
た。クリヤーフィルム膜厚並びに塗5膜性能は表−4に
示す。
実施例4 実施例1と同様に表−3に示す割合で塗料を調整し、同
様の方法でテスト板を得た。
実施例1と同様の被塗物に参考例3の(3−1−2)で
調整したメタリックベースコート塗料を実施例3と同様
に塗装後、同手法でクリヤー塗料を塗装、焼付しテスト
板を得た。クリヤーフィルム膜厚並びに塗膜性能は表−
4に示す。
なお、性能評価は次のようにして行った。
1)目視外観 塗膜外観の秀れているものを◎、劣るものを×とした。
2)耐酸性 40vo1%H2SO4を塗膜に滴下し、50°Cで5
時間放置後ふきとり観察した。痕跡のないものを◎、痕
跡がついているものを×で評価した。
3)耐溶剤性 キジロールを含浸させたガーゼで塗膜表面を往復50回
擦った後、観察した。痕跡の全くないものを◎、少ル痕
跡あるものを○、痕跡がついているものを×で評価した
4)耐水性 50°Cの温水に48時間塗膜を浸漬した後、塗膜を観
察した。異常のないものを◎、わずかに白化しているも
のをO1白化、ブリスターの著しいものを×で評価した
5)耐スリ傷性 洗車ブラシで塗膜表面を1000回往復させ、洗浄した
後の塗膜を観察した。痕跡のないものを◎、少し痕跡の
あるものをΔ、痕跡のついているものを×で評価した。
   ′ 6)耐候性 サンシャインウェザ−メーターで3000時間テストし
た後、グロスの保持率を表示した。
実施例6〜8、比較例5.6 実施例1においてベンジルトリフェニルホスホニウムク
ロライドの量を表−5に示すように変更した他ぼ実施例
1と同様にして塗料を調整し、120゛Cで8分間加熱
した他は同様にしてテスト板を得た。塗膜性能を表−6
に示した。
表−5

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (a)酸基を有する単量体とその他の共重合可能な単量
    体から成り、酸価が30〜150KOHmg/g、数平
    均分子量が3500以上であるアクリル系共重合体と、
    (b)エポキシ基を有する単量体とその他の共重合可能
    な単量体から成り、エポキシ当量が200〜1000g
    /eq、数平均分子量が5000以下であるアクリル系
    共重合体と、 (c)4級ホスホニウム塩とから成り、 (a)の酸基と(b)のエポキシ基が1:0.5〜0.
    5:1の当量比で、かつ(a)と(b)の全量100重
    量部に対して(c)が0.01〜3重量部である熱硬化
    性溶剤型塗料組成物。
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