JPH0530867B2 - - Google Patents

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JPH0530867B2
JPH0530867B2 JP58010875A JP1087583A JPH0530867B2 JP H0530867 B2 JPH0530867 B2 JP H0530867B2 JP 58010875 A JP58010875 A JP 58010875A JP 1087583 A JP1087583 A JP 1087583A JP H0530867 B2 JPH0530867 B2 JP H0530867B2
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JP
Japan
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resin
water
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vinyl
acid
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JP58010875A
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Japanese (ja)
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Katsuaki Kida
Teruaki Kuwajima
Shinichi Ishikura
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Nippon Paint Co Ltd
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Nippon Paint Co Ltd
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Priority to US06/538,651 priority patent/US4518724A/en
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Priority to GB08326546A priority patent/GB2131438B/en
Priority to DE19833339212 priority patent/DE3339212A1/en
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は上塗り塗料として有用な水性塗料組成
物に係り、さらに詳しくは水性樹脂と水不溶性樹
脂微粒子とを被膜形成成分として含む作業性なら
びに塗膜性能の特段に改善された水性塗料組成物
に関するものである。 水性塗料組成物の樹脂ビヒクルとして水性樹脂
と水不溶性樹脂粉末を組合わせて使用する試みが
近年注目を集めている。例えば特願昭51−31636
号、51−25224号等には、樹脂粒子10〜70wt部と
水90〜30wt部からなるスラリーに樹脂粒子の0.5
〜30wt%の水希釈性樹脂を組成物の貯蔵安定目
的で加えることが、又特願昭49−127151号にも粉
末樹脂と水からなるスラリーに粉末樹脂の5〜50
%に相当する水溶性または水分散性樹脂を加える
ことが記載されている。しかしながらこういつた
スラリー型塗料では一般に不揮発分濃度をたかめ
ることが困難で、厚塗りができず、塗装後の塗膜
付着性が不充分なためクラツクを生じ易く、塗装
作業性、貯蔵安定性、塗膜性能などの点から実用
化には至つていない。また特願昭54−74606号、
同54−170262号、特公昭55−4149号等には粉体塗
料と水溶性樹脂を主成分とした水分散型塗料組成
物で水溶性樹脂を粉体樹脂の約10〜20%程度配合
したものが記載されている。しかしながらこれら
も水分散時には水−粉体樹脂のスラリーとなり水
溶性樹脂が分散安定剤的役割をはたすことを期待
したものであつて、水溶性樹脂は粉体樹脂を主体
とするスラリーの改質剤にとどまり、結局はスラ
リー型塗料と変るところはないし、またその固有
の欠点を本質的に改善するものでもない。かかる
状況下に於て本出願人により水溶性乃至は水分散
性樹脂と水不溶性樹脂微粒子との組み合せにかか
る樹脂ビヒクルを含む極めて注目すべき水性塗料
組成物が開発され特許出願(特願昭56−114686
号)された。該出願にかかる発明は、塗料に通常
使用せられる粘度範囲の水性ワニス5gを100ml
のビーカーに秤取し、脱イオン水で希釈し、ビカ
ーごしに1号活字(26ポイント活字)が読めなく
なるときの水希釈倍率で表示した水トレランスお
よび水性ワニスを固形分1%w/wに脱イオン水
で希釈して得た溶液の表面張力を水性樹脂(水溶
性樹脂あるいは水分散性樹脂、以下同じ)の選択
パラメーターとし、水トレランスが4以上で、表
面張力が51dyne/cm以下の要件を満たす水性樹
脂の少なくとも1種を使用するならば、水性樹脂
と水不溶性樹脂微粉末を固形分重量比で98:2〜
45:55の如く広範囲の配合割合で含有させても系
の粘度増大はみられず従つて水性塗料の樹脂分を
増大させることができ作業性が改善されるだけで
なく、安定性に優れ、塗膜性能にも優れた塗料組
成物が提供せられるとするものであつた。ただ上
記出願にかかる水性塗料組成物は従来からの各種
提案と同様、中塗り、下塗り塗料として開発され
たものであつて、特に高光沢、フラツトな塗面の
要求される上塗塗料としての塗膜性能を満たすも
のではなかつた。しかるに水性塗料組成物で作業
性、貯蔵安定性、等の塗料性能に優れているだけ
でなく、耐久性や光沢、平滑さ等の塗膜性能面で
も優れ、上塗り塗料として有用な水性塗料組成物
が自動車工業を始め各種の塗装分野において焦眉
の急として要望されている。 本出願人はさきにアルキド樹脂、ポリエステル
樹脂から選ばれる水性樹脂と、重合性の炭素−炭
素二重結合を有する不飽和化合物の重合で得られ
る平均粒子径0.3〜6μ、最大粒子径10μ以下の樹脂
粒子を固形分重量比で99:1〜40:60の割合で含
む水性塗料組成物;ビニル樹脂、アルキド樹脂お
よびポリエステル樹脂から選ばれる水性樹脂と重
合性の炭素−炭素二重結合を有する不飽和化合物
の重合で得られる平均粒子径0.01〜0.1μの樹脂粒
子を、固形分重量比で99:1〜15:85の割合で含
む水性塗料組成物、およびビニル変性アルキド樹
脂およびビニル変性ポリエステル樹脂から選ばれ
る水性樹脂と、重合性の炭素−炭素二重結合を有
する不飽和化合物の重合で得られる平均粒子径
0.01〜6μの樹脂微粒子を固形分重量比で99:1〜
15:85の割合で含む水性塗料組成物が、作業性、
貯蔵安定性、耐久性に優れているだけでなく、高
光沢且つ平滑な塗装面を与え、上塗り塗料として
有用であることを見出し、夫々特願昭57−174890
号、同57−174891号、同57−174892号として特許
出願した。 本発明は上記発明をさらに進展させたものであ
る。 すなわち上記の発明は特定の水性樹脂と特定の
水不溶性樹脂の組合せであつて、樹脂粒子の平均
粒子径が特定範囲内にあるものをある種配合比で
組合せて使用すると、系の特殊なレオロジー特性
の故に粘度増大なしに樹脂分濃度を大にすること
ができ、作業性に優れ、しかも高光沢、平滑な塗
面を与えることができ上塗り塗料としての諸要件
を充分満たす水性塗料組成物が得られるとするも
のであつたが、本発明者らは樹脂粒子のこういつ
た粒子径からさらに粒子構造、粒子表面構造にま
で研究を進め、該粒子を少なくとも一種の重合性
の炭素−炭素二重結合を有する不飽和単量体をシ
ードエマルシヨルの存在下、水中で二段重合法で
重合させ内殻部、外殻部の二層構造のものとし、
外殻部に比し、内殻部を相対的に硬質とすること
により塗料のフロー特性を変え、作業性ならびに
ピンホール等の塗膜性能を特段に改善し、しかも
水性樹脂と水不溶性樹脂の組合せをより広範囲の
ものとなしうることを知り本発明を完成するに至
つた。 従つて本発明目的は作業性、貯蔵安定性、耐久
性に優れ、高光沢でフラツトな塗面を与えうる水
性塗料組成物であつて、作業性ならびにピンホー
ル等の塗膜性能面において特段に優れた効果を与
えうる塗料組成物を提供するにある。 本発明目的は水性樹脂と水不溶性樹脂微粒子と
からなるバインダー成分を必須の構成成分として
含み、所望により顔料、架橋剤その他の塗料添加
剤を含有せしめてなる水性塗料組成物において、
水性樹脂がポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ビ
ニル樹脂、ビニル変性ポリエステル樹脂およびビ
ニル変性アルキド樹脂からなる群より選ばれた少
なくとも1種であり、水不溶性樹脂微粒子が少な
くとも一種の重合性の炭素−炭素二重結合を有す
る不飽和単量体をシードエマルシヨンの存在下、
水中で二段重合法で重合させ、且つ各段の不飽和
単量体組成を制御して第一段で相対的にガラス転
移温度の高い硬質内殻部を、また第二段で相対的
にガラス転移温度の低い軟質外殻部を形成させて
得られるコア−シエル二重構造を有する平均粒子
径0.3〜6μの微粒子であり、前記水性樹脂と水不
溶性樹脂の固形分重量比が99:1〜15:85である
ことを特徴とする水性塗料組成物により達成せら
れる。 本発明に於て使用せられる水性樹脂(水溶性樹
脂あるいは水分散性樹脂、以下同じ)は塗料分野
で通常用いられるポリエステル、アルキド、ビニ
ル、ビニル変性ポリエステルあるいはビニル変性
アルキド樹脂である。 すなわち、本発明で用いられるポリエステル樹
脂は多塩基酸と多価アルコールの重縮合反応で得
られる一般のポリエステル樹脂で、この場合多塩
基酸としてはシユウ酸、コハク酸、無水コハク
酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の
直鎖2塩基酸;フタル酸、無水フタル酸、イソフ
タル酸、テレフタル酸、テトラヒドロ無水フタル
酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロ無水フ
タル酸、テトラブロム無水フタル酸、トリメリツ
ト酸、無水トリメリツト酸、ピロメリツト酸、無
水ピロメリツト酸等の芳香族脂肪酸;マレイン
酸、無水マレイン酸、フマール酸、イタコン酸等
の不飽和2塩基酸等が、また多価アルコールとし
ては例えばエチレングリコール、プロピレングリ
コール、1,3−ブチレンジオール、1,6−ヘ
キサンジオール、ジエチレングリコール、ネオペ
ンチルグリコール、トリエチレングリコール等の
グリコール類、水素化ビスフエノールA、ビスフ
エノールジヒドロキシプロピルエーテル、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等が適宜使用せら
れる。ただし上記多塩基酸ならびに多価アルコー
ルは何ら限定的なものでなく、通常のポリエステ
ル樹脂原料として使用可能な任意のものでありう
るし、また常法により分子量調節の目的で一塩基
酸あるいは一価アルコールを使用することも可能
である。 アルキド樹脂は、上記ポリエステルを乾性油、
脂肪酸などでエステル化変性したものであり、油
脂成分としてアマニ油、キリ油、オイチシカ油、
脱水ヒマシ油、ヤシ油、水添ヤシ油、米糖脂肪
酸、トール油脂肪酸、大豆油、オクチル酸など任
意の公知のものが用いられ、またアルキド樹脂は
エポキシ変性、ロジン変性、フエノール樹脂変性
のものであつてもかまわない。これら樹脂の製法
は当業者衆知で詳細は不要であろう。 本発明ではまたビニル樹脂も好適に使用せられ
る。このビニル樹脂は分子内に1コ以上の重合可
能な重合性の炭素−炭素二重結合を有する下記の
如き単量体の単独もしくは任意の組合せを重合さ
せて得られるものである。 1) カルボキシル基含有単量体 例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン
酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等 2) ヒドロキシル基含有単量体 例えば2−ヒドロキシエチルアクリレート、
ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロ
キシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピ
ルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレ
ート、ヒドロキシブチルメタクリレート、アリ
ルアルコール、メタアリルアルコール等 3) 含窒素アルキルアクリレートもしくはメタ
クリレート 例えばジメチルアミノエチルアクリレート、
ジメチルアミノエチルメタクリレート等 4) 重合性アミド 例えばアクリル酸アミド、メタクリル酸アミ
ド等 5) 重合性ニトリル 例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル等 6) アルキルアクリレートもしくはメタクリレ
ート 例えばメチルアクリレート、メチルメタクリ
レート、エチルアクリレート、エチルメタクリ
レート、n−ブチルアクリレート、n−ブチル
メタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレ
ート等 7) 重合性芳香族化合物 例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニ
ルトルエン、t−ブチルスチレン等 8) α−オレフイン 例えばエチレン、プロピレン等 9) ビニル化合物 例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等 10) ジエン化合物 例えばブタジエン、イソプレン等 これら重合性の炭素−炭素二重結合を有する不
飽和単量体は、光、熱、有機過酸化物あるいは無
機過酸化物、アゾ化合物などのラジカル開始剤の
存在下、任意の公知の重合方法で重合せしめられ
る。 さらにまた、別の一群の水性樹脂で本発明に於
て好適に使用せられるものに、ビニル変性された
ポリエステルあるいはアルキド樹脂、すなわちポ
リエステル樹脂またはアルキド樹脂中にビニル重
合体セグメントの組みこまれた樹脂があげられ
る。このようなビニル変性樹脂は例えば次の様な
各種方法で得られる。 (1) 不飽和基を有するポリエステルあるいはアル
キド樹脂の存在下でビニル樹脂の合成を行う。 多塩基酸と多価アルコールとの重縮合反応で
ポリエステルを製造するに際し、多塩基酸とし
て不飽和酸、例えばマレイン酸、無水マレイン
酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、
ダイマー酸などを使用すると不飽和基を有する
ポリエステルが得られ、またかかる不飽和ポリ
エステルあるいは飽和ポリエステルに乾性油、
脂肪酸などを作用させエステル化変性を行うと
不飽和基を有するアルキド樹脂が得られる。こ
のような不飽和基を含有するポリエステルある
いはアルキド樹脂の存在下に、開始剤として通
常のフリーラジカル触媒、例えばアゾビスイソ
ブチロニトリル、ベンゾイルペルオキシド、ジ
−t−ブチルペルオキシド、クメンハイドロペ
ルオキシド等、あるいまた連鎖移動剤例えばエ
チルメルカプタン、ブチルメルカプタン、ドデ
シルメルカプタン、四臭化炭素、四塩化炭素等
を用い、ビニル系モノマーを重合させると本発
明で使用されるビニル変性ポリエステルあるい
はアルキド樹脂が得られる。尚この場合のビニ
ル系モノマーとしては通常ビニル樹脂の製造に
用いられる、分子内に1コ以上の重合可能な炭
素−炭素二重結合の不飽和結合を有する前述の
各種比合物が使用せられる。 (2) カルボン酸基を含有するポリエステルあるい
はアルキド樹脂の存在下にオキシラン基を含有
する重合性炭素−炭素二重結合を有する不飽和
単量体を一成分とするビニル系単量体群の重合
を行なう。 ポリエステル樹脂あるいはアルキド樹脂には
製造原料の多塩基性に基づくカルボン酸基が通
常含まれる。そこでグリシジルアクリレート、
グリシジルメタクリレートの様なオキシラン基
を有する重合性炭素−炭素二重結合を有する不
飽和単量体を一成分として含む、前述の如きビ
ニル系単量体群をかかるカルボン酸基含有ポリ
エステルあるいはアルキド樹脂の存在下に重合
させると、ビニル変性ポリエステルあるいはア
ルキド樹脂が得られる。 (3) オキシラン基を含有するポリエステルあるい
はアルキド樹脂の存在下にカルボン酸基を含有
する単量体を一成分とするビニル系単量体群の
重合を行なう。 ポリエステルあるいはアルキド樹脂の製造に
際し、例えばオキシラン基を2コ以上有する多
価アルコール成分と多塩基酸成分とより、オキ
シラン基を有するポリエステルあるいはアルキ
ド樹脂が得られるから、これら樹脂の存在下
に、カルボン酸基を有する重合性炭素−炭素二
重結合を有する不飽和単量体、例えばアクリル
酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、
マレイン酸、フマル酸等を一成分として含む前
述のビニル系単量体群を反応させれば本発明で
使用せられるビニル変性ポリエステルあるいは
アルキド樹脂が得られる。 (4) カルボン酸基を含有するポリエステルあるい
はアルキド樹脂(またビニル樹脂)と、オキシ
ラン基を有するビニル樹脂(またはポリエステ
ルあるいはアルキド樹脂)を反応させる方法。 ポリエステルあるいはアルキド樹脂と、ビニ
ル樹脂の一方にカルボン酸基をまた他方にオキ
シラン基を担持させ、双方の樹脂を反応させれ
ばカルボン酸基とオキシラン基の反応でビニル
変性ポリエステルあるいはアルキド樹脂が得ら
れる。 (5) メルカプト基含有ポリエステルあるいはアル
キド樹脂の存在下にビニル系単量体を重合させ
る。 メルカプト基を有する多塩基酸あるいは多価
アルコールを用いポリエステルあるいはアルキ
ド樹脂を得、これを連鎖移動反応に利用して前
述のビニル系単量体を重合させる。 上記は本発明のビニル変性ポリエステルあるい
はアルキド樹脂の代表的製造例であるが本発明を
限定するものではなく、ポリエステルあるいはア
ルキド樹脂中にビニル重合体セグメントの組みこ
まれたビニル変性ポリエステルあるいはアルキド
樹脂が得られる限り任意の方法が使用でき、それ
らはいづれも本発明目的に対し好適に使用せられ
ることが理解さるべきである。さてかかる樹脂の
水性化は常法に従つて、例えばカルボキシル基の
如き酸性基を塩基性物質(例えばモノメチルアミ
ン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエ
チルアミン、トリエチルアミン、モノイソプロピ
ルアミン、ジイソプロピルアミン、ジエチレント
リアミン、トリエチレンテトラミン、モノエタノ
ールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノー
ルアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソ
プロパノールアミン、ジメチルエタノールアミ
ン、モルホリン、メチルモルホリン、ピペラジ
ン、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、水酸化リチウム等で中和することにより水
溶性乃至は水分散性が付与され本発明目的に好都
合に使用せられる。水性樹脂は上記各種樹脂の1
種あるいは2種以上が適宜選択され、熱可塑型で
あつても熱硬化性であつてもかまわない。すなわ
ちこれらには加熱時に他の水性樹脂および/また
は粉末樹脂の官能基と相互に反応しうる官能基を
担持せしめても、あるいは担持させなくても自由
である。担持せしめる際のかかる官能基の例とし
てはカルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、水
酸基、オキシラン基、活性メチロール基、アミノ
基、反応性炭素−炭素不飽和結合、イソシアナー
ト基、ブロツクイソシアナート基、ハロゲン等が
あげられ、これらは所望により樹脂製造時の単量
体の選択、高分子化反応の制御など一般的方法で
容易に樹脂中に組みこむことができる。 本発明では上記の水性樹脂と共に水不溶性樹脂
微粉末が使用せられるが、この水不溶性樹脂微粉
末は、重合性の炭素−炭素二重結合を有する不飽
和化合物の重合で得られるビニル系重合体あるい
は共重合体である。この場合の炭素−炭素二重結
合を有する不飽和化合物もさきにビニル水性樹脂
について述べたと同様、分子中にに1コ以上の重
合可能な炭素−炭素二重結合の不飽和結合を有す
る化合物の任意のものであり得、それらが単独あ
るいは組合せの形で用いられる。 しかしながら本発明においては、その最も重要
な特徴の一つとして、このアクリル系乃至はビニ
ル系重合体あるいは共重合体の微粒子が水不溶性
で微細な粒子として作られるこのこと以外に製造
方法で、少なくとも一種の重合性の炭素−炭素二
重結合を有する不飽和単量体をシードエマルシヨ
ンの存在下、水中で二段重合させ、且つ各段の不
飽和単量体組成を制御して第一段で相対的にガラ
ス転移温度の高い硬質内殻部をまた第二段で相対
的にガラス転移温度の低い軟質外殻部を形成させ
て得られるコア−シエル二重構造を有する平均粒
子径0.3〜6μのビニル樹脂微粒子である必要があ
る。 重合性の炭素−炭素二重結合をもつ不飽和化合
物の重合体からなる水不溶性樹脂微粒子をこのよ
うにガラス転移温度が相対的に高い重合体からな
る硬質内殻部と、相対的に低い重合体からなる軟
質外殻部の二重構造のものとすることにより、水
性樹脂と水不溶性樹脂微粒子の相互作用で特異的
な流動特性を示し作業性の点で特段に優れ、ピン
ホール等の膜性能が一段と改善され、且つ高光沢
で平滑な塗面を与えうる上塗り塗料組成物が得ら
れ、また、重合体微粒子と組合さるべき水性樹脂
の種類および樹脂微粒子の許容粒径巾が拡大され
(但し後述の如く微粒子製造上の理由で微粒子の
平均粒径はある範囲に限定)るのであり、本発明
はかかる知見に基づいてなされたものである。 重合性の炭素−炭素二重結合をもつ不飽和化合
物の重合体製造に当り、例えば重合せしめる単量
体の種類により得られるホモポリマーのガラス転
移温度(Tg)がことなること、共重合体の場合、
そのガラス転移温度は夫々使用せられる単量体の
ホモポリマーの中間ガラス転移温度となること、
単量体の割合を変化させ共重合体のガラス転移温
度を任意に設計なしうること、可塑剤、溶剤等の
ブレンドにより重合体のガラス転移温度を低くな
しうることなどは全て公知の技術に属す。また重
合性の炭素−炭素二重結合をもつ不飽和化合物の
重合体の製法、該重合体の微粒子の製造技術自体
も公知である。従つて本発明の水不溶性樹脂微粒
子をガラス転移温度の相対的に高い重合体の硬質
内殻部と低い重合体の軟質外殻部の二重構造のも
のとすることは比較的容易で、従来法により当業
者の容易になしうるところである。ただこういつ
た粒子を微粒子に調整するとの観点よりすれば、
内殻部および外殻部の重合体いづれも乳化重合手
法によることが特に好ましく推奨せられる。この
乳化重合を実施するにおいては、シードエマルシ
ヨンの存在下で行われる必要がある。 通常の乳化剤の存在下での重合では第1段目と
第2段目の重合でそれぞれ別々の組成の粒子が別
個に存在する場合が多く、当発明の水不溶性樹脂
微粒子の目的とするところに合わない。 又、乳化剤の含有量も多く、特に塗膜となつた
時には耐水性の低下等も現れる。 一方、シードエマルシヨン存在下では、先に存
在するシードエマルシヨンに第1段、第2段と順
次吸収され当発明で目的とする水不溶性樹脂微粒
子が得られる。ここでのシードエマルシヨンは一
般のエマルシヨンでも問題はないが、特に好適な
ものは水中で加温下(60℃〜90℃)開始剤と炭素
−炭素二重結合を有する不飽和単量体を重合させ
水溶性のオリゴマーを発生させ、その後、これを
核として少なくとも一種の炭素−炭素二重結合を
有する不飽和単量体を追加重合させて得られるエ
マルシヨンである。また重合開始剤も通常のも
の、例えば過酸化ベンゾイル、t−ブチルパーオ
キシド、クメンハイドロパーオキシドなどの有機
過酸化物;アゾビスシアノ吉草酸、アゾビスイソ
ブチロニトリル、アゾビス−(2,4−ジメチル)
バレロニトリル、アゾビス(2−アミジノプロパ
ン)ハイドロクロライドの如き有機アゾ化合物;
過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナ
トリウム、過酸化水素などの無機水溶性ラジカル
開始剤;レドツクス系開始剤を用いることができ
る。このようにして得られたシードエマルシヨン
を存在下上記第1段、第2段の重合を実施する。
尚、樹脂粒径は好ましくは0.3〜6μ以下になるよ
うに制御せられる。次に外殻部のものよりは低い
ガラス転移温度の重合体を与えるべき単量体
(群)を、所望にり追加の開始剤と共に加え、前
記の内殻部を構成する重合体微粒子をシードとし
て乳化重合により重合させ、粒径0.3〜6μの二重
構造の微粒子を得るのである。 既に述べた如く、ガラス転移温度の相対的に高
い重合体からなる硬質内殻部とガラス転移温度の
相対的に低い重合体からなる軟質外殻部の二重構
造を有する重合体の炭素−炭素二重結合を有する
不飽和化合物の重合体の微粒子を用いると、それ
と組合さるべき水性樹脂の種類ならびに樹脂微粒
子の許容粒径巾が広い範囲に拡大せられる。しか
しながら樹脂微粒子を前述の如く二段にわけた重
合法で製造すること等を勘案すれば微粒子の平均
粒子径は0.3〜6μの範囲が最も実用的である。特
に好ましい範囲は0.4〜5μである。本発明におい
てはまた、二重構造微粒子の内殻部と外殻部を構
成すべき重合体の炭素−炭素二重結合を有する不
飽和化合物の重合体の重量比も広範囲に変更可能
であつて、通常外殻部3〜60/内殻部97〜40重量
%の範囲内で任意に選択される。また外殻部を構
成する重合体の数平均分子量は通常2500〜50000
であることが好ましい。しかしながらこれらは絶
対的なものではなく所望効果その他により適宜変
更可能である。 上記の特定構造、規定粒子サイズを有する樹脂
微粒子は1種または2種以上の組合せで使用する
ことができ、それらには前記の水性樹脂と、ある
いは樹脂微粒子同士の間で加熱時に相互に反応し
うる官能基を担持せしめることができ、あるいは
かかる官能基を担持せしめぬことも自由である。
結局本発明で使用される樹脂組成物は全体とし
て、熱可塑性であつても熱硬化性であつてもかま
わない。本発明の塗料組成物にあつては、上記の
水性樹脂と水不溶性樹脂微粒子とが固形分重量比
で、前者99〜15%、後者1〜85%、好ましくは前
者98〜40%、後者2〜60%の範囲内で組合わされ
ることが必要である。というのは水性樹脂分が過
少にすぎると樹脂微粒子の分散安定性が悪くなり
塗膜の平滑性が損われるし、また樹脂微粒子が1
重量%未満では上塗り塗料としての本発明目的が
達成されないからである。 媒体としては水が用いられるが、所望により親
水性の極性有機溶剤を共存せしめることもでき
る。かかる有機溶剤としては例えばエチレングリ
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、エチレングリコールモノブ
チルエーテル、メタノール、エタノール、イソプ
ロピルアルコール、n−ブタノール、sec−ブタ
ノール、t−ブタノール、ジメチルホルムアミド
などがあげられる。しかしながら本発明組成物に
おいて水媒体と樹脂分の割合に関してはかなり流
動的である。というのは通常スプレー塗装には固
形分10〜80%程度、はけ塗りには5〜90%程度、
浸漬には1〜60%程度のものが用いられるのであ
るが、本発明組成物はその特異的な流動特性の故
に、また樹脂微粒子の特異な表面特性の故に極め
て安定性に富み、任意の水分含量に調整、保存が
可能であり、又使用に際し所定濃度まで水による
希釈が可能であるからである。本発明にあつては
上述の水性樹脂、特異な表面特性を有し二重構造
に構成された水不溶性樹脂微粒子、水を必須成分
とし、かかる組成物をそのままクリヤー塗料とし
て用いることにより高光沢で平滑な、特にピンホ
ール等の塗膜性能の点で優れた上塗り塗面を得る
ことができる。またこの樹脂組成物に通常の塗料
製造技術に従い、顔料、架橋剤その他の添加剤を
加え均一に分散混合することにより、作業性の点
で特段に優れ、高光沢、平滑で特にピンホール等
の塗膜性能面で優れた上塗り用の水性塗料組成物
が得られる。 顔料としては通常上塗塗料に使用せられる任意
の顔料が用いられ、良好に分散含有せしめられ
る。顔料の配合に際しては、予め水性樹脂の一部
を用いて顔料ペーストを作り、これに水性樹脂の
残量、樹脂微粒子、その他の添加剤を加え、公知
のゲートミキサー、高速デイスパー等の分散機械
を使用し均一に混合分散するのが特に好ましい。
しかしながら勿論、最初から各成分を分散機械に
より混合分散して塗料化することも可能である。 本発明の塗料組成物にはまた所望により、架橋
剤を添加することができ、例えばメラミン・ホル
ムアルデヒド樹脂、メトキシ変性、ブトキシ変性
メラミンホルムアルデヒド樹脂、尿素樹脂、チオ
尿素樹脂、グアナミン樹脂、アセトグアナミン樹
脂等のアミノプラスト、イソシアネート、ポリイ
ソシアネート、ブロツクイソシアネート等のイソ
シアネート化合物、フエノール樹脂等任意の公知
の架橋剤が好ましく使用せられる。さらにまた所
望により通常の他の添加剤例えばタレ防止剤、沈
降防止剤、色分れ防止剤、ハジキ防止剤、表面張
力調整剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤
等を適宜加えることも可能である。これら顔料、
架橋剤、その他の添加剤の使用量、配合手法等は
全て通常の上塗塗料製造に準じ適宜選択使用せら
れる。 本発明の塗料組成物はそのまま、あるいは水で
さらに希釈し、スプレー、浸漬、ハケ塗り等通常
の塗装法により適用され乾燥あるいは加熱による
焼付けが行なわれ、高光沢、平滑で耐久性に富
み、特にピンホール等の塗膜性能の優れた上塗り
塗面が得られる。また塗料の貯蔵安定性も良好
で、作業性の点で格別にすぐれ、上塗り用の水性
塗料組成物として極めて有用である。 以下製造例、実施例、比較例により本発明を説
明する。なお特にことわりのない限り「部」とあ
るは「重量部」を意味する。 製造例 1 樹脂微粒子−1の製造 撹拌機、温度調節器、冷却管を備えた2リツト
ルのガラス製反応容器に1100部の脱イオン水を秤
取し、温度を80℃にする。この水中に撹拌しなが
ら、脱イオン水100部と過硫酸アンモニウム6部
からなる水溶液と、メチルメタクリレート210部
と2−エチルヘキシルアクリレート75部とn−ド
デシルメルカプタン15部とからなる単量体混合液
の5部を仕込み5分間撹拌を継続する。そのあと
1時間かけて単量体混合液295部を反応溶液中に
滴下する。滴下終了後15分撹拌を継続したのち、
脱イオン水10部と過硫酸アンモニウム1部とから
成る水溶液を添加し、1時間撹拌を継続して反応
を終了し、不揮発分20%のシードエマルシヨンを
得る。 シードエマルシヨン合成に用いたのと同様の反
応容器に脱イオン水250部とシードエマルシヨン
25部を秤取し、温度を80℃にする。この反応容器
中に撹拌下脱イオン水10部と過硫酸アンモニウム
0.1部からなる水溶液を添加し、続いてメチルメ
タクリレート400部、2−ヒドロキシエチルアク
リレート29部、脱イオン水200部、デドシルベン
ゼンスルホン酸ナトリウム0.4部、過硫酸アンモ
ニウム0.9部から成るプレエマルジヨンを2時間
かけて滴下する。このモノマー組成から成るラン
ダムポリマーの計算Tgは93.5℃である。プレエ
マルシヨンの滴下開始後1時間30分経過した時点
で、2−エチルヘキシルアクリレート60部と2−
ヒドロキシエチルアクリレート6部からなる単量
体混合液を30分かけてプレエマルシヨンと同時に
滴下する。このモノマー組成から成るランダムポ
リマーの計算Tgは−80℃である。滴下終了後30
分間撹拌を継続した時点で、脱イオン水20部と過
硫酸アンモニウム0.2部からなる水溶液を添加し、
さらに撹拌を1時間継続して反応を終了する。得
られたエマルシヨンは不揮発分50.0%で、含有さ
れる樹脂微粒子の平均粒子径は1.6μ、最大粒子径
は4.5μであつた。なお、粒子径は透過型電子顕微
鏡を用いて測定した。またTgの計算は北岡協三
著「塗料用合成樹脂入門」高分子刊行会168〜170
頁に従つた。 製造例 2 樹脂微粒子−2の製造 製造例1で用いたのと同様の反応容器に脱イオ
ン水245部と製造例1のシードエマルシヨン25部
を秤取し、温度を80℃にする。この反応容器中に
撹拌下脱イオン水20部と過硫酸アンモニウム0.1
部からなる水溶液を添加し、続いてメチルメタク
リレート195部、2−エチルヘキシルアクリレー
ト100部、脱イオン水200部、ドデシルベンゼンス
ルホン酸ナトリウム0.3部、過硫酸アンモニウム
0.6部から成るプレエマルジヨンを2時間かけて
滴下する。このモノマー組成から成るランダムポ
リマーの計算Tgは8.5℃である。滴下終了後10分
間撹拌を継続した時点で(内殻部の形成後)メチ
ルメタクリレート65部と2−エチルヘキシルアク
リレート135部からなる単量体混合液を15分間で
滴下する。このモノマー組成から成るランダムポ
リマーの計算Tgは−48℃である。滴下終了後30
分間撹拌を継続した時点で脱イオン水20部と過硫
酸アンモニウム0.2部からなる水溶液を添加し、
さらに撹拌を1時間継続して反応を終了する。得
られたエマルシヨンは不揮発分48.0%で含有され
る樹脂微粒子の平均粒子径は2.6μ、最大粒子径は
4.5μであつた。 製造例 3 樹脂微粒子−3の製造 製造例1で用いたのと同様の反応容器に520部
の脱イオン水を秤取し、温度を80℃にする。この
水中に撹拌しながら、脱イオン水100部と、過硫
酸アンモニウム15部からなる水溶液と、メチルメ
タクリレート384部と2−エチルヘキシルアクリ
レート96部とn−ドデシルメルカプタン40部とか
らなる単量体混合液の20部を仕込み5分間撹拌を
継続する。この段階でシードエマルシヨンが得ら
れている。そのあと1時間かけて単量体混合液
500部を反応溶液中に滴下する。このモノマー組
成からなるランダムポリマーの計算Tgは41.5℃
である。滴下終了後15分撹拌を継続したのち、メ
チルメタクリレート48部と2−エチルヘキシルア
クリレート58部とメタクリル酸2部と2−ヒドロ
キシエチルアクリレート12部からなる単量体混合
液を20分かけて滴下する。このモノマー組成から
なるランダムポリマーの計算Tgは−26.5℃であ
る。つづいて脱イオン水40部と過硫酸アンモニウ
ム0.2部からなる水溶液を添加し、1時間撹拌を
継続して反応を終了する。得られたエマルシヨン
の不揮発分は50.0%で含有される樹脂微粒子の平
均粒子径は0.40μ、最大粒子径は1.2μであつた。 参考例 比較用樹脂微粒子の製造 樹脂微粒子−1の製造に用いたのと同様の反応
容器に脱イオン水900部、メトローズ60SH−50
(信越化学社製、メチルセルロース)1.5部、メチ
ルメタクリレート210部、2−エチルヘキシルア
クリレート63部、2−ヒドロキシエチルアクリレ
ート21部、メタクリル酸6部、n−ドデシルメル
カプタン6部、アゾビスイソブチロニトリル6部
を秤取し、回転数250rpmで撹拌しながら7時間
温度を65℃に継続して、反応を終了する。得られ
た懸濁液を200メツシユの金網で濾別し20μ〜
600μの粒子径のパール粒子をえる。これをボー
ルミルで24時間粉砕して平均粒径18μ、最大粒径
45μの樹脂微粒子とした。この樹脂の分子量は
7600であつた。 製造例 4 水性樹脂−1の製造 撹拌機、温度調節器、デカンターを備えた2リ
ツトルの反応容器にトール油脂肪酸273部、トリ
メチロールプロパン197部、ネオペンチルグリコ
ール78部、水添ビスフエノールA91部、イソフタ
ル酸204部、無水トリメリツト酸157部、キシレン
20部を仕込み、撹拌しながら昇温する。反応温度
を180℃から210℃に保持し、生成する水を除去し
ながら5時間反応を継続して、酸価65、OH価
100、数平均分子量1500、油長30のアルキド樹脂
をえる。 続いてエチレングリコールモノブチルエーテル
183部とジメチルエタノールアミン96部を加えた
後脱イオン水で希釈して不揮発分50%の水性ワニ
スをえる。 製造例 5 水性樹脂−2の製造 水性樹脂−1の製造で用いたのと同様の反応容
器にトリメチロールプロパン69部、ネオペンチル
グリコール297部、水添ビスフエノールA91部、
イソフタル酸201部、テトラハイドロフタール酸
186部、無水トリメリツト酸155部、キシレン10部
を仕込み撹拌しながら昇温する。反応温度を180
℃から210℃に保持し、生成する水を除去しなが
ら5時間反応を継続して酸価55、OH価100、数
平均分子量1500のポリエステル樹脂を得る。 続いてエチレングリコールモノブチルエーテル
183部、ジメチルエタノールアミン82部を加えた
後、脱イオン水で希釈して不揮発分50%の水性ワ
ニスを得る。 製造例 6 水性樹脂−3の製造 撹拌機、温度調節器、冷却管を備えた1リツト
ルの反応容器にエチレングリコールモノブチルエ
ーテル76部を仕込み、さらにスチレン45部、メチ
ルメタクリレート63部、2−ヒドロキシエチルメ
タクリレート48部、n−ブチルアクリレート117
部、メタクリル酸27部、ラウリルメルカプタン3
部、アゾビスイソブチロニトリル3部から成るモ
ノマー溶液61部を添加して撹拌下温度を120℃に
した。上記モノマー溶液245部を3時間で滴下し
た後、1時間撹拌を継続した。さらジメチルエタ
ノールアミン28部と脱イオン水200部を添加して、
不揮発分50%、樹脂の数平均分子量6000のアクリ
ル樹脂ワニスを得た。 製造例 7 水性樹脂−4の製造 撹拌機、温度調節器、冷却管を備えた1リツト
ルの反応容器に脱水ヒマシ油117部、大豆油173
部、グリセリン17部、ペンタエリトリツト61部、
無水フタール酸132部を秤取し、キシレン7.5部を
添加した後、撹拌下温度を180℃から220℃に保
ち、ポリエステル化反応により生成する水を共沸
で除去しながら3時間反応を継続して、油長57
%、酸価10、Mn1800のアルキド樹脂を得た。こ
の樹脂をキシレンで希釈して不揮発分60%のアル
キド樹脂ワニスとした。 樹脂合成に用いたのと同様の反応容器に上記ア
ルキド樹脂ワニス200部、エチレングリコールモ
ノブチルエーテル104部を仕込み、撹拌下温度を
130℃にした。これにスチレン60部、メチルメタ
クリレート102部、2−ヒドロキシエチルメタク
リレート65部、アクリル酸31部、n−ブチルアク
リレート143部、ジt−ブチルペルオキシド6部、
ラウリルメルカプタン8部、からなるモノマー溶
液を3時間で滴下し、さらに1時間撹拌を継続し
て反応を終了する。得られたビニル変性アルキド
樹脂は酸価50、分子量7300であつた。上記反応液
をジメチルエタノールアミンで100%中和した後、
脱イオン水で希釈して不揮発分50%の水性ワニス
とした。 製造例 8 水性樹脂−5の製造 水性樹脂−1の合成で用いたのと同様の反応容
器にネオペンチルグリコール169部、トリメチロ
ールエタン6部、水添ビスフエノールA46部、イ
ソフタール酸174部、アジピン酸65部、無水マレ
イン酸40部を仕込みキシレン10部を添加して、撹
拌下、温度を190〜210℃に保ち、ポリエステル化
反応により生成する水を共沸で除去しながら4時
間反応を継続して、酸価48、数平均分子量1200の
ポリエステル樹脂を得た。この樹脂をエチレング
リコールモノブチルエーテルで希釈して不揮発分
80%のポリエステル樹脂ワニスとした。 製造例7の後段おけるビニル変性アルキド樹脂
の製造において、アルキド樹脂ワニス200部とエ
チレングリコールモノエチルエーテル104部を用
いるかわりに上記ポリエステル樹脂150部と、エ
チレングリコールモノブチルエーテル154部を用
い同様にして、酸価50、分子量6500のビニル変性
ポリエステル樹脂を得た。これをジメチルエタノ
ールアミンで100%中和し、脱イオン水で希釈し
て、不揮発分50%の水性ワニスとした。 実施例1〜6及び比較例1〜2 顔料ペーストの調整 1.5リツトルの密閉できるステンレス容器に160
部の製造例4で得た水性樹脂−1と320部のタイ
ペークR−820(石原産業性、ルチル型酸化チタン
顔料)及び78部の脱イオン水を秤取し、ガラスビ
ーズを500c.c.加え、撹拌機で予備混合した後、ペ
イントコンデイシヨナーで2時間混合分散して顔
料ペースト−1をえた。また水性樹脂−1の代り
に製造例5〜8で得た水性樹脂−2,3,4,5
を用い同様にして顔料ペースト−2,3,4,5
を得た。 ステンレス容器に下記第1表記載の処方に従
い、各材料を秤取し、室温で撹拌機で混合し塗料
組成物を得た。 実施例1〜6および比較例1〜2の各塗料組成
物を脱イオン水で希釈してフオードカツプ#4で
30秒の粘度に調整した。常法に従い鋼板上にスプ
レー塗装し、15分間セツテイングした後、150℃
で15分間焼付けて乾燥塗膜を得た。各組成物にお
けるピンホール限界膜厚及びタレ限界膜厚と光沢
値を同表中に記載する。 但し 膜厚限界ピンホール 膜厚限界タレ ◎ 50μ以上 ◎ 50μ以上 〇 40μ以上 〇 40μ以上 △ 30〜40μ △ 30〜40μ × 30μ以下 × 30μ以下 光沢値60゜グロス値で ◎ 90以上 〇 85以上 △ 80〜85 × 80以下 塗装後、硬化焼付け時、水の突沸、アワの抜け
の結果、塗膜面にクレーター、もしくはピンホー
ルができる。塗膜厚が厚くなる程このような現象
が出やすい。 従つて、タレ限界膜厚と同様ピンホール限界膜
厚は大きければ大きいほど商品価値は高い。
The present invention relates to a water-based paint composition useful as a top coat, and more particularly to a water-based paint composition that contains a water-based resin and water-insoluble resin fine particles as film-forming components and has particularly improved workability and film performance. It is. Attempts to use a combination of an aqueous resin and a water-insoluble resin powder as a resin vehicle for an aqueous coating composition have attracted attention in recent years. For example, patent application No. 51-31636
No. 51-25224 etc., 0.5 of the resin particles are added to a slurry consisting of 10 to 70 wt parts of resin particles and 90 to 30 wt parts of water.
It is also reported in Japanese Patent Application No. 49-127151 that ~30wt% of water-dilutable resin is added to the composition for storage stability.
% of water-soluble or water-dispersible resin is added. However, with such slurry-type paints, it is generally difficult to increase the concentration of non-volatile matter, making it impossible to apply thickly, and the adhesion of the paint film after painting is insufficient, which tends to cause cracks, and the workability, storage stability, etc. It has not been put into practical use due to issues such as coating film performance. Also, patent application No. 54-74606,
No. 54-170262, Japanese Patent Publication No. 55-4149, etc. are water-dispersible coating compositions containing powder coatings and water-soluble resins as main components, with water-soluble resins being blended at approximately 10 to 20% of the powder resin. things are listed. However, when these are dispersed in water, they become a water-powder resin slurry, and the water-soluble resin is expected to play the role of a dispersion stabilizer. In the end, it is no different from a slurry-type paint, and it does not essentially improve its inherent drawbacks. Under these circumstances, the present applicant has developed a remarkable water-based paint composition containing a resin vehicle that is a combination of a water-soluble or water-dispersible resin and water-insoluble resin particles, and has filed a patent application (Japanese Patent Application No. 1983). −114686
No.) was done. The invention according to the application is based on 100ml of 5g of water-based varnish with a viscosity range commonly used for paints.
Water tolerance and water-based varnish with a solid content of 1% w/w are weighed into a beaker, diluted with deionized water, and expressed as the water dilution ratio at which No. 1 type (26 point type) becomes unreadable when passed through the beaker. The surface tension of the solution obtained by diluting with deionized water is used as the selection parameter for water-based resin (water-soluble resin or water-dispersible resin, the same applies hereinafter), and the water tolerance is 4 or more and the surface tension is 51 dyne/cm or less. If at least one type of water-based resin that meets the requirements is used, the solid content weight ratio of the water-based resin and water-insoluble resin fine powder is 98:2 to 2.
Even if it is contained in a wide range of mixing ratios such as 45:55, no increase in the viscosity of the system is observed, and therefore the resin content of water-based paints can be increased, which not only improves workability but also has excellent stability. It was intended to provide a coating composition with excellent coating film performance. However, the water-based paint composition in the above application was developed as an intermediate coat or undercoat, just like the various proposals made in the past, and is particularly suitable for use as a topcoat that requires a high gloss and flat coated surface. The performance was not satisfactory. However, water-based paint compositions not only have excellent paint performance such as workability and storage stability, but also have excellent coating performance such as durability, gloss, and smoothness, and are useful as top coats. There is an urgent need for this in various painting fields including the automobile industry. The applicant previously proposed that the average particle diameter of 0.3 to 6μ and the maximum particle diameter of 10μ or less obtained by polymerizing an aqueous resin selected from alkyd resins and polyester resins and an unsaturated compound having a polymerizable carbon-carbon double bond. A water-based coating composition containing resin particles in a solid content weight ratio of 99:1 to 40:60; An aqueous coating composition containing resin particles with an average particle diameter of 0.01 to 0.1μ obtained by polymerization of a saturated compound in a solid content weight ratio of 99:1 to 15:85, and a vinyl-modified alkyd resin and a vinyl-modified polyester resin. Average particle size obtained by polymerizing an aqueous resin selected from and an unsaturated compound having a polymerizable carbon-carbon double bond.
Fine resin particles of 0.01 to 6 μ in solid weight ratio of 99:1 to
The water-based paint composition containing the ratio of 15:85 improves workability,
It was discovered that it not only has excellent storage stability and durability, but also provides a high gloss and smooth painted surface, making it useful as a top coat.
No. 57-174891 and No. 57-174892. The present invention is a further development of the above invention. In other words, the above invention is a combination of a specific water-based resin and a specific water-insoluble resin, and when the resin particles have an average particle size within a specific range and are used in a certain blending ratio, the system has a special rheology. Due to its characteristics, it is possible to increase the resin concentration without increasing viscosity, and there is a water-based paint composition that has excellent workability, provides a high gloss and smooth painted surface, and fully satisfies various requirements as a top coat. However, the present inventors have conducted research on the particle structure and surface structure of the resin particles, and have made the particles into at least one kind of polymerizable carbon-carbon dioxide. An unsaturated monomer having a double bond is polymerized by a two-stage polymerization method in water in the presence of a seed emulsion to form a two-layer structure of an inner shell and an outer shell,
By making the inner shell relatively hard compared to the outer shell, the flow characteristics of the paint are changed, and workability and coating film performance against pinholes are significantly improved. We realized that a wider range of combinations could be used and completed the present invention. Therefore, the object of the present invention is to provide a water-based paint composition that has excellent workability, storage stability, and durability, and can provide a high-gloss, flat coated surface, which is particularly effective in terms of workability and paint film performance such as pinholes. An object of the present invention is to provide a coating composition that can provide excellent effects. The object of the present invention is to provide an aqueous coating composition that contains a binder component consisting of an aqueous resin and water-insoluble resin particles as an essential component, and optionally contains pigments, crosslinking agents, and other coating additives.
The water-based resin is at least one selected from the group consisting of polyester resin, alkyd resin, vinyl resin, vinyl-modified polyester resin, and vinyl-modified alkyd resin, and the water-insoluble resin fine particles are at least one polymerizable carbon-carbon double In the presence of an emulsion seeding unsaturated monomers with bonds,
Polymerization is carried out in water using a two-stage polymerization method, and the unsaturated monomer composition in each stage is controlled to produce a hard inner shell with a relatively high glass transition temperature in the first stage, and a relatively hard inner shell with a relatively high glass transition temperature in the second stage. Fine particles with an average particle diameter of 0.3 to 6μ having a core-shell double structure obtained by forming a soft outer shell with a low glass transition temperature, and the solid content weight ratio of the water-based resin and water-insoluble resin is 99:1. This is achieved by a water-based paint composition characterized by a ratio of 15:85 to 15:85. The water-based resin (water-soluble resin or water-dispersible resin, hereinafter the same) used in the present invention is a polyester, alkyd, vinyl, vinyl-modified polyester or vinyl-modified alkyd resin commonly used in the coating field. That is, the polyester resin used in the present invention is a general polyester resin obtained by a polycondensation reaction of a polybasic acid and a polyhydric alcohol, and in this case, the polybasic acids include oxalic acid, succinic acid, succinic anhydride, adipic acid, Linear dibasic acids such as azelaic acid and sebacic acid; phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic acid, hexahydrophthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, trimellitic anhydride, Aromatic fatty acids such as trimellitic acid, pyromellitic acid, and pyromellitic anhydride; unsaturated dibasic acids such as maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, and itaconic acid; and polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, Glycols such as 1,3-butylene diol, 1,6-hexane diol, diethylene glycol, neopentyl glycol, triethylene glycol, hydrogenated bisphenol A, bisphenol dihydroxypropyl ether, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, Pentaerythritol and the like are used as appropriate. However, the above-mentioned polybasic acids and polyhydric alcohols are not limited in any way, and may be any one that can be used as a raw material for ordinary polyester resins. It is also possible to use Alkyd resin uses the above polyester as a drying oil,
It is esterified and modified with fatty acids, etc., and the oil and fat components include linseed oil, tung oil, oiticica oil,
Any known ones such as dehydrated castor oil, coconut oil, hydrogenated coconut oil, rice sugar fatty acids, tall oil fatty acids, soybean oil, octylic acid, etc. can be used, and the alkyd resins can be epoxy-modified, rosin-modified, or phenolic resin-modified ones. It doesn't matter if it is. The methods for producing these resins are well known to those skilled in the art and need not be detailed. Vinyl resins are also preferably used in the present invention. This vinyl resin is obtained by polymerizing monomers or any combination of the following monomers having one or more polymerizable carbon-carbon double bonds in the molecule. 1) Carboxyl group-containing monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, etc. 2) Hydroxyl group-containing monomers such as 2-hydroxyethyl acrylate,
Hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, allyl alcohol, methalyl alcohol, etc. 3) Nitrogen-containing alkyl acrylate or methacrylate For example, dimethylaminoethyl acrylate,
Dimethylaminoethyl methacrylate, etc.4) Polymerizable amides, such as acrylamide, methacrylic acidamide, etc.5) Polymerizable nitriles, such as acrylonitrile, methacrylonitrile, etc.6) Alkyl acrylates or methacrylates, such as methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, etc. 7) Polymerizable aromatic compounds such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, t-butylstyrene, etc. 8) α-olefins such as ethylene, propylene, etc. 9) Vinyl compounds such as vinyl acetate, vinyl propionate, etc. 10) Diene compounds such as butadiene, isoprene, etc. These unsaturated monomers with polymerizable carbon-carbon double bonds can be treated with light, heat, organic peroxide or inorganic peroxide. Polymerization can be carried out by any known polymerization method in the presence of a radical initiator such as an azo compound or an azo compound. Yet another group of aqueous resins that are preferably used in the present invention include vinyl-modified polyester or alkyd resins, i.e., resins in which vinyl polymer segments are incorporated into polyester resins or alkyd resins. can be given. Such vinyl-modified resins can be obtained, for example, by the following methods. (1) Vinyl resin is synthesized in the presence of polyester or alkyd resin having unsaturated groups. When producing polyester by polycondensation reaction of polybasic acid and polyhydric alcohol, unsaturated acids such as maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid,
By using dimer acid etc., polyesters having unsaturated groups can be obtained, and such unsaturated polyesters or saturated polyesters can be treated with drying oil, drying oil, etc.
When esterified and modified by the action of a fatty acid or the like, an alkyd resin having an unsaturated group can be obtained. In the presence of polyester or alkyd resins containing such unsaturated groups, common free radical catalysts such as azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide, etc. are used as initiators. Alternatively, the vinyl-modified polyester or alkyd resin used in the present invention can be obtained by polymerizing a vinyl monomer using a chain transfer agent such as ethyl mercaptan, butyl mercaptan, dodecyl mercaptan, carbon tetrabromide, carbon tetrachloride, etc. . As the vinyl monomer in this case, the aforementioned various compounds having one or more polymerizable carbon-carbon double bond unsaturated bonds in the molecule, which are usually used in the production of vinyl resins, are used. . (2) Polymerization of a vinyl monomer group containing an unsaturated monomer having a polymerizable carbon-carbon double bond containing an oxirane group in the presence of a polyester or alkyd resin containing a carboxylic acid group. Do this. Polyester resins or alkyd resins usually contain carboxylic acid groups due to the polybasic nature of the raw materials from which they are manufactured. Therefore, glycidyl acrylate,
The above-mentioned vinyl monomer group containing as one component an unsaturated monomer having a polymerizable carbon-carbon double bond having an oxirane group such as glycidyl methacrylate is added to the carboxylic acid group-containing polyester or alkyd resin. When polymerized in the presence of these compounds, vinyl-modified polyester or alkyd resins are obtained. (3) Polymerization of a vinyl monomer group containing a monomer containing a carboxylic acid group as one component is carried out in the presence of a polyester or alkyd resin containing an oxirane group. When producing a polyester or alkyd resin, for example, a polyester or alkyd resin having an oxirane group is obtained by using a polyhydric alcohol component having two or more oxirane groups and a polybasic acid component. unsaturated monomers with polymerizable carbon-carbon double bonds, such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid,
The vinyl-modified polyester or alkyd resin used in the present invention can be obtained by reacting the aforementioned vinyl monomer group containing maleic acid, fumaric acid, etc. as one component. (4) A method of reacting a polyester or alkyd resin (or vinyl resin) containing a carboxylic acid group with a vinyl resin (or polyester or alkyd resin) containing an oxirane group. If a polyester or alkyd resin and a vinyl resin are supported with a carboxylic acid group on one side and an oxirane group on the other, and both resins are reacted, a vinyl-modified polyester or alkyd resin can be obtained by the reaction of the carboxylic acid group and the oxirane group. . (5) A vinyl monomer is polymerized in the presence of a mercapto group-containing polyester or alkyd resin. A polyester or alkyd resin is obtained using a polybasic acid or a polyhydric alcohol having a mercapto group, and this is used in a chain transfer reaction to polymerize the above-mentioned vinyl monomer. The above is a typical production example of the vinyl-modified polyester or alkyd resin of the present invention, but it is not intended to limit the present invention. It should be understood that any available method can be used and any of them are suitable for the purposes of the present invention. In order to make the resin water-soluble, for example, an acidic group such as a carboxyl group is replaced with a basic substance (for example, monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, triethylamine, monoisopropylamine, diisopropylamine, diethylenetriamine, triethylene Neutralize with tetramine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, dimethylethanolamine, morpholine, methylmorpholine, piperazine, ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, etc. The water-based resin is imparted with water-solubility or water-dispersibility and is conveniently used for the purpose of the present invention.
One species or two or more species may be selected as appropriate, and they may be thermoplastic or thermosetting. That is, these may or may not carry functional groups that can react with other aqueous resins and/or powder resin functional groups upon heating. Examples of such functional groups to be supported include carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, hydroxyl groups, oxirane groups, active methylol groups, amino groups, reactive carbon-carbon unsaturated bonds, isocyanate groups, and blocked isocyanate groups. Examples include nato groups and halogens, and these can be easily incorporated into the resin, if desired, by common methods such as selecting monomers during resin production and controlling polymerization reactions. In the present invention, a water-insoluble resin fine powder is used together with the above water-based resin, and this water-insoluble resin fine powder is a vinyl polymer obtained by polymerizing an unsaturated compound having a polymerizable carbon-carbon double bond. Alternatively, it is a copolymer. In this case, the unsaturated compound having a carbon-carbon double bond is the same as described above regarding the vinyl aqueous resin, and is a compound having one or more polymerizable carbon-carbon double bonds in the molecule. They can be arbitrary and used alone or in combination. However, one of the most important features of the present invention is that the fine particles of the acrylic or vinyl polymer or copolymer are water-insoluble and are made as fine particles. An unsaturated monomer having a type of polymerizable carbon-carbon double bond is polymerized in two stages in water in the presence of a seed emulsion, and the composition of the unsaturated monomer in each stage is controlled to produce the first stage. A hard inner shell with a relatively high glass transition temperature is formed in the second stage, and a soft outer shell with a relatively low glass transition temperature is formed in the second stage.The average particle size is 0.3 to 0.3 and has a core-shell double structure. It needs to be 6μ vinyl resin particles. In this way, water-insoluble resin particles made of a polymer of an unsaturated compound having a polymerizable carbon-carbon double bond are combined with a hard inner shell made of a polymer having a relatively high glass transition temperature and a relatively low polymer. By creating a double structure with a soft outer shell consisting of a combination of water-based resin and water-insoluble resin particles, it exhibits unique fluidity characteristics and is particularly excellent in terms of workability, making it possible to prevent pinholes, etc. A top coating composition with improved performance and a high gloss and smooth coating surface is obtained, and the type of water-based resin to be combined with the polymer fine particles and the permissible particle size range of the resin fine particles are expanded ( However, as will be described later, the average particle diameter of the fine particles is limited to a certain range for reasons of fine particle production, and the present invention was made based on this knowledge. When producing a polymer of an unsaturated compound having a polymerizable carbon-carbon double bond, for example, the glass transition temperature (Tg) of the homopolymer obtained differs depending on the type of monomer to be polymerized, and the glass transition temperature (Tg) of the copolymer varies. case,
that its glass transition temperature is the intermediate glass transition temperature of the homopolymer of each monomer used;
The ability to arbitrarily design the glass transition temperature of a copolymer by changing the ratio of monomers, and the ability to lower the glass transition temperature of a polymer by blending plasticizers, solvents, etc., all belong to known technology. . Furthermore, methods for producing polymers of unsaturated compounds having polymerizable carbon-carbon double bonds and techniques for producing fine particles of the polymers are also known. Therefore, it is relatively easy to form the water-insoluble resin fine particles of the present invention into a double structure consisting of a hard inner shell made of a polymer with a relatively high glass transition temperature and a soft outer shell made of a polymer with a relatively low glass transition temperature. This can be easily done by a person skilled in the art according to the law. However, from the perspective of adjusting these particles to fine particles,
It is particularly recommended that the polymers for both the inner shell and the outer shell be produced by emulsion polymerization. This emulsion polymerization must be carried out in the presence of a seed emulsion. In polymerization in the presence of a normal emulsifier, particles with different compositions are often present in the first and second stages of polymerization. Do not fit. In addition, the content of emulsifier is high, and especially when it is formed into a coating film, there is a decrease in water resistance. On the other hand, in the presence of a seed emulsion, the water-insoluble resin particles that are the object of the present invention are obtained by being sequentially absorbed by the seed emulsion that is present in the first stage and second stage. The seed emulsion used here may be a general emulsion, but a particularly suitable one is one in which an initiator and an unsaturated monomer having a carbon-carbon double bond are prepared in water at a temperature of 60°C to 90°C. It is an emulsion obtained by polymerizing to generate a water-soluble oligomer, and then additionally polymerizing an unsaturated monomer having at least one carbon-carbon double bond using this as a core. Polymerization initiators are also common, such as organic peroxides such as benzoyl peroxide, t-butyl peroxide, and cumene hydroperoxide; azobiscyanovaleric acid, azobisisobutyronitrile, azobis-(2,4-dimethyl )
organic azo compounds such as valeronitrile, azobis(2-amidinopropane) hydrochloride;
Inorganic water-soluble radical initiators such as potassium persulfate, ammonium persulfate, sodium persulfate, and hydrogen peroxide; redox-based initiators can be used. The first and second stage polymerizations are carried out in the presence of the seed emulsion thus obtained.
Incidentally, the resin particle size is preferably controlled to be 0.3 to 6 μm or less. The monomer(s) that should give the polymer a glass transition temperature lower than that of the outer shell are then added, along with additional initiator if desired, to seed the polymer particles constituting the inner shell. It is then polymerized by emulsion polymerization to obtain double-structured fine particles with a particle size of 0.3 to 6μ. As already mentioned, the carbon-carbon polymer has a double structure of a hard inner shell made of a polymer with a relatively high glass transition temperature and a soft outer shell made of a polymer with a relatively low glass transition temperature. When fine particles of a polymer of an unsaturated compound having a double bond are used, the types of aqueous resins to be combined with the fine particles and the permissible particle size range of the fine resin particles can be expanded to a wide range. However, taking into account that the resin fine particles are produced by a two-stage polymerization method as described above, it is most practical for the average particle diameter of the fine particles to be in the range of 0.3 to 6 μm. A particularly preferred range is 0.4 to 5μ. In the present invention, the weight ratio of the unsaturated compound having a carbon-carbon double bond in the polymer constituting the inner shell and outer shell of the double-structure fine particles can also be varied over a wide range. , is usually arbitrarily selected within the range of 3 to 60% by weight of the outer shell/97 to 40% by weight of the inner shell. The number average molecular weight of the polymer that makes up the outer shell is usually 2,500 to 50,000.
It is preferable that However, these are not absolute and can be changed as appropriate depending on desired effects and other factors. The resin fine particles having the above-mentioned specific structure and specified particle size can be used alone or in combination of two or more types, and they may react mutually with the water-based resin or between the resin fine particles upon heating. It is also free to carry a functional group that can be used or not to carry such a functional group.
After all, the resin composition used in the present invention may be thermoplastic or thermosetting as a whole. In the coating composition of the present invention, the solid content of the water-based resin and the water-insoluble resin fine particles is 99 to 15% for the former and 1 to 85% for the latter, preferably 98 to 40% for the former and 2 for the latter. It is necessary to combine within the range of ~60%. This is because if the water-based resin content is too small, the dispersion stability of the resin particles will deteriorate and the smoothness of the coating film will be impaired.
This is because if the amount is less than % by weight, the purpose of the present invention as a top coat cannot be achieved. Water is used as the medium, but a hydrophilic polar organic solvent can also be co-present if desired. Examples of such organic solvents include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-butanol, sec-butanol, t-butanol, and dimethylformamide. However, in the composition of the present invention, the ratio of the water medium to the resin component is quite fluid. This means that the solid content is usually around 10-80% for spray painting, and around 5-90% for brush painting.
For immersion, approximately 1 to 60% of water is used, but the composition of the present invention is extremely stable due to its unique fluidity characteristics and the unique surface characteristics of the resin particles, and is resistant to any moisture content. This is because the content can be adjusted and stored, and it can be diluted with water to a predetermined concentration before use. In the present invention, the above-mentioned water-based resin, water-insoluble resin fine particles with unique surface characteristics and a double structure, and water are essential ingredients, and by using such a composition as it is as a clear paint, high gloss can be achieved. It is possible to obtain a smooth topcoat surface that is particularly excellent in terms of coating performance against pinholes and the like. In addition, by adding pigments, cross-linking agents, and other additives to this resin composition and uniformly dispersing and mixing it according to ordinary paint manufacturing techniques, it has excellent workability, has high gloss, smoothness, and is especially free from pinholes. A water-based top coating composition with excellent coating performance can be obtained. As the pigment, any pigment commonly used in top coatings can be used and can be well dispersed. When blending pigments, make a pigment paste in advance using a portion of the water-based resin, add the remaining amount of the water-based resin, resin fine particles, and other additives, and use a known dispersion machine such as a gate mixer or high-speed disper. It is particularly preferable to mix and disperse them uniformly.
However, of course, it is also possible to form a paint by mixing and dispersing each component using a dispersion machine from the beginning. A crosslinking agent may also be added to the coating composition of the present invention, if desired, such as melamine-formaldehyde resin, methoxy-modified, butoxy-modified melamine-formaldehyde resin, urea resin, thiourea resin, guanamine resin, acetoguanamine resin, etc. Any known crosslinking agent such as aminoplast, isocyanate, isocyanate, polyisocyanate, isocyanate compounds such as blocked isocyanate, and phenolic resin is preferably used. Furthermore, if desired, other conventional additives such as anti-sagging agents, anti-settling agents, anti-color separation agents, anti-cissing agents, surface tension regulators, antioxidants, light stabilizers, ultraviolet absorbers, etc. may be added as appropriate. is also possible. These pigments,
The amount of the crosslinking agent and other additives used, the blending method, etc. are all appropriately selected and used in accordance with the production of ordinary topcoat paints. The coating composition of the present invention can be applied as it is or further diluted with water, applied by conventional coating methods such as spraying, dipping, brushing, etc., and then dried or baked by heating, and is highly glossy, smooth, and highly durable. A topcoat surface with excellent coating performance against pinholes etc. can be obtained. Furthermore, the paint has good storage stability and is exceptionally easy to work with, making it extremely useful as a water-based paint composition for top coating. The present invention will be explained below with reference to production examples, examples, and comparative examples. Note that unless otherwise specified, "parts" means "parts by weight." Production Example 1 Production of Resin Fine Particles-1 1100 parts of deionized water is weighed out into a 2 liter glass reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature controller, and a cooling tube, and the temperature is brought to 80°C. 5 parts of an aqueous solution consisting of 100 parts of deionized water and 6 parts of ammonium persulfate, and a monomer mixture consisting of 210 parts of methyl methacrylate, 75 parts of 2-ethylhexyl acrylate, and 15 parts of n-dodecyl mercaptan were added to this water with stirring. part and continue stirring for 5 minutes. Thereafter, 295 parts of the monomer mixture was added dropwise into the reaction solution over 1 hour. After continuing to stir for 15 minutes after the dropwise addition,
An aqueous solution consisting of 10 parts of deionized water and 1 part of ammonium persulfate is added and stirring is continued for 1 hour to complete the reaction, yielding a seed emulsion with a non-volatile content of 20%. In a reaction vessel similar to that used for seed emulsion synthesis, add 250 parts deionized water and seed emulsion.
Weigh out 25 parts and bring the temperature to 80℃. Add 10 parts of deionized water and ammonium persulfate to this reaction vessel under stirring.
0.1 part of an aqueous solution was added, followed by a pre-emulsion of 400 parts of methyl methacrylate, 29 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, 200 parts of deionized water, 0.4 parts of sodium dedocylbenzenesulfonate, and 0.9 parts of ammonium persulfate for 2 hours. Sprinkle and drip. The calculated Tg of a random polymer with this monomer composition is 93.5°C. 1 hour and 30 minutes after the start of dropping the pre-emulsion, 60 parts of 2-ethylhexyl acrylate and 2-
A monomer mixture consisting of 6 parts of hydroxyethyl acrylate was added dropwise over 30 minutes at the same time as the pre-emulsion. The calculated Tg of a random polymer consisting of this monomer composition is -80°C. 30 minutes after completion of dripping
After continuing to stir for 1 minute, an aqueous solution consisting of 20 parts deionized water and 0.2 parts ammonium persulfate is added.
Stirring was continued for a further 1 hour to complete the reaction. The obtained emulsion had a nonvolatile content of 50.0%, and the average particle size of the fine resin particles contained therein was 1.6μ and the maximum particle size was 4.5μ. Note that the particle size was measured using a transmission electron microscope. Calculation of Tg is also available in "Introduction to Synthetic Resins for Paints" by Kyozo Kitaoka, Kobunshi Publishing Co., Ltd., 168-170.
I followed the page. Production Example 2 Production of Resin Fine Particles-2 In a reaction vessel similar to that used in Production Example 1, 245 parts of deionized water and 25 parts of the seed emulsion of Production Example 1 were weighed out, and the temperature was brought to 80°C. Into this reaction vessel, under stirring, add 20 parts of deionized water and 0.1 part of ammonium persulfate.
195 parts of methyl methacrylate, 100 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 200 parts of deionized water, 0.3 parts of sodium dodecylbenzenesulfonate, and ammonium persulfate.
A pre-emulsion of 0.6 parts is added dropwise over a period of 2 hours. The calculated Tg of a random polymer with this monomer composition is 8.5°C. After stirring was continued for 10 minutes after the completion of the dropwise addition (after the inner shell was formed), a monomer mixture consisting of 65 parts of methyl methacrylate and 135 parts of 2-ethylhexyl acrylate was added dropwise over a period of 15 minutes. The calculated Tg of a random polymer consisting of this monomer composition is -48°C. 30 minutes after completion of dripping
After stirring for a few minutes, an aqueous solution consisting of 20 parts of deionized water and 0.2 parts of ammonium persulfate was added.
Stirring was continued for a further 1 hour to complete the reaction. The obtained emulsion has a non-volatile content of 48.0%, and the average particle size of the fine resin particles contained is 2.6μ, and the maximum particle size is
It was 4.5μ. Production Example 3 Production of Resin Fine Particles-3 520 parts of deionized water was weighed into a reaction vessel similar to that used in Production Example 1, and the temperature was brought to 80°C. An aqueous solution consisting of 100 parts of deionized water, 15 parts of ammonium persulfate, and a monomer mixture consisting of 384 parts of methyl methacrylate, 96 parts of 2-ethylhexyl acrylate, and 40 parts of n-dodecyl mercaptan were added to this water with stirring. Add 20 parts and continue stirring for 5 minutes. At this stage a seed emulsion has been obtained. After that, the monomer mixture was added for 1 hour.
Add 500 parts dropwise into the reaction solution. The calculated Tg of a random polymer with this monomer composition is 41.5℃
It is. After continuing stirring for 15 minutes after the completion of the addition, a monomer mixture consisting of 48 parts of methyl methacrylate, 58 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 2 parts of methacrylic acid, and 12 parts of 2-hydroxyethyl acrylate was added dropwise over 20 minutes. The calculated Tg of a random polymer with this monomer composition is -26.5°C. Subsequently, an aqueous solution consisting of 40 parts of deionized water and 0.2 parts of ammonium persulfate is added, and stirring is continued for 1 hour to complete the reaction. The nonvolatile content of the obtained emulsion was 50.0%, and the average particle size of the fine resin particles contained therein was 0.40μ and the maximum particle size was 1.2μ. Reference example Production of resin fine particles for comparison In a reaction vessel similar to that used in the production of resin fine particles-1, 900 parts of deionized water and Metrose 60SH-50 were added.
(Manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., methyl cellulose) 1.5 parts, methyl methacrylate 210 parts, 2-ethylhexyl acrylate 63 parts, 2-hydroxyethyl acrylate 21 parts, methacrylic acid 6 parts, n-dodecyl mercaptan 6 parts, azobisisobutyronitrile 6 parts A portion was weighed out, and the temperature was maintained at 65° C. for 7 hours while stirring at a rotation speed of 250 rpm to complete the reaction. The resulting suspension was filtered through a 200-mesh wire mesh to a size of 20μ~
Obtain pearl particles with a particle size of 600μ. This was ground in a ball mill for 24 hours, with an average particle size of 18μ and a maximum particle size of
The resin particles were made into 45 μm resin particles. The molecular weight of this resin is
It was 7600. Production Example 4 Production of Aqueous Resin-1 In a 2-liter reaction vessel equipped with a stirrer, temperature controller, and decanter, 273 parts of tall oil fatty acid, 197 parts of trimethylolpropane, 78 parts of neopentyl glycol, and 91 parts of hydrogenated bisphenol A were added. , 204 parts of isophthalic acid, 157 parts of trimellitic anhydride, xylene
Add 20 parts and raise the temperature while stirring. The reaction temperature was maintained at 180°C to 210°C, and the reaction was continued for 5 hours while removing the water produced to reach an acid value of 65 and an OH value.
100, number average molecular weight 1500, oil length 30. followed by ethylene glycol monobutyl ether
After adding 183 parts and 96 parts of dimethylethanolamine, dilute with deionized water to obtain an aqueous varnish with a non-volatile content of 50%. Production Example 5 Production of Aqueous Resin-2 In a reaction vessel similar to that used in the production of Aqueous Resin-1, 69 parts of trimethylolpropane, 297 parts of neopentyl glycol, 91 parts of hydrogenated bisphenol A,
201 parts of isophthalic acid, tetrahydrophthalic acid
Add 186 parts of trimellitic anhydride, 155 parts of trimellitic anhydride, and 10 parts of xylene, and raise the temperature while stirring. Reaction temperature 180
C. to 210.degree. C., and the reaction is continued for 5 hours while removing generated water to obtain a polyester resin having an acid value of 55, an OH value of 100, and a number average molecular weight of 1,500. followed by ethylene glycol monobutyl ether
After adding 183 parts of dimethylethanolamine and 82 parts of dimethylethanolamine, it is diluted with deionized water to obtain an aqueous varnish with a non-volatile content of 50%. Production Example 6 Production of Aqueous Resin-3 76 parts of ethylene glycol monobutyl ether was charged into a 1-liter reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature controller, and a cooling tube, and further 45 parts of styrene, 63 parts of methyl methacrylate, and 2-hydroxyethyl were added. 48 parts of methacrylate, 117 parts of n-butyl acrylate
parts, 27 parts of methacrylic acid, 3 parts of lauryl mercaptan
61 parts of a monomer solution consisting of 1 part and 3 parts of azobisisobutyronitrile were added, and the temperature was brought to 120° C. with stirring. After 245 parts of the above monomer solution was added dropwise over 3 hours, stirring was continued for 1 hour. Add 28 parts of dimethylethanolamine and 200 parts of deionized water,
An acrylic resin varnish with a nonvolatile content of 50% and a resin number average molecular weight of 6000 was obtained. Production Example 7 Production of Aqueous Resin-4 In a 1-liter reaction vessel equipped with a stirrer, temperature controller, and cooling tube, 117 parts of dehydrated castor oil and 173 parts of soybean oil were added.
17 parts of glycerin, 61 parts of pentaerythritol,
After weighing out 132 parts of phthalic anhydride and adding 7.5 parts of xylene, the reaction was continued for 3 hours while keeping the temperature under stirring at 180°C to 220°C and removing water produced by the polyesterification reaction by azeotrope. Te, Yucho 57
%, acid value 10, and Mn 1800. This resin was diluted with xylene to obtain an alkyd resin varnish with a nonvolatile content of 60%. In a reaction vessel similar to that used for resin synthesis, 200 parts of the above alkyd resin varnish and 104 parts of ethylene glycol monobutyl ether were charged, and the temperature was lowered while stirring.
The temperature was set to 130℃. To this, 60 parts of styrene, 102 parts of methyl methacrylate, 65 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 31 parts of acrylic acid, 143 parts of n-butyl acrylate, 6 parts of di-t-butyl peroxide,
A monomer solution consisting of 8 parts of lauryl mercaptan was added dropwise over 3 hours, and stirring was continued for another 1 hour to complete the reaction. The obtained vinyl-modified alkyd resin had an acid value of 50 and a molecular weight of 7,300. After neutralizing the above reaction solution 100% with dimethylethanolamine,
It was diluted with deionized water to give an aqueous varnish with a non-volatile content of 50%. Production Example 8 Production of Aqueous Resin-5 In a reaction vessel similar to that used in the synthesis of Aqueous Resin-1, 169 parts of neopentyl glycol, 6 parts of trimethylolethane, 46 parts of hydrogenated bisphenol A, 174 parts of isophthalic acid, and adipine were added. Prepare 65 parts of acid and 40 parts of maleic anhydride, add 10 parts of xylene, and continue the reaction for 4 hours while maintaining the temperature at 190 to 210°C with stirring and removing water produced by the polyesterification reaction azeotropically. As a result, a polyester resin having an acid value of 48 and a number average molecular weight of 1,200 was obtained. This resin was diluted with ethylene glycol monobutyl ether to remove the non-volatile content.
Made of 80% polyester resin varnish. In the production of the vinyl-modified alkyd resin in the latter stage of Production Example 7, instead of using 200 parts of the alkyd resin varnish and 104 parts of ethylene glycol monoethyl ether, 150 parts of the above polyester resin and 154 parts of ethylene glycol monobutyl ether were used in the same manner. A vinyl-modified polyester resin with an acid value of 50 and a molecular weight of 6,500 was obtained. This was 100% neutralized with dimethylethanolamine and diluted with deionized water to form an aqueous varnish with a non-volatile content of 50%. Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2 Preparation of pigment paste.
Aqueous resin-1 obtained in Production Example 4, 320 parts of Taipeiku R-820 (Ishihara Sangyo, rutile type titanium oxide pigment), and 78 parts of deionized water were weighed out, and glass beads were added to 500 c.c. After premixing using a stirrer, the mixture was mixed and dispersed for 2 hours using a paint conditioner to obtain pigment paste-1. Also, instead of water-based resin-1, water-based resins-2, 3, 4, and 5 obtained in Production Examples 5 to 8
Pigment paste-2, 3, 4, 5 in the same manner using
I got it. Each material was weighed out in a stainless steel container according to the recipe shown in Table 1 below, and mixed with a stirrer at room temperature to obtain a coating composition. Each of the coating compositions of Examples 1-6 and Comparative Examples 1-2 was diluted with deionized water and placed in a #4 food cup.
The viscosity was adjusted to 30 seconds. Spray paint on the steel plate according to the usual method, set it for 15 minutes, and then heat it to 150℃.
A dry coating was obtained by baking for 15 minutes. The pinhole limit film thickness, sag limit film thickness, and gloss value for each composition are listed in the same table. However, film thickness limit pinhole film thickness limit sag ◎ 50μ or more ◎ 50μ or more 〇 40μ or more 〇 40μ or more △ 30~40μ △ 30~40μ × 30μ or less × 30μ or less Gloss value 60° at gloss value ◎ 90 or more 〇 85 or more △ 80 - 85 x 80 or less After painting, during curing and baking, craters or pinholes are formed on the coating surface as a result of water bumping and bubble removal. The thicker the coating film, the more likely this phenomenon will occur. Therefore, similar to the sag limit film thickness, the larger the pinhole limit film thickness, the higher the commercial value.

【表】 参考例 2 (比較用樹脂微粒子2の製造) 製造例1で用いたのと同様の反応容器に脱イオ
ン水245部と製造例1のシードエマルシヨン25部
を秤取し、温度を80℃にする。この反応容器中に
撹拌下、脱イオン水20部と過硫酸アンモニウム
0.1部からなる水溶液を添加し、続いてメチルメ
タクリレート260部、2−エチルヘキシルアクリ
レート235部、脱イオン水200部、過硫酸アンモニ
ウム0.6部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム0.3部から成るプレエマルシヨンを2時間15
分で滴下する。滴下終了後、30分撹拌を継続後脱
イオン水20部と過硫酸アンモニウム0.2部からな
る水溶液を添加し、さら撹拌を1時間継続して反
応を終了する。得られたエマルシヨンは不揮発分
48.0%で、含有される樹脂微粒子の平均粒子径は
2.4μ、最大粒子径は3.8μであつた。 比較例 3 実施例2と同様処方で、但し樹脂微粒子2の代
わりに上記の比較用樹脂微粒子2を用い、実施例
2と同様に比較用塗料を調整し、塗装後その塗膜
性能を調べ以下第2表の結果を得た。
[Table] Reference Example 2 (Production of Comparative Resin Fine Particles 2) In a reaction vessel similar to that used in Production Example 1, 245 parts of deionized water and 25 parts of the seed emulsion from Production Example 1 were weighed out, and the temperature was adjusted. Bring to 80℃. Into this reaction vessel, under stirring, add 20 parts of deionized water and ammonium persulfate.
0.1 part of an aqueous solution was added followed by a pre-emulsion of 260 parts of methyl methacrylate, 235 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 200 parts of deionized water, 0.6 parts of ammonium persulfate, and 0.3 parts of sodium dodecylbenzenesulfonate for 2 hours.
Drips in minutes. After the dropwise addition was completed, stirring was continued for 30 minutes, then an aqueous solution consisting of 20 parts of deionized water and 0.2 parts of ammonium persulfate was added, and stirring was continued for another hour to complete the reaction. The resulting emulsion has a non-volatile content
48.0%, and the average particle size of the contained resin particles is
The particle size was 2.4μ, and the maximum particle size was 3.8μ. Comparative Example 3 A comparative paint was prepared in the same manner as in Example 2 using the same formulation as in Example 2, but using the above Comparative Resin Particles 2 instead of Resin Fine Particles 2, and the coating film performance was examined after painting as follows. The results shown in Table 2 were obtained.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 水性樹脂と水不溶性樹脂微粒子とからなるバ
インダー成分を必須の構成成分として含む水性塗
料組成物において、水性樹脂がポリエステル樹
脂、アルキド樹脂、ビニル樹脂、ビニル変性ポリ
エステル樹脂およびビニル変性アルキド樹脂から
なる群より選ばれた少なくとも一種であり、水不
溶性樹脂微粒子が、重合性の炭素−炭素二重結合
を有する不飽和化合物を、シードエマルシヨンの
存在下、水中で二段乳化重合法により重合させ、
各段の不飽和化合物組成を制御することにより、
相対的にガラス転移温度の高い硬質重合体の内殻
部と、相対的にガラス転移温度の低い軟質重合体
の外殻部の二重構造のものとした平均粒子径0.3
〜6μのビニル樹脂微粒子であり、前記水性樹脂
と水不溶性樹脂の固形分重量比が99:1〜15:85
であることを特徴とする水性塗料組成物。 2 水不溶性樹脂微粒子の内殻部と外殻部を構成
する重合体の重量比が97〜40〜/3〜60である特
許請求の範囲第1項記載の組成物。 3 水不溶性樹脂微粒子の平均粒子径が0.4〜5μ
である特許請求の範囲第1項〜第2項のいずれか
に記載の組成物。 4 外殻部を構成する重合体の数平均分子量が
2500〜50000である特許請求の範囲第1項〜第3
項のいずれかに記載の組成物。
[Scope of Claims] 1. In an aqueous coating composition containing as an essential component a binder component consisting of an aqueous resin and water-insoluble resin particles, the aqueous resin is a polyester resin, an alkyd resin, a vinyl resin, a vinyl-modified polyester resin, or a vinyl-modified polyester resin. The water-insoluble resin fine particles are at least one selected from the group consisting of modified alkyd resins, and the unsaturated compound having a polymerizable carbon-carbon double bond is subjected to two-stage emulsion polymerization in water in the presence of a seed emulsion. Polymerize legally,
By controlling the unsaturated compound composition at each stage,
The average particle size is 0.3, which has a double structure consisting of an inner shell of a hard polymer with a relatively high glass transition temperature and an outer shell of a soft polymer with a relatively low glass transition temperature.
It is vinyl resin fine particles of ~6μ, and the solid content weight ratio of the water-based resin and water-insoluble resin is 99:1 to 15:85.
A water-based paint composition characterized by: 2. The composition according to claim 1, wherein the weight ratio of the polymers constituting the inner shell and outer shell of the water-insoluble resin fine particles is 97-40-/3-60. 3 The average particle diameter of water-insoluble resin particles is 0.4 to 5μ
The composition according to any one of claims 1 to 2. 4 The number average molecular weight of the polymer constituting the outer shell is
Claims 1 to 3 range from 2,500 to 50,000.
The composition according to any of paragraphs.
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