JPH06212047A - 顔料分散用樹脂組成物 - Google Patents

顔料分散用樹脂組成物

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JPH06212047A
JPH06212047A JP2490593A JP2490593A JPH06212047A JP H06212047 A JPH06212047 A JP H06212047A JP 2490593 A JP2490593 A JP 2490593A JP 2490593 A JP2490593 A JP 2490593A JP H06212047 A JPH06212047 A JP H06212047A
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理郎 吉田
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俊一 中島
Tatsuya Osumi
辰也 大隅
Hitoshi Komuda
仁史 小牟田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各塗料用樹脂に共通に使用できる顔料マスタ
ーバッチの製造が可能となる塗料用顔料分散剤を提供す
る。 【構成】 構成成分として、炭素数が1〜4のアルキル
基を有する(メタ)アクリレートを少なくとも65重量
%含有する単量体を重合させて得られる共重合体と、炭
素数6〜30のアルキル基を有する(メタ)アクリレー
トを少なくとも65重量%含有する単量体を重合させて
得られる共重合体との混合物を必須成分とする顔料分散
用樹脂組成物

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、顔料分散用樹脂組成物
に関する。さらに詳しくは、常温乾燥型アルキド、アル
キドメラミン、アクリルラッカー、アクリルメラミン、
アクリルウレタン、酢酸ビニル−アクリル、硝化綿ラッ
カー等の非常に広範な塗料用樹脂に適用可能な塗料用の
顔料分散用樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、顔料を含む塗料等は、顔料と分散
用樹脂とを混合して原色塗料用顔料分散体(顔料マスタ
ーバッチ)を作成後、該分散体に用いたものと同種の樹
脂で希釈して製品化されている。これは、各々の顔料マ
スターバッチに使用した顔料分散用樹脂と希釈に用いた
樹脂が互いに異なる場合、一般に、樹脂同士の相溶性が
悪く、塗膜面の光沢や硬度が低下する等の問題が生じる
為であり、多くの種類の塗料用樹脂との相溶性に優れ、
各種樹脂塗料に共通して使用できる顔料分散用樹脂の開
発が望まれていた。この目的で、ウレタン変性ポリエス
テル樹脂を顔料分散用樹脂として用いる方法(特開平4-
91115号公報)、ブチルアクリレートと特定の含窒素モ
ノマーからなる共重合体を顔料分散用樹脂として用いる
方法(特開昭60-139713号公報)などが提案されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法において、ウレタン変性ポリエステル樹脂は、比較的
広い範囲の樹脂と相溶性を有するが、ウレタン結合を有
しているため耐候性が不十分であり、耐候性が必要な塗
料(外装用塗料等)には使用できないという問題点があ
り、また、ブチルアクリレートと特定の含窒素モノマー
からなる共重合体は、相溶性を示す樹脂の種類が限定さ
れているため、広い範囲の塗料に使用できないという問
題点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、非常に広
範な塗料用樹脂と良好に相溶し、かつ、各樹脂に混合し
たときに、耐候性を含め、各樹脂塗料の本来の性能を損
なわない顔料分散用樹脂について鋭意検討した結果、本
発明に到達した。
【0005】すなわち本発明は、炭素数が1〜4のアル
キル基を有する(メタ)アクリレート(a)を少なくと
も65重量%含有する単量体を重合させて得られる
(共)重合体(A)と、炭素数6〜30のアルキル基を
有する(メタ)アクリレート(b)を少なくとも65重
量%含有する単量体を重合させて得られる(共)重合体
(B)との混合物を必須成分とする顔料分散用樹脂組成
物である。
【0006】本発明において、炭素数が1〜4のアルキ
ル基を有する(メタ)アクリレート(a)としては、例
えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)ア
クリレート、1−プロピル(メタ)アクリレート、イソ
プロピル(メタ)アクリレート、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)アクリレートおよびこれらの2種以上の混
合物が挙げられる。
【0007】これらのうち、塗料の硬度を低下させない
ためには、ガラス転移点が高くなるもの、すなわち、メ
チル(メタ)アクリレート、エチルメタアクリレート、
イソブチルメタアクリレートおよびt−ブチル(メタ)
アクリレートが好ましく、メチルメタアクリレートおよ
びt−ブチルメタアクリレートが特に好ましい。
【0008】(b)としては、例えば、ヘキシル(メ
タ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレー
ト、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシ
ル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレー
ト、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)ア
クリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラ
デシル(メタ)アクリレート、1−メチルトリデシル
(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレ
ート、オクタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル
(メタ)アクリレート、ドコシル(メタ)アクリレー
ト、テトラコシル(メタ)アクリレート、トリアコンチ
ル(メタ)アクリレートおよびこれらの2種以上の混合
物が挙げられる。
【0009】これらのうち、各種塗料用樹脂と良好に相
溶し、かつ各樹脂に混合したときに、耐候性を含め、各
樹脂の本来の性能を損なわないためにはヘキシル(メ
タ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレー
ト、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシ
ル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレー
ト、デシル(メタ)アクリレートおよびドデシル(メ
タ)アクリレートが好ましい。
【0010】重合体(A)および(B)は(a)、
(b)以外に、さらに顔料分散性を高めるために、官能
基を有する重合性単量体(c)を(a)及び/または
(b)と共重合させることができる。該(c)として
は、水酸基含有単量体(c1)、カルボン酸基含有単量
体(c2)、含チッソ単量体(c3)等が挙げられる。
【0011】(c1)の具体例としては、ヒドロキシエ
チル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレ
ート、2,3−ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ
ート、3−クロロ−2−ヒドロキシ(メタ)アクリレー
ト等が挙げられる。これらのうち特に好ましいものはヒ
ドロキシエチル(メタ)アクリレートである。
【0012】(c2)の具体例としては、(メタ)アク
リル酸、(無水)マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等
が挙げられ、好ましいものは(メタ)アクリル酸であ
る。
【0013】(c3)の具体例としては、第3級アミノ
基含有(メタ)アクリレート類[ジメチルアミノエチル
(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)
アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリ
レート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートな
ど];シアノアルキル(メタ)アクリレート類[シアノ
エチル(メタ)アクリレートなど];アクリロニトリ
ル、(メタ)アクリルアミド類[(メタ)アクリルアミ
ド、メチル(メタ)アクリルアミド、シクロヘキシル
(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルア
ミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド
など];アミンイミド基含有(メタ)アクリレート類
[トリメチルアミン(メタ)アクリルイミド、ジメチル
エチルアミン(メタ)アクリルイミド、ジメチルヒドロ
キシプロピルアミン(メタ)アクリルイミド、ジメチル
フェニルヒドロキシエチル(メタ)アクリルイミドな
ど];第4級アンモニウム基含有(メタ)アクリレート
類[(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアン
モニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシエチ
ルトリメチルアンモニウムメトサルフェートなど];が
挙げられる。これらのうち好ましいものは、(メタ)ア
クリルアミド類およびアミンイミド基含有(メタ)アク
リレート類であり、特に好ましいものは(メタ)アクリ
ルアミドである。
【0014】共重合体(A)および(B)は、上記
(a)、(b)および(c)以外に必要によりその他の
重合性単量体(d)を共重合させたものであってもよ
い。
【0015】(d)としては(a)、(b)および
(c)と共重合可能であれば特に制限はなく、具体例と
しては、(a)、(b)および(c)以外の(メタ)ア
クリレート類[ペンチル(メタ)アクリレート、ベンジ
ル(メタ)アクリレート、ジブロモプロピル(メタ)ア
クリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、テト
ラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、アリルメタ
クリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレー
ト、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、グリシ
ジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロキシエチ
ルホスフェート、カプロラクトン変性−2−ヒドロキシ
エチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロオクチ
ルエチル(メタ)アクリレート、γ−(メタ)アクリロ
キシプロピルトリ(トリメチルシロキシ)シラン、(メ
タ)アクリルスルホエチル、など];ビニル芳香族化合
物(スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンな
ど);塩化ビニル、酢酸ビニル、ブタジエン、ジシクロ
ペンタジエン、ビニルピロリドン、イソプレン等が挙げ
られる。
【0016】(d)を用いる場合の使用量は、共重合体
(A)および(B)における全単量体中、通常30重量
%以下、好ましくは20重量%以下である。
【0017】本発明の組成物は(a)が主体の共重合体
(A)と(b)が主体の共重合体(B)の混合物からな
る。(A)は塗料の塗膜物性を向上させ、(B)は顔料
の分散性と、各種塗料用樹脂との相溶性向上させる働き
をする。共重合体(A)中の(a)の量は、(A)にお
ける全単量体中、通常65重量%以上、好ましくは70
重量%以上である。(a)が65重量%未満では塗料の
塗膜物性向上効果が十分発現しない。また共重合体
(B)中の(b)の量は、(B)における全単量体中、
通常65重量%以上、好ましくは70重量%以上であ
る。(b)が65重量%未満では顔料分散性および塗料
用樹脂との相溶性向上効果が不十分となる
【0018】また(c)を使用する場合、(A)、
(B)いずれの場合も該共重合体における全単量体中、
通常2〜60重量%、好ましくは5〜40である。
(c)の比率が2%未満では、顔料分散性が不十分とな
る場合があり、60%を超えると、アルキッド系樹脂の
相溶性が極端に悪くなる。
【0019】(c)としては、通常(c1)から(c
3)の群から選ばれる少なくとも1種であり、上記の重
量比の範囲であればよい。しかし、各種顔料に対し、よ
り高い分散性を発現するためには、(c)として、(c
1)から(c3)のいずれをも含むものがより好まし
い。さらに(A)および(B)の水酸基価が3〜120
mgKOH/gで、酸価が0.005〜50mgKOH
/g、好ましくは、水酸基価が5〜100mgKOH/
gで、酸価が0.01〜40mgKOH/gであるもの
が特に好ましい。
【0020】(A):(B)の混合割合は、重量比で通
常(30〜95):(5〜70)、好ましくは(40〜
80):(20〜60)である。(A)の比率が30未
満では塗料の塗膜物性が低下し、95を超えると顔料分
散性および各種塗料用樹脂との相溶性が不十分となる。
【0021】(A)のゲルパーミエーションクロマトグ
ラフィー(GPC)による数平均分子量は、通常1,0
00〜5,000、好ましくは2,000〜4,000
である。1,000未満では塗料の塗膜物性を低下さ
せ、5,000を超えると、各種塗料用樹脂との相溶性
が不十分となる。また(B)の数平均分子量は3,00
0〜10,000、好ましくは4,000〜8,000
である。3,000未満では顔料の分散性を低下させる
とともに塗料の塗膜物性を低下させ、10,000を超
えると、各種塗料用樹脂との相溶性が低下する。
【0022】重合体(A)及び(B)の製造方法として
は特に限定されないが、例えば、(a)、(b)及び必
要により(c)さらに(d)からなる単量体混合物を公
知の熱重合、光重合または放射線重合などのラジカル重
合法により、塊状または溶液重合させることにより製造
できる。好ましい重合方法は有機溶剤中でラジカル開始
剤を使用したラジカル溶液重合法である。
【0023】溶液重合の場合、使用される有機溶剤とし
ては例えばトルエン,キシレン等の芳香族炭化水素類、
ヘプタン,ミネラルスピリット等の脂肪族炭化水素類、
酢酸エチル,酢酸ブチル等のエステル類、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ブチル
セロソルブ、ブチルカルビトール、エチレングリコール
ジメチルエーテル等のエーテル類、イソプロパノール、
n−ブタノール、t−ブタノール等のアルコール類等お
よびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。これらの
うち好ましい溶剤は、トルエン、キシレン、メチルイソ
ブチルケトンおよび酢酸ブチルの単独またはこれらの混
合物である。
【0024】ラジカル重合反応を行う場合、使用するラ
ジカル開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、
アゾビスイソバレロニトリル等のアゾ系開始剤、t−ブ
チルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシイ
ソブチレート、ジ−t−ブチルパーオキサイド、過酸化
水素等の過酸化物等が挙げられる。これらのうち好まし
いものは、アゾビスイソブチロニトリル、t−ブチルパ
ーオキシベンゾエートおよびt−ブチルパーオキシイソ
ブチレートである。
【0025】重合体(A)及び(B)の製造方法におい
て、必要により公知の連鎖移動剤、例えばラウリルメル
カプタン、ジベンジルエーテル等を用いてもよい。
【0026】(A)及び(B)の製造における重合温度
は通常50〜180℃であり、重合の方法は、バッチま
たは連続重合のいずれの方法でもよい。
【0027】重合体(A)と(B)との混合物を必須成
分とする本発明の顔料分散用樹脂組成物は、重合体
(A)及び(B)を別々に製造後、混合する方法によっ
ても得られるが、(A)または(B)を製造後、該重合
体の存在下で他方の重合体を製造することによって得る
こともできる。
【0028】本発明の顔料分散用樹脂組成物は、重合体
(A)と(B)の混合物を必須成分とし、必要によって
有機溶剤、他の塗料用樹脂、あるいは公知の他の塗料用
添加剤(界面活性剤、流動性調整剤、顔料分散剤、密着
向上剤など)等が配合されていてもよい。
【0029】本発明の顔料分散用樹脂を用いた高濃度顔
料分散体(顔料マスターバッチ)は、共重合体(A)と
(B)の混合物と、顔料および必要により有機溶剤、他
の塗料用樹脂、あるいは種々の塗料用添加剤等を配合す
ることにより得られる。この場合の顔料濃度は顔料の種
類によって異なるが、通常10〜60重量%である。
【0030】有機溶剤としては、前記溶液重合用溶剤と
して例示したものが使用できる。
【0031】顔料としては、例えば、無機顔料(カーボ
ンブラック、酸化鉄、酸化チタン、炭酸カルシウム、黄
鉛、亜鉛華、紺青など)、有機顔料(ニトロソ顔料、ニ
トロ顔料、アゾ顔料、フタロシアニン顔料など)および
これらの混合物が挙げられる。
【0032】本発明の顔料分散用樹脂組成物の配合物あ
るいはそれを用いた塗料用顔料マスターバッチは、通常
の分散機、例えば、ロールミル分散機、サンドグライン
ドミル分散機、プラネタリーミキサー、ハイスピードデ
ィスパー分散機等を用いて、通常の方法で混合分散する
ことにより得られる。
【0033】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。実施例中
の部は重量部である。
【0034】[重合体(A)の製造] 製造例1 攪拌機、コンデンサー、温度計、不活性ガス導入管及び
滴下ポンプを備えたフラスコに、酢酸ブチル30部およ
びキシレン70部を入れ、不活性ガスを導入し、酢酸ブ
チルを還流(温度;125〜128℃)後、攪拌下、メ
チルメタクリレート65部、t−ブチルメタクリレート
10部、ドデシルメタクリレート15部、メタクリル酸
1部、ヒドロキシエチルメタクリレート6部、アクリル
アミド3部、アゾビスイソブチロニトリル5部およびラ
ウリルメルカプタン1部の混合物を3時間かけて滴下
し、滴下終了後、アゾビスイソブチロニトリル5部を追
加して同温度で更に2時間反応させ、不揮発分50%、
数平均分子量3,300(GPCによる。以下同じ)の
樹脂溶液1を得た。
【0035】製造例2 ドデシルメタクリレート15部の代わりに2ーエチルヘ
キシルメタクリレート5部及びオクタデシル(メタ)ア
クリレート10部を使用する以外は製造例1と同様にし
て、不揮発分50%、数平均分子量3,800の樹脂溶
液2を得た。
【0036】[重合体(B)の製造] 製造例3 メチルメタクリレートを65部の代わりに8部使用し、
ドデシルメタクリレートを15部の代わりに72部使用
し、ラウリルメルカプタンを用いない以外は製造例1と
同様にして、不揮発分50%、数平均分子量4,800
の樹脂溶液3を得た。
【0037】製造例4 ドデシルメタクリレート72部の代わりに2ーエチルヘ
キシルメタクリレート55部及びオクタデシル(メタ)
アクリレート17部を使用し、ラウリルメルカプタンを
用いない以外は製造例3と同様にして、不揮発分50
%、数平均分子量5,100の樹脂溶液4を得た。
【0038】実施例1 製造例1で得られた樹脂溶液1と製造例3で得られた樹
脂溶液3とを固形分重量比が2:1になるように混合し
て樹脂組成物1を得た。
【0039】実施例2 製造例1で得られた樹脂溶液1と製造例4で得られた樹
脂溶液4(Tg;54℃)とを固形分重量比が1:1に
なるように混合して樹脂組成物2を得た。
【0040】実施例3 製造例2で得られた樹脂溶液2と製造例3で得られた樹
脂溶液3とを固形分重量比が1:1になるように混合し
て樹脂組成物3を得た。
【0041】比較例1 製造例1で得られた樹脂溶液1と製造例2で得られた樹
脂溶液2とを固形分重量比が1:1になるように混合し
て樹脂組成物4を得た。
【0042】比較例2 製造例3で得られた樹脂溶液3と製造例4で得られた樹
脂溶液4とを固形分重量比が1:1になるように混合し
て樹脂組成物5を得た。
【0043】性能試験1 表1に示す6種類の塗料用ワニスと実施例1〜3及び比
較例1〜2で得られた樹脂組成物1〜5とを、樹脂固形
分重量比が5:5となるように混合し、この混合液をガ
ラス板上に塗布・乾燥して得られた塗膜のにごりの有無
を目視観察した。透明なものを○(合格)、わずかに濁
りのあるものを△(不合格)で表した。その結果を表1
に示す。
【0044】
【表1】 1) 油長60%大豆油変性ヘ゜ンタエリスリトール・フタル酸ワニス(不揮発分
60%) 2) メラミン樹脂ワニス[日立化成工業(株)製メラン#28]と油長30
%大豆油変性トリメチロールフ゜ロハ゜ン・フタル酸ワニスとの固形分重量比2
/8の混合ワニス(不揮発分 50%) 3) メラミン樹脂ワニス[日立化成工業(株)製メラン#28]とアクリル樹
脂A(メチルメタクリレート60部、フ゛チルアクリレート28部、ヒト゛ロキシエチルアクリ
レート10部及びアクリル酸2部のモノマー組成による共重合体、数平
均分子量1.5万)との固形分重量比2/8の混合ワニス(不揮
発分 50%) 4) スチレン30部、メチルメタクリレート30部、フ゛チルアクリレート40部のモノマー
組成による共重合体(数平均分子量2.2万)のトルエン溶液
(不揮発分 50%) 5) 酢酸ヒ゛ニル60部、メチルメタクリレート39部、メタクリル酸1部のモノマー
組成による共重合体(数平均分子量1.8万)のトルエン溶液
(不揮発分 50%) 6) 硝化綿液70部、ヒマシ油・ク゛リセリン・フタル酸ワニス27部、シ゛フ゛チル
フタレート3部のトルエン/酢酸エチル(5/5)溶液(不揮発分 50%)
【0045】実施例4〜6、比較例3〜4 実施例1〜3及び比較例1〜2で得られた樹脂組成物1
〜5各々20部に対し、酸化チタン60部、キシレン1
0部およびプロピレングリコールモノメチルエーテルモ
ノアセテート10部を混合し、サンドグラインドミル分
散機で、粒度が10μm以下になるまで分散して、顔料
マスターバッチ[1]〜[5]を調製した。
【0046】性能試験2 性能試験1で用いた2種類のメラミン系塗料用ワニス
(メラミン/アルキドワニス及びメラミン/アクリルワ
ニス)と実施例4〜6及び比較例3〜4で得られた顔料
マスターバッチ[1]〜[5]を、樹脂固形分重量比が
5/5となるように混合し、メラミン/アルキドワニス
から白塗料A1〜A5を、メラミン/アクリルワニスか
ら白塗料B1〜B5を得た。各々の白塗料を混合シンナ
ーで希釈後、この塗料を処理鋼板に、乾燥膜厚が30μ
mになるようにスプレー塗装し、140℃20分焼付け
後の塗膜性能を評価した。その結果を表2に示す。
【0047】
【表2】 1) JIS K-5400 67 ;60度鏡面反射率 2) JIS K-5400 614;三菱ユニ鉛筆を使用
【0048】
【発明の効果】本発明の顔料分散用樹脂組成物は、各種
顔料に対し顔料分散性に優れかつ各種塗料用樹脂と良好
な相溶性を示す上、各樹脂に混合したときに、各樹脂本
来の性能を損なうことなく良好な塗膜特性を付与できる
ため、各種塗料用樹脂に共通に使用できる顔料マスター
バッチの製造が可能となる。本発明の分散用樹脂組成物
を用いた顔料マスターバッチは、常温乾燥型アルキド塗
料、アルキドメラミン塗料、アクリルラッカー塗料、ア
クリルメラミン塗料、酢酸ビニル系塗料、硝化綿ラッカ
ー塗料等非常に広範な塗料の着色剤として使用すること
ができ、その結果、顔料マスターバッチの種類を大幅に
減少させ、塗料の生産性を向上させるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小牟田 仁史 京都市東山区一橋野本町11番地の1 三洋 化成工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭素数が1〜4のアルキル基を有する
    (メタ)アクリレート(a)を少なくとも65重量%含
    有する単量体を重合させて得られる(共)重合体(A)
    と、炭素数6〜30のアルキル基を有する(メタ)アク
    リレート(b)を少なくとも65重量%含有する単量体
    を重合させて得られる(共)重合体(B)との混合物を
    必須成分とする顔料分散用樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 (A)の数平均分子量が1,000〜
    5,000で、かつ(B)の数平均分子量が3,000
    〜10,000である請求項1記載の樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 重量比で(A):(B)が(30〜9
    5):(5〜70)である請求項1または2記載の樹脂
    組成物。
  4. 【請求項4】 非水系で使用される請求項1〜3いずれ
    か記載の樹脂組成物。
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