JPH06220394A - 高固形分塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塗料を構成するアクリル樹脂に対して相溶性
を有する反応性稀釈剤を使用することにより、塗料の特
性を損なうことなく塗料中の溶剤量を効果的に削減する
ことができるようにする。 【構成】 アクリル樹脂からなる第１成分と、酸無水物
化合物および多価のアルコール化合物を反応させて得ら
れる化合物に、単官能エポキシ化合物を反応させて得ら
れる数平均分子量１０００以下で１分子中に２官能以上
の水酸基を有する反応性稀釈剤からなる第２成分と、水
酸基と反応する第３成分とを必須の成分として含有して
なる高固形分塗料組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗料の流動性を損なう
ことなく耐擦傷性に優れた塗膜を形成することができ、
かつ塗料中の溶剤量を削減することができる高固形分塗
料組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、塗料を構成する溶剤が気化するこ
とによって環境が汚染されるのを防止するため、例えば
特開昭６１−９４６１号公報に示されるように水酸基含
有重合体類と微粒子重合体類とからなる系に、特定のア
ミノ樹脂を配合することにより、塗装作業性を良好状態
に維持しつつ塗料中の溶剤量を削減するように構成され
た高固形被覆組成物が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示されて
いる高固形被覆組成物は、塗装作業が容易なように塗料
に適度な流動性を付与しつつ、溶剤量をある程度削減す
ることができるものではあるが、塗膜の耐擦傷性および
耐酸性等が不十分となり易く、屋外で使用される自動車
用等の塗料組成物として満足のいくものではなかった。
このため、耐候性、耐汚染性および耐薬品性に優れた塗
膜を形成することができるアクリル樹脂を成分とする塗
料組成物が自動車用等の塗料に多く使用されている。

【０００４】そして、塗料の特性を損なうことなく塗料
中の溶剤量を削減するため、塗料の硬化時に樹脂と反応
して塗料中に残留する反応性稀釈剤を用いて塗料に流動
性を付与することが考えられる。しかし、一般に上記反
応性稀釈剤としての要件を備えた化合物としては、エポ
キシ樹脂が知られているが、このエポキシ樹脂は塗料中
のアクリル樹脂との相溶性が不十分であるために、塗膜
の厚みを十分に形成することが困難であるという問題が
あった。

【０００５】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、塗料を構成するアクリル樹脂に対して
優れた相溶性を有する反応性稀釈剤を使用することによ
り、塗料の特性を維持しつつ塗料中の溶剤量を効果的に
削減することができる高固形分塗料組成物を提供するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明
は、アクリル樹脂からなる第１成分と、酸無水物化合物
（ａ）および多価のアルコール化合物（ｂ）を反応させ
て得られる化合物（ｃ）に、単官能エポキシ化合物
（ｄ）を反応させて得られる数平均分子量１０００以下
で１分子中に２官能以上の水酸基を有する反応性稀釈剤
からなる第２成分と、水酸基と反応する第３成分とを必
須の成分として含有してなる高固形分塗料組成物であ
る。

【０００７】以下、本発明の高固形分塗料組成物につい
てさらに詳細に説明する。ここにおいて、上記第１成分
を構成するアクリル樹脂は、以下の水酸基含有単量体を
原料として作成される。

【０００８】上記水酸基含有単量体としては、２−ヒド
ロキシエチル（メタ）アクリレート、ポリオキシアルキ
レングリコールの（メタ）アクリレート、３−ヒドロキ
シプロピル（メタ）アクリレート、２，３−ジヒドロキ
シプロピル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレ
ート類と、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキ
シブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類と、ヒド
ロキシエチルアリルエーテル等のアリル化合物等が挙げ
られる。

【０００９】また、上記アクリル樹脂中の水酸基をε−
カプロラクトンで変性することにより、溶剤に対する樹
脂の溶解性を著しく向上させ、塗料の粘度を効果的に低
下させることができる。このため本発明の目的である溶
剤の削減効果を得るためには、ε−カプロラクトンで変
性した樹脂を用いることが特に有効である。

【００１０】すなわち、上記水酸基含有単量体にε−カ
プロラクトンを１〜６モル付加して単量体を共重合する
か、あるいは共重合した樹脂の水酸基にε−カプロラク
トンを付加することにより、上記溶剤の削減効果が得ら
れることになる。

【００１１】上記単量体と共重合可能な単量体として代
表的なものを挙げれば、炭素数１〜２２のアルキル基
と、（メタ）アクリル酸とのエステル化合物であるアル
キル（メタ）アクリレート、スチレン、ビニルトルエ
ン、ｔｅｒ−ブチルスチレン、グリシジル（メタ）アク
リレート、２−エトキシエチル（メタ）アクリレート、
（メタ）アクリロニトリル、シクロヘキシル（メタ）ア
クリレート、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル
酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸類、マレイン酸も
しくはフマル酸と炭素数１〜２２の１価アルコール類と
のモノエステルおよびジエステル類、（メタ）アクリル
アミド、（メタ）ジアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジアルキ
ルアミノアルキル（メタ）アクリレート、フォスフォノ
オキシエチル（メタ）アクリレート等の燐酸基含有（メ
タ）アクリレート、酢酸ビニル、ヘキサフルオロプロピ
レン、テトラフルオロエチレン等のα−オレフィン類ま
たはトリフルオロメチルトリフルオロビニルエーテル等
のパーフルオロビニルエーテル等の化合物がある。

【００１２】上記第２成分の反応性稀釈剤を構成する酸
無水物化合物（ａ）としては、例えば無水フタル酸、ヘ
キサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタ
ル酸、無水コハク酸等がある。

【００１３】また、上記酸無水物化合物（ａ）と反応す
る多価のアルコール化合物（ｂ）としては、例えばエチ
レングレコール、プロピレングリコール、ジプロピレン
グリコール、１，３ブチレングリコール、１，４ブチレ
ングリコール、シクロヘキサンジメタノール等のジオー
ル類と、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、トリスヒドロキシメチルアミノメタン
等のトリオール類と、ペンタエリトリット等の４官能以
上のポリオールとが挙げられる。

【００１４】また、上記酸無水物化合物（ａ）とアルコ
ール化合物（ｂ）反応させて得られた化合物（ｃ）に反
応させる単官能エポキシ化合物（ｄ）としては、例えば
昭和シェル石油社の商品名「カージュラーＥ１０」、同
「ペス１０」、ダイセル化学工業社の商品名「ＡＯＥＸ
２４」等がある。

【００１５】そして、上記化合物（ｃ）に上記単官能エ
ポキシ化合物（ｄ）を反応させて得られる反応性稀釈剤
からなる第２成分の数平均分子量は、１０００以下と
し、６００以下とすることが好ましい。上記第２成分の
数平均分子量１０００以下に限定したのは、数平均分子
量が１０００を超えると、加熱下においても稀釈剤とし
ての作用が得られず、溶剤の削減効果が不十分となるか
らである。

【００１６】また、上記第２成分は、反応性稀釈剤１分
子中に２官能以上の水酸基を有するものとする。上記水
酸基が２官能未満では、樹脂に対するの架橋が不十分と
なって塗料としての性能が劣ることになるためである。

【００１７】また、上記第３成分となる水酸基と反応す
る硬化剤としては、イソシアネートプレポリマー、メラ
ミン樹脂等があげられる。上記イソシアネートプレポリ
マーとしては、ヘキサヒドロジイソシアネート、キシレ
ンジイソシアネート、水添キシレンジイソシアネート、
イソホロンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネー
ト、脂環族イソシアネート類のイソシアヌレート体、ト
リメチロールプロパンアダクト体、ビュッレット体等が
挙げられる。

【００１８】上記メラミン樹脂には、単核タイプと多核
タイプとがあり、溶剤を削減するという本発明の目的を
達成するためには、単核タイプのメラミン樹脂を用いる
ことが有効である。このメラミン樹脂の具体例として
は、例えば、三井サイアナミッド社の商品名「サイメル
３０３」、同「サイメル３７０」等が挙げられる。

【００１９】上記アクリル樹脂からなる第１成分と、反
応性稀釈剤からなる第２成分と、水酸基と反応する硬化
剤からなる第３成分とを反応させて硬化させる際に使用
する硬化触媒としては、硬化剤がメラミン樹脂の場合、
燐酸エステル、ドデシルベンゼンスルホン酸あるいはパ
ラトルエンスルホン酸等の有機酸またはそのアミン酸等
が挙げられる。

【００２０】また、上記硬化剤がイソシアネートプレポ
リマーの場合に使用する硬化触媒としては、上記の有機
酸に加え、ジブチルススジラウレート、ジブチルスズマ
レート等のような有機スズ化合物等が挙げられる。

【００２１】さらに、上記第１成分と第２成分とを反応
させて塗料を生成する際に、各種樹脂類、溶剤類および
顔料もしくは染料等の着色剤を初めとしてその他、流動
調整剤、紫外線吸収剤、光安定剤またはシランカップリ
ング剤等の従来より公知の各種添加剤が必要に応じて加
えられることは勿論である。

【００２２】

【作用】上記構成の高固形分塗料組成物によれば、酸無
水物化合物（ａ）と多価のアルコール化合物（ｂ）とを
反応させることによって得られた化合物（ｃ）に単官能
エポキシ化合物を反応させることにより、アクリル樹脂
（第１成分）に対して極めて優れた相溶性を有する反応
性稀釈剤（第２成分）が得られる。そしてこの反応性稀
釈剤からなる第２成分によってアクリル樹脂が稀釈され
ることにより、塗料の流動性を維持しつつ塗料中の溶剤
が削減されることになる。

【００２３】

【実施例】次に本発明の実施例を比較例との対比におい
て説明する。以下において、部および％は特に断わりの
ない限り、全て重量基準であるものとする。

【００２４】（１）アクリル樹脂（第１成分）の合成 まず撹拌装置、不活性ガス導入口、温度計および冷却機
を備えた４つ口フラスコに、キシレン２０部とイソ酢酸
ブチル２０部とを入れて１３０°Ｃで撹拌し、スチレン
１４．０部と、ダイセル化学工業社の商品名「プラクセ
ルＦＭ−１」２１．８部と、エチルヘキシルメタアクリ
レート１２部と、日本油脂社の商品名「パーブチルＡ」
０．５部と、同「パーブチルＯ」０．５部と、２−ヒド
ロキシエチルメタクリレート１５６部との混合溶液を、
３時間かけて滴下させる。そして滴下終了後に１時間保
持した後、日本油脂社の商品名「パーブチルＯ」を０．
３部加え、さらに３時間保持することにより、第１実施
例に係るアクリル樹脂を合成する。

【００２５】（２）反応性稀釈剤（第２成分）の合成 上記４つ口フラスコに、酢酸ブチルからなる溶剤２００
部と、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸からなる酸無水
物化合物（ａ）２１６部と、グリセリンからなる多価の
アルコール（ｂ）９１部とを入れ、１３０°Ｃに昇温し
て約２時間反応させることにより、化合物（ｃ）を合成
する。その後、昭和シェル石油社の商品名「カージュラ
ーＥ１０」からなる単官能エポキシ化合物（ｄ）４９５
部と、ジメチルイミダゾール２部とを入れて２時間反応
させることにより、分子量が８０８の第２実施例に係る
反応性稀釈剤を合成する。

【００２６】また、同様にして下記の表１に示す組成割
合で各成分を混合することにより、分子量が１０００以
下の実施例３〜５に係る第１成分の反応性稀釈剤を合成
するとともに、下記の表１で組成割合で各成分を混合す
ることにより、分子量が１０００以上の比較例１〜３に
係る反応性稀釈剤を合成した。なお、表１においてスミ
ジュールＮ３５００は、住友バイエルウレタン社に係る
硬化剤の商品名である。

【００２７】

【表１】

【００２８】（３）ベースコート樹脂の作成 上記４つ口フラスコに、キシレン２０部と、イソ酢酸ブ
チル１０部とを入れて１３０°Ｃで撹拌し、ブチルアク
リレート２０部と、２−ヒドロキシルエチルメタクリレ
ート１０部と、メチルメタアリレート２０部と、ブチル
メタクリレート１０部と、日本油脂社の商品名「パーブ
チルＯ」０．０５部と、同「パーブチルＡ」０．０５部
とのモノマー混合物を、３時間かけて滴下させる。そし
て、滴下終了後に１時間撹拌し、さらに日本油脂社の商
品名「パーブチルＡ」０．０５部を加え、２時間撹拌後
にキシレン１０部を入れることにより、固形分６０％の
樹脂溶液を得る。

【００２９】（４）ベースコートの作成 上記のようにして得たベースコート樹脂５０部と、旭化
成社の商品名「アルミペーストＣＲ６０１Ｓ」５部と、
三井東圧化学社の商品名「ユーバン１２２」２１．５部
と、キシレン１５部と、酢酸ブチル１５部と、ビッグケ
ミー社の商品名「ＢＹＫ３０７」０．５部と、イースト
マン社の商品名「ＣＡＢ５３１−１」５部と、トルエン
２０部とを混合撹拌することにより、ベースコートを作
成する。

【００３０】（５）クリヤー塗料の作成 上記実施例１に係るアクリル樹脂と、実施例２〜５およ
び比較例１〜３に係る反応性稀釈剤と、下記の表２に示
すように配合された所定の硬化剤、硬化触媒および溶剤
とを使用して常法により、クリヤー塗料Ａ〜Ｉを作成し
た。なお、クリヤー塗料Ｉには、反応性稀釈剤を使用し
ていない。

【００３１】

【表２】

【００３２】（６）塗板の作成 電着塗装、中塗塗装が施されたプレートにキシレン５０
部と、酢酸ブチル５０部との混合溶剤でＦＣ（フォード
カップ）＃４で１２秒に稀釈された上記ベースコートを
塗布する。そして、１０分間放置後に上記クリヤー塗料
Ａ〜Ｉからなる高固形分塗料組成物を、キシレン−シク
サヘキノン（重量比＝６０／４０）からなる溶剤により
ＦＣ（フォードカップ）＃４で１８秒になるように粘度
調整した後、上記プレートに塗布して１０分間放置した
後に、１４０℃の温度下で１５分間乾燥させた。

【００３３】（７）比較および評価 以上のようにしてクリヤー塗料Ａ〜Ｉによる仕上げの塗
膜が形成された塗板を自動車の天井部に固定して洗車機
により洗車を繰り返して行なった。そして、洗車用ブラ
シの擦過によって塗膜に生じる擦傷を目視観察し、傷の
状態によって耐擦傷性を評価したところ、下記の表３に
示す評価結果が得られた。なお、洗車の回数はそれぞれ
２０回とした。

【００３４】また、上記クリヤー塗料Ａ〜Ｉの粘度調整
を行った状態におけるアプリケーションソリッドを測定
したところ、表３に示すような結果が得られた。このア
プリケーションソリッドの測定は、上記各クリヤー塗料
Ａ〜Ｉを２０°Ｃの常温下と、６０°Ｃの加熱下とにお
いて、ＦＣ（フォードカップ）＃４で１８秒に稀釈した
ときの塗料中の固形物の割合（％）を調べることによっ
て行なった。

【００３５】

【表３】

【００３６】この表３から分かるように上記実施例２〜
５の反応性稀釈剤を使用した本発明に係る塗料Ａ〜Ｅに
おいては、擦傷がほとんど発生していなかったのに対
し、比較例１の反応性稀釈剤を使用した塗料Ｆにおいて
は、擦傷の発生が認められた。

【００３７】また、上記本発明に係る塗料Ａ〜Ｅの場合
には、塗料中のアプリケーションソリッドが５３〜６７
となり、溶剤量が少なくなっていることが分かる。特
に、実施例５の反応性稀釈剤を使用した塗料Ｄ，Ｅの場
合には、アプリケーションソリッドが６１以上となり溶
剤量が極めて少ないことが確認された。

【００３８】これに対して比較例１〜３の反応性稀釈剤
を使用した塗料Ｆ〜Ｈおよび反応性稀釈剤を使用してい
ない塗料Ｉにおいては、塗料中のアプリケーションソリ
ッドが４５〜５４となり、溶剤量が比較的多いことが確
認された。

【００３９】なお、上記比較例として実施例に極めて近
いものを採用しているが、仮に実施例とかけ離れた通常
の反応性稀釈剤を使用して同様の評価試験を行なったな
らば、非常に目立つ擦傷が生成され、かつ、溶剤量が上
記比較例のものより多くなることが考えられる。

【００４０】上記のように本実施例に係る高固形分塗料
組成物は、アクリル樹脂に対して相溶性が極めて高い特
定の反応性稀釈剤を使用したため、溶剤量を削減しつつ
塗料に適度の粘性を付与することができる。また、アク
リル樹脂を主体として塗料を形成したため、耐候性、耐
汚染性および耐薬品性を向上させることができるという
高固形分塗料組成物として優れた特性を有するものであ
ることが分かる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の高固形分塗
料組成物は、酸無水物化合物と多価のアルコールとを反
応させて得られる化合物に、単官能エポキシ化合物を反
応させることによって作成された第２成分、つまり数平
均分子量２０００以下でアクリル樹脂に対して極めて優
れた相溶性を有する反応性稀釈剤を使用したため、多量
の溶剤を使用することなく、アクリル樹脂からなる第１
成分を主成分とする塗料に適度の流動性を付与すること
ができるとともに、塗料の耐擦傷性等を向上させること
ができる。。

【００４２】したがって、従来の塗料に比べて塗料中の
溶剤量を効果的に低減し、塗装時に溶剤が気化すること
による大気汚染の発生を確実に防止することができると
ともに、従来の塗料と等しい量の塗料を塗布した場合
に、塗膜の厚みを従来よりも厚くすることができるとい
う利点がある。

【００４３】また、上記反応性稀釈剤の１分子中に２官
能以上の水酸基を含有させるように構成したため、塗料
の硬化時に上記アクリル樹脂に対して反応性稀釈剤を十
分に架橋させ、塗料の性能を良好に維持することができ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 以下の第１成分ないし第３成分を必須の
   成分として含有してなることを特徴とする高固形分塗料
   組成物。 第１成分：アクリル樹脂 第２成分：酸無水物化合物と、多価のアルコール化合物
   とを反応させて得られる化合物に、単官能エポキシ化合
   物を反応させて得られる数平均分子量１０００以下で１
   分子中に２官能以上の水酸基を有する反応性稀釈剤 第３成分：水酸基と反応する硬化剤