JPH0625325B2 - 油変性アルキド樹脂塗料組成物 - Google Patents

油変性アルキド樹脂塗料組成物

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JPH0625325B2
JPH0625325B2 JP15764285A JP15764285A JPH0625325B2 JP H0625325 B2 JPH0625325 B2 JP H0625325B2 JP 15764285 A JP15764285 A JP 15764285A JP 15764285 A JP15764285 A JP 15764285A JP H0625325 B2 JPH0625325 B2 JP H0625325B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐候性、金属に対する密着性、光沢、耐候性、
硬度等において優れた塗膜を与える無溶剤型の塗料組成
物に関する。
〔従来の技術〕
油変性アルキド樹脂は多塩基酸と多価アルコールと不飽
和脂肪酸とから一般に調製され、成分中の不飽和脂肪酸
の二重結合が空気中の酸素により架橋反応に与ることに
よつて硬化する性質を利用して、常乾用塗料あるいは焼
付用塗料等の各種の塗料に使用されている(特公昭45
−431号、同58−46274号、特開昭53−52
596号、同53−67792号、同56−50910
号、同53−69251号)。
油変性アルキド樹脂において樹脂中の脂肪酸がグリセリ
ンと反応してトリグリセライドを形成したと考えたとき
に、そのトリグリセライドが樹脂中に占める重量百分率
を油長というが、これは塗料の物理的性質すなわち溶解
度、硬度、光沢、保色力、耐候性、硬化時間あるいは貯
蔵性等を判断する上で重要な指標となつている。たとえ
ば、油長の増加は塗膜の柔軟性および有機溶剤に対する
溶解度を増加するのに役立つが、塗膜の硬度を減少させ
る傾向がある。一方、油長の減少は塗膜の光沢及び保色
力を向上させるのに役立つが、塗料の延展性を減少させ
る傾向がある。もちろん、油長のみが上記の塗料の物理
的性質を左右するのではなく、油変性アルキド樹脂の他
の成分の性質によつてこれらの性質は支配される。
従来、油変性アルキド樹脂としては、油長30%〜80
%程度のものが一般にテレビン油、トルエン等の溶剤に
溶解されて常乾用塗料として、およびこれにアミノ樹脂
を配合したものが焼付塗料として使用されている。
これら溶剤型塗料は耐候性、金属に対する密着性に優れ
る皮膜を与える。しかし、溶剤が揮散し、大気汚染に問
題がある。
溶剤を使用しない常乾型油変性アルキド樹脂塗料、すな
わち、 (A)油変性アルキド樹脂 (B)上記(A)成分を溶解するアクリル系重合性単量体 (C)ラジカル重合開始剤と金属乾燥剤よりなる硬化触媒 よりなる無溶剤型(無公害型)塗料も知られている(特
開昭53−52596号、同53−67792号、同5
3−69251号)。
この無公害型塗料は重防腐塗料として工場のプラント、
船舶の塗装に使用されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、上記無公害型油変性アルキド樹脂塗料の耐候
性を向上させて塗膜の寿命を更に長くすることを目的と
する。
〔問題点を解決する具体的手段〕
上記目的は、従来の無公害型塗料に特定の塩素化ポリマ
ーを配合することにより達成される。
(発明の構成) 本発明は、 (A)成分: 油変性アルキドまたは油変性アルキドの50〜20重量
%を不飽和ポリエステルに代えて油変性アルキドと不飽
和ポリエステルが均一に相溶した樹脂 100重量部 (B)成分: 上記(A)成分を溶解することができる20℃で液状のア
クリル系重合性単量体 50〜200重量部 (C)成分: 塩素含量が60重量%以上の塩化ゴム、塩素化ポリエチ
レン、塩素化ポリプロピレンより選ばれた塩素化ポリマ
ー 上記(A)成分と(B)成分の和100重量部に対し、10〜
50重量部 (D)成分: 硬化触媒として上記(A)成分100重量部に対し、有機
過酸化物0.5〜5重量部及び金属乾燥剤0.01〜5重量部 上記(A)、(B)、(C)および(D)成分が上記割合で配合されて
いることを特徴とする油変性アルキド樹脂塗料組成物を
提供するものである。
(A成分) 本発明による油変性アルキド樹脂組成物の成分(A)の油
変性アルキド樹脂は、従来のまたは将来提供されること
あるべき油変性アルキド樹脂と本質的には変らない
(α,β−不飽和モノカルボン酸で更に変性したものも
含む。α,β−不飽和モノカルボン酸による変性の仕方
も、通常のアルキド樹脂を脂肪酸で変性する仕方と同じ
である。) 従つて、アルキド樹脂の多塩基酸成分としては、無水フ
タル酸、イソフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ア
ジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、各種の共役二重
結合含有イソプレン二量体と無水マレイン酸とのデイー
ルス・アルダー附加反応により得られる側鎖を有する1,
2,3,6−テトラヒドロ無水フタル酸誘導体たとえばミル
セン無水マレイン化物、アロオシメン無水マレイン化
物、オシメン無水マレイン化物、3−(β−メチル−2
−ブテニル)−5−メチル−1,2,3,6−テトラヒドロフ
タル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、4−メチルテトラ
ヒドロ無水フタル酸、トリメリツト酸等の芳香族、脂肪
族ないし脂環族の飽和、不飽和多塩基酸が単用または併
用される。ゲル化が生じない範囲で、飽和多塩基酸の一
部としてα、β−不飽和多塩基酸たとえばマレイン酸、
無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等で置換えても
よい。これらのうちでも、特に好ましいの多塩基酸は、
フタル酸と3−(β−メチル−2−ブテニル)−5−メ
チル−1,2,3,6−テトラヒドロ無水フタル酸(以下、M
BTHPと略称)との組合せである。MBTHPを多塩
基酸の一部として用いるとアルキド樹脂の低粘化に著る
しい効果がある。
多価アルコール成分としては、エチレングリコール、ジ
エチレングリコール、、プロピレングリコール、ジプロ
ピレングリコール、1,4ブタンジオール、ネオペンチル
グリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリ
メチロールプロパン、トリメチロールエタン、トリス
(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート等が単用ま
たは併用される。一般に、炭素数2〜12程度の二価な
いし四価アルコールがふつうである。
油変性アルキド樹脂を形成する油脂または脂肪酸として
は、空気乾燥性を有するもの、たとえばアマニ油、大豆
油、トール油、サフラワー油等の油脂あるいはそれらよ
り分離された脂肪酸が挙げられる。
本発明において、金属との密着性のより優れた皮膜を得
るために、上記三必須成分からなる油変性アルキド樹脂
をさらにα,β−不飽和モノカルボン酸で変性するとよ
い。ここで使用されるα,β−不飽和モノカルボン酸
は、クロトン酸、ソルビン酸または2−(β−フリル)
アクリル酸である。これらのうちで特に好ましいのは、
ソルビン酸である。油変性アルキド樹脂中に導入された
これらのα,β−不飽和モノカルボン酸は、油変性用脂
肪酸と同様に反応してアルキド樹脂中に側鎖として存在
すると考えられるが、これらの酸は本発明組成物中にお
いて成分(B)としてアクリル系重合性単量体を用いたと
き、これとラジカル共重合して硬化に寄与するため、生
成塗膜の硬度および耐水性の改善等に大きな効果をもた
らす。
これらの三必須成分または四成分から油変性アルキド樹
脂は常法により製造されるが、具体的には、たとえば、
α,β−不飽和モノカルボン酸、脂肪酸、多塩基酸およ
び多価アルコールを同時に仕込んで反応させる方法、あ
るいは脂肪酸、多塩基酸および多価アルコールを先ず反
応させ、これにα,β−不飽和モノカルボン酸を反応さ
せる方法がある。製造中のゲル化の防止の点からは、後
者が好ましい。これらの成分は、その機能的誘導体たと
えば油脂そのもののようなエステルの形で反応に供する
ことができる。なお、油脂を用いる場合にはあらかじめ
多価アルコールとエステルとのみで反応させてエステル
交換を行うのが一般的である。更に、どのような方式の
場合でも反応中のゲル化をさけるためたとえばハイドロ
キノンのようなゲル化防止剤を加えることが望ましい。
本発明で使用される(A)成分の油変性アルキド樹脂は、
油長が25〜70%、好ましくは30〜65%でる。油
長25%未満では生成塗膜の耐水性等の低下の原因とな
り、一方70%以上では生成塗膜の乾燥初期硬度の低
下、表面平滑性の低下等の好ましくない現象が生じる。
なお、本発明での油長は、α,β−不飽和モノカルボン
酸による変性後の油変性アルキド樹脂のうちの油脂また
はそれより分離された脂肪酸由来の一塩基酸トリグリセ
リドの重量%である。
本発明で使用されるα,β−不飽和モノカルボン酸変性
油変性アルキド樹脂中のα,β−不飽和モノカルボン酸
含量は、0.5〜30重量%、好ましくは2〜15重量
%、である。0.5%未満では生成塗膜の耐水性および硬
度向上の効果は期待できず、一方30%を越すとアルキ
ド製造中に著るしくゲル化しやすくなつてその製造が困
難となる。
本発明で使用される油変性アルキド樹脂またはα,β−
不飽和モノカルボン酸変性油変性アルキド樹脂の酸価
は、5〜40程度がふつうである。
上記(A)成分の50〜20重量%を不飽和ポリエステル
に代え、この混合物を加熱処理して両者が均一に相溶し
た樹脂を(A)成分として用いてもよい(特開昭58−2
1459号)。
この不飽和ポリエステルは、不飽和二塩基酸と飽和多塩
基酸と多価アルコールとを反応させて得られる。
油変性アルキドまたはこれと不飽和ポリエステルの混合
物の加熱処理によつて得た両者が均一に相溶した樹脂
は、アクリル系重合性単量体(B)により溶解希釈され、
均一な溶液が調製される。
〔B成分〕
(A)成分の油変性アルキドを溶解する重合性単量体とし
て好ましいものはアクリロイルオキシ基を有するアクリ
ル系化合物であり、例えば、炭素数2〜20のアルコー
ルとアクリル酸またはメタクリル酸とのエステルである
モノまたはポリアクリレートおよびメタクリレート〔以
後(メタ)アクリレートと呼ぶ〕が挙げられる。このも
のは水酸基、アルコキシ基等を有するものであつてもよ
く、塗料用樹脂組成物が常温乾燥あるいは加熱乾燥用塗
料を与えることを目的としたものであることから高沸点
のものが好ましい。具体的には、シクロヘキシル(メ
タ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2
−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシ
エチル(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、2−ヒドロキシエチル(メタ)
アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリ
レート、3−アリロキシ−2−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、3−ブトキシ−2−ヒドロキシプロ
ピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1−フエ
ネチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−2−フ
エネチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、1,3−ブタンジオール(メタ)アク
リレート、1,4−ブタンジオール(メタ)アクリレー
ト、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、
ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、グリ
セリンモノアクリレートモノメタクリレート、グリセリ
ンモノメタクリレートモノハーフマレート、トリメチロ
ールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリス
リトールトリ(メタ)アクリレート等であり、これらを
単独で用いる、あるいは2種以上併用することができ
る。これら重合性単量体のうち、とくに好ましいもの
は、1,3−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、
1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ネオ
ペンチルグリコールジモノ(メタ)アクリレート、トリ
メチロールプロパントリ(メタ)アクリレートである。
これら(メタ)アクリレートの一部をスチレンでおきか
えてもよい。また、トリ(メタ)アクリレート類は粘度
が高いので、塗膜硬度を向上させる目的以外では余り用
いるべきでないが、用いるときは他のモノ(アクリレー
ト)、ジ(メタ)アクリレート等と併用する。
この(B)成分の重合性単量体は、(A)成分100重量部に
対し、25〜200重量部の割合で用いる。重合性単量
体の量が25重量部未満では塗料の粘度が高粘度となり
塗布が困難となる。また、200重量部を越えては塗料
の乾燥性が損なわれるばかりでなく、得られる塗膜の耐
衝撃性が悪い。
(D成分) この(A)成分、(B)成分及び後述する塩素系ポリマー(C)
の混合樹脂組成物は、有機過酸化物、あるいは有機過酸
化物と還元剤よりなるレドツクス触媒、必要に応じては
ナフテン酸マンガン、ナフテン酸コバルト等の金属乾燥
剤を併用することにより硬化させることができる。
触媒の例としては、 (イ)メチルエチルケトンパーオキサイドとナフテン酸コ
バルトとの組合せ (ロ)過酸化ベンゾイルとジメチルアニリンとからなるレ
ドツクス触媒とナフテン酸コバルトまたはナフテン酸マ
ンガンとの組合せ (ハ)シクロヘキサノンパーオキサイドとナフテン酸コバ
ルトとの組合せ 等が挙げられる。特にナフテン酸コバルトは還元剤とし
てラジカル発生に関与するばかりでなく金属乾燥剤とし
て油変性アルキド樹脂の酸化硬化にも関与するため好適
である。
有機過酸化物ないし乾燥剤の使用量は実施者の選択に任
されるが、たとえば油変性アルキド樹脂組成物100重
量部に対して有機過酸化物0.5〜5重量部、還元剤0.01
〜5重量部、乾燥剤0.01〜5重量部程度である。
(C成分) (C)成分の塩素化ポリマーとしては、(A)成分の油変性ア
ルキドと相溶性のよい塩素含量が60重量%以上、好ま
しくは65重量%以上の塩化ゴム、塩素化ポリエチレ
ン、塩素化ポリプロピレンがあげられる。
具体的には、見かけ比重が0.2〜0.4、軟化温度が120
〜130℃の塩素化ポリプロピレン“スーパークロン3
06”(塩素含量約66%)、軟化温度が100〜12
0℃の塩素化ポリエチレン“スーパークロン907M
A”、“同507”、“同510”、“同515”(塩
素含量約70%)、軟化点が約130〜155℃の塩化
ゴム“スーパークロンCR−10”、“同CR−20”
(塩素含量約66%)等の山陽国策パルプ(株)の商品
が使用できる。
これら塩素化ポリマーは、(A)成分と(B)成分の和100
重量部に対し、10〜50重量部、好ましくは、15〜
30重量部用いられる。10重量部未満では耐候性の向
上寄与が低い。大量の塩素化ポリマーの使用は、これ以
上の耐候性の向上は望めなく、経済的でないし、塗布
性、レベリング性、硬度、乾燥性が低下する欠点があ
る。
〔任意成分〕
前記(A)、(B)、(C)および(D)成分の他に、炭酸カルシウ
ム、酸化チタン、Al粉、黄鉛等の顔料、CMC、ポリビ
ニルアルコール等の増粘剤、トルエン、キシレン、ミネ
ラルスピリツツ等の少量の溶剤、防かび剤、塩素化パラ
フイン、ジブチルテレフタレート等の可塑剤等を必要に
より配合してもよい。
〔塗装方法〕
本発明の塗料は、ロール、はけ、スプレー等を用い鋼
板、亜鉛板、石板等の基材上に塗布され、常温乾燥され
る。
〔効果〕
本発明の塗料組成物は無公害型塗料であり、金属との密
着性、防食性、耐候性に優れ、アルミニウム粉含有シル
バー塗料は勿論のこと、比較的チヨーキングを起やすい
酸化チタン、クレイ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等
を含有する白色塗料でもチヨーキングを生じる迄の期間
が大幅に延期される。
油変性アルキドの製造例 製造例−1 攪拌機、温度計、冷却器、水分離器および窒素導入管を
備えた反応器内に大豆油脂肪酸60部、無水フタル酸2
2部、グリセリン4.6部、ペンタエリスリトール15.8部
を仕込み、さらにヒドロキノン0.05部およびキシレン4
部を加えたのち、窒素気流中220℃で反応を行なつ
た。生成したアルキドの酸価が40となつたところで、
ソルビン酸5部およびヒドロキノン0.05部を加え、さら
に酸価10になるまで反応を行なつて、ソルビン酸成分
濃度5.0%、油長62.7%の油変性アルキド樹脂(樹脂−
A)を得た。
製造例−2 大豆油脂肪酸60部、無水フタル酸27部、グリセリン
15.1部、ぺンタエリスリトール5.1部を仕込み、さらに
ヒドロキノン0.05部およびキシレン4部を加えたのち、
窒素気流中220℃で製造例−1と同様な反応を行な
い、油長62.7%の油変性アルキド樹脂(樹脂−B)を得
た。
製造例−3 脱水ヒマシ油脂肪酸55.6部、無水フタル酸15.3部、グリ
セリン7.9部、ぺンタエリスリトール11.7部およびソル
ビン酸4.4部を用いる以外は製造例−1と全く同様に反
応させて、ソルビン酸成分濃度4.4部、油長58.1%の油
変性アルキド樹脂(樹脂−C)を得た。
製造例−4 脱水ヒマシ油脂肪酸60部、無水フタル酸27部、グリ
セリン15.1部、ペンタエリスリトール5.1部にて、製造
例−2と全く同様に反応させて、油長62.7%の油変性ア
ルキド樹脂(樹脂−D)を得た。
製造例−5 製造例−3のソルビン酸成分濃度4.4%、油長58.1%の
油変性アルキド樹脂を酸価25まで反応を行なつて、油
長58.1%の油変性アルキド樹脂(樹脂−E)を得た。
製造例−6 脱水ヒマシ油脂肪酸56.5部、無水フタル酸15.0部、MB
THP11.9部、グリセリン6.7部、ぺンタエリスリトー
ル13.5部およびクロトン酸3.5部を用いる以外は製造例
−1と全く同様に反応させて、クロトン酸成分濃度3.5
%、油長59.0%の油変性アルキド樹脂(樹脂−G)を得
た。
製造例−7 脱水ヒマシ油脂肪酸54.6部、無水フタル酸15.1部、MB
THP12.0部、グリセリン7.7部、ぺンタエリスリトー
ル12.1部および2−(β−フリル)アクリル酸5.4部を
用いる以外は製造例−1と全く同様に反応させて2−
(β−フリル)アクリル酸成分濃度5.4%、油長57.1%
の油変性アルキド樹脂(樹脂−H)を得た。
製造例−8 製造例−1と同様の製造装置に、無水フタル酸222部
およびネオペンチルグリコール224.6部を仕込み、さら
にキシレン20部を加えたのち、窒素気流下210℃で
酸価30〜15まで反応させた後、冷却した。フマル酸
58部およびヒドロキノン0.25部を仕込み、210℃で
酸価25以下になるまで反応させた。水およびキシレン
等を除去して酸価が24の淡黄色の不飽和ポリエステル
樹脂(樹脂−J)を得た。
製造例−1と同様の製造装置に、樹脂−E 100部
と、樹脂−J 100部を仕込み、さらにキシレン10
mlを加えたのち窒素気流下180℃で反応を行なつた。
逐次、少量の樹脂を反応器から抜き取り、トルエンで5
0重量%に希釈した溶液の25℃における粘度を測定し
た。
その25℃における粘度が150センチポイズ(CP
S)に達するまで反応させた後、水とキシレン等を除去
して、均一に相溶した樹脂(樹脂−K)を得た。
塗料の評価 実施例1〜15、比較例1〜5 油変性アルキド樹脂を後記表−1に示した重合性単量体
に表記濃度に溶解した。この溶液60重量部に後記する
金属乾燥剤と重合開始剤よりなる硬化剤2重量部、石原
産業(株)製酸化チタン“R−930”(商品名)25
重量部、堺化学(株)製硫酸バリウム15重量部および
揺変剤2重量部、更に表−1に示す山陽国策パルプ
(株)の塩素化ポリマーまたは味の素(株)の塩素化パ
ラフイン“エンパラ40”を同表に示す割合で配合し、
三本ロールで混練して塗料組成物を調製した。
この塗料組成物を、アセトンにて脱脂処理されたJIS
G−3141(SPCCB)の磨き軟鋼板(70mm×
150mm、肉厚0.8mm、#320研磨布にて研磨)上に
膜厚50μとなるように塗布したのち、22℃、65%
RHの雰囲気下で常温乾燥させた。
得られた塗膜(7日後)の物性を下記の条件で測定し
た。結果を表−1および表−2に示す。
硬化剤 金属乾燥剤 重合開始剤 シクロヘキサノンパーオキシド 1.0部 粘度:B型粘度計(東京計器製) 指触乾燥時間:JIS K−5400に準拠 塗膜物性 鉛筆硬度:JIS K−5652の方法で行ない、傷の
発生の有無で判定 密着性:JIS K−5401のゴバン目テスト 耐屈曲性:JIS K−5400に準拠(2mmφ)。
合格(○)、破壊(×) 耐衝撃性:デユポン衝撃強度(1/2インチ、500g荷
重、50cm高さ) 合格(○)、破壊(×) 表面平滑性:○(平滑)、△(ゆずはだ) 耐候性:スガ試験機(株)のウエザー・オ・メーター内
に塗膜が形成された軟質鋼板のテストピースを入れ、降
雨サイクル12分/60分、ブラツクパネル温度45±
2℃の条件下で促進試験を行ない、経時的な塗膜の光沢
(JIS K−5400、60°−60°)、およびチ
ヨーキングの発生時間(JIS K−5516に準拠し
て行い、チヨーキング発生が認められた最初の時間)を
調べた。
なお、表−1中の略号は次のとおりである。
HPA:ヒドロキシプロピルメタクリレート BDDA:1.4−ブタンジオールジアクリレート TMP−TMA:トリメチロールプロパン・トリメタク
リレート CPP:山陽国策パルプ(株)製塩素化ポリプロピレン
“スーパークロン 306” CPE:山陽国策パルプ(株)製塩素化ポリエチレン
“スーパークロン 510” CR:山陽国策パルプ(株)製塩化ゴム“スーパークロ
ン CR−10”

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)成分: 油変性アルキドまたは油変性アルキドの50〜20重量
    %を不飽和ポリエステルに代えて油変性アルキドと不飽
    和ポリエステルが均一に相溶した樹脂 100重量部 (B)成分: 上記(A)成分を溶解することができる20℃で液状のアク
    リル系重合性単量体 25〜200重量部 (C)成分: 塩素含量が60重量%以上の塩化ゴム、塩素化ポリエチ
    レン、塩素化ポリプロピレンより選ばれた塩素化ポリマ
    ー 上記(A)成分と(B)成分の和100重量部に対し、10〜
    50重量部 (D)成分: 硬化触媒として、上記(A)成分100重量部に対し、有
    機過酸化物0.5〜5重量部及び金属乾燥剤0.01〜5重量
    部 上記(A),(B),(C)および(D)成分が上記割合で配合されて
    いることを特徴とする油変性アルキド樹脂塗料組成物
  2. 【請求項2】(A)成分の油変性アルキドがソルビン酸、
    クロトン酸および2−(β−フリル)アクリル酸より選
    ばれたα、β−不飽和モノカルボン酸で変性した油変性
    アルキド樹脂(ただし、α、β−不飽和モノカルボン酸
    含量は0.5〜30重量%である)であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の塗料組成物
JP15764285A 1985-07-17 1985-07-17 油変性アルキド樹脂塗料組成物 Expired - Fee Related JPH0625325B2 (ja)

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