JPH06256707A - Aqueous resin composition for metal coating - Google Patents

Aqueous resin composition for metal coating

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JPH06256707A
JPH06256707A JP6932493A JP6932493A JPH06256707A JP H06256707 A JPH06256707 A JP H06256707A JP 6932493 A JP6932493 A JP 6932493A JP 6932493 A JP6932493 A JP 6932493A JP H06256707 A JPH06256707 A JP H06256707A
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JP
Japan
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copolymer
meth
weight
aqueous
resin composition
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JP6932493A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Mori
嘉男 森
Shiro Kojima
史郎 児島
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Toagosei Co Ltd
Original Assignee
Toagosei Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE4407236A priority patent/DE4407236A1/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain an aqueous resin composition useful for coating metal cans for processed foods, providing a coating film having excellent hardness, steam resistance, water resistance, luster, etc., comprising a specific aqueous polymer and an amino resin. CONSTITUTION:This resin composition comprises an aqueous polymer prepared by neutralizing a carboxyl group of a copolymer, consisting of (A) 3-30wt.% of a macromonomer containing a radically polymerizable group at one end of a (meth)acrylonitrile/styrene copolymer, (B) 3-20wt.% of an alpha,beta-ethylenic unsaturated carboxylic acid, (C) 5-40wt.% of a hydroxyalkyl (meth)acrylic acid hydroxyalkyl and (D) 10-89wt.% of a vinyl monomer based on 100wt.% of the components A+B+C+D, with a base such as an organic amine or ammonium and (E) an amino resin such as an alkyl etherified melamine resin or an alkyl etherified benzogunamine resin.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、金属被覆用水性樹脂組
成物に関するものであり、本発明の金属被覆用水性樹脂
組成物は、耐水性、特に耐スチ−ム性に優れており、加
圧スチーム処理をされた後でも硬度が高くかつ加工性に
優れる塗膜を形成し、金属缶用の水性塗料として特に有
用である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aqueous resin composition for metal coating, and the aqueous resin composition for metal coating of the present invention is excellent in water resistance, particularly steam resistance. It forms a coating film having high hardness and excellent workability even after being subjected to pressure steam treatment, and is particularly useful as an aqueous paint for metal cans.

【0002】[0002]

【従来の技術及びその問題点】金属用塗料、特に清涼飲
料水または加工食品等を包装する金属缶用塗料には、加
熱下での耐水性及び加工性等の物性が求められ、従来か
かる金属用塗料としては、加熱硬化によって優れた塗膜
を形成するエポキシ/アミノ系樹脂、アクリル/アミノ
系樹脂およびポリエステル/アミノ系樹脂等の有機溶剤
型塗料が用いられていた。しかし、それらの溶剤型塗料
では、塗装時に多量の有機溶剤が大気中に蒸散するた
め、環境汚染ならびに資源浪費等の問題があった。
2. Description of the Related Art Metal coatings, particularly coatings for metal cans for packaging soft drinks or processed foods, are required to have physical properties such as water resistance under heating and processability. As the paint for use, organic solvent type paints such as epoxy / amino resins, acrylic / amino resins and polyester / amino resins that form excellent coating films by heat curing have been used. However, these solvent-based paints have problems such as environmental pollution and waste of resources because a large amount of organic solvent evaporates into the atmosphere during coating.

【0003】そのために、上記溶剤型塗料に代えて、水
を媒体とする水性塗料の採用が検討されているが、従来
の水性塗料では、耐水性に劣り、沸騰水程度の熱水処理
には耐えても、120℃以上の加圧スチームによる処理
(レトルト処理)を受けると、塗膜物性が著しく劣化す
る点で実用に耐えないというのが現状であった。
For this reason, it has been considered to use a water-based paint in which water is used as a medium instead of the above solvent-based paint. However, the conventional water-based paint is inferior in water resistance and is not suitable for hot water treatment such as boiling water. Even if it withstands, it is the current situation that it cannot be put into practical use because it undergoes a treatment (retort treatment) with a pressure steam of 120 ° C. or more, because the physical properties of the coating film are significantly deteriorated.

【0004】上記加圧スチーム処理に耐える水性塗料を
目的とする多数の提案があり、例えば、特開平3−72
577号公報には、(イ)芳香族ビニル単量体及び(メ
タ)アクリル酸アルキルを主成分とし、分子中にカルボ
キシル基及び水酸基を有する共重合体を塩基で中和した
水性アクリル樹脂、(ロ)水酸基含有ポリオールおよび
(ハ)アミノ樹脂からなる水性塗料が提案されている
が、得られる塗膜の物性はなお実用的に満足できる水準
に至っていない。
There are a number of proposals aimed at water-based paints that withstand the above-mentioned pressure steam treatment, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-72.
No. 577 discloses an aqueous acrylic resin obtained by neutralizing a copolymer having (a) an aromatic vinyl monomer and an alkyl (meth) acrylate as main components and having a carboxyl group and a hydroxyl group in the molecule with a base, ( B) A water-based coating composition comprising a hydroxyl group-containing polyol and (C) amino resin has been proposed, but the physical properties of the resulting coating film have not yet reached a level that is practically satisfactory.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意検討した結果、カルボキシル基を
有する単量体およびその他の単量体からなる単量体混合
物と、下記マクロモノマーとを共重合して得られる、特
定の構成の共重合体中のカルボキシル基を塩基で中和し
た水性共重合体およびアミノ樹脂からなる樹脂組成物
が、耐水性に優れ、120℃以上の加圧スチームによる
処理後にも硬度及び加工性に優れる塗膜を形成すること
を見出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies for solving the above-mentioned problems, the present inventors have found that a monomer mixture consisting of a monomer having a carboxyl group and other monomers and the following macro A resin composition composed of an amino resin and an aqueous copolymer obtained by copolymerizing a monomer with a carboxyl group in a copolymer having a specific constitution and a base is excellent in water resistance, and has a temperature of 120 ° C. or higher. The inventors have found that a coating film having excellent hardness and workability can be formed even after treatment with pressure steam, and completed the present invention.

【0006】即ち、本発明は、(a)(メタ)アクリロ
ニトリル/スチレン系共重合体の片末端にラジカル重合
性基を有するマクロモノマー、(b)α,β−エチレン
性不飽和カルボン酸、(c)(メタ)アクリル酸ヒドロ
キシアルキルおよび(d)その他のビニル単量体からな
る共重合体であって、上記成分(a)〜成分(d)に基
づく各単位の合計量を基準にして、成分(a)に基づく
単位が3〜30重量%、成分(b)単量体単位が3〜2
0重量%、成分(c)単量体単位が5〜40重量%、ま
た成分(d)単量体単位が10〜89重量%である共重
合体中のカルボキシル基を塩基で中和してなる水性共重
合体およびアミノ樹脂からなる金属被覆用水性樹脂組成
物である。
That is, the present invention provides (a) a macromonomer having a radically polymerizable group at one end of a (meth) acrylonitrile / styrene copolymer, (b) an α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid, c) a copolymer of hydroxyalkyl (meth) acrylate and (d) another vinyl monomer, based on the total amount of each unit based on the above components (a) to (d), The unit based on the component (a) is 3 to 30% by weight, and the monomer unit on the component (b) is 3 to 2%.
0% by weight, 5 to 40% by weight of the component (c) monomer unit, and 10 to 89% by weight of the component (d) monomer unit, the carboxyl group in the copolymer is neutralized with a base. Is an aqueous resin composition for metal coating comprising an aqueous copolymer and an amino resin.

【0007】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。なお、以下の説明においては、塩基による中和前の
共重合体をカルボキシル基含有共重合体という。
The present invention will be described in more detail below. In addition, in the following description, the copolymer before neutralization with a base is referred to as a carboxyl group-containing copolymer.

【0008】本発明における上記成分(a)は、前記の
とおり、(メタ)アクリロニトリル/スチレン系共重合
体の片末端にラジカル重合性基を有するマクロモノマー
であり、ラジカル重合性基としては、(メタ)アクリロ
イル基が好ましく、またマクロモノマーの好ましい分子
量は数平均分子量で2000〜30000である。数平
均分子量が2000未満であると、加圧スチーム処理後
の塗膜における加工性と硬度のどちらか一方が損なわれ
易い。一方30000を超えると、未反応マクロモノマ
ーが共重合体中に多く残り塗膜物性に劣る。なお、本発
明における数平均分子量は、ゲルパーミエーション・ク
ロマトグラフィーによるポリスチレン換算の数平均分子
量である。
As described above, the component (a) in the present invention is a macromonomer having a radical-polymerizable group at one terminal of the (meth) acrylonitrile / styrene copolymer, and the radical-polymerizable group is ( The (meth) acryloyl group is preferable, and the number average molecular weight of the macromonomer is preferably 2000 to 30,000. When the number average molecular weight is less than 2000, either the workability or the hardness of the coating film after the pressure steam treatment is likely to be impaired. On the other hand, when it exceeds 30,000, a large amount of unreacted macromonomer remains in the copolymer, resulting in poor physical properties of the coating film. The number average molecular weight in the present invention is a polystyrene equivalent number average molecular weight measured by gel permeation chromatography.

【0009】マクロモノマーの骨格となる(メタ)アク
リロニトリル/スチレン系共重合体としては、アクリロ
ニトリル/スチレン2元共重合体またはメタクリロニト
リル/スチレン2元共重合体が好ましいが、それらの単
量体単位以外にその他のラジカル重合性単量体単位を、
構成単量体単位の合計量を基準にして20重量%を上限
に含む(メタ)アクリロニトリル/スチレン系共重合体
も使用できる。(メタ)アクリロニトリル/スチレン2
元共重合体がマクロモノマーの骨格である場合、該2元
共重合体におけるアクリロニトリルまたはメタクリロニ
トリルとスチレンの好ましい割合は、(メタ)アクリロ
ニトリル/スチレン=5〜50重量%/50〜95重量
%である。
As the (meth) acrylonitrile / styrene type copolymer which is the skeleton of the macromonomer, an acrylonitrile / styrene binary copolymer or a methacrylonitrile / styrene binary copolymer is preferable, but those monomers are preferable. In addition to the units, other radically polymerizable monomer units,
A (meth) acrylonitrile / styrene copolymer containing up to 20% by weight based on the total amount of constituent monomer units can also be used. (Meth) acrylonitrile / styrene 2
When the terpolymer is a skeleton of a macromonomer, the preferable ratio of acrylonitrile or methacrylonitrile and styrene in the binary copolymer is (meth) acrylonitrile / styrene = 5 to 50% by weight / 50 to 95% by weight. Is.

【0010】(メタ)アクリロニトリルおよびスチレン
以外に使用できるラジカル重合性単量体としては、α−
メチルスチレン、p−メチルスチレン等のスチレン誘導
体、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エ
チル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸
2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシ
ル等の(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
Radical polymerizable monomers that can be used other than (meth) acrylonitrile and styrene include α-
Styrene derivatives such as methylstyrene and p-methylstyrene, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, etc. Examples thereof include (meth) acrylic acid ester.

【0011】カルボキシル基含有共重合体における上記
成分(a)に基づく単位の割合は、前記のとおり、共重
合体を構成する各単位すなわち成分(a)〜成分(d)
に基づく単位の合計量を基準にして、3〜30重量%で
あり、さらに好ましくは5〜20重量%である。成分
(a)単位の割合が3重量%未満である共重合体では、
該共重合体から得られる水性共重合体からなる塗膜が硬
度および耐水性に劣り、一方30重量%を超える共重合
体では塗膜の加工性に劣る。
The proportion of the units based on the above component (a) in the carboxyl group-containing copolymer is, as described above, each unit constituting the copolymer, that is, the components (a) to (d).
3 to 30% by weight, and more preferably 5 to 20% by weight, based on the total amount of the units based on In the copolymer in which the proportion of the component (a) unit is less than 3% by weight,
A coating film made of an aqueous copolymer obtained from the copolymer is inferior in hardness and water resistance, while a copolymer exceeding 30% by weight is inferior in processability of the coating film.

【0012】成分(b)のα,β−エチレン性不飽和カ
ルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロト
ン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸およびイ
タコン酸等が挙げられ、好ましくは、アクリル酸および
メタクリル酸である。成分(b)単量体単位の割合が3
重量%未満である共重合体は、水性化が困難であり、一
方20重量%を超えると塗膜が耐水性に劣る。
Examples of the α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid as the component (b) include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid and itaconic acid, and preferably, Acrylic acid and methacrylic acid. The ratio of the monomer unit of component (b) is 3
If the content of the copolymer is less than 20% by weight, it is difficult to make it water-soluble, while if it exceeds 20% by weight, the coating film has poor water resistance.

【0013】成分(c)の(メタ)アクリル酸ヒドロキ
シアルキルとしては、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエ
チル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、
(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピルおよび(メ
タ)アクリル酸ヒドロキシブチル等が挙げられる。成分
(c)単量体単位の割合が5重量%未満である共重合体
では、塗膜の架橋密度が少なく耐水性に劣り、一方40
重量%を超える共重合体では、塗膜の加工性に劣る。
Examples of the hydroxyalkyl (meth) acrylate as the component (c) include hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate,
Examples thereof include 3-hydroxypropyl (meth) acrylate and hydroxybutyl (meth) acrylate. In the case of a copolymer in which the proportion of the monomer unit of component (c) is less than 5% by weight, the coating film has a low crosslinking density and poor water resistance.
If the amount of the copolymer exceeds 5% by weight, the processability of the coating film is poor.

【0014】成分(d)のその他のビニル単量体として
は、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アク
リレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、
ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)
アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキル、スチレ
ン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体、(メ
タ)アクリル酸アルキルアミノエステル、N−メトキシ
メチル(メタ)アクリルアミドおよびN−(n−ブトキ
シ)メチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられ、これ
らは単独でまたは2種以上併用して使用できる。
Other vinyl monomers of component (d) include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate,
Butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth)
Alkyl (meth) acrylates such as acrylates, styrene, aromatic vinyl monomers such as α-methylstyrene, alkylaminoesters of (meth) acrylic acid, N-methoxymethyl (meth) acrylamide and N- (n-butoxy) Methyl (meth) acrylamide and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more kinds.

【0015】上記その他のビニル単量体の内、N−メト
キシメチル(メタ)アクリルアミド又はN−(n−ブト
キシ)メチル(メタ)アクリルアミド等の水酸基と反応
性の官能基を有する単量体を使用すると、塗膜の架橋密
度を高めることができる。
Among the above-mentioned other vinyl monomers, a monomer having a functional group reactive with a hydroxyl group such as N-methoxymethyl (meth) acrylamide or N- (n-butoxy) methyl (meth) acrylamide is used. Then, the crosslink density of the coating film can be increased.

【0016】成分(d)単量体単位の割合は、カルボキ
シル基含有共重合体の構成単位の合計量100重量%か
ら、前記成分(a)〜(c)に基づく単位の割合を差し
引いた量であり、具体的には10〜89重量%である。
前記N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミドおよび
N−(n−ブトキシ)メチル(メタ)アクリルアミド等
の水酸基と反応性の官能基を有する単量体に基づく単位
の好ましい割合は、0〜30重量%である。
The proportion of the monomer unit of the component (d) is an amount obtained by subtracting the proportion of the units based on the components (a) to (c) from the total amount of the constituent units of the carboxyl group-containing copolymer of 100% by weight. And, specifically, 10 to 89% by weight.
A preferable ratio of the unit based on the monomer having a functional group reactive with a hydroxyl group such as N-methoxymethyl (meth) acrylamide and N- (n-butoxy) methyl (meth) acrylamide is 0 to 30% by weight. is there.

【0017】上記重合性成分(a)〜(d)は、公知の
重合方法、例えば後記した実施例に記載されているよう
な重合方法により、いずれの成分もほぼ100%の重合
率で重合できるので、上記構成の共重合体を得るには、
その構成に対応する割合で(a)〜(d)を重合に供す
ればよい。
Any of the above polymerizable components (a) to (d) can be polymerized at a polymerization rate of about 100% by a known polymerization method, for example, a polymerization method as described in Examples below. Therefore, in order to obtain the above-mentioned copolymer,
Polymerization of (a) to (d) may be carried out at a ratio corresponding to the constitution.

【0018】上記カルボキシル基含有共重合体の合成法
の概要は、以下のとおりである。すなわち、イソプロピ
ルアルコール、n−ブタノール、イソブチルアルコー
ル、エチレングリコールモノメチルエーテルまたはエチ
レングリコールモノエチルエーテル等を重合溶剤に使用
して、アゾビスイソブチロニトリル等のラジカル重合開
始剤の存在下に60〜150℃で、前記重合性成分をラ
ジカル重合させれば良い。
The outline of the synthesis method of the carboxyl group-containing copolymer is as follows. That is, isopropyl alcohol, n-butanol, isobutyl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether or the like is used as a polymerization solvent in the presence of a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile at 60 to 150. The polymerizable component may be radically polymerized at ℃.

【0019】上記重合においては、n−ドデシルメルカ
プタン、メルカプト酢酸、チオリンゴ酸、メルカプトエ
タノール及びメルカプトプロピオン酸等の連鎖移動剤を
適量使用することにより、得られる共重合体の分子量を
調製することができる。本発明におけるカルボキシル基
含有共重合体の好ましい分子量は、数平均分子量で20
00〜15000であり、さらに好ましくは3000〜
15000である。
In the above polymerization, the molecular weight of the resulting copolymer can be adjusted by using an appropriate amount of a chain transfer agent such as n-dodecyl mercaptan, mercaptoacetic acid, thiomalic acid, mercaptoethanol and mercaptopropionic acid. . The preferred carboxyl group-containing copolymer of the present invention has a number average molecular weight of 20.
00-15000, and more preferably 3000-
It is 15,000.

【0020】つぎに、上記カルボキシル基含有共重合体
中のカルボキシル基を塩基で中和する。中和において
は、共重合体中の全カルボキシル基を中和しても良い
が、必要に応じてカルボキシル基の一部を中和しても良
い。中和の具体的な操作としては、前記重合によって得
られた共重合体の有機溶剤溶液に、塩基の水溶液を添加
して中和する操作が簡便である。
Next, the carboxyl group in the carboxyl group-containing copolymer is neutralized with a base. In the neutralization, all the carboxyl groups in the copolymer may be neutralized, but if necessary, some of the carboxyl groups may be neutralized. As a specific operation for neutralization, it is convenient to add an aqueous solution of a base to an organic solvent solution of the copolymer obtained by the above-mentioned polymerization for neutralization.

【0021】塩基としては、モノエタノールアミン、ジ
メチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ト
リエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジメ
チルエタノールアミン等の有機アミンおよびアンモニウ
ム等が使用できる。
As the base, organic amines such as monoethanolamine, dimethylamine, diethylamine, triethylamine, triethanolamine, diethylethanolamine and dimethylethanolamine, and ammonium can be used.

【0022】上記操作によって得られた水性共重合体溶
液から、重合溶剤として使用された有機溶剤を減圧下で
留去した後、水を加えることにより、金属被覆に好適な
固形分濃度20〜70重量%の共重合体水性溶液ないし
水性分散液を得る。
From the aqueous copolymer solution obtained by the above operation, the organic solvent used as a polymerization solvent is distilled off under reduced pressure, and water is added to the solution to obtain a solid content concentration of 20 to 70 suitable for metal coating. A weight percent copolymer aqueous solution or dispersion is obtained.

【0023】本発明において、上記水性共重合体と併用
されるアミノ樹脂としては、メチルエーテル化メラミ
ン、ブチルエーテル化メラミン等のアルキルエーテル化
メラミン;アルキルエーテル化尿素樹脂;メチルエーテ
ル化ベンゾグアナミンおよびエチルエーテル化ベンゾグ
アナミン等のアルキルエーテル化ベンゾグアナミン等が
挙げられ、これらは単独でまたは2種以上併用して使用
できる。耐水性に優れる点で、アルキルエーテル化ベン
ゾグアナミンが好ましい。
In the present invention, the amino resin used in combination with the above aqueous copolymer includes alkyl etherified melamine such as methyl etherified melamine and butyl etherified melamine; alkyl etherified urea resin; methyl etherified benzoguanamine and ethyl etherified resin. Examples thereof include alkyl etherified benzoguanamine such as benzoguanamine and the like, and these can be used alone or in combination of two or more kinds. Alkyl etherified benzoguanamine is preferable in terms of excellent water resistance.

【0024】上記アルキルエーテル化メラミン、アルキ
ルエーテル化尿素樹脂およびアルキルエーテル化ベンゾ
グアナミン等は、それらの単量体以外に2量体、3量体
等の多量体も使用でき、またアルキルエーテル化度に関
しては、アミノ基の活性水素原子の全てまたは一部がア
ルキルエーテル基に置換されたもののいずれも使用でき
る。
With respect to the above-mentioned alkyl etherified melamine, alkyl etherified urea resin, alkyl etherified benzoguanamine and the like, dimers, trimers and other multimers can be used in addition to their monomers, and the degree of alkyl etherification Can be any of those in which all or some of the active hydrogen atoms of the amino group are substituted with alkyl ether groups.

【0025】本発明の金属被覆用水性樹脂組成物におい
ては、その主成分として用いられる水性共重合体が、前
記したアミノ樹脂のいずれに対しても良好な相溶性を有
するために、いずれのアミノ樹脂を選択しても均一な水
性樹脂組成物が得られる。
In the aqueous resin composition for metal coating of the present invention, since the aqueous copolymer used as the main component has good compatibility with any of the above-mentioned amino resins, any of the amino resins is used. Even if a resin is selected, a uniform aqueous resin composition can be obtained.

【0026】アミノ樹脂の好ましい使用量は、前記水性
共重合体の固形分100重量部当たり、10〜80重量
部(アミノ樹脂固形分)である。本発明の金属被覆用水
性樹脂組成物には、上記水性共重合体及びアミノ樹脂以
外に各種塗料用添加剤が配合されても良く、添加剤の一
例としては、エチレングリコールモノブチルエーテル等
の成膜助剤が挙げられる。
The preferred amount of the amino resin used is 10 to 80 parts by weight (amino resin solid content) per 100 parts by weight of the solid content of the aqueous copolymer. In the metal coating aqueous resin composition of the present invention, various coating additives may be blended in addition to the above aqueous copolymer and amino resin. As an example of the additive, a film of ethylene glycol monobutyl ether or the like may be formed. Examples include auxiliary agents.

【0027】水性共重合体の水溶液ないし水分散液とア
ミノ樹脂を前記割合で混合して得られる樹脂組成物を、
アルミニウム、ステンレス、亜鉛処理鋼板およびその他
の各種処理鋼板ならびにブリキ等の金属基材に塗布した
後、150℃〜220℃で3〜20分程度加熱硬化させ
ることにより、硬化塗膜が形成できる。
A resin composition obtained by mixing an aqueous solution or dispersion of an aqueous copolymer and an amino resin in the above-mentioned proportions,
A cured coating film can be formed by applying it to a metal base material such as aluminum, stainless steel, a zinc-treated steel sheet and other various treated steel sheets and a tin plate, and then heat-curing it at 150 ° C. to 220 ° C. for about 3 to 20 minutes.

【0028】以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明
を更に具体的に説明する。尚、各例で使用されたマクロ
モノマーAN−6及びAA−6は、いずれも東亞合成化
学工業(株)製であり、AN−6はポリ(アクリロニト
リル/スチレン)型マクロモノマー(重合性基;メタク
リロイル基、平均分子量;6000、アクリロニトリル
単量体単位とスチレン単量体単位の比率=25重量%対
75重量%)で、またAA−6はポリメチルメタクリレ
ート型マクロモノマー(重合性基;メタクリロイル基、
数平均分子量;6000)である。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. The macromonomers AN-6 and AA-6 used in each example are both manufactured by Toagosei Chemical Industry Co., Ltd., and AN-6 is a poly (acrylonitrile / styrene) type macromonomer (polymerizable group; Methacryloyl group, average molecular weight: 6000, ratio of acrylonitrile monomer unit to styrene monomer unit = 25 wt% to 75 wt%), and AA-6 is a polymethylmethacrylate type macromonomer (polymerizable group; methacryloyl group). ,
The number average molecular weight is 6000).

【0029】<参考例1> (水性共重合体の合成)以下の単量体およびスチレン1
3.5gを用いて共重合した。なお、以下の単量体につ
いては、それらを混合して一つの液として用いた。 ポリ(アクリロニトリル/スチレン)型マクロモノマー:AN−6──10g メタクリル酸n−ブチル(以下nBMAという) ─────11.6g アクリル酸n−ブチル(以下nBAという) ─────46.8g アクリル酸(以下AAという) ───── 5.2g メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(以下HEMAという)───12.9g
Reference Example 1 (Synthesis of Aqueous Copolymer) The following monomers and styrene 1
Copolymerization was carried out using 3.5 g. The following monomers were mixed and used as one liquid. Poly (acrylonitrile / styrene) type macromonomer: AN-6-10 g n-butyl methacrylate (hereinafter referred to as nBMA) ──── 11.6 g n-butyl acrylate (hereinafter referred to as nBA) ─────46 2.8 g acrylic acid (hereinafter referred to as AA) 5.2 g 2-hydroxyethyl methacrylate (hereinafter referred to as HEMA) -12.9 g

【0030】上記成分の混合液の1/3、スチレン9.
5g、メルカプトエタノール0.18g、エチレングリ
コールモノブチルエーテル6.3g及びイソプロピルア
ルコール14.7gを撹拌機、還流冷却機、2個の滴下
ロート、ガス導入管及び温度計を取り付けたガラスフラ
スコに仕込み、87℃まで昇温した。
1/3 of the mixture of the above components, styrene 9.
5 g, mercaptoethanol 0.18 g, ethylene glycol monobutyl ether 6.3 g and isopropyl alcohol 14.7 g were charged into a glass flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, two dropping funnels, a gas introduction pipe and a thermometer, 87 The temperature was raised to ° C.

【0031】次いで、一方の滴下ロートから、前記混合
液の残りの2/3、スチレン4.1g及びメルカプトエ
タノール0.27gの混合液を3時間かけて滴下しなが
ら、同時にもう一方の滴下ロートから、エチレングリコ
ールモノブチルエーテル19.2g、イソプロピルアル
コール44.8g及び2,2’−アゾビス(2−メチル
ブチロニトリル)(以下ABN−Eという)0.2gか
らなる重合開始剤溶液を3時間かけて滴下した。その
後、さらにエチレングリコールモノブチルエーテル4.
5g、イソプロピルアルコール10.5g及びABN−
E0.46gを2時間かけて滴下した。その後2時間攪
拌を続け、カルボキシル基含有共重合体を合成した。該
共重合体の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロ
マトグラフィーによるポリスチレン換算の数平均分子量
で8000であった。
Then, while the remaining 2/3 of the mixed solution, 4.1 g of styrene and 0.27 g of mercaptoethanol were added dropwise from one dropping funnel over 3 hours, at the same time from the other dropping funnel. , Ethylene glycol monobutyl ether 19.2 g, isopropyl alcohol 44.8 g, and 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) (hereinafter referred to as ABN-E) 0.2 g over a period of 3 hours. Dropped. Then, further ethylene glycol monobutyl ether 4.
5 g, isopropyl alcohol 10.5 g and ABN-
0.46 g of E was added dropwise over 2 hours. Then, stirring was continued for 2 hours to synthesize a carboxyl group-containing copolymer. The number average molecular weight of the copolymer was 8,000 in terms of polystyrene equivalent by gel permeation chromatography.

【0032】得られたカルボキシル基含有共重合体溶液
を40℃に加熱して、減圧下でイソプロピルアルコール
を留去した後、ジメチルエタノールアミン(以下DME
Aという)6.4gおよび蒸留水70gを加え中和し
た。上記操作によって、固形分濃度が50重量%で、エ
チレングリコールモノブチルエーテルを15重量%含む
共重合体Aの半透明で粘調な水性液を得た。
The obtained carboxyl group-containing copolymer solution was heated to 40 ° C., isopropyl alcohol was distilled off under reduced pressure, and then dimethylethanolamine (hereinafter referred to as DME).
6.4 g of A) and 70 g of distilled water were added for neutralization. By the above operation, a translucent viscous aqueous liquid of copolymer A having a solid content concentration of 50% by weight and containing 15% by weight of ethylene glycol monobutyl ether was obtained.

【0033】<参考例2〜5>表1に記載の成分を使用
して、参考例1と同様な方法で重合した後、DMEAに
より中和して、共重合体の水性液を得た。
<Reference Examples 2 to 5> Using the components shown in Table 1, polymerization was carried out in the same manner as in Reference Example 1 and then neutralized with DMEA to obtain an aqueous solution of a copolymer.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】[0035]

【実施例1〜5】参考例1〜5で得られた共重合体水性
液と、アミノ樹脂としてサイメル1123〔ベンゾグア
ナミン樹脂、三井サイアナミド(株)製〕または、サイ
メル303〔ヘキサメトキシメチロールメラミン、三井
サイアナミド(株)製〕を表2に記載の組合せで使用し
て、前記共重合体の固形分100重量部当たり、アミノ
樹脂を40重量部添加して水性樹脂組成物を得た。な
お、表2の硬化剤の欄において、H1はサイメル112
3を表し、またH2はサイメル303を表し、その点は
表3および表4の場合も同様である。
Examples 1 to 5 The copolymer aqueous solutions obtained in Reference Examples 1 to 5 and Cymel 1123 [benzoguanamine resin, manufactured by Mitsui Cyanamide Co., Ltd.] as amino resin or Cymel 303 [hexamethoxymethylol melamine, Mitsui] Cyanamide Co., Ltd.] was used in the combination shown in Table 2 to add 40 parts by weight of amino resin to 100 parts by weight of the solid content of the copolymer to obtain an aqueous resin composition. In the hardener column in Table 2, H1 is Cymel 112.
3 and H2 represents Cymel 303, and the same applies to Tables 3 and 4.

【0036】上記水性樹脂組成物に、シリコン系レベリ
ング剤、エチレングリコールモノブチルエーテル及び水
を加えて、有機溶剤量が15重量%で、固形分濃度が3
0重量%の水性樹脂組成物とした。この樹脂組成物をア
ルミ板上にバーコーターで、膜厚5〜6μmとなる様に
塗布し、200℃で10分間加熱硬化させた。
A silicone-based leveling agent, ethylene glycol monobutyl ether and water were added to the above aqueous resin composition to give an organic solvent content of 15% by weight and a solid content of 3%.
A 0% by weight aqueous resin composition was prepared. This resin composition was applied onto an aluminum plate with a bar coater so as to have a film thickness of 5 to 6 μm, and cured by heating at 200 ° C. for 10 minutes.

【0037】得られた硬化塗膜、並びにプレッシャーク
ッカー装置による加圧スチーム処理(130℃のスチー
ム中に30分間放置)後の塗膜について、各種物性を評
価した。結果は表2のとおりである。
Various physical properties were evaluated for the obtained cured coating film and the coating film after pressure steam treatment by a pressure cooker device (standing in steam at 130 ° C. for 30 minutes). The results are shown in Table 2.

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】表2における塗膜の物性は、いずれもJI
S K 5400に規定の測定法により測定した。 a.耐衝撃性──デュポン式衝撃試験(撃芯1/2イン
チ、荷重500g)。 b.耐水性────耐沸騰水性試験に準じた方法(試料
浸漬時間は60分)。 c.密着性────碁盤目テープ法試験法に準じた方法
(テープ剥離後の塗膜残存率で評価)。 d.硬度────鉛筆引っかき試験の試験機法。
The physical properties of the coating films in Table 2 are all JI
It was measured by the measuring method specified in SK 5400. a. Impact resistance: DuPont type impact test (1/2 inch impact core, load 500g). b. Water resistance: A method based on the boiling water resistance test (sample immersion time is 60 minutes). c. Adhesion ──── A method according to the cross-cut tape method test method (evaluated by the coating film residual rate after tape peeling). d. Hardness ──── Test method for pencil scratch test.

【0040】<比較例1〜4>表3に記載の水性共重合
体およびアミノ樹脂を使用して、実施例1と同様な方法
で水性樹脂組成物を製造し、その塗膜の評価を行った。
結果は表3のとおりである。前記表2の実施例と比較す
ると、水性共重合体Dはベンゾグアナミン系硬化剤との
相溶性が悪く、均一な組成物が得られなかった。また水
性共重合体Dとメラミン系硬化剤の組合せでは、高水準
の耐水性を有する塗膜は得られなかった。他方、水性共
重合体Eでは、加圧スチーム後の塗膜の物性は著しく劣
っていた。
<Comparative Examples 1 to 4> Using the aqueous copolymers and amino resins shown in Table 3, an aqueous resin composition was produced in the same manner as in Example 1 and the coating film was evaluated. It was
The results are shown in Table 3. As compared with the examples in Table 2, the aqueous copolymer D had poor compatibility with the benzoguanamine-based curing agent, and a uniform composition could not be obtained. Further, with the combination of the aqueous copolymer D and the melamine-based curing agent, a coating film having a high level of water resistance could not be obtained. On the other hand, with the aqueous copolymer E, the physical properties of the coating film after the pressure steam were remarkably inferior.

【0041】[0041]

【表3】 [Table 3]

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明の金属被覆用水性樹脂組成物によ
れば、その主成分として使用される水性共重合体の特性
により、硬度、耐水性、加工性および光沢に優れる塗膜
が金属基材上に形成できる。塗布対象物の代表例として
は、プレコート鋼板、空調機および電気洗濯機等の家電
機器ならびに飲料水または加工食品用金属缶等がある。
According to the aqueous resin composition for metal coating of the present invention, a coating film excellent in hardness, water resistance, processability and gloss is a metal-based film due to the characteristics of the aqueous copolymer used as the main component. It can be formed on the material. Typical examples of the object to be coated are pre-coated steel plates, home appliances such as air conditioners and electric washing machines, and metal cans for drinking water or processed foods.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)(メタ)アクリロニトリル/スチ
レン系共重合体の片末端にラジカル重合性基を有するマ
クロモノマー、(b)α,β−エチレン性不飽和カルボ
ン酸、(c)(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルお
よび(d)その他のビニル単量体からなる共重合体であ
って、上記成分(a)〜成分(d)に基づく各単位の合
計量を基準にして、成分(a)に基づく単位が3〜30
重量%、成分(b)単量体単位が3〜20重量%、成分
(c)単量体単位が5〜40重量%、また成分(d)単
量体単位が10〜89重量%である共重合体中のカルボ
キシル基を塩基で中和してなる水性共重合体およびアミ
ノ樹脂からなる金属被覆用水性樹脂組成物。
1. A macromonomer having a radical-polymerizable group at one terminal of (a) a (meth) acrylonitrile / styrene copolymer, (b) an α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid, and (c) (meth). ) A copolymer comprising hydroxyalkyl acrylate and (d) another vinyl monomer, wherein the component (a) is based on the total amount of each unit based on the above components (a) to (d). 3 to 30 based on
% By weight, 3 to 20% by weight of the component (b) monomer unit, 5 to 40% by weight of the component (c) monomer unit, and 10 to 89% by weight of the component (d) monomer unit. An aqueous resin composition for metal coating, comprising an amino resin and an aqueous copolymer obtained by neutralizing a carboxyl group in the copolymer with a base.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008208273A (en) * 2007-02-27 2008-09-11 Kansai Paint Co Ltd Water paint composition

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