JPH04202382A - 含フッ素艶消し電着塗料用樹脂組成物 - Google Patents
含フッ素艶消し電着塗料用樹脂組成物Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
観を形成する耐候性、耐薬品性などの物理的、化学的性
質に均衡のとれた性能を発揮する含フッ素艶消し電着塗
料組成物に関するものである。
ッ素重合体をアンモニアまたは有機アミンで中和した後
、機械的に水分散液とし、アニオン電着塗料としている
。通常、導電性物品(主として陽極酸化されたアルミニ
ウム製品)を陽極とし、陰極との間に電圧を印加するこ
とで塗装を行っている。
仕上がりも良好でフッ素樹脂に由来する数々の優れた塗
膜性能が期待されるが、塗料化されてから保存時間を経
るにしたがって、塗装仕上がり外観が悪化するのが常で
あった。同時に、塗膜厚も所望する塗膜性能を発揮する
だけのものが得られなくなり、事実上工業化するには不
適当な素材であった。
大され、さらに問題の解決を困難としていた。
電着特性に優れ、美麗な塗膜外観を形成する耐候性、耐
薬品性などに優れた含フッ素艶消し電着塗料組成物を提
供することを目的としている。
含フッ素艶消し電着塗料組成物の構成成分としてコアシ
ェル構造を有するアクリルミクロゲルを添加することに
より優れた艶消し作用が示されることを知見し、本発明
を完成するに至った。
共重合してなる重合体を枝ポリマーとする酸価20〜6
5 mg KOH/ g−Re sinのアクリルグラ
フト共重合体(A)3〜45重量%、含フッ素重合体(
B)30〜85重量%、完全アルキルエーテル型メラミ
ン樹脂(C)10〜40重量%とからなる合計で100
重量%の含フッ素電着塗料(D)50〜80重量%と、
コアシェル構造を有するアクリルミクロゲル(E)20
〜50重量%とからなる含フッ素艶消し電着塗料組成物
。
重合体(A)を無機、または有機アミノ化合物でカルボ
ン酸の50〜100%を中和し、水中に乳化、分散した
後、該重合体を乳化、分散剤として使用し、含フッ素重
合体(B)、完全アルキルエーテル型メラミン樹塗料組
成物。
アクリル酸エステル単量体には、アクリル酸2,2.2
−トリフロロエチル、メタクリル酸2,2.2−トリフ
ロロエチル、アクリル酸β−(パーフルオロオクチル)
エチル、アクリル酸2.2,3.3−テトラフルオロプ
ロピル、アクリル酸2,2,3,4,4.4−へキサフ
ルオロブチル、アクリル酸3 [4[1−トリフルオロ
メチル−2,2−ビス[ビス(トリフルオロメチル)フ
ルオロメチル]エチニルオキシ]ペンゾオキシコ2−ヒ
ドロキシプロピル、メタクリル酸β−(パーフルオロオ
クチル)エチル、メタクリル酸2゜2 、 3 、 3
−テトラフルオロプロピル、メタクリル酸2.2,3,
4,4,4−へキサフルオロブチル、アクリル酸3[4
[1−トリフルオロメチル−2,2−ビス[ビス(トリ
フルオロメチル)フルオロメチルコエチニルオキシ]ペ
ンゾオキシコ2−ヒドロキシプロピルなどがあり、該単
量体は単独で使用しても、2種以上の混合物として使用
しても良い。
る際、相客化セグメントを形成するにあたり重要な役割
を演じる。また、塗膜の耐候性、耐汚染性を向上し、基
材の不良(ダイスマーク、腐食、擦り傷など)を隠蔽す
る作用を有する。
が好ましい。5重量%未満の使用量では相客化セグメン
トとしての効果が不足し、塗料の安定化が図れな番\。
を有する電着塗料が得難くなる。90重量%を超える使
用量では塗料の泡立ちが多くなり、電着塗装時泡の巻き
込み、付着による塗膜外観不良の発生が頻繁になって好
ましくない。
酸フルオロアルキルエステルおよび共重合可能なその他
の(メタ)アクリル酸エステル単量体とを共重合してな
る、酸価5〜20mgK○H/g−Resin、水酸基
価20〜100mgKOH/g−Res i nの含7
”/素アクリル重合体の存在下、適当な触媒、重合禁止
剤を使用して、(メタ)アクリル酸グリシジルを反応さ
せポリマー酸価をO〜15mgKOH/g−Res i
nとし、ポリマー側鎖にラジカル重合性二重結合を導入
した後、該ポリマーの存在下に(メタ)アクリル酸フル
オロアルキルエステルを共単量体とする単量体化合物を
ラジカル重合することにより調製される。前駆体となる
(メタ)アクリル酸フルオロアルキルエステルおよび共
重合可能なその他の(メタ)アクリル酸エステル単量体
とを共重合してなる、酸価5〜20mgKOH/g−R
es in1水酸基価20〜100mgKOH/g−R
esinの含フッ素アクリル重合体は、(メタ)アクリ
ル酸グリシジルを反応させた後、酸価がO〜15mgK
OH/g−Res i nとなることが重要な要件であ
る。これ以外の酸価では、次工程の反応でゲル化したり
、粘性が変化して塗装原料とし、て甚だ厄介である。ま
た、含フッ素重合体およびメラミン樹脂を水中に乳化、
分散する場合にも、安定な分散液が得難く不適当である
。さらに、艶消し電着塗料として所望の光沢値を得るこ
とが難しくなり、塗膜性能をいたずらに悪化させるのみ
に陥る危険性がある。
、あるいは、水酸基を導入するために、アクリル酸、メ
タクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、アクリル酸2−
ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル
、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸2
−ヒドロキシプロピルなどが好適に使用される。
使用される(メタ)アクリル酸エステル単量体には、ア
クリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸n−プロピル、アクリル酸i−プロピル、アクリ
ル酸n−ブチル、アクリル酸i−ブチル、アクリル酸t
−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸
ラウリル、アクリル酸トリデシル、アクリル酸2−ヒド
ロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、メ
タクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル
、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸i−プロピ
ル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸i−ブチル
、メタクリル酸t−ブチル・メタクリル酸2−エチルヘ
キシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸トリデシ
ル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸
2−ヒドロキシプロピルなどがあり、該単量体は単独で
使用しても、2fa以上の混合物として使用しても良い
。該単量体のうちでは、特に側鎖炭素原子数が1〜4個
のメタクリル酸エステルが好ましい。
KOH,/g−Res i nであることが肝要である
。酸価が20mgKOH/g−Res in以下では、
十分な塗料安定性が得られず、また、横吊りラインの場
合形材の上下面で光沢差が生じ好ましくなり。酸価が6
5mgKOH/g−Resin以上では、塗膜外観に及
ぼす数多くのよい面があり捨てがたいものがあるが、耐
薬品性、特に耐アルカリ性が極めて悪くなり好ましくな
い。
除けば、イソプロピルアルコール、エチレングリコール
モノブチルエーテルなどの親水性有機溶剤を溶媒とし、
過酸化ベンゾイル、t−ブチルパーオキシ−2−エチル
ヘキサノエートなどの有機過酸化物、アゾビスイソブチ
ロニトリル、アゾビス(2−メチルブチロニトリル)な
どのアゾ化合物を重合開始剤として使用し、60〜10
0℃で溶液重合により調製される。前記中間体の合成で
は、触媒としてテトラブチルアンモニウムブロマイド、
テトラエチルアンモニウムクロライドなどの4級アンモ
ニウム塩が、重合禁止剤として4−メトキシフェノール
、t−ブチルカテコールなどのハイドロキノン類とジラ
ウロイルジチオプロピオネートなどのイオウ化合物との
組合せが好適である。前記触媒は反応物濃度の0.02
〜5.0重量%が、重合禁止剤は反応物濃度の0゜02
〜2.0重量%が好ましい。
される。3重量%以下の使用量では、乳化、分散作用が
不十分で安定な電着塗料が得られない。45重量%以上
の使用量では、塗膜にピンホールができやすく、また、
塗料粘度が高くなってウォーターマークなどが発生しや
すくなり好ましくない。
作用により含フッ素重合体を、化学的、物理的に保護す
る働きがあり(界面化学研究会・ソフト技研出版部企画
編集「新界面活性剤の機能作用の解明とその応用製品の
開発総合技術資料集」812〜813ページ、経営開発
センター出版部、1980)、この結果、含フッ素艶消
し電着塗料が安定化されるものと考えられ、優れた耐薬
品性、耐候性、耐汚染性などが発揮されるものと判断さ
れる。
LF−926(以上旭硝子■の商品)などがある。本発
明によればいずれの含フッ素重合体も使用可能であるが
、アニオン電着塗装ということもあり、特に側鎖にカル
ボン酸、水酸基を有し、希釈溶剤が親水性であるLF−
926などが好適である。
重量%以下では、含フッ素重合体特有の耐候性、耐薬品
性などが損なわれ、85重量%以上では、塗料の安定性
が悪くなるばかりか、塗膜外観がいわゆる艶消し塗膜で
なくなり好ましくない。
36、サイミル238、サイミル285、サイヌル11
30.サイメル1123、サイミル1133(以上、サ
イサイアナミドの製品)、二カラツクN−9604、二
カラツクN−9804、二カラツクN−9805、二カ
ラツクN−7715、二カラツクN−8602、ニカラ
ツクMX−40(以上、三相ケミカルの製品)などがあ
り、該化合物は単独で使用しても、2種以上の混合物と
して使用しても良い。
作用がある。
未満の使用量では塗膜強度が不十分であり、40重量%
を超える使用量では含フッ素樹脂本来の性能が損なわれ
耐候性が悪化するので好ましくない。
クリルグラフト共重合体(A)、含フッ素重合体(B)
、完全アルキルエーテル型メラミン樹脂(C)を十分に
攪拌混合した後、アンモニア、ジエチルアミノエタノー
ル、トリエチルアミン、ジェタノールアミン、トリエタ
ノールアミン、モルホリンなどの無機、有機アミンでア
クリルグラフト共重合体(A)、含フッ素重合体(B)
を中和した後、必要に応じてイソプロピルアルコール、
エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリ
コールモノブチルエーテルなどの有機溶剤を加え、徐々
にイオン交換水を添加し、分散、転相、乳化することに
よって作製される。
記載の含フッ素電着塗料(D)が、アクリルグラフト共
重合体(A)を無機、または有機アミノ化合物でカルボ
ン酸の50〜10’O%を中和し、水中に乳化、分散し
た後、該重合体を乳化、分散剤として使用し、含フッ素
重合体(B)、完全アルキルエーテル型メラミン樹脂(
C)を水中に乳化、分散し調製することにより記述の効
果はより顕著で確かなものとなる。
。50重量%以下の使用量では、塗膜がカス肌状になり
やすく、また、光沢が低くなりす−ぎ好ましくない。8
0重量%以上の使用量では、塗膜光沢が高くいわゆる艶
消し電着塗料としては不適当である。
た広く知られており、本発明に用いるアクリルミクロゲ
ルもそれら一連の市販品から任意に選択され、これで艶
消し電着塗料の初期の目的は達成することができる。ア
クリルミクロゲル(E)は、一般に乳化重合により調製
される。−例として、特開昭53−58554号公報、
特開昭58−52368号公報、特開昭5.1−129
449号公報、特開昭62−9246号公報、特開昭5
7−30129号公報などがある。
20〜50重量%使用される。使用量が20重重量以下
の場合には、所定の光沢度が達成されず、艶消し電着塗
料としては不適当である。
失われて、耐薬品性、耐候性などが悪化し好ましくない
。
ミクロゲルが酸価15〜60mgKOH/g−Resi
nであるとき、本発明になる艶消し電着塗料は塗料の安
定性、電着特性に一段と優れ、安定して美麗な塗膜外観
が得られる艶消し電着塗料が作製可能となる。酸価が、
15 mg KOH/ g−Resin以下の場合には
、被塗物の部位により光沢バラツキが生じやすく、特に
横吊りの場合にこの傾向が顕著となり好ましくない。酸
価が60mgKOH/g−Res in以上の場合には
、塗膜の耐薬品性、特に耐アルカリ性が悪化する。
ような形態であることが理想的である。(図は模式図で
あり、実態とは異なる。)すなわち、コア層は架橋した
ゴム質からなり、シェル層は官能基(−COOH,70
H)を有する機能性ポリマーで構成され、コアーシェル
間はグラフト的に結合されているコア。シェルタイブの
アクリルミクロゲルである。本構造のアクリルミクロゲ
ルを使用するとき、塗膜の仕上がりとも、最も優れたも
のが得られる。
リルミクロゲルを混合することにより容易に調製される
。電着塗装は、通常、導電性物品(主として陽極酸化さ
れたアルミニウム製品)を陽極とし、陰極との間に電圧
を印加することによりなされる。被塗物のラッキング方
法は縦吊り、横吊りなどに分かれるが、一般に陽極酸化
、純水水洗、湯洗、純水水洗、風乾、なじみ、通電、液
中放置、液切り、R○水洗、水切り、風乾、焼き付けの
工程で電着塗装は実施される。湯洗は1〜5分、70〜
95℃で、純水水洗は常温で1〜10分で、風乾は常温
で5〜10分で、一般に行われている。電着工程は、な
じみ、通電、液中放置に分けることができるが、塗料浴
温18〜26℃で実施されるのが一般的であり、なじみ
は0〜3分、通電は1〜10分、液中放置は30秒〜3
分行われている。後工程の液切りは常温または加温下(
25〜50℃)に3〜20分行われる。焼き付けは16
0〜220℃で20〜40分実施される。以上の工程は
あくまで一般的な態様を述べたものであり、ケース・パ
イ・ケースでより適した一工程に組み立てられるのが普
通である。
、環境、被塗物の状況などにより種々変化、対応が可能
である。
度計、攪拌装置、還流冷却装置を備えた3ρ四つロフラ
スコに、イソプロピルアルコール472.2g、n−−
ブチルアルコール157.4gを仕込み、還流温度(約
90℃)に昇温する。
4.0g、アクリル酸2−ヒドロキシェチル192.0
g、アゾビス(2−メチルブチロニトリル)12gの混
合物を180分でフラスコ内に滴下する。滴下終了1時
間後に、イソプロピルアルコール36.0g、アゾビス
(2−メチルブチロニトリル)3.6gの混合物を5分
間で仕込む。この後30分ごとにイソプロピルアルコー
ル36.0g、アゾビス(2−メチルブチロニトリル)
3.6gの混合物を3回仕込む。全ての開始剤を仕込み
終了したら、120分間重合を継続し、ジプロピレング
リコールモノプロビルエーテル400gを仕込み、冷却
する。得られた前駆体ポリマーは固形分50%、酸価1
5.6mgKOH/g−Resinであった。
ポリマー2400g、グリシジルメタクリレート20.
8g、テトラブチルアンモニウムブロマイド6.1g、
4−メトキシフェノール2.44g、ジラウロイルチオ
ジプロピオネートl、 22g、n−ブチルアルコール
11.0gを仕込み還流温度(約95℃)に昇温する。
鎖にアクリル性二重結合を有する反応性中間体ポリマー
を得た。
、 7 mg KOH/g−Re s i nであっ
た。
93.4g、n−ブチルアルコール64.5gを仕込み
、還流温度(約90℃)に昇温する。得られた反応性中
間体ポリマー576.0g、メチルメタクリレート18
7.2g、ブチルメタクリレ−4288,0g、アクリ
ル酸43.2g、アクリル酸2−ヒドロキシエチル15
3.6g、アゾビス(2−メチルブチロニトリル)1.
00gの混合物を180分で滴下する。滴下終了1時間
後に、イソプロピルアルコール19.2g、アゾビス(
2−メチルブチロニトリル)2.0gの混合物を5分間
でフラスコ内に仕込む。この後30分ごとにイソプロピ
ルアルコール19.2’g、アゾビス(2−メチルブチ
ロニトリル)2.0gの混合物を3回仕込む。常温まで
冷却し、得られたアクリルグラフト共重合体(A)は固
形分60%、酸価37mgKOH/g−Res i n
であった。
0 m lのステンレス製攪拌器付きオートクレーブに
クロロトリフルオロエチレン35g1シクロヘキシルビ
ニルエーテル11g1エチルビニルエーテル11g1ω
−ヒドロキシブチルビニルエーテル11g1キシレン9
8g1エタノール28g、アゾビスイソブチロニトリル
0.5g、無水炭酸カリウム1.5gを仕込み、液体窒
素にて冷却して固化脱気により溶存空気を除去した後に
、65℃で16時間反応を行い、水酸基含有含フッ素重
合体を得た。
重合体100gに対して3.6gの無水コハク酸を加え
、さらに0.2gのトリエチルアミンを添加して、2時
間反応させた。得られた含フッ素重合体は減圧下に一旦
溶剤を蒸発させ、重合体固形分を単離した後、薪だにイ
ソプロピルアルコールで溶解した。
mgKOH/g−Res i nであった。
体1600g、す・fミルC−238(サイサイアナミ
ツド■製のメラミン樹脂)282.4g、ジプロピレン
グリコールモノプロビルエーテル117.7gを仕込み
十分に攪拌、混合を行う。
アミン55.4g、n−ブチルアルコール13.7g、
イソプロピルアルコール22.0gの混合物を徐々に添
加し、攪拌・混合を行う。
アクリルグラフト共重合体の水分散液を得る。
を徐々に添加し、分散、乳化用のポリマー液(SF−1
)を調製する。
C−238を146.8g、ジブロビレングリコールモ
ノブロビルエーテル81.1を仕込み攪拌、分散する。
添加し、含フッ素重合体、サイミルC−238を水中に
乳化する。さらに、イオン交換水448.6g、)リエ
チルアミン14.3gを加え含フッ素電着塗料の原液(
EM−1)を得る。この原液にスタフイロイドAC−7
30(コアシェル型ミクロゲル、式日薬品工業側の製品
、酸価25mgKOH/g−Resin)933.3g
を徐々に添加し、含フッ素艶消し塗料の原液(FS−1
)を得る。
。塗料浴に前記含フッ素艶消し塗料の原液(FS−1)
を徐々に添加し、さらにジプロピレングリコールモノプ
ロピルエーテルをl1g添加して、含フッ素艶消し塗料
(PF−1)を建浴する。
■の製品、酸価52mgKOH/g Re5in)に
変える以外は実施例1と同様にして作製した。(PF−
2) 実施例3 調合容器に前記含フッ素重合体818.3g、サイミル
C−238を146.8g1ジブロビレングリコールモ
ノブロビルエーテル81.1、トリエチルアミン14.
3gを仕込み、十分に攪拌、分散を行う。これに分散、
乳化用のポリマー液(SF−1)624.、Ogを徐々
に添加し、混合を行う。イオン交換水318.5gを徐
々に添加し含フッ素電着塗料の塗料原液(EM−2)を
得る。 電着塗料浴にイオン交換水385.7gを仕込
み攪拌しながら、含フッ素電着塗料の塗料原液(EM−
2)130.0gを添加する。さらにトリエチルアミン
o、08g、n−ブチルアルコール4.2gを添加して
含フッ素電着塗料のクリヤー成分を調製する。
、攪拌を行いながら、前記コアシェル型ミクロゲル ス
タフイロイドAC−730を62.2g徐々に添加する
。さらにジプロピレングリコールモノプロピルエーテル
2.8g、n−ブチルアルコール2.8gを添加して含
フッ素艶消し塗料(PF−3)を建浴する。
ミルC−238を150g仕込み、攪拌、分散する。次
いで、トリエチルアミン18.4g。
する。攪拌しながら、イオン交換水6181.6gを徐
々に添加して含フッ素電着塗料のクリヤー成分を得る。
にイオン交換水2122gを加え、AC−730を62
2g徐々に添加し、さらにジプロピレングリコールモノ
プロピルエーテル28g、n−ブチルアルコール28g
を徐々に添加して含フッ素艶消し塗料(PF−4)を建
浴する。
mgKOH/g−Res inに変える以外は同様にし
て調製した。(PF−5)[41含フッ素艶消し電着塗
料の試験 (1)塗料の安定性 アニオン電着塗料の塗料安定性、電着適性を推察するう
えで、塗料中の水溶性不純物イオンの量と経時変化、お
よび、塗料の分離、線数を試験することは重要である。
分離、沈殿は目視で評価した。
した。塗装装置は図2に示したものを使用し、塗装条件
は以下のとおりである。
rim−放置−液切り一水洗26℃・3IIlifl−
予備乾燥24℃・5−一焼付け180℃・30IIin 電着試験結果および塗膜性能試験結果を表2と表3にま
とめて示す。
られた電着塗料組成物は、安定性、電着特性にすぐれ、
美麗な塗膜外観を形成すると共に耐候性、耐薬品性など
の物理的、化学的性質に均衡のとれた性能を発揮し、加
えて所望の艶消し効果が得られ、産業上極めて有用であ
る。
クリルミクロゲルのモデル説明図であり、第2図は電着
塗装装置の概要図である。
Claims (3)
- (1)(メタ)アクリル酸フルオロアルキルエステルを
共重合してなる重合体を枝ポリマーとする酸価20〜6
5mgKOH/g−Resinのアクリルグラフト共重
合体(A)3〜45重量%、含フッ素重合体(B)30
〜85重量%、完全アルキルエーテル型メラミン樹脂(
C)10〜40重量%とからなる合計で100重量%の
含フッ素電着塗料(D)50〜80重量%と、コアシェ
ル構造を有するアクリルミクロゲル(E)20〜50重
量%とからなる含フッ素艶消し電着塗料組成物。 - (2)含フッ素電着塗料(D)が、アクリルグラフト共
重合体(A)を無機、または有機アミノ化合物でカルボ
ン酸の50〜100%を中和し、水中に乳化、分散した
後、該重合体を乳化、分散剤として使用し、含フッ素重
合体(B)、完全アルキルエーテル型メラミン樹脂(C
)を水中に乳化、分散し調製される塗料である請求項(
1)記載の含フッ素艶消し電着塗料組成物。 - (3)アクリルミクロゲル(E)が酸価15〜60mg
KOH/g−Resinである請求項(1)記載の含フ
ッ素艶消し電着塗料組成物。
Priority Applications (1)
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