JPH04285678A

JPH04285678A - 被覆用共重合体及び被覆用組成物

Info

Publication number: JPH04285678A
Application number: JP5096991A
Authority: JP
Inventors: Takashi Amano; 天野　高志; Toshihiko Ito; 敏彦伊藤
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1991-03-15
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1992-10-09

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低公害及び省資源の観
点で優れた、被覆用共重合体及び被覆用組成物に関する
。

【０００２】

【従来の技術】従来、被覆用組成物に使われている樹脂
は、トルエン、キシレン等の有機溶剤が大量に含まれて
いる。有機溶剤は塗膜となる際に揮散し、安全衛生上も
、大気汚染の面から好ましくない。また、石油資源を大
量に使うことから、有機溶剤を含まない水系樹脂の開発
が望まれている。

【０００３】アクリル樹脂は耐候性、耐薬品性が良好で
あることから、自動車、家庭電化製品の被覆用に多量に
使われているが、他の樹脂同様水系化が望まれている。水系のアクリル樹脂には水溶性と水分散性の二通りがあ
る。水溶性アクリル樹脂は、カルボキシル基を含む単量
体を共重合させ、アンモニア及び／又はアミンで中和し
たタイプであり、水分散型アクリル樹脂は乳化剤の存在
下で、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルを主
成分とするビニル系単量体を重合させたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の水性樹脂も耐水性が良くない。水溶性アクリル樹脂は
、水溶性をあげるためにアミノ樹脂等で架橋させるが、
未反応のカルボキシル基が残存するためである。また、
水分散性アクリル樹脂は重合の際に使用した乳化剤が塗
膜になった後も残存するので耐水性は良くない。

【０００５】そこで、発明者らは鋭意検討の結果、アル
コキシ（ポリ）エチレングリコールの不飽和カルボン酸
エステルと、カルボキシル基を有する単量体及びヒドロ
キシル基を有する単量体とを特定の割合で共重合した共
重合体が、塗膜の耐水性の良好な水溶性アクリル樹脂と
なることを見い出し、本発明に至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、（Ａ）
一般式（Ｉ）：

【化２】（式中Ｒは水素又はメチル基を表し、Ｒ′は低級アルキ
ル基を表し、ｎは１〜２０の整数を表す）で示されるア
ルコキシ（ポリ）エチレングリコールの不飽和カルボン
酸エステル２０〜６０重量％（Ｂ）カルボキシル基を有する不飽和単量体　　１〜１
０重量％（Ｃ）ヒドロキシル基を有する不飽和単量体　　５〜２
０重量％及び（Ｄ）（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）成分と共重合可能
な不飽和単量体　　１０〜７４重量％を配合し、共重合
して得られる被覆用共重合体並びに該共重合体を含有し
てなる被覆用組成物に関する。

【０００７】（Ａ）成分としては、一般式（Ｉ）

【化３
】において、Ｒが水素、Ｒ′がメチル基であり、ｎが１〜
２０であるメトキシ（ポリ）エチレングリコールアクリ
レート、Ｒがメチル基、Ｒ′がメチル基であるｎが１〜
２０であるメトキシ（ポリ）エチレングリコールメタア
クリレート、Ｒが水素、Ｒ′がエチル基であり、ｎが１
〜２０であるエトキシ（ポリ）エチレングリコールアク
リレート、Ｒがメチル基、Ｒ′がエチル基であり、ｎが
１〜２０であるエトキシ（ポリ）エチレングリコールメ
タクリレート等が使用できる。

【０００８】（Ａ）成分の配合量は、全単量体成分に対
して２０〜６０重量％、好ましくは３０〜５０重量％で
ある。配合量が２０重量％未満では、本発明の特長であ
る水溶性の共重合体が得られず、また６０重量％を超え
ると、塗膜にした時の耐水性が悪くなる。

【０００９】（Ｂ）成分としては、アクリル酸、メタク
リル酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸等が挙げ
られる。（Ｂ）成分の配合量は全単量体成分に対して１
〜１０重量％、好ましくは１〜７重量％である。配合量
が１重量％未満では、本発明の特長である水溶性共重合
体が得られず、また１０重量％を越えると、塗膜の耐水
性が悪くなる。

【００１０】（Ｃ）成分としては、２−ヒドロキシエチ
ルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート
等のヒドロキシアルキルアクリレート、２−ヒドロキシ
エチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタク
リレート等のヒドロキシアルキルメタクリレートなどが
挙げられる。（Ｃ）成分の配合量は全単量体成分に対し
て５〜２０重量％、好ましくは１０〜２０重量％である
。配合量が、５重量％未満では後に架橋させた時の架橋
が不十分で耐水性が悪くなる。また２０重量％を超える
と、共重合体の親水性が高くなり耐水性が悪くなる。

【００１１】（Ｄ）成分としては、メチルアクリレート
、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクルート、イソ
プロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソ
ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート
等のアルキルアクリレート類、メチルメタクリレート、
エチルメタクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、
イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレー
ト、イソブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメ
タクリレート、シクロヘキシルメタクリレート等のアル
キルメタクリレート類、スチレン、ビニルトルエン、α
−メチルスチレン等のスチレン系単量体、酢酸ビニル、
プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類、グリシジル
アクリレート、グリシジルメタクリレート等のオキシラ
ン基含有エチレン性不飽和単量体、アクリロニトリル、
メタクリロニトリル等のシアン化ビニル類、アクリルア
ミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミ
ド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド等の不飽和アミ
ド類、リン酸エチルアクリレート、リン酸エチルメタク
リレート等のリン酸基含有不飽和単量体等があり、１種
又は２種以上組合せで使用される。（Ｄ）成分は（Ａ）
、（Ｂ）、（Ｃ）成分の残部、即ち全単量体に対して１
０〜７４重量％配合される。

【００１２】（Ａ）〜（Ｄ）成分の共重合反応は、５０
〜１５０℃で重合開始剤の存在下で行うことができる。重合開始剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−
ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド等
の過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイ
ソブチルバレロニトリル等のアゾ化合物、過硫酸アンモ
ニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩を使用することが
できる。その使用量は単量体総量に対して０．１〜５重
量％が好ましい。また、必要に応じて、例えばメルカプ
タン、四塩化炭素等の分子量調整剤を使用することもで
きる。

【００１３】以上により得られる本発明の被覆用共重合
体は、水性媒体に溶解して使用される。また、本発明の
被覆用共重合体は、アンモニア、トリメチルアミン、ト
リエチルアミン、トリブチルアミン、ジメチルアミノエ
タノール等のアミン類で中和して使用される。

【００１４】なお、本発明の被覆用共重合体は、水性媒
体に溶解させて使用するため、共重合及び／又は中和を
水又は水溶性有機溶剤中で行うのが好ましい。ここで、
水溶性有機溶剤としては、メタノール、エタノール、プ
ロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソ
ブタノール、３−メチル−３−メトキシブタノール等の
アルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、
ブチルセロソルブ等のエチレングリコール誘導体、メチ
ルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビト
ール等のジエチレングリコール誘導体等を使用すること
ができる。

【００１５】以上のようにして得られる本発明の被覆用
共重合体は、他の水性のアルキド樹脂、フェノール樹脂
、アミノ樹脂等と共に組み合わせて被膜用組成物として
使用することができる。特に、アミノ樹脂と併用して使
用すれば１２０℃から１５０℃で加熱することにより架
橋反応を生じ、強じんで耐水性、耐候性に優れた塗膜と
なるので好ましい。

【００１６】アミノ樹脂としては特にメラミン樹脂が上
記効果が高いので好ましい。アミノ樹脂を使用する場合
、その配合量は、本発明の被覆用共重合体／アミノ樹脂
の比で５０／５０〜９０／１０、特に７０／３０〜８０
／２０（固形分比）であるのが好ましい。その他、本発
明の被覆用組成物には、一般の顔料、各種添加剤等を通
常量配合することができる。

【００１７】

【実施例】次に、実施例により本発明を詳述するが、本
発明はこれに限定されるものではない。実施例１撹拌装置、温度計、還流コンデンサ、滴下ロート及びガ
ス導入管を付けた１ｌのフラスコに、イソプロパノール
２００ｇを仕込み、窒素ガス気流下で８０℃に昇温した
。次いで、下記の組成の混合液を２時間で均一に滴下ロ
ートから滴下した。　　メトキシポリエチレングリコールメタクリレート　
　（一般式（Ｉ）におけるｎ＝９）　　　　　　　　　
　　　　　　　　　２５０ｇ　　メタクリル酸　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　２５ｇ　　２−ヒドロキシエチルメ
タクリレート　　　　　　　　　　　　　　　　５０ｇ
　　メチルメタクリレート　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　１７５ｇ　　アゾビス
イソブチロニトリル　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　１０ｇ滴下完了後、９０℃に昇温し、
３時間保温し、重合を完結させた。得られた共重合体を
ジメチルアミノエタノールでｐＨ７に調整し、更に水で
加熱残分５０％に調整した。この共重合体の特性は粘度
（ガードナ）Ｚ１、酸価１８．０であった。

【００１８】実施例２〜５滴下する混合液を表１に示す組成にした以外は実施例１
と同様の操作を行ない共重合体を得た。また、共重合体
の特性も併せ表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】比較例１〜６滴下する混合液を表２に示す組成にした以外は実施例１
と同様の操作を行ない共重合体を得た。なお、比較例２
及び４は加熱残分５０％に調整のため水を加えた際に、
沈殿物を生じた。また、共重合体の特性も併せ、表２に
示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】応用例実施例および比較例で製造した共重合体水溶液と水溶性
アミノ樹脂であるメラン６２３（メラミン樹脂の商品名
、日立化成工業株式会社製）と併用しその特性を試験し
た。塗料化条件（Ｐ．Ｗ．Ｃ４０％、各例のアクリル系共重
合体／アミノ樹脂比＝７５／２５）共重合体水溶液　　　　　　　　９０ｇメラン６２３　
　　　　　　　　　１５ｇチタン白　　　　　　　　　
　　　　　４０ｇ上記の配合でサンドミルで分散した液
を、水／イソプロパノール／ブチルセロソルブよりなる
シンナーでフォードカップ＃４で１８秒に希釈した。さ
らに、ボンデライト＃１４４処理鋼板に、スプレー塗装
法で乾燥膜厚３０μｍになるように塗装し、１４０℃で
２０分の焼付を行った。塗膜性能を評価し、表３にまと
めた。

【００２３】特性試験１）物性試験；ＪＩＳ　　Ｋ５４００に記載の鉛筆硬度
、インパクト試験、エリクセン試験、碁盤目試験を行っ
た。２）二次物性試験（耐水性）；沸水中で２０分処理した
後の上記物性試験を行った。３）耐薬品性；５％硫酸水溶液、５％苛性ソーダ水溶液
に２４時間浸漬し、塗膜の状態を目視観察した。

【００２４】

【表３】

【００２５】

【発明の効果】本発明の被覆用共重合体を使用した被膜
用組成物は、耐水性、耐薬品性等に優れる水溶性の被覆
用組成物となる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　（Ａ）一般式（Ｉ）：【化１】（式中Ｒは水素又はメチル基を表し、Ｒ′は低級アルキ
ル基を表し、ｎは１〜２０の整数を表す）で示されるア
ルコキシ（ポリ）エチレングリコールの不飽和カルボン
酸エステル２０〜６０重量％（Ｂ）カルボキシル基を有する不飽和単量体　　１〜１
０重量％（Ｃ）ヒドロキシル基を有する不飽和単量体　　５〜２
０重量％及び（Ｄ）（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）成分と共重合可能
な不飽和単量体　　１０〜７４重量％を配合し、共重合
して得られる被覆用共重合体。
【請求項２】　　請求項１記載の被覆用共重合体を含有
してなる被覆用組成物。
【請求項３】　　請求項１記載の被覆用共重合体とアミ
ノ樹脂とを含有してなる被覆用組成物。