JPH07133440A - アルミニウム顔料 - Google Patents
アルミニウム顔料Info
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- JPH07133440A JPH07133440A JP5279612A JP27961293A JPH07133440A JP H07133440 A JPH07133440 A JP H07133440A JP 5279612 A JP5279612 A JP 5279612A JP 27961293 A JP27961293 A JP 27961293A JP H07133440 A JPH07133440 A JP H07133440A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
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- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
- C01P2004/82—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
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Abstract
膜耐湿性の性能バランスの点で満足できるアルミニウム
顔料を提供すること。 【構成】 本発明のアルミニウム顔料は、アルミニウム
フレーク表面上に、アルミニウムに対してMo金属換算
量で0.1〜10重量%のモリブデン酸被膜を有し、か
つ該被膜の上にアルミニウムに対してP元素換算量で
0.05〜5重量%の、多官能性エポキシ化合物と燐酸
化合物のエステル化反応により生成する燐酸エステルを
吸着させてなることを特徴とする。
Description
性インキ等に配合して使用されるアルミニウム顔料に関
する。
合されるアルミニウム顔料に関しては、多くの技術が公
知である。
は、アルミニウム顔料を燐酸もしくは燐酸塩の水溶液で
処理する方法が開示されている。この処理によると水素
ガス発生を十分抑止でき、塗料安定性を有するアルミニ
ウム顔料が得られるが、処理により塗膜の色調が損なわ
れる上に、温水に浸漬した後に塗膜の色調が白く変化し
てしまうため塗膜耐湿性の点で欠陥があった。特公昭6
0−8057号公報には、燐酸のラウリルアルコール等
とのエステルでアルミニウム顔料を処理する方法が開示
されている。この処理によると塗料安定性を有しかつ塗
膜の色調も良好なアルミニウム顔料が得られるが、塗膜
密着性(顔料と塗料樹脂との密着性)が非常に悪いとい
う致命的な欠陥があった。
酸性燐酸エステルで処理する技術もいくつか公知である
が、いずれも満足な物性を得るには至っていない。特公
昭60−15466号公報には、燐酸エステルを芳香族
環を含む官能基およびアミノ基により修飾することが開
示されているが、塗膜密着性の改善は十分ではない。特
公昭61−296072号公報には、修飾基の末端にカ
ルボキシル基を導入することが開示されているが、この
場合得られるアルミニウム顔料は塗料安定性も塗膜密着
性も不満足であった。
ニウム顔料のクロム酸による処理が開示されている。こ
の処理によると塗料安定性を有しかつ塗膜の色調も優れ
たアルミニウム顔料が得られ、塗膜密着性も実用可能な
レベルまで改善され得る。しかしながら、この処理は反
応性が高く、粒度の細かいアルミニウムフレークは処理
する際に溶解してしまうため、D50<20μm程度の粒
度の細かいアルミニウム顔料を製造し難いし、6価クロ
ム化合物を使うため労働衛生上および環境保全上大きな
問題を残している。
ルム形成性重合体と未処理のアルミニウム粉顔料および
水性希釈媒質を含有する含水被覆組成物中に、特定のエ
ポキシ樹脂と燐酸の反応生成物からなる発泡抑制剤を配
合することが開示されている。
した従来技術の欠陥を持たず、塗料安定性、塗膜色調、
塗膜密着性および塗膜耐湿性の性能バランスの点で満足
できるアルミニウム顔料を提供することにある。
ために検討を行ったところ、アルミニウムフレーク表面
上に、アルミニウムに対してMo金属換算量で0.1〜
10重量%のモリブデン酸被膜を有し、かつ該被膜の上
にアルミニウムに対してP元素換算量で0.05〜5重
量%の、多官能性エポキシ化合物と燐酸化合物のエステ
ル化反応により生成する燐酸エステルを吸着させること
により、塗料安定性、塗膜色調、塗膜密着性および塗膜
耐湿性の性能バランスの点で満足できるアルミニウム顔
料が提供され得ることを見いだした。
下、1次処理という)と多官能性エポキシ化合物と燐酸
化合物のエステル化反応により生成する燐酸エステル
(以下、安定化剤という)による処理(以下、2次処理
という)との組み合わせを特徴とする。本発明の特徴で
ある1次処理と2次処理との組み合わせは新規であり、
前掲した特開昭61−47771号公報にはアルミニウ
ム顔料と特定のエポキシ樹脂と燐酸の反応生成物からな
る発泡抑制剤を接触させることが開示されているもの
の、該接触前にアルミニウム顔料を予備処理することは
教示されていない。
ミニウム顔料と1次処理剤とを接触させることからな
る。使用可能な水溶性溶剤としては、エチレングリコー
ルモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、ジエチレ
ングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテ
ル、イソプロピルアルコールなどが例示できる。
顔料は、ボールミルやアトライターミル中で粉砕媒体の
存在下、粉砕助剤を用いて粉砕、摩砕して製造されたア
ルミニウムフレークである。色調の点から、平均粒径
(D50)が1〜50μm程度、特に10〜30μm程度
のものが好ましい。粉砕助剤としては、通常オレイン
酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ラウリン酸、パ
ルミチン酸、ミリスチン酸などの高級脂肪酸のほか、脂
肪族アミン、脂肪族アミド、脂肪族アルコールが使用さ
れる。また、粉砕媒体としては、ミネラルスピリット、
ソルベントナフサなどの高引火点の鉱物油が使用され
る。
やすいように予め処理の際に使用される水溶性溶剤で洗
浄しておくことが望ましい。特に粉砕媒体が処理液と相
溶性がない場合は、予め洗浄をかねて溶剤置換しておく
ことが有効である。
ウムが望ましい。モリブデン酸アンモニウムは、オルト
体、メタ体、パラ体のいずれも使用可能である。モリブ
デン酸アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属塩は水に
易溶性であるが、アルカリ性が強すぎてアルミニウムの
処理には適さない上に、アルカリ金属もしくはアルカリ
土類金属が被膜内に残留すると塗膜物性に悪影響を与え
る恐れがあるのであまり好ましくない。モリブデン酸ア
ンモニウムを水と水溶性溶剤の混合液に数%以下(例え
ば0.4%)の濃度になるように溶解した処理液を使用
するのがよい。
させる際、処理液はアルカリ性であることが重要であ
る。通常処理液のpHは7〜10、好ましくは7.5〜
9.5、さらに好ましくは8〜9である。pHが7未満
では、アルミニウムとの反応が遅々として進まず(不動
態領域を越えた酸性ではアルミニウムは溶解してしま
う)、一方、pHが10を越えると急激な反応が起こり
色調の優れたアルミニウム顔料は決して得られない。
することによって完了する。反応完了後、洗浄濾過して
から2次処理が施される。1次処理したアルミニウム顔
料のケーキが水を含んでいる場合は、2次処理を施す前
に水を上記水溶性溶剤で置換するのが望ましい。この段
階で貯蔵したいときには、洗浄濾過後上記水溶性溶剤な
どに分散させればよい。
はアルミニウムに対してMo金属含有量で0.1〜10
重量%の範囲にある。下限値未満では、塗料安定性に乏
しく、水性塗料中での水との反応による水素ガスの生成
を十分抑止できず、一方上限値を越えると塗膜が厚くな
りすぎるために塗膜の色調が逆に悪くなる。好ましい範
囲は0.1〜3重量%である。
ミニウム顔料を安定化剤で処理することからなる。この
2次処理に使用される安定化剤は多官能性エポキシ化合
物と燐酸化合物のエステル化反応により生成する燐酸エ
ステルである。前記燐酸エステルは、特願平5−191
745号、特願平5−191746号および特願平5−
191747号に記載されており、下記一般式[I]〜
[III ]のいずれかで表される。
基またはアルケニル基またはY1 であり、X1 は−O−
(CRa Rb )c CO−(ここでRa およびRb は同一
でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基またはエ
チル基であり、cは4〜8の整数である)であり、 Y1 は式(1):
ロヘキサン骨格であり、m1 +m2 +m3 ……mi は0
〜30である]。
機化合物の残基であり、n1 、n2 、n3 ……ni はそ
れぞれ0または1〜30の整数でその和は1〜100で
あり、iは1〜10の整数で、R2 の活性水素基数を表
し、 Aは式(2):
ロヘキサン骨格であり、 X2 は式(3)〜(6):
ルキルカルボニル基またはアリールカルボニル基であ
る)で表される基のいずれかであるが、式(4)または
(5)で表される燐酸基を有する基が一般式[II]で表
される化合物中に1個以上含まれるものとする]。
基またはアルケニル基であり、A’は炭素数1〜20の
アルキル基またはアルケニル基であり、X3 は−P(=
O)(OH)2 であり、iは1〜10の整数である]。
的な化合物としては、式(I−1)を有するエポキシ化
合物(ダイセル化学製、エポリードGT400)の燐酸
付加物
イセル化学製、エポリードGT401)の燐酸付加物
イセル化学製、エポリードGT403)の燐酸付加物
イセル化学製、エポリードGT300)の燐酸付加物
イセル化学製、エポリードGT302)の燐酸付加物
イセル化学製、セロキサイド2081)の燐酸付加物
イセル化学製、セロキサイド2083)の燐酸付加物
イセル化学製、セロキサイド2085)の燐酸付加物
的な化合物としては、脂環式エポキシ化合物(ダイセル
化学製、HEPE3150)の燐酸付加物
表的な化合物としては、プロピレングリコールジグリシ
ジルエーテルの燐酸付加物、ジエチレングリコールジグ
リシジルエーテルの燐酸付加物、トリメチロールプロパ
ントリグリシジルエーテルの燐酸付加物およびペンタエ
リスリトールテトラグリシジルエーテルの燐酸付加物が
例示される。
れる燐酸エステルの製造方法は、前掲した特願平の各出
願明細書に記載されているので参照されたい。
ピルアルコール、エチレングリコール、ブチルセロソル
ブ、プロピレングリコールモノプロピルエーテルなどの
極性溶剤に溶解してミキサーなどの混練装置中の1次処
理ケーキに対して所定の量添加して混練することが望ま
しい。安定化剤の添加量としてはアルミニウムに対して
燐含有量で0.05〜5重量%、好ましくは0.1〜1
重量%の比率が望ましい。添加量が0.05重量%未満
の場合は塗料のガス発生を抑制するに不十分であり、5
重量%を越えると塗膜耐湿性が低下して耐温水テスト後
の色調や塗膜密着性の低下を招くこととなる。
ウム顔料は、表面をMo金属換算量で0.1〜10重量
%のモリブデン酸皮膜で被覆されており、さらにその表
面をアルミニウムに対して燐含有量で0.05〜5重量
%の量の安定化剤で被覆された2重構造を有する。
定化剤による2次処理との相乗効果により、2次処理に
使用される安定化剤の効果がより一層高められる。安定
化剤の添加量を大きく減少させることができるので、燐
系添加剤に起因する欠陥(耐温水テスト後の塗膜色調、
塗膜密着性の低下)が最小限に抑えられ、従来にない塗
料安定性、塗膜色調、塗膜密着性および塗膜耐湿性の良
好な性能バランスを有するアルミニウム顔料を得ること
ができる。
発原料成分である多官能性エポキシ化合物が塗膜中に焼
付けられたときにその強い凝集力でアルミニウム顔料と
塗料樹脂との間の密着性を保持する役割を有し、従来か
ら使用されている燐酸エステルなどの燐系化合物を使用
した場合の欠陥であった塗膜密着性が改善され得る。
の反応生成物からなる発泡抑制剤を接触させることを開
示している特開昭61−47771号公報の場合、顔料
に1次処理を施していないため抑制剤の効果が十分に発
揮されず、塗料安定性、耐温水テスト後の塗膜の色調や
塗膜密着性等全てにわたって満足な性能を有するアルミ
ニウム顔料を得ることは困難である(後記比較例4参
照)。また、同公報では燐系化合物による欠陥を抑える
ためにエポキシ樹脂の種類をかなり限定しているが、そ
れでも必ずしも十分な性能は得られていない。本発明で
はアルミニウム顔料に1次処理を施しているために前述
のように燐系化合物の欠陥を大幅に減少させ得ることが
でき、エポキシ化合物の構造に影響される度合が少なく
なり、安定化剤は広範囲から選択することができる。
る。
150)40gとプロピレングリコールモノプロピルエ
ーテル40gの混合物を、85%燐酸100gに5酸化
2燐40gの比率で混合調整した100%燐酸21.5
gとプロピレングリコールモノプロピルエーテル26.
0gの混合物に約1時間かけて滴下し、この反応の際に
温度は約90℃まで上昇した。温度は反応熱により上昇
するが発熱終了後、約2時間90℃になるように一定に
温度を保持した。反応終了後、冷却して固形分を65%
になるようにプロピレングリコールモノプロピルエーテ
ルを添加して調整した。冷却後の反応粗液のオキシラン
酸素濃度は0であった。
ド2085)40gとプロピレングリコールモノプロピ
ルエーテル16gの混合物を、85%燐酸100gに5
酸化2燐40gの比率で混合調整した100%燐酸8.
5gとプロピレングリコールモノプロピルエーテル25
gの混合物に約1時間かけて滴下した。安定化剤Aと同
様に発熱終了後、約2時間90℃になるように一定に温
度を保持した。反応終了後、冷却して固形分を65%に
なるようにプロピレングリコールモノプロピルエーテル
を添加して調整した。冷却後の反応粗液のオキシラン酸
素濃度は0であった。
を、85%燐酸100gに5酸化2燐40gの比率で混
合調整した100%燐酸25.6gとプロピレングリコ
ールモノプロピルエーテル64gの混合物に約1時間か
けて滴下した。安定化剤Aと同様に発熱終了後、約2時
間90℃になるように一定に温度を保持した。反応終了
後、冷却して固形分を65%になるようにプロピレング
リコールモノプロピルエーテルを添加して調整した。冷
却後の反応粗液のオキシラン酸素濃度は0であった。
公報の実施例1に準じて生成した。
製 エピコート828)42gとフェニルグリシジルエ
ーテル33.2gの混合物を88%オルト燐酸24.6
gとトリエチルアミン0.2gの混合物中に約1時間か
けて滴下した。この反応の際に温度は約120℃まで上
昇した。温度は反応熱により上昇するが発熱終了後、約
2時間110℃になるように一定に温度を保持した。反
応終了後、冷却しつつ生成物が粘稠性を保持している内
に固形分65%になるようにプロピレングリコールモノ
プロピルエーテルを添加して希釈調整した。その後この
生成物をトリエチルアミン19.7gで中和した。冷却
後の反応粗液のオキシラン酸素濃度は0であった。
に、アルミニウムフレーク(東洋アルミニウム(株)製
アルペースト7675NS,D50=14μm)をアル
ミニウム分が200gになるように秤取し、これに1リ
ットルのプロピレングリコールモノメチルエーテルを添
加して400rpmで撹拌しながらアルミニウムフレー
クを分散させ、全体を冷却して液温18℃とした。それ
から、あらかじめ200mlの脱イオン水に5.0gの
パラモリブデン酸アンモニウムを溶解させた反応液を徐
々に添加し、400〜450rpmで撹拌を続けながら
pH8.5で、液温15〜20℃の範囲で1時間反応さ
せた。それから、脱イオン水で3回デカンテーションを
繰り返し、アンモニウムイオンと未反応のパラモリブデ
ン酸アンモニウムを溶出してから、ガラスフィルターを
用いて吸引濾過した。続いてフィルター上のアルミニウ
ムフレークを上記プロピレングリコールモノメチルエー
テルで3回洗浄して完全に水を除去してから最後に吸引
濾過して1次処理アルミニウム顔料を得た。
た1次処理アルミニウム顔料をミキサー中で表1に示す
量の安定化剤とブチルセロソルブを添加して30分間混
練処理して50℃恒温槽中で2日間熟成させた。
ICP発光分光分析法を用いて定量し、アルミニウムに
対するMo金属換算量で表1に示した。また、同表中の
P含有量は計算値である。
洋アルミニウム(株)製 アルペースト7675NS,
D50=14μm)を水性樹脂に分散しやすいようにプロ
ピレングリコールモノメチルエーテルに溶剤置換したも
の。
洋アルミニウム(株)製 アルペースト7675NS,
D50=14μm)に1次処理のみを施したもの。
ウム(株)製)比較例4 実施例1の1次処理に供したアルミニウムフレーク(東
洋アルミニウム(株)製 アルペースト7675NS,
D50=14μm)に安定化剤Dによる2次処理のみを施
したもの。
rpm×約10分間撹拌して分散する。その後、10%
トリエチルアミンでpHを8.6に調整する。脱イオン
水を用いて#4フォードカップで19〜20秒に粘度調
整する。
ードカップで20秒であった。
作製装置310741型に、岩田塗装機工業(株)製S
A−71スプレーガンを使用して、予めプライマーを塗
装した鋼板に、水性メタリックベース塗料を乾燥膜厚1
3μmとなるように塗装し、90℃のエアーオーブン中
で10分間予備乾燥を行い、その上に油性クリヤー塗料
を乾燥膜厚40μmとなるように塗布した後、160℃
のエアーオーブン中で30分間焼付けすることにより硬
化させたものを試験片とした。
コに採取し、50℃に調整した湯煎器内で10日間の水
素ガス累積発生量を観察した。ガス発生量が少ないほど
塗料安定性が良いことを示す。
V値)を関西ペイント(株)製測色機「アルコープ」L
MR−100型を用いて評価した。塗膜密着性はAST
M D3359 B法に準じて6段階評価した。一般的
評価で3B以上が合格である。
を上記と同様に評価し、50℃の温水に10日間浸漬前
後の塗膜密着性の変化を調べた。また、浸漬部分の白化
度合いを非浸漬部分の色調と比較評価した。白化度合い
の評価は目視で行い、結果は、全く色調に変化無しと認
められたものは二重丸、わずかの差しか認められかった
ものは一重丸、ボーダーラインは三角印、許容できない
変色はバツ印で表記した。
Claims (4)
- 【請求項1】 アルミニウムフレーク表面上に、アルミ
ニウムに対してMo金属換算量で0.1〜10重量%の
モリブデン酸被膜を有し、かつ該被膜の上にアルミニウ
ムに対してP元素換算量で0.05〜5重量%の、多官
能性エポキシ化合物と燐酸化合物のエステル化反応によ
り生成する燐酸エステルを吸着させてなることを特徴と
するアルミニウム顔料。 - 【請求項2】 燐酸エステルが一般式[I]: 【化1】 [式中、 R1 は炭素数1〜30のアルキル基またはアルケニル基
またはY1 であり、 X1 は−O−(CRa Rb )c CO−(ここでRa およ
びRb は同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチ
ル基またはエチル基であり、cは4〜8の整数である)
であり、 Y1 は式(1): 【化2】 で表される燐酸基を有するヒドロキシシクロヘキサン骨
格であり、 m1 +m2 +m3 ……mi は0〜30である]:一般式
[II]: 【化3】 [式中、 R2 はi個の活性水素を有する有機化合物の残基であ
り、 n1 、n2 、n3 ……ni はそれぞれ0または1〜30
の整数でその和は1〜100であり、 iは1〜10の整数で、R2 の活性水素基数を表し、 Aは式(2): 【化4】 で表される置換基X2 を有するオキシシクロヘキサン骨
格であり、 X2 は式(3)〜(6): 【化5】 (ここでR2 は水素原子、アルキル基、アルキルカルボ
ニル基またはアリールカルボニル基である)で表される
基のいずれかであるが、式(4)または(5)で表され
る燐酸基を有する基が一般式[II]で表される化合物中
に1個以上含まれるものとする]:一般式[III ]: 【化6】 [式中、 R3 は炭素数1〜20のアルキル基またはアルケニル基
であり、 A’は炭素数1〜20のアルキル基またはアルケニル基
であり、 X3 は−P(=O)(OH)2 であり、 iは1〜10の整数である]のいずれかで表わされるこ
とを特徴とする請求項1記載のアルミニウム顔料。 - 【請求項3】 請求項1記載のアルミニウム顔料を配合
する水性メタリック塗料またはインキ。 - 【請求項4】 請求項1記載のアルミニウム顔料を含有
するメタリック塗膜。
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EP (1) | EP0653465B1 (ja) |
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