JPH05295322A - 塗料組成物、塗装方法及び塗装物品 - Google Patents
塗料組成物、塗装方法及び塗装物品Info
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Abstract
樹脂と、(B)アミノ樹脂及び/又は(ブロック)ポリ
イソシアネート化合物とを必須成分として含有する硬化
性樹脂塗料組成物であって、その塗料組成物によって形
成された硬化塗膜が樹脂成分に対して炭化水素環を13
〜40重量%含有することを特徴とする塗料組成物。 【効果】塗膜の仕上り外観、耐候性、物理的性質等を損
なうことなく、大幅に耐酸性が向上した塗膜が形成でき
る。
Description
傷性に優れた塗膜を形成でき、自動車塗装用上塗り塗料
に適した塗料として好適な塗料組成物に関する。
重要性能として、平滑性、光沢、鮮映性等の仕上り外観
の優れた塗膜を形成することが挙げられる。現在用いら
れている水酸基含有アクリル樹脂とアミノ樹脂とを主成
分とする自動車塗装用上塗り塗料により、仕上り外観、
耐候性、物理的機能等に優れた塗膜を得ることができ
る。しかし、近年、大気汚染が進み、森林が枯れるなど
酸性雨による被害が深刻な社会問題となっており、特に
上記塗膜が塗装されている自動車外板は、表面劣化しや
すいという欠点を有している。また、屋外で使用されて
いる物品に塗装された塗膜においても酸性雨によってっ
てエッチングされたり、塗膜に白化、シミ等が発生する
という問題があり、耐酸性の良い塗膜が非常に強く要望
されている。更に、自動車外板等に塗装されている塗膜
は洗浄ブラシ等による摩擦による擦り傷がつきやすく、
外観低下の原因の1つになっており、上塗り塗膜の耐擦
り傷性向上の要求も非常に強い。
り外観、耐候性、物理的性質等を損なうことなく、大幅
に耐酸性が向上した塗膜を形成する上塗り塗料の開発を
目的として、鋭意研究を重ねた結果、特に硬化塗膜中に
炭化水素環を13〜40重量%含有するように設計した
塗料組成物が、従来の欠点を全て解消できるものである
ことを見い出し、本発明を完成するに至った。
る水酸基含有ビニル系樹脂と(B)アミノ樹脂及び/又
は(ブロック)ポリイソシアネート化合物とを必須成分
として含有する硬化性樹脂塗料組成物であって、その塗
料組成物によって形成された硬化塗膜が樹脂成分に対し
て炭化水素環を13〜40重量%含有する塗料組成物及
びそれを用いた塗装方法及びその塗装物品に係る。
の環状構造を持つものであって、環が単環であっても多
環であってもかまわなく、また、飽和もしくは不飽和結
合のいずれの結合で構成されていても良い。また、環に
アルキル基(例えばC1-4 の低級アルキル基)が置換し
た構造をもつものも包含される。該炭化水素環として
は、具体的には例えば
基が置換した環が包含される。
は、炭化水素環状構造を有するビニル系樹脂であって、
具体的には炭化水素環含有ビニル系モノマー、水酸基含
有ビニル系モノマー及び上記した以外のその他のビニル
系モノマーを共重合反応させて得られるものが好適に使
用できる。
子中に1個のビニル基と1個以上の炭化水素環を有する
モノマーであり、具体的には例えばスチレン、α−メチ
ルスチレン、フェニル(メタ)アクリレート、フェニル
エチル(メタ)アクリレート、フェニルプロピル(メ
タ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フ
ェノキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル
(メタ)アクリレート、2−アクリロイルオキシエチル
ハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロ
ピルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシ
プロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2−ア
クリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフ
タレート、p−tert−ブチル−安息香酸と(メタ)アク
リル酸ヒドロキシエチルとのエステル化物、ジシクロペ
ンテニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
は2種以上組み合わせて使用できるが、特にスチレン単
独もしくはスチレンとその他の炭化水素環含有ビニル系
モノマーとを組合わせて用いることが好ましい。また、
組合わせて用いる場合には炭化水素環含有ビニル系モノ
マー成分としてスチレンが約20重量%以上、好ましく
は約40重量%以上となる範囲が良い。該スチレンは、
コストが低く、経済的に有利であり実用的であると共に
耐酸性等に優れた塗膜が得られる。
合は、最終的に形成される塗膜中に、該塗膜中の樹脂成
分に対して炭化水素環が13〜40重量%、好ましくは
16〜33重量%の範囲になるように配合すれば良い。
具体的には、アミノ樹脂及び(ブロック)ポリイソシア
ネート化合物等の架橋剤成分や非水分散ディスパーショ
ンビニル系樹脂及びゲル化微粒子ビニル系樹脂等の添加
剤成分等の樹脂成分の配合割合によっても変わってくる
が、水酸基含有ビニル系樹脂中に、該樹脂を構成するモ
ノマー成分として炭化水素環含有ビニル系モノマーが約
40〜70重量%、好ましくは約45〜60重量%の範
囲が良い。
分子中に1個のビニル基と1個以上の水酸基を含有する
モノマーであって、2価アルコールのモノ(メタ)アク
リル酸エステル、ε−カプロラクトン変性ビニルモノマ
ー等が包含される。
ステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒド
ロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピ
ル、(メタ)アクリル酸2,3−ジヒドロキシプロピ
ル、1,4−ブタンジオールモノアクリレート、(ポ
リ)エチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が
挙げられる。
しては、次式
0.5〜5である。〕で表わされるモノマーが包含さ
れ、例えば、「プラクセルFA−1」、「プラクセルF
A−2」、「プラクセルFA−3」、「プラクセルFA
−4」、「プラクセルFA−5」、「プラクセルFM−
1」、「プラクセルFM−2」、「プラクセルFM−
3」、「プラクセルFM−4」、「プラクセルFM−
5」(いずれもダイセル化学(株)製、商品名、アクリ
ル酸2−ヒドロキシエチル類)等を挙げることができる
が、これに限定するものではない。
組合わせて使用できる。また、上記したモノマーの中で
も1,4−ブタンジオールモノアクリレート及び上記一
般式で表わされるε−カプロラクトン変性(メタ)アク
リレートは耐擦り傷性に優れた塗膜を形成するので、
1,4−ブタンジオールモノアクリレート及び/又はε
−カプロラクトン変性(メタ)アクリレートを単独で用
いるかもしくはこのものとその他の水酸基含有ビニル系
モノマーとを組合わせて用いることが望ましい。
は、水酸基含有ビニル系樹脂の水酸基価が60〜140
mgKOH/g樹脂になるように配合するのが良いが、
好ましくは90〜120mgKOH/g樹脂になるよう
に配合するのが最も良い。水酸基価としては60mgK
OH/g樹脂未満では耐擦り傷性が低下し、一方140
mgKOH/g樹脂を越えるものはメラミン樹脂やポリ
イソシアネート架橋剤等の硬化剤及びポリマー微粒子と
の相溶性が損なわれるため、塗装仕上り外観が低下す
る。
ル単量体として、1,4−ブタンジオールモノアクリレ
ートモノマー及び/又はε−カプロラクトン変性(メ
タ)アクリル単量体を少なくとも10重量部、且つ、水
酸基価が60〜140mgKOH/g樹脂となるように
炭素数3以下の2価アルコールの(メタ)アクリル酸エ
ステルモノマーを共重合することが好ましい。
数4〜24の1価のアルコールの(メタ)アクリル酸エ
ステルを用いることが好ましく、具体的には、例えば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、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エ
チルヘキシルアクリレート、n−オクチル(メタ)アク
リレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル
(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレー
ト等が挙げられる。
て、炭化水素環含有ビニル系モノマーとしてスチレンを
用いた際には、炭素数4〜24の1価のアルコールのア
クリル酸エステルを用いることにより、スチレンとの共
重合性が改善され、低分子量域(重量平均分子量約20
00以下)でのスチレンオリゴマーの生成量を著しく少
なくすることができ、その結果として耐候性を低下させ
ずに耐酸性に優れた塗膜が形成できる。該炭素数4〜2
4の1価のアルコールのアクリル酸エステルの具体例と
しては、例えば前記炭素数4〜24の1価のアルコール
の(メタ)アクリル酸エステルのうちアクリル酸エステ
ルのものが挙げられる。
は、水酸基含有ビニル系樹脂の構成モノマー成分量とし
て約1〜45重量%、好ましくは約5〜40重量%の範
囲が望ましい。配合割合が約1重量%未満では耐擦り傷
性、耐候性、加工性等が低下し、一方、約45重量%を
越えると耐擦り傷性、耐酸性等が低下するので好ましく
ない。
以外に従来から公知のラジカル重合性モノマーを適宜選
択して使用することができる。具体的には(メタ)アク
リル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、(メタ)アクリ
ロニトリル等が挙げられる。該モノマーは、その他のビ
ニル系モノマー成分中で約5重量%以下の範囲で配合で
きる。
1〜3の1価のアルコールの(メタ)アクリル酸エステ
ル等が知られているが、本発明に於いては塗膜の耐擦り
傷性、耐酸性等が低下することからこれらのものを使用
しない方が望ましい。
含有ビニル系モノマー、及びその他のビニル系モノマー
の共重合反応は、通常のアクリル樹脂もしくはビニル樹
脂等の合成方法と同様にして行うことができる。例え
ば、上記成分を有機溶媒に溶解もしくは分散せしめ、ラ
ジカル重合開始剤の存在下で、60〜180℃程度の温
度で撹拌しながら加熱することにより実施できる。反応
時間は通常1〜10時間程度とすれば良い。
トルエン、キシレン、オクタン、ミネラルスピリット等
の炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸
イソブチル、メチルセロソルブアセテート、ブチルカル
ビトールアセテート等のエステル系溶媒、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン
等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロ
パノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、イソ
ブタノール等のアルコール系溶媒、n−ブチルエーテ
ル、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のエーテ
ル系の溶媒等を使用できる。これらの内、炭化水素系溶
媒を用いる場合には、溶解性の点から他の溶媒を併用す
ることが好ましい。また、ラジカル開始剤としては通常
用いられるものをいずれも用いることができ、その一例
として過酸化ベンゾイル、t−ブチルパーオキシ−2−
エチルヘキサノエート等の過酸化物、アゾビスイソブチ
ロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル等のアゾ
化合物等を示すことができる。
の重量平均分子量は、3000〜30000である。3
000未満では耐候性が低下し、30000以上では塗
装仕上り外観が低下する。
(ブロック)ポリイソシアネート化合物は、前記水酸基
含有ビニル系樹脂を架橋するためのものである。
硬化性アクリル樹脂塗料に汎用されているメラミン樹脂
を用いることができる。例えば、メラミン、尿素、ベン
ゾグアナミン、アセトグアナミン、スピログアナミン、
ジシアンジアミド等のアミノ成分とアルデヒドとの反応
によって得られる公知の部分もしくは完全メチロール化
アミノ樹脂が挙げられる。アルデヒドとしては、ホルム
アルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド、ベンズアルデヒド等が挙げられる。また、このメチ
ロール化アミノ樹脂を適当なアルコールによってエーテ
ル化したものも使用でき、エーテル化に用いられるアル
コールの例としてはメチルアルコール、エチルアルコー
ル、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコー
ル、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、2
−エチルブタノール、2−エチルヘキサノール等が挙げ
られる。本発明においては、特にヘキサメトキシメチル
メラミンやそのメトキシ基の一部又は全部をC4 以上の
アルコールで置換したエーテル化メラミン樹脂を用いる
ことが好ましい。この場合パラトルエンスルホン酸、ド
デシルベンゼンスルホン酸のような通常の硬化触媒を添
加するのが好ましい。
1液型塗料としての貯蔵安定性を付与させるためにトリ
エチルアミン、ジエタノールアミン、2−アミノ−2−
メチルプロパノール等のアミン化合物で中和(ブロッ
ク)しても良い。
ばブチル化メラミン樹脂(三井東圧製ユーバン20SE
−60、ユーバン225、大日本インキ製スーパーベッ
カミンG840、スーパーベッカミンG821等)、メ
チル化メラミン樹脂(三井サイアナミド(株)製サイメ
ル303、住友化学製スミマールM−100、スミマー
ルM−40S等)、メチルエーテル化メラミン樹脂(三
井サイアナミド(株)製サイメル303、サイメル32
5、サイメル327、サイメル350、サイメル37
0、三和ケミカル製ニカラックMS17、ニカラックM
S15、モンサント社製レジミン741、住友化学
(株)製スミマールM55等)、メチル化、ブチル化混
合エーテル化メラミン樹脂(三井サイアナミド(株)製
サイメル235、サイメル202、サイメル238、サ
イメル254、サイメル272、サイメル1130、住
友化学製スミマールM66B等)、メチル化、イソブチ
ル化混合エーテル化メラミン樹脂(三井サイアナミド
(株)製サイメルXV805、三和ケミカル製ニカラッ
クMS95等)等のメラミン樹脂を用いることができ
る。
ト化合物としてはフリーのイソシアネート化合物であっ
てもよいし、ブロックされたイソシアネート化合物でも
よい。フリーのイソシアネート基を有するポリイソシア
ネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト、もしくはトリメチルヘキサメチレンジイソシアネー
ト等の脂肪族ジイソシアネート類、キシレンジイソシア
ネート、もしくはイソホロンジイソシアネート等の環状
脂肪族ジイソシアネート類、トリレンジイソシアネート
もしくは4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート
等の芳香族ジイソシアネート類等の有機ジイソシアネー
トそれ自体、又はこれらの各有機ジイソシアネートの過
剰量と多価アルコール、低分子量ポリエステル樹脂もし
くは水等との付加物、あるいは上掲した各有機ジイソシ
アネート同志の重合体、更にはイソシアネート・ビゥレ
ット体等が挙げられるが、それらの代表的な市販品の例
としては「バーノックD−750、−800、DN−9
50、−970もしくは15−455」(以上、大日本
インキ化学工業(株)製品)、「ディスモジュールL、
N、HL、もしくはN3390」(西ドイツ国バイエル
社製品)、「タケネートD−102、−202、−11
0もしくは−123N」(武田薬品工業(株)製品)、
「コロネートEH、L、HLもしくは203」(日本ポ
リウレタン工業(株)製品)又は「デゥラネート24A
−90CX」(旭化成工業(株)製品)等が挙げられ
る。ブロックされたイソシアネート基を有するポリイソ
シアネート化合物としては、上記、フリーのイソシアネ
ート基を有するポリイソシアネート化合物をオキシム、
フェノール、アルコール、ラクタム、マロン酸エステ
ル、メルカプタン等の公知のブロック剤でブロックした
ものが挙げられる。これらの代表的な市販品の例として
は「バーノックD−550」(大日本インキ化学工業
(株)製品)、「タケネートB−815−N」(武田薬
品工業(株)製品)、「アディトールVXL−80」
(西ドイツ国ヘキスト社製品)又は「コロネート250
7」[(日本ポリウレタン工業(株)製品)等が挙げら
れる。
分な性能を有するように、また、炭化水素環が塗膜中に
所定割合になるように配合すればよいが、水酸基含有ビ
ニル系樹脂/架橋剤の比率は重量比で80/20〜50
/50の範囲がよい。
は、該塗膜中の樹脂成分に対して炭化水素環が13〜4
0重量%、好ましくは16〜33重量%の範囲で含まれ
る。該炭化水素環が13重量%未満だと塗膜の耐酸性、
仕上り性等が劣り、一方、40重量%を越えると塗膜の
耐候性が劣る。
で用いた水酸基含有ビニル系樹脂によって導入された炭
化水素環を主として含有するものであるが、他に下記必
要に応じて配合できるポリマー微粒子として、炭化水素
環を含む場合にはこのものも含めた平均量として計算さ
れる。
は、特にベンゼン環を有するものが好ましい。また、そ
のベンゼン環の含有量は炭化水素環に対して約20重量
%以上、好ましくは約40重量%以上の範囲がよい。
分析機器(例えば赤外分光法、熱分解ガスクロマトグラ
フィー)によって分析することが可能である。
に平均粒子径0.01〜1μmの範囲のポリマー微粒子
が配合できる。該微粒子を構成するポリマーは本発明塗
料組成物で用いる有機溶剤に不溶性でなければならな
い。また、該ポリマーは架橋もしくは未架橋であっても
かまわないが好ましくは架橋したものが望ましい。該微
粒子はそれ自体公知のものであり、従来のものから適宜
選択して使用できるが、特に下記したものを使用するこ
とが好ましい。
定剤及び有機浴剤の存在下で少なくとも1種のビニルモ
ノマーを分散重合させてなるものである。高分子分散安
定剤としては、従来から非水ディスパージョンの分野で
使用されている既知のものを使用でき、例えば下記(1)
〜(9) のものを例示することができる。
酸基を含有する脂肪酸の自己縮合ポリエステルとアクリ
ル酸グリシジル又はメタクリル酸グリシジルを付加して
分子中に約1.0個の重合性二重結合を導入したポリエ
ステルマクロモノマー。
ーとメチルメタクリレート及び/又はその他の(メタ)
アクリル酸エステル、ビニルモノマーを共重合した櫛型
ポリマー。
アクリレートを共重合させておき、そのグリシジル基に
後から(メタ)アクリル酸を付加して二重結合を導入し
たもの。
タ)アクリル酸エステルを少なくとも20%共重合して
なる水酸基含有アクリル共重合体。
当り0.3以上の二重結合を導入する方法としては、例
えば、もとのアクリル共重合体中に少量の(メタ)アク
リル酸グリシジルを共重合しておき、後からそのグリシ
ジル基に(メタ)アクリル酸を付加する方法が挙げられ
る。
キルメラミン樹脂。
又はそれに重合性二重結合を導入する方法としたもの。
重合性二重結合を導入する方法としては、例えばアルキ
ド樹脂中のカルボキシル基に(メタ)アクリル酸グリシ
ジルを付加する方法が挙げられる。
ルフリーポリエステル樹脂、油長15%以上のアルキド
樹脂及び/又はそれに重合性二重結合を導入したもの。
アセテートブチレート。重合性二重結合を導入する方法
としては、例えばセルロースアセテートブチレートにイ
ソシアネートエチルメタクリレートを付加する方法が挙
げられる。
タイプのものを組合わせて用いられる。
特に好適な分散安定剤は、脂肪族炭化水素等の比較的低
極性溶剤に溶解可能であって、しかも塗膜性能上の要求
をもある程度満たすことができるものであり、その様な
条件を満たす分散安定剤としては、殊に分子量、ガラス
転移温度、極性(ポリマーのSP値)、水酸基価、酸価
等を容易に調整することができ、耐候性にも優れている
上記(4) 及び(5) のアクリル系共重合体が好適である。
更に分散微粒子とグラフト重合可能な重合性二重結合を
分子中に平均して約0.2〜1.2個有するアクリル系
共重合体が好適である。
型ビニル樹脂は、上記高分子分散安定剤の存在下、該分
散安定剤及び分散微粒子を形成する後記ビニルモノマー
は溶解するが、該ビニルモノマーから生成する重合体微
粒子は実質的に溶解しない脂肪族炭化水素を主体とする
有機溶剤中で、少なくとも1種のビニルモノマーを分散
重合することによって容易に製造される。
ニル系共重合体を形成するモノマーの成分及び上記分散
微粒子を形成するビニルモノマーとしては、ラジカル重
合性不飽和単量体であれば特に制限されることなく、各
種のものを使用することができる。その代表的なものを
例示すれば以下の通りである。
テル:例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、
アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリ
ル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチ
ル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プ
ロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ブチ
ル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メ
タクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル等のアク
リル酸又はメタクリル酸のC1-18アルキルエステル:グ
リシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート:ア
リルアクリレート、アリルメタクリレート等のアクリル
酸又はメタクリル酸のC2-8 アルケニルエステル:ヒド
ロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリ
レート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシ
プロピルメタクリレート等のアクリル酸又はメタクリル
酸のC2-8 ヒドロキシアルキルエステル:アリルオキシ
エチルアクリレート、アリルオキシエチルメタクリレー
ト等のアクリル酸又はメタクリル酸のC3-18アルケニル
オキシアルキルエステル等。
レン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−クロ
ルスチレン、ビニルピリジン等。
ば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸等。
ミド:例えば、アクリルアミド、メタクリルアクリルア
ミド、n−ブトキシメチルアクリルアミド、n−メチロ
ールアクリルアミド、n−ブトキシメチルメタクリルア
ミド、n−メチロールメタクリルアミド等。
ル、メタクリロニトリル、メチルイソプロペニルケト
ン;酢酸ビニル、ベオバモノマー(シェル化学社製)、
ビニルプロピオネート、ビニルピバレート、イソシアネ
ートエチルメタクリレート、パーフルオロシクロヘキシ
ル(メタ)アクリレート、p−スチレンスルホンアミ
ド、N−メチル−p−スチレンスルホンアミド、γ−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシラン等。
なるビニル系共重合体の調製に好適に用いられるもの
は、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸2−エチル
ヘキシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリ
ル、メタクリル酸ステアリル等の比較的長鎖の低極性単
量体を主体とし、これに必要に応じてスチレン、(メ
タ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、
(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)ア
クリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸等を併用した単
量体混合物である。
シジル(メタ)アクリレート又はイソシアネートエチル
メタクリレートを後付加して重合性二重結合を導入した
ものが好適である。
ル重合開始剤を用い、従来公知の溶液重合法によって容
易に製造される。
50000程度の範囲が好ましく、3000〜2000
0程度の範囲がより好ましい。
粒子を形成するビニルモノマーとして好適なものは、
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチ
ル、アクリル酸n−ブチル、アクリロニトリル等の比較
的高極性単量体を主体とし、これに必要に応じて、(メ
タ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエ
チルを併用したものを挙げることができる。またジビニ
ルベンゼンやエチレングリコールジメタクリレート等の
多官能モノマーを少量併用するか、メタクリル酸グリシ
ジルとメタクリル酸のようにお互いに反応する官能基を
有する複数のモノマーを共重合するか、N−アルコキシ
メチル化アクリルアミドやγ−メタクリロキシトリアル
コキシシランのように自己反応性のモノマーを共重合す
ることによって粒子内を架橋しゲル化粒子としてもよ
い。
散微粒子となるビニルモノマーとの配合割合としては、
重量比で5/95〜80/20、好ましくは10/90
〜60/40の範囲内とするのがよく、分散重合はラジ
カル重合開始剤の存在下で従来公知の方法に従い行い得
る。
マーを含有するモノマー混合物を水系媒体中でアニオン
または非イオン性界面活性剤を用いて乳化重合させて得
られるポリマー微粒子の水分散液であって、そして該水
分散液からポリマー微粒子を分離した粉末状のものもし
くは水を有機溶剤で置換して得られる有機溶剤の分散液
の形のものが使用できる。
47107号公報に記載されるゲル化微粒子重合体及び
その製造方法において反応性乳化剤としてアニオン性又
は非イオン性のものを用いたものが好適に使用できる。
該ゲル化微粒子重合体については該公報に記載されてい
るので、ここでは該引用を持って詳細な記述に代える。
ことによって、更に仕上り外観及び耐久性に優れた塗膜
が形成できる。
性能などによって適宜配合できるが、通常、前記水酸基
含有ビニル系樹脂及び架橋剤との総合計量100重量部
に対して約0.1〜50重量部、好ましくは約1〜30
重量部の範囲がよい。
にセルロースアセテートブチル、エポキシ樹脂、ポリエ
ステル樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂等の変性樹脂
を少量併用してもよい。又、必要に応じて、有機溶剤、
顔料、硬化触媒、紫外線吸収剤、塗面調整剤、酸化防止
剤、流動性調整剤、顔料分散剤、シランカップリング剤
等の添加剤等を配合せしめることができる。
ン、キシレン、オクタン、ミネラルスピリット等の炭化
水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブ
チル、メチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトー
ルアセテート等のエステル系溶媒、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン等の
ケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノ
ール、n−ブタノール、sec−ブタノール、イソブタ
ノール等のアルコール系溶媒、n−ブチルエーテル、ジ
オキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エ
チレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル系、
コスモ石油社製の商品名スワゾール310、スワゾール
1000、スワゾール1500等の芳香族石油溶剤系等
を挙げることができる。該有機溶剤は1種もしくは2種
以上混合して使用できる。又、硬化性の点からは沸点が
150℃程度以下のものが好ましいが、これに限定され
るものではない。
としては、例えば有機顔料(例えばキナクリドン等のキ
ナクリドン系、ピグメントレッド等のアゾ系、フタロシ
アニンブルー、フタロシアニングリーン等のフタロシア
ニン系等)、無機顔料(例えば、酸化チタン、硫酸バリ
ウム、炭酸カルシウム、バリタ、クレー、シリカ等)、
炭素系顔料(カーボンブラック)、 メタリック粉末
(例えばアルミニウム、雲母状酸化鉄、ステンレススチ
ール等)、防錆顔料(例えば、ベンガラ、ストロンチゥ
ームクロメート等)が使用できる。
ポリイソシアネート化合物である場合にはジブチル錫ジ
アセテート、ジブチル錫ジオクテート、ジブチル錫ラウ
レート、トリエチルアミン、又はジエタノールアミン等
が挙げられる。
面処理鋼板等)、プラスチック等の被塗物素材に直接又
は被塗物素材にプライマーもしくはプライマー/中塗り
を施した塗膜面に塗布できる。また、自動車用塗料とし
て使用する場合には、例えば、2コート1ベーク、2コ
ート2ベーク等の上塗りエナメル塗料及びクリヤートッ
プコート用塗料、1コート1ベーク等のソリッドカラー
塗料として使用できる。
ル型等)、エアースプレー塗装等の手段により、乾燥膜
厚10〜60μm程度に塗装し、120〜180℃程度
の温度で10〜60分間程度加熱を行うことによって塗
膜を形成することができる。
ク、2コート2ベーク等のクリヤートップコート用塗料
として用いる場合には、特に紫外線吸収剤、紫外線安定
剤等の添加剤を配合することが好ましい。
ベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノ
ン、2,2′,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェ
ノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、
2,2′−ジヒドロキシ−4,4′−ジメトキシベンゾ
フェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4−メトキシベン
ゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフ
ェノン、2−ヒドロキシ−4−ドデシロキシベンゾフェ
ノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルフォベ
ンゾフェノン、5−クロロ−2−ヒドロキシベンゾフェ
ノン、2,2′−ジヒドロキシ−4,4′−ジメトキシ
−5−スルフォベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−
メトキシ−2′−カルボキシベンゾフェノン、2−ヒド
ロキシ−4−(2−ヒドロキシ−3−メチルアクリロキ
シ)プロポキシベンゾフェノン等の如きベンゾフェノン
系化合物;2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチル−フ
ェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ
−3′,5′−ジ−tert−ブチル−フェニル)ベンゾト
リアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′−tert−ブ
チル−5′−メチル−フェニル)ベンゾトリアゾール、
2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert−ブチ
ル−フェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−
(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−tert−イソアミ
ル・フェニル)ベンゾトリアゾール、2−(ヒドロキシ
−5−tert−ブチル−フェニル)ベンゾトリアゾール等
の如きベンゾトリアゾール系化合物;エチル−2−シア
ノ−3,3′−ジフェニルアクリレート、2−エチルヘ
キシル−2−シアノ−3,3′−ジフェニル−アクリレ
ート等の如きアクリレート系;フェニルサリシレート、
4−tert−ブチル−フェニルサリシレート、パラ−オク
チル−フェニルサリシレート等の如きサリシレート系;
エタンジアミド−N−(2−エトキシフェニル)−N′
−(4−イソドデシルフェニル)、2−エチル−2′−
エトキシオキザルアニリド、2−エトキシ−5−tert−
ブチル−2′−エチル−オキザルアニリド及び商品名と
してサンドーズ社のサンドボア EPU.USU 32
06等の蓚酸アニリド系化合物;ヒドロキシ−5−メト
キシ−アセトフェノン、2−ヒドロキシ−ナフトフェノ
ン、2−エトキシエチル−パラ−メトキシシンナメー
ト、ニッケル−ビスオクチルフェニルスルフィド、
〔2,2′−チオビス(4−tert−オクチルフェノラ
ト)〕−n−ブチルアミン−ニッケル等のその他の化合
物等が挙げられる。これらのものは1種もしくは2種以
上組合わせて使用できる。
2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジニル)−2−
ブチル−2−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ブ
チルベンジル)プロパンジオエート、ビス(1,2,
2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケー
ト、8−アセチル−3−ドデシル−7,7,9,9−テ
トラメチル−1,3,8−トリアザスピロ〔4,5〕デ
カン−2,4−ジオン及び商品名としてチヌビン14
4、292、440(以上、チバガイギー社製)、サノ
ールLS−770(三共(株)製)等のヒンダードアミ
ン系等が挙げられる。
できるが、本発明に於いては、特にこのものと紫外線安
定剤と組合わせて用いることが望ましい。これらの添加
剤は前記水酸基含有ビニル系樹脂及び架橋剤との総合計
量100重量部当たり約0.1〜4重量部の範囲が望ま
しい。
添加することなく用いられるがこのものに着色ベース塗
膜が隠蔽しない程度に着色顔料を配合することができ
る。
ば前記した素材に着色ベースコート用塗料組成物を塗布
し、次いで前記クリヤートップコート用塗料を塗装し、
焼き付けることによって実施できる。着色ベース及びク
リヤートップコート塗料組成物の塗装は、通常の塗装方
式、例えば静電塗装もしくは非静電塗装機を用いて行え
る。また、着色ベースコートの膜厚は10〜50μm程
度(硬化後)が好ましい。該塗料を塗装後、数分間室温
に放置するか、50〜80℃位で数分間強制乾燥した
後、クリヤーコート塗料組成物を塗装する。クリヤー塗
膜の厚さは10〜60μm(硬化後)が好ましい。次い
で120〜180℃程度の温度で20〜40分間程度加
熱が行われる。
ましくは金属フレーク粉末及び/又はマイカ粉末を含有
してなる硬化形塗料組成物であって、このような着色ベ
ース塗料自体はすでに公知であり、具体的にはアクリル
樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル・ポリエステル樹脂
等を基体樹脂とし、アミノ樹脂、(ブロック)ポリイソ
シアネート等を架橋剤とし、更に必要に応じて、セルロ
ースアセテートブチレート、着色顔料、体質顔料、有機
重合体微粒子、沈降防止剤、タレ止め防止剤、顔料分散
剤、紫外線吸収剤及びその他塗料用添加剤等を配合して
なる有機溶剤形(ハイソリッド、非水分散型も含む)塗
料、水性塗料等の硬化形塗料が使用できる。該金属フレ
ーク粉末としては、例えばアルミニウムフレーク、ニッ
ケルフレーク、銅フレーク、ステンレスフレーク、真鍮
フレーク及びクロムフレーク等が挙げられ、また、マイ
カ粉末としては、例えばパールマイカ、着色パールマイ
カ等が挙げられる。
等を損なうことなく、大幅に耐酸性が向上した塗膜が形
成できる。
発明をより一層明らかにする。尚、特に断らない限り
「部」及び「%」は、それぞれ「重量部」、「重量%」
を意味する。
ル樹脂反応槽に、スワゾール1000〔コスモ石油
(株)製、芳香族系溶剤〕45部を仕込み、加熱撹拌
し、125℃に達してから下記の単量体混合物を3時間
で滴下した。
に保持した後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.5
部及びスワゾール1000を20部の混合物を1時間要
して滴下した。その後1時間125℃に保ったまま撹拌
を続けた後冷却した。このものにn−ブタノールを1
4.8部加え希釈し、固形分濃度55%の水酸基含有ア
クリル樹脂Aを得た。このアクリル樹脂の重量平均分子
量(MW)は13000、及びアクリル樹脂中のベンゼ
ン環濃度(単量体成分の全配合量に対するベンゼン環の
濃度)は37%であった。アクリル樹脂中のベンゼン環
濃度は、下式で求めた。
液B〜Gの製造 製造例1と同様の方法でアクリル樹脂溶液B〜Gを製造
した。固形分濃度は全て55重量%であった。アクリル
樹脂溶液A〜Gの組成とそれらの重量平均分子量(M
W)及びアクリル樹脂中のベンゼン環濃度を表1に示し
た。
の製造 撹拌機、温度計、還流冷却機等の備わった通常のアクリ
ル樹脂反応槽に、スワゾール1000〔コスモ石油
(株)製、芳香族系溶剤〕45部を仕込み、加熱撹拌
し、125℃に達してから下記の単量体混合物を3時間
で滴下した。
に保持した後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.5
部及びスワゾール1000を20部の混合物を1時間要
して滴下した。その後1時間125℃に保ったまま撹拌
を続けた後冷却した。このものにn−ブタノールを1
4.8部加え希釈し、固形分濃度55%の水酸基含有ア
クリル樹脂Hを得た。このアクリル樹脂の重量平均分子
量(MW)は、13000であった。
溶液I〜Mの製造 製造例1と同様の方法でアクリル樹脂溶液I〜Mを製造
した。固形分濃度は全て55重量%であった。アクリル
樹脂溶液H〜Mの組成とそれらの重量平均分子量(M
W)を表2に示した。
樹脂の製造 撹拌機、温度計、還流冷却機等の備わった通常のアクリ
ル樹脂反応槽にキシロールを45.7部、n−ブタノー
ル5部を仕込み、加熱撹拌し、125℃に達してから下
記の単量体混合物を3時間で滴下した。
に保持した後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.5
部及びキシロールを16部の混合物を1時間要して滴下
し、更に5時間熟成を行った。得られた樹脂溶液の固形
分は60%であった。
ブチルピロカテコール0.03部、グリシジルメタクリ
レート2部を加えて125℃にて5時間反応を行い、重
合性二重結合を導入した。この生成物90部及びキシロ
ール48部、ヘプタン105部をフラスコに仕込み、9
0℃で下記の単量体及び重合開始剤を4時間かけて滴下
した。更に、tert−ブチルパーオクトエート0.5部を
添加し、その後3時間熟成して、非水ディスパーション
型ビニル樹脂を得た。
物であった。
lフラスコに、脱イオン水3536.5部、乳化剤(*
1)を51部加え、撹拌しながら90℃まで昇温した。
これに重合開始剤(*2)12.5部を脱イオン水50
0部に溶解した水溶液の20%を加えた。15分後にモ
ノマー混合物(*3)の5%を加えた。次いで、更に3
0分間撹拌した後、残りのモノマー混合物及び重合開始
剤の滴下を開始した、モノマー混合物の滴下は3時間
で、重合開始剤の滴下は3.5時間かけてそれぞれ行
い、その間重合温度は90℃に保った。重合開始剤水溶
液の滴下終了後も30分間加熱して90℃に保った後室
温に冷却し、濾布を用いて取出し、固形分20%の水性
ゲル化微粒子重合体水分散液Aを得た。
60℃の電気熱風式乾燥機中で乾燥させ、固形樹脂とし
て取り出した。しかるのち、60℃に加熱したキシレン
/n−ブチルアルコール=50/50(重量比)の混合
溶剤中に分散させて固形分濃度20%のゲル化微粒子重
合体分散液(平均粒子径82nm)を調製した。
(39%水溶液) スルホコハク酸系アリル基含有アニオン性反応性乳化
剤、市販品、三洋化成。
−メチル−N−〔1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−
2−ヒドロキシエチル〕プロピオンアミド}、市販品
和光純薬工業。
チルアクリレート/1,6−ヘキサンジオールジアクリ
レート=470/470/60(部)。
36部(固形分量で75部)、サイメルXV805(注
1)25部、表面調整剤(注2)0.1部、及び紫外線
吸収剤(注3)2部の混合物を撹拌し、次いでスワゾー
ル1500(注4)/n−ブタノール=9/1の混合溶
剤を加えて塗料粘度25秒(フォードカップ#4/25
℃)に調整して試験に供した。
7%であった。
ナミド(株)製、固形分約100%のメチル、イソブチ
ル混合エーテル化モノメリックメラミン樹脂。
YK−300溶液。
製、チヌビン900。
(株)製、芳香族系溶剤。
施例1と同様に行い、それぞれ、塗料粘度25秒(フォ
ードカップ#4/25℃)に調整して試験に供した。
割合は、固形分量及び有効成分量に換算した量(部)で
ある。
(株)製、固形分約60%のブチルエーテル化メラミン
樹脂溶液、商品名。
グ インダストリイズ社製、有効成分約25%のドデシ
ルベンゼンスルホン酸アミン中和物、商品名。
レタン(株)製、無黄変型ポリイソシアネート(NCO
含有率16.5%、固形分濃度75%)。
布 製造例8で得た水酸基含有アクリル樹脂(H)(スチレ
ンとアクリル酸エステルとの共重合体)をUV検出器
(紫外線分光検出器、254nmの波長でベンゼン環を
検出)を装備したGPC(ゲルパーミエーションクロマ
トグラフィー)を用いて分析した結果を図1に示した。
この図からは、ポリマー中のスチレンの分布状態を観察
することができる。アクリル樹脂(H)においては低分
子領域(MW2000以下)におけるスチレンリッチの
オリゴマーはほとんど存在していない。
装及び硬化塗膜の作成を行った。
mのダル鋼板上にエポキシ系カチオン電着塗料を乾燥塗
膜約20μmとなるように電着塗装し、焼き付けた電着
塗膜上に自動車中塗りサーフェーサーを乾燥塗膜厚約2
0μmとなるように塗装焼き付けした後、#400のサ
ンドペーパーで水研ぎし、水切り乾燥し、次いで石油ベ
ンジンで脱脂し試験用の素材とした。
−22(関西ペイント社製、メタリック塗料、商品名)
をエアスプレーガンF5(明治機械製作所製、商品名)
を用いて硬化膜厚で約15μmとなるように塗装し、室
温で約3分間放置後、実施例1〜15及び比較例1〜5
の粘度調整した塗料を、前記エアースプレーガンF5を
用いて硬化膜厚で約40μmの厚さになるように塗装し
た後、約10分間室温に放置セッティングした。次い
で、このものを電気熱風乾燥機で140℃、30分間加
熱硬化せしめた。
〜14及び比較例1〜5をブリキ板に硬化膜厚が約40
μmの厚さになるよう塗装した。
種々の試験を行った。その試験結果を表4に示す。
て行った。
の基準で評価した。
た。
筆引っ掻き値を表示した。
下し、85℃に加熱したホットプレート上で、15分間
加熱した後、水洗し、塗面を観察し、次の基準で評価し
た。 ○:全く変化のないもの、 △:塗面に異常はないが、滴下部と非滴下部の境界にわ
ずかに段差が認められるもの、 ×:塗面が白化したもの。
液を19.6g、KNO3 1mg/g溶液を5.2g、
CaCl2 ・2H2 O 1mg/g溶液を3.7g、M
gSO4 ・7H2 O 1mg/g溶液を8.2g、(N
H4 )2 SO4 1mg/g溶液を73.3g、0.1N
H2 SO4 を30.0g、0.1N HNO3 を2
0.0g、0.05N HClを10.0g及びNaF
1mg/g溶液を4.7g配合し、pHをH2 SO4 で
1に調整したものを使用した。
た後、水洗し、塗面を観察し、次の基準で評価した。
ゼで塗面を10回払拭した後、塗面を観察し、次の基準
で評価した。
けた自動車を洗車機で5回洗車した後の該塗板の塗面状
態を観察した。洗車機はヤスイ産業製「PO 20FW
RC」を用いた。評価基準は次の通りである。
ず、合格、 ○:少し擦り傷が見つかるが、その程度は軽い、 △:目視観察で擦り傷が目立ち、不合格、 ×:目視観察ではっきりと著しい擦り傷が判り、不合
格。
00メッシュのステンレススチール製の網状容器に入
れ、アセトン/メタノール=1/1溶媒を用いて6時間
抽出させた後、次式に従ってゲル分率を計算した。
出前の試料の重量×100 耐候性:サンシャインウェザーメーターに1600時間
曝露した後の塗膜を観察し、次のように評価した。
をGPCで分析した結果である。
Claims (11)
- 【請求項1】(A)炭化水素環を有する水酸基含有ビニ
ル系樹脂と、(B)アミノ樹脂及び/又は(ブロック)
ポリイソシアネート化合物とを必須成分として含有する
硬化性樹脂塗料組成物であって、その塗料組成物によっ
て形成された硬化塗膜が樹脂成分に対して炭化水素環を
13〜40重量%含有することを特徴とする塗料組成
物。 - 【請求項2】水酸基含有ビニル系樹脂が、炭化水素環含
有ビニル系モノマー、水酸基含有ビニル系モノマー及び
その他のビニル系モノマーを共重合してなる請求項1記
載の塗料組成物。 - 【請求項3】アミノ樹脂が、ヘキサメトキシメチルメラ
ミン及び/又はそのメトキシ基の一部又は全部を炭素数
4以上のアルコールで置換したエーテル化メラミン樹脂
である請求項1記載の塗料組成物。 - 【請求項4】塗料組成物に、平均粒子径0.01〜1μ
mのポリマー微粒子を配合してなる請求項1記載の塗料
組成物。 - 【請求項5】炭化水素環含有ビニル系モノマーが、スチ
レンである請求項1記載の塗料組成物。 - 【請求項6】水酸基含有ビニル系モノマーが、1,4ブ
タンジオールモノアクリレートモノマー及び/又はε−
カプロラクトン変性(メタ)アクリルモノマーである請
求項2記載の塗料組成物。 - 【請求項7】その他のビニル系モノマーが炭素数4〜2
4の1価のアルコールの(メタ)アクリル酸エステルで
ある請求項2記載の塗料組成物。 - 【請求項8】塗料組成物にアミノ樹脂の硬化触媒として
酸類及び/又は酸類をアミン化合物で中和した塩類を配
合してなる請求項1又は3に記載の塗料組成物。 - 【請求項9】塗料組成物が、上塗り塗料組成物である請
求項1〜9のいずれかに記載の塗料組成物。 - 【請求項10】素材に着色ベースコート及びクリヤート
ップコートを順次形成し、2コート1ベーク方式で仕上
げる上塗り塗装方法において、クリヤートップコートを
形成する塗料組成物として、(A)炭化水素環を有する
水酸基含有ビニル系樹脂と、(B)アミノ樹脂及び/又
は(ブロック)ポリイソシアネート化合物とを必須成分
として含有する硬化性樹脂塗料組成物であって、その塗
料組成物によって形成された硬化塗膜が樹脂成分に対し
て炭化水素環を13〜40重量%含有する塗料組成物を
用いることを特徴とする塗装方法。 - 【請求項11】請求項1又は10項記載の塗料組成物又
は塗装方法によって得られる塗装物品。
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