JPH0339367A - 水性塗料 - Google Patents

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、顔料の分散性良好な水性塗料に関する。

〔従来の技術〕

従来より大気汚染、省資源の観点から有機溶剤を使用し
ない水性塗料が種々提案され一部実用化されできている
。このような水性塗料の性能は主としてその主成分であ
る塗料用樹脂の特性に依存しており、この水性塗料用樹
脂としては、アクリル系エマルシロン、エチレン−酢酸
ビニル系エマルノａン、ポリウレタン系エマルジョン等
のエマルシロン型、あるいは分子中のカルボキシル基を
ア主ン中和したアルキド樹脂やジエチレングリコールを
主成分とするポリエステル樹脂等の水溶液型が提案され
実用化されてきている。　（特開昭５７−１８５３５５
号公報）さらに、少量の親水性成分としてスルホン酸金
属塩基を含有したポリエステル樹脂を少量の水に相溶す
る有機化合物を含む水中に均一に分散させこれにアミノ
樹脂を併用されたものが開示されている。　（特公昭［
１２−１９７８９号公報）〔発明が解決しようとする問
題点〕 エマルシロン型のものは塗膜中に界面活性剤が残存する
ため耐水性、耐食性等の性能が低いという欠点を有し、
アミン中和した水溶液型のものは塗膜形成時、アミンが
揮発するという欠点、さらに水溶性ポリエステル樹脂の
場合には水親和性が強すぎるため塗膜の耐水性が劣ると
同時に塗膜の乾燥時、多量の蒸発潜熱を消費するという
欠点があることはよく知られている。一方、スルホン酸
金属塩基を含有したポリエステル樹脂にアミノ樹脂を併
用したものは、耐水性、耐食性は改善されたものの顔料
が極度に分離凝集し、色むらが発生することが度々みら
れる。本発明の目的は、耐水性、耐食性に優れ、しかも
顔料の分散性良好な水性塗料を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、かかる観点から種々のポリエステル樹脂
の多価アルコール成分を検討した結果、上述の目的を達
成できる水性塗料を見出し、本発明に到達した。

即ち本発明は２−位をアルキル基で置換した１、３−７
”ロパンジオールを含有する多価アルコールから誘導さ
れるポリエステル樹脂とアミノ樹脂を主剤とする水性塗
料である。

本発明において使用される２−位をアルキル基で置換し
た１、３−プロパンジオールは、一般式％式％ （式中、Ｒ＋　＋　　Ｒ＊は、少なくとも一方がアルキ
ル基であり、炭素数２〜４を例示できる。）で表わされ
る。具体的な１．３−プロパンジオールとは、２−ブチ
ル−２−エチル−１，３−プロパンジオール（以下、Ｄ
ＭＨと略す）２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオ
ール（以下、ＤＭＰと略す）などが挙げられる。そして
、２−位をアルキル基で置換した１、３−プロパンジオ
ールは、多価アルコール中１０〜ｌＯＯモル％となるこ
とが好ましい。その他の多価アルコール成分としては、
エチレングリコール、プロピレングリフール、　トリメ
チレングリコール、１．４−ブタンジオール、１，３−
ブタンジオール、！、Ｇ−ヘキサンジオール、ネオペン
チルグリコール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオー
ル、２，２．４−）ツメチル−１，３−ベンタンジオー
ル、グリセリン、　トリメチロールエタン、　トリメチ
ロールプロパン、ペンタエリスリトール、ｌ、４−シク
ロヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプ
ロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリ
コールなどが挙げられる。

本発明のポリエステル樹脂に用いることのできるジカル
ボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソ
フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、　コハク
酸、アノピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン
ジオン酸、ダイマー酸、テトラハイドロフタル酸、ヘキ
サハイドロテレフタル酸、ノメチルテレフタレート、ノ
メチルイソフタレート等を挙げることができる。さらに
、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、り−（２−ヒドロキシエト
キシ）安息香酸、ヒドロキシピバリン酸等のヒドロキシ
カルボン酸あるいはγ−ブチロラクトン、ε−カプロラ
クトン等の環状エステルあるいはトリメリット酸、ピロ
メリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、シクロ
ペンタンテトラカルボン酸、ブタンテトラカルボン酸等
の３価以上のポリカルボン酸等も塗膜物性を低下しない
範囲内で使用することができる。

本発明のポリエステル樹脂においてスルホン酸金属塩基
含有芳香族ジカルボン酸を併用することができ、スルホ
テレフタル酸、５−スルホイソフタル酸、４−スルホフ
タル酸、４−スルホナフタレン−２，７−ジカルボン酸
、５−Ｃ４−スルホフェノキシ〕イソフタル酸、スルホ
イソフタル酸ジメチル等の金属塩を挙げることができる
。金属塩としてはＬｌ、　Ｎａ、　Ｋ、　Ｍｇ＋　Ｃａ
、　Ｃｕ、　Ｆｅ等の塩が挙げられるが、特に好ましい
ものとしては５−ナトリウムスルホイソフタル酸である
。

本発明のポリエステル樹脂は、２−位をアルキル基で置
換した１、３−プロパンジオールは、特殊す構造により
、分散性にすぐれた性能を塗膜に付与する。明確な結晶
融点を有する結晶性ポリエステル樹脂の場合は水に対す
る分散性に乏しく、貯蔵中容易に相分離を起こし実用に
供し得ない。

本発明のポリエステル樹脂は分子ｆｆ１ｌｏｏｏ〜３０
０００が望ましく、さらには２５００〜２゜０００であ
り、分子量が１０００未満の場合、塗膜の耐衝撃性等の
機械的強度に欠け、逆に分子量が３００００を越えると
組成物の粘度が高くなり塗料化および塗装時の作業性が
劣り実用的とはいえない。

本発明のポリエステル樹脂は公知の任意の方法により製
造される。触媒として酢酸亜鉛、酢酸ナトリウムおよび
二酸化アンチモンを使用することができる。また、必要
により溶剤を使用しないか、あるいは溶剤中でポリイン
シアネート化合物、ポリエポキシ化合物等で鎖延長した
後使用することもできる。

本発明のポリエステル樹脂は、水に相溶性のある有機化
合物を含んだ水に分散させて使用することができる。本
発明で使用できる水に相溶性のある有機化合物とは２０
℃で水１００重量部当り２０重量部以上の溶解性を有す
る有機化合物が好ましく、例えばメタノール、エタノー
ル、ｎ−プロパノール、　ｉ−プロパノール、ｎ−ブタ
ノール、ｉ−ブタノール、５ｅｃ−ブタノール、ｔｅｒ
ｔ−ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ｎ−プ
ロピルセロソルブ、　ｉ−プロピルセロソルブ、Ｎ−ブ
チルセロソルブ、　　ｔｅｒｔ−ブチルセロソルブ等の
アルコールＭ、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル
、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセ
テート等のエステル類、ジオキサン、テトラハイドロフ
ラン等の環状エーテル類、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等の
ケトン類等を挙ケることができる。ジメチルホルムアミ
ド、ピリジン等の含窒素有機化合物あるいはジメチルス
ルホオキサイド等の含硫黄有機化合物の使用は塗膜の乾
燥性を大幅に低下させ、また貯蔵安定性を悪くするため
使用しないほうがよい。本発明に使用できる水に相溶性
のある有機化合物は、単独または２種以上併用すること
ができる。

本発明に使用されるアミノ樹脂としては、例えば尿素、
メラミン、ペンジグアナジン等のホルムアルデヒド付加
物、さらにこれらの炭素数が１から４までのアルコール
によるアルキル化物を挙げることができる。

本発明の水性塗料の組成は、前記ポリエステル樹脂７０
〜６Ｔｎ量％、アミノ樹脂０．　５〜２８重量％、水と
相溶性のある有機化合物３６〜１重量％、望ましくは１
８〜２重量％および水２４〜８９重量％、望ましくは３
２〜６２重量％を含むのが好ましい。ポリエステル樹脂
が７０重量％を越えると水性塗料の粘度が高くなり、ま
た、貯蔵安定性も悪くなる等塗料作業性が悪くなる傾向
がある。逆に、６重量％未満の場合には耐食性を保持す
るに充分な塗膜厚を得にくい。一方、アミノ樹脂が０．
５重量％未満の場合には塗膜の耐水性耐溶剤性等の塗膜
性能が劣り、逆に２８重間％を越えると塗膜の美観、可
視性等の機械的特性が悪くなる傾向にある。水と相溶性
のある有機化合物が１重量％未満の場合には塗料の貯蔵
安定性が低下し、また、塗膜外観もピンホール等の塗膜
欠陥を生じ易くなる傾向である。逆に、３ｅＴｆ１ｍ％
を越えると本発明の目的とする省資源、無公害化しにく
い。さらに本発明の水性塗料において、ポリエステル樹
脂に対するアミノ樹脂の比率は重量比で９５〜６０７５
〜４０、水と相溶性のある有機化合物と水との比率は重
量比で４０〜２／６０〜９８、ポリエステル樹脂とアミ
ノ樹脂とが水系媒体中に占める割合は重量比でｌＯ〜７
０／９０〜３０が好ましい。水性塗料の水の量が８９重
量％を越えると前述の欠陥以外にも金属に対する均一な
塗布が困難になる傾向である。

本発明の水性塗料は、そのまま金属等に塗布し使用する
ことができるが、更に硬化促進剤、各種配合剤、変性剤
、顔料、塗料用添加剤等を併用することができる。例え
ば、硬化促進剤としては、ｐ−）ルエンスルホン酸、ジ
ノニルナフタレンジスルホン酸、塩酸等の酸およびこれ
らのアミン塩等があり配合剤、変性剤としては、アクリ
ル系分散体、エポキシ系分散体、ウレタン系分散体等の
分散体、あるいは次亜硫酸ンーダ等でブロック化された
水性ブロック化ポリイソシアネート等があり、顔料とし
ては有機または無機の顔料があり、塗料用添加剤として
はアクリル系、シリコン系、フッ粗系等の公知のものを
挙げることができる。

〔実施例〕

本発明をさらに具体的に説明するため以下に実施例を挙
げるが、勿論本発明は実施例によって何等限定されるも
のではない。なお、以下、部とあるのは重量部を示し、
各測定項目は以下の方法に従った。

（目分子量　分子量測定装置 （日本分光工業（株）８００型）を使用し測定した。

（２）密着性　ＡＳＴＭＤ−３３５９に準拠した。

（３）光　沢　６０部反射率を測定した。

（４）硬　さ　塗面をＪＩＳ　Ｓ−［１００Ｇに規定さ
れた高級鉛筆を用い、ＪＩＳに−５４００に従って測定
した。

（５）エリクセン値　ＪＩ’Ｓ　Ｚ−２２４７に準拠し
た。

（６）耐食性ＪＩＳ　Ｚ−２３７１１に準拠した。

（７）耐沸水性　沸騰水に２時間浸漬したときの状態を
判定した。　　０は良好、×は不良（８）分散性　分散
性は鋼板に白い水性塗料を塗布し、塗膜に色分れがなく
、均一色であることを肉眼で判定したものである。

○は良好、×は不良 製造例３ ジメチルテレフタレート４７５部、ジメチルインフタレ
ート４６６部、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメ
チル４４部、エチレングリコール４０９部、ＤＭＨ７０
４部、酢酸亜鉛０．４４部、酢酸ナトリウム０．０２、
および二酸化アンチモン０．４３部を反応容器に仕込み
１４０〜２２．０℃で３時間かけてエステル交換反応を
行った。次いで、２２０℃〜２８０℃で１時間かけて５
璽１■ｇまで減圧し、更に２６０℃で０．　１〜０．　
２＋＋ｎＨｇの真空下１時間重縮合反応を行ないポリエ
ステル樹脂（Ａ）を得た。

以下同様にしてポリエステル組成が第１表で示されるポ
リエステル樹脂（Ｂ）〜（Ｅ）を合成した。

実施例１ ポリエステル樹脂（Ａ）３００部とｎ−ブチルセロソル
ブ１４０部とを容器中に仕込み、１５０〜１７０°Ｃで
約３時間撹拌し粘稠な溶液を得た後、激しく撹拌しなが
ら水５６０部を徐々に添加し約１時間後に均一で淡青白
色の水性分数体を得た。

次に、この水性分散体ｌ００部に対してアミノ樹脂とし
てスミマールＭ−５０ｗ（住友化学工業製、固形分８０
重量％水溶液）２０部を加え水性塗料用樹脂を得た。

次に、この水性塗料用樹脂１００部に対して、別に三本
ロールを用いて均一分散化した酸化チタン（石原産業製
、タイベークＲ−９３０）のエチレングリコール分散体
（固形分５０ｆｆｉｆｆｉ％）４０部、塗料用添加剤Ｘ
Ｆ−３９１３（Ｉ芝シリコン製）の５０重量％エタノー
ル溶液）５部を加えよく撹拌混合し、水性塗料を得た。

この水性塗料をボンデライト＃３７の燐酸亜鉛処理をし
た冷間圧延鋼板上にバーコーター＃３６を用いて塗膜厚
が２０μとなるように塗布し、１５０℃で２分間乾燥後
、２５０℃２分間焼付けを行った。それら塗料の塗膜測
定の結果を第２表に示した。

実施例２〜３ 実施例１と同様の方法でポリエステル樹脂（Ｂ）〜（Ｃ
）とアミノ樹脂および水と相溶性のある有機化合物を用
いて水性塗料を製造しそれら塗料の塗膜測定の結果を第
２表に示した。

比較例１〜２ 実施例１と同様の方法でポリエステル樹脂（Ｄ）〜（Ｅ
）とアミノ樹脂および水と相溶性のある有機化合物を用
いて水性塗料を製造し、得られた塗膜の測定の結果を第
２表に示した。

〔発明の効果〕

本発明による水性塗料は、優れた密着性を有し、かつ多
価アルコール成分としてＤＭＨまたはＤＭＰを主体とす
るポリエステル樹脂を用いているので、従来水性塗料に
較べ耐水性、耐食性、硬度に優れ、しかも今までにない
極めて高度の光沢及び良好な顔料の分散性を有する。と
りわけ、缶塗料用として最適であり、それ以外にも加工
性を生かしてプレコート塗料、電線用塗料あるいは一般
の焼付型塗料としても使用することができる。

第 表 ＊）比較ポリエステル 第 表 以上 手 続 補 正 書 （自発） ２゜ 発明の名称 水性塗料 ３゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）２−位をアルキル基で置換した１，３−プロパンジ
   オールを含有する多価アルコールから誘導されるポリエ
   ステル樹脂とアミノ樹脂を主剤とする水性塗料。 ２）第１請求項の多価アルコール中の２−位をアルキル
   基で置換した１，３−プロパンジオールが１０〜１００
   モル％から誘導されるポリエステル樹脂６〜７０重量％
   とアミノ樹脂０．５〜３０重量％を主剤とする水性塗料
   。