JPH07157711A - Water-based coating composition - Google Patents

Water-based coating composition

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JPH07157711A
JPH07157711A JP30930593A JP30930593A JPH07157711A JP H07157711 A JPH07157711 A JP H07157711A JP 30930593 A JP30930593 A JP 30930593A JP 30930593 A JP30930593 A JP 30930593A JP H07157711 A JPH07157711 A JP H07157711A
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water
epoxy resin
coating composition
resin
carboxyl group
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周也 篠原
Yoshinori Ishida
良則 石田
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恭幸 武田
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Abstract

PURPOSE:To obtain a water-based coating composition composed of a specific amount of a specific water-soluble resin, a waterbased thermosetting resin and a curing agent and having excellent storage stability, water resistance and corrosion resistance. CONSTITUTION:This coating composition is composed of (A) a water-soluble resin produced by copolymerizing preferably 50-90 pts.wt. of a phosphate- modified epoxy resin (preferably a compound having an acid value of <=5 mgKOH/g and a phosphorus content of 1-8% and obtained by the reaction of an epoxy resin mixture consisting of preferably 70-95wt.% of bisphenol-type epoxy resin and 5-30wt.% of novolak epoxy resin with a phosphoric acid ester composed mainly of a monohydroxyphosphoric acid diester) and preferably 10-50 pts.wt. of an ethylenic unsaturated monomer containing carboxyl group and making the copolymer to be soluble in water by neutralizing the carboxyl group with a basic compound, (B) an aqueous thermosetting resin (e.g. water-soluble or water-dispersible alkyd resin) and (C) a curing agent. The amount of the component A is 2-20 pts.wt. based on 100 pts.wt. of the coating composition.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はリン酸エステル変性エポ
キシ樹脂とカルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体
との共重合体を塩基性物質で水に可溶化した水溶性樹脂
を必須成分として含有する水系塗料組成物に関し、特に
優れた耐水性及び耐食性等を有する塗膜を生じる水系塗
料組成物に関するものである。
The present invention contains a water-soluble resin obtained by solubilizing a copolymer of a phosphoric acid ester-modified epoxy resin and a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer in water with a basic substance as an essential component. The present invention relates to a water-based coating composition for producing a coating film having excellent water resistance and corrosion resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、塗料中の有機溶剤の濃度の規制が
強化されつつある状況にある。現在水系塗料に使用され
ている樹脂形態にはエマルジョン型と水溶性型がある。
エマルジョン型は親水性の乳化剤を多量に使用するた
め、これらが塗膜形成後の塗膜中に残存し、耐水性等の
物性を悪化させる欠点があった。また水溶性型は一般に
水溶化するために高酸価にする必要があるが、高酸価に
すると耐水性が劣る欠点があり、酸価を低くすると安定
性に劣る問題があった。これらの欠点を改善する方法と
してリン酸変性エポキシ樹脂が知られており、これによ
り耐水性は向上するものの塗料の安定性が著しく劣る欠
点があった。
2. Description of the Related Art In recent years, restrictions on the concentration of organic solvents in paints are being tightened. The resin forms currently used for water-based paints include emulsion type and water-soluble type.
Since the emulsion type uses a large amount of hydrophilic emulsifiers, these remain in the coating film after the coating film is formed, and there is a drawback that the physical properties such as water resistance are deteriorated. Further, the water-soluble type generally needs to have a high acid value in order to be water-soluble, but a high acid value has a drawback of poor water resistance, and a low acid value causes a problem of poor stability. Phosphoric acid-modified epoxy resin is known as a method for improving these drawbacks. Although the water resistance is improved by this, there is a drawback that the stability of the coating is remarkably inferior.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決し、塗料の安定性が良好で、かつ塗膜の耐水性
にも優れる水系塗料組成物を提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above problems and provides a water-based coating composition having good coating stability and excellent coating film water resistance.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、リン酸
エステル変性エポキシ樹脂とカルボキシル基含有エチレ
ン性不飽和単量体とを共重合させて得た水可溶性樹脂、
水系の熱硬化性樹脂、及び、硬化剤よりなる塗料組成物
であって、前記水可溶性樹脂を水系塗料組成物100重
量部当たり2〜20重量部含有せしめたことを特徴とす
る水系塗料組成物である。即ち、本発明においては、エ
ポキシ樹脂をリン酸エステル変性することによって密着
性を向上させ、更に塗料の安定性を改良するために酸価
を5mgKOH/g以下及びオキシラン酸素含有量を
0.2%以下に低減して、これにカルボキシル基含有エ
チレン性不飽和単量体を共重合させ、該共重合体を塩基
性物質で中和することによって安定性が良好で、かつ優
れた耐水性、耐食性等の塗膜物性を与える水系塗料組成
物を得ることができるのである。以下、本発明を詳細に
説明する。
The gist of the present invention is a water-soluble resin obtained by copolymerizing a phosphoric acid ester-modified epoxy resin and a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer,
A coating composition comprising an aqueous thermosetting resin and a curing agent, wherein the water-soluble resin is contained in an amount of 2 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the aqueous coating composition. Is. That is, in the present invention, the acid value is 5 mgKOH / g or less and the oxirane oxygen content is 0.2% in order to improve the adhesiveness by modifying the epoxy resin with a phosphoric acid ester and further improve the stability of the coating material. Reduced to below and copolymerized with a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer, and by neutralizing the copolymer with a basic substance, good stability, and excellent water resistance and corrosion resistance It is possible to obtain a water-based coating composition that gives coating film physical properties such as. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0005】本発明に用いられるエポキシ樹脂は、ビス
フェノール型とノボラック型との混合エポキシ樹脂が好
ましい。ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、ビス
フェノールA型及びビスフェノールF型のジグリシジル
エーテルタイプが好ましい。また、エポキシ樹脂の分子
量範囲としては、312から10,000程度のものま
で使用できるが、分子量が大きいとリン酸エステル変性
化合物のリン含有量が低下し、本発明の効果が薄れる。
好ましくは分子量範囲としては、312から2,000
程度である。ノボラック型エポキシ樹脂としてはフェノ
ールノボラック、オルソクレゾールノボラック、アルキ
ルフェノールノボラック等を用いることができるが、フ
ェノールノボラック型が好ましい。ビスフェノール型エ
ポキシ樹脂とノボラック型エポキシ樹脂の混合割合は、
70:30〜95:5重量%の範囲内であることが好ま
しい。ノボラック型エポキシ樹脂が5重量%以下の場合
には耐水性及び耐食性の改良が十分ではなく、30重量
%以上の場合にはリン酸エステル反応時にゲル化するた
めである。
The epoxy resin used in the present invention is preferably a mixed epoxy resin of bisphenol type and novolac type. The bisphenol type epoxy resin is preferably a bisphenol A type or a bisphenol F type diglycidyl ether type. The epoxy resin can be used in a molecular weight range of about 312 to 10,000, but if the molecular weight is large, the phosphorus content of the phosphate ester-modified compound is lowered and the effect of the present invention is diminished.
Preferably, the molecular weight range is from 312 to 2,000.
It is a degree. As the novolac type epoxy resin, phenol novolac, orthocresol novolac, alkylphenol novolac, etc. can be used, but the phenol novolac type is preferred. The mixing ratio of bisphenol type epoxy resin and novolac type epoxy resin is
It is preferably in the range of 70:30 to 95: 5% by weight. This is because when the novolac type epoxy resin is 5% by weight or less, the water resistance and corrosion resistance are not sufficiently improved, and when it is 30% by weight or more, gelation occurs during the phosphoric ester reaction.

【0006】本発明に使用される好ましいリン酸エステ
ルとしてはモノヒドロオキシリン酸ジエステルが望まし
いが、ジヒドロオキシリン酸モノエステルとの混合物も
使用することができる。リン酸エステルの例としてはジ
ブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、モノイ
ソデシルホスフェート、ジ(2−エチルヘキシル)ホス
フェート、エチルアシッドホスフェート、ブチルアシッ
ドホスフェート、イソプロピルアシッドホスフェート、
イソデシルアシッドホスフェート、トリデカノールアシ
ッドホスフェート、ブトキシエチルアシッドホスフェー
ト、2−エチルヘキシルアシッドホスフェート、β−ク
ロロエチルアシッドホスフェート、ヘプチルアシッドホ
スフェート、(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)
アシッドホスフェート等が挙げられるがこれらに限定さ
れるものではない。
The preferred phosphoric acid ester used in the present invention is a monohydrooxyphosphoric acid diester, but a mixture with a dihydrooxyphosphoric acid monoester can also be used. Examples of the phosphoric acid ester include dibutyl phosphate, dioctyl phosphate, monoisodecyl phosphate, di (2-ethylhexyl) phosphate, ethyl acid phosphate, butyl acid phosphate, isopropyl acid phosphate,
Isodecyl acid phosphate, tridecanol acid phosphate, butoxyethyl acid phosphate, 2-ethylhexyl acid phosphate, β-chloroethyl acid phosphate, heptyl acid phosphate, (2-hydroxyethyl methacrylate)
Examples thereof include acid phosphates, but are not limited to these.

【0007】本発明のエポキシ樹脂にリン酸エステルを
付加する反応は、エポキシ基1当量に対してリン酸エス
テルの酸当量を0.2〜0.9の範囲内として行うことが
好ましい。0.2以下の場合にはリン含有量が少なくな
り、0.9以上では未反応のリン酸エステルが残って酸
価が高くなるためである。また反応温度は50〜150
℃、好ましくは80〜120℃で、加熱したエポキシ樹
脂中にリン酸エステルを30分〜2時間で徐々に加え
て、酸価が10mgKOH/g以下になるように更に1
〜10時間反応させる。尚、当該付加物のリン含有量は
1〜8%とするのが好ましく、1%以下では耐食性が劣
り、8%より多くしてもそれ程良くはならない。また酸
価が10mgKOH/g以上になると水性塗料用組成物
としての貯蔵安定性が劣るため、酸価は10mgKOH
/g以下、好ましくは5mgKOH/g以下になるよう
にして反応する。また反応は無溶剤で行うのが好ましい
が、溶剤を用いても良い。特に後で述べるようなリン酸
エステル変性エポキシ樹脂とカルボキシル基含有エチレ
ン性不飽和単量体とを共重合させる際、使用する溶剤と
して親水性溶剤を用いると、次の工程で溶剤を変更する
必要がないので好ましい。尚、反応後にエポキシ基が多
く残存するとカルボキシル基含有エチレン性不飽和単量
体と共重合させる際に耐加水分解性に劣るエステル型グ
ラフトが生じるため、反応後のオキシラン酸素含有量を
0.2%以下にするのが好ましい。このようなオキシラ
ン酸素含有量を低下させる手段として、リン酸エステル
変性エポキシ樹脂とカルボキシル基含有エチレン性不飽
和単量体とを共重合した後、該共重合体を3級脂肪酸と
反応させることが好ましい。この反応は、残存するエポ
キシ基に対して0.5〜1.0モルの3級脂肪酸を添加
し、100〜180℃で1〜10時間反応させることに
より0.2%以下にすることができる。
The reaction of adding the phosphoric acid ester to the epoxy resin of the present invention is preferably carried out with the acid equivalent of the phosphoric acid ester being within the range of 0.2 to 0.9 per 1 equivalent of the epoxy group. This is because when the content is 0.2 or less, the phosphorus content decreases, and when the content is 0.9 or more, unreacted phosphate ester remains and the acid value increases. The reaction temperature is 50 to 150.
C., preferably 80 to 120.degree. C., the phosphoric acid ester is gradually added to the heated epoxy resin in 30 minutes to 2 hours to further increase the acid value to 10 mgKOH / g or less.
Allow to react for 10 hours. The phosphorus content of the adduct is preferably 1 to 8%, and if it is 1% or less, the corrosion resistance is poor, and if it is more than 8%, it is not so good. Further, when the acid value is 10 mgKOH / g or more, the storage stability as a composition for water-based coating is poor, so the acid value is 10 mgKOH.
/ G or less, preferably 5 mgKOH / g or less. The reaction is preferably carried out without a solvent, but a solvent may be used. In particular, when copolymerizing a phosphoric acid ester-modified epoxy resin and a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer as described later, if a hydrophilic solvent is used as a solvent, it is necessary to change the solvent in the next step. It is preferable because it does not exist. If a large amount of epoxy groups remain after the reaction, ester-type grafts with poor hydrolysis resistance will occur when copolymerizing with a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer, so that the oxirane oxygen content after the reaction is 0.2 % Or less is preferable. As a means for reducing the oxirane oxygen content, a phosphoric acid ester-modified epoxy resin is copolymerized with a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer, and then the copolymer is reacted with a tertiary fatty acid. preferable. This reaction can be made 0.2% or less by adding 0.5 to 1.0 mol of a tertiary fatty acid to the remaining epoxy group and reacting at 100 to 180 ° C. for 1 to 10 hours. .

【0008】本発明のリン酸エステル変性エポキシ樹脂
とカルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体とを共重
合させるとは、慣用の方法によりリン酸エステル変性エ
ポキシ樹脂にカルボキシル基含有エチレン性不飽和単量
体を付加重合することであり、具体的にはリン酸エステ
ル変性エポキシ樹脂に、有機溶剤溶液中でフリーラジカ
ル発生剤の存在下にカルボキシル基含有エチレン性不飽
和単量体を付加重合させるものである。本発明に用いら
れるカルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体はアク
リル酸やメタクリル酸あるいはフマ−ル酸等のカルボキ
シル基を含有するモノエチレン性の不飽和カルボン酸を
必須成分とし、これに他のカルボキシル基含有エチレン
性不飽和単量体を含有していてもよく、エポキシ樹脂と
の共重合により水分散性の塩を形成するものである。
尚、アクリル酸又は及びメタクリル酸は水溶化するため
に全エチレン性不飽和単量体中に少なくとも3%以上含
む必要がある。アクリル酸又は及びメタクリル酸以外の
不飽和単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチル、
アクリル酸イソアミル、アクリル酸2−エチルヘキシ
ル、アクリル酸デシルなどのアクリル酸エステル類及び
これらに対応するメタクリル酸のアルキルエステル類、
スチレン、ビニルトルエン、2−メチルスチレン、t−
ブチルスチレンなどのスチレン系モノマー、アクリル酸
ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、ポ
リエチレングリコールモノメタクリレート、アクリル酸
ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル
などの水酸基含有モノマー、N−メチロールアクリルア
ミド、ジメチロールアクリルアミドなどのメチロール基
含有モノマー、N−ブトキシメチルアクリルアミドなど
のアルコキシメチル基含有モノマー、アクリル酸グリシ
ジル、メタクリル酸グリシジルなどのエポキシ基含有モ
ノマー並びにアクリロニトリルなどの1種又は2種以上
から選択することができる。
The copolymerization of the phosphoric acid ester-modified epoxy resin of the present invention with the carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer means that the phosphoric acid ester-modified epoxy resin is mixed with the carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer by a conventional method. Addition polymerization of a monomer, specifically, addition polymerization of a phosphoric acid ester-modified epoxy resin with a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer in the presence of a free radical generator in an organic solvent solution Is. The carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer used in the present invention contains a monoethylenically unsaturated carboxylic acid containing a carboxyl group such as acrylic acid, methacrylic acid or fumaric acid as an essential component, and other It may contain a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer and forms a water-dispersible salt by copolymerization with an epoxy resin.
It should be noted that acrylic acid and / or methacrylic acid must be contained at least 3% or more in the total ethylenically unsaturated monomer in order to be water-soluble. As the unsaturated monomer other than acrylic acid or methacrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate,
Acrylic acid esters such as isoamyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate and decyl acrylate, and corresponding methacrylic acid alkyl esters,
Styrene, vinyltoluene, 2-methylstyrene, t-
Styrene monomers such as butyl styrene, hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, and other hydroxyl group-containing monomers, methylol groups such as N-methylol acrylamide, dimethylol acrylamide, etc. The monomer can be selected from one or more of a content monomer, an alkoxymethyl group-containing monomer such as N-butoxymethylacrylamide, an epoxy group-containing monomer such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate, and acrylonitrile.

【0009】本発明に用いられるフリーラジカル発生剤
としては、例えばベンゾイルパーオキサイド、パーブチ
ルオクテート、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ア
ゾビスイソブチロニトリル等が挙げられるが、特に好ま
しいのはベンゾイルパーオキサイドである。これらは全
エチレン性単量体中少なくとも1.5重量%以上として
使用する。本発明の共重合で使用できる親水性の有機溶
剤としてはメタノール、エタノール、プロパノール、ブ
タノールなどのアルキルアルコール類、エチレングリコ
ールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチ
ルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテ
ル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレ
ングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコー
ルモノエチルエーテルなどのエーテルアルコール類、エ
チレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチ
レングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのエ
ーテルエステル類が挙げられる。また、水と混合しない
不活性有機溶剤も使用することができ、例えばトルエ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸
ブチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン
等のケトン類などであるが、これらの有機溶剤は常圧又
は減圧下での蒸留により除去できるものが好ましい。
Examples of the free radical generator used in the present invention include benzoyl peroxide, perbutyl octate, t-butyl hydroperoxide, azobisisobutyronitrile and the like. Particularly preferred is benzoyl peroxide. It is an oxide. These are used as at least 1.5% by weight or more in the total ethylenic monomer. Hydrophilic organic solvents that can be used in the copolymerization of the present invention include alkyl alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol isopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol. Examples thereof include ether alcohols such as monomethyl ether and diethylene glycol monoethyl ether, and ether esters such as ethylene glycol monomethyl ether acetate and ethylene glycol monoethyl ether acetate. Further, an inert organic solvent which is immiscible with water can also be used, and examples thereof include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone. It is preferable that these organic solvents can be removed by distillation under normal pressure or reduced pressure.

【0010】本発明の共重合ではリン酸エステル変性エ
ポキシ樹脂50〜90重量%とカルボキシル基含有エチ
レン性不飽和単量体を10〜50重量%使用するのが好
ましい。変性エポキシ樹脂が50重量%未満のとき本発
明の目的とする耐食性が不十分であり、90重量%より
大きいときには良好な分散体が得られなくなる。共重合
反応の温度は40〜200℃、好ましくは60〜150
℃で3〜10時間反応させる。得られた共重合体生成物
の酸価は通常、10〜300、特に30〜100mgK
OH/gの範囲内にあることが好ましい。
In the copolymerization of the present invention, it is preferable to use 50 to 90% by weight of a phosphoric acid ester-modified epoxy resin and 10 to 50% by weight of a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer. When the amount of the modified epoxy resin is less than 50% by weight, the corrosion resistance targeted by the present invention is insufficient, and when it is more than 90% by weight, a good dispersion cannot be obtained. The temperature of the copolymerization reaction is 40 to 200 ° C., preferably 60 to 150.
React at 3 ° C for 3 to 10 hours. The acid value of the obtained copolymer product is usually 10 to 300, especially 30 to 100 mgK.
It is preferably in the range of OH / g.

【0011】本発明で得られた共重合生成物を水に可溶
化させるには、アミンやアンモニア等の塩基性化合物を
添加してカルボキシル基を部分的あるいは全部を中和す
れば良く、塩基性化合物としては、アンモニアまたはト
リエチルアミン、トリエタノールアミン、モノメチルア
ミン、モノエチルアミン、モノメタノールアミン、ジメ
タノールアミン、トリメタノールアミン、ジメチルエタ
ノールアミン等が挙げられるが、沸点120℃以上のも
のでは塗膜の耐食性改善の効果が十分ではないため、沸
点120℃以下のものが好ましく、特にトリエチルアミ
ンが好ましい。
To solubilize the copolymerization product obtained in the present invention in water, a basic compound such as amine or ammonia may be added to neutralize the carboxyl group partially or entirely. Examples of the compound include ammonia or triethylamine, triethanolamine, monomethylamine, monoethylamine, monomethanolamine, dimethanolamine, trimethanolamine, dimethylethanolamine, etc., but those having a boiling point of 120 ° C. or higher have corrosion resistance of the coating film. Since the improvement effect is not sufficient, those having a boiling point of 120 ° C. or less are preferable, and triethylamine is particularly preferable.

【0012】本発明で用いられる水系の熱硬化性樹脂と
は、水溶性または水分散性の、アルキッド樹脂、オイル
フリーアルキッド樹脂、ポリエステル樹脂及びアクリル
樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。また、本発明で使用される硬化剤としては、アミノ
樹脂、レゾ−ル樹脂等である。更に、必要に応じて着色
顔料、防錆顔料、タレ防止剤、表面調整剤等の各種添加
剤を配合することができる。このようにして得られた本
発明の水系塗料組成物は、特に水性アミノ樹脂によって
加熱硬化され、又、水系の熱硬化性樹脂が乾性油または
その脂肪酸を用いて得られるアルキッド樹脂のような場
合には、金属ドライヤーを添加して常乾型塗料としても
利用することができる。かくして得られた本発明の水系
塗料用樹脂組成物は、貯蔵安定性に優れ耐水性及び耐食
性に優れた塗膜を得ることができる。
Examples of the water-based thermosetting resin used in the present invention include water-soluble or water-dispersible alkyd resins, oil-free alkyd resins, polyester resins and acrylic resins, but are not limited thereto. is not. The curing agent used in the present invention is amino resin, resole resin or the like. Further, various additives such as a color pigment, a rust preventive pigment, an anti-sagging agent, and a surface conditioner can be blended if necessary. The water-based coating composition of the present invention thus obtained is particularly heat-cured with an aqueous amino resin, and the water-based thermosetting resin is an alkyd resin obtained by using a drying oil or its fatty acid. In addition, a metal dryer can be added for use as an always dry type paint. The resin composition for an aqueous coating composition of the present invention thus obtained can provide a coating film having excellent storage stability and water resistance and corrosion resistance.

【0013】[0013]

【実施例及び比較例】以下、実施例によって本発明を具
体的に説明するが、勿論この例のみに限定されるもので
はない。尚、「部」は特に断らない限り重量部である。
EXAMPLES AND COMPARATIVE EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The "parts" are parts by weight unless otherwise specified.

【0014】製造例1 撹拌機、温度計、還流冷却器、滴下ロートを備えた反応
容器にYD−128(東都化成社製ビスフェノールA型
液状エポキシ樹脂、エポキシ当量=187g/eq)8
00部とYDPN−638(東都化成社製フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量=178g/e
q)200部を入れ、100℃に加熱した後ジブチルホ
スフェート(酸価=264mgKOH/g)804.5
部を1時間で滴下し、更に6時間反応した。更にネオ酸
(エクソンケミカル社製、酸価=321mgKOH/
g)95.6部及び触媒としてトリフェニルホスフィン
0.1部を仕込み150℃にて8時間反応を行い、酸価
3.9mgKOH/g、オキシラン酸素含有量0.03
%、数平均分子量2,500のリン酸エステル変性エポ
キシ樹脂を得た。上記リン酸エステル変性エポキシ樹脂
320部にエチレングリコールモノブチルエーテル7
0.6部を加えて115℃まで加温溶解させ、メタクリ
ル酸23.0部、メタクリル酸メチル57部と75%過
酸化ベンゾイル6.5部の混合物を反応容器内温度が1
15〜120℃を保つように2時間で滴下した後、更に
2時間同温度で反応し、酸価=42mgKOH/gの共
重合体を得た。次にエチレングリコールモノブチルエー
テルを41部加えて80℃まで加温した後トリエチルア
ミン33.3部を1時間で滴下し、次いでイオン交換水
202.3部を2時間かけて滴下し、粘度=950cp
s/25℃、PH=6.7の水溶性樹脂を得た。
Production Example 1 YD-128 (bisphenol A type liquid epoxy resin manufactured by Tohto Kasei Co., epoxy equivalent = 187 g / eq) was placed in a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser and a dropping funnel.
00 parts and YDPN-638 (Tono Kasei Co., Ltd. phenol novolac type epoxy resin, epoxy equivalent = 178 g / e
q) After adding 200 parts and heating to 100 ° C., dibutyl phosphate (acid value = 264 mgKOH / g) 804.5
Parts were added dropwise over 1 hour and reacted for an additional 6 hours. Furthermore, neo acid (manufactured by Exxon Chemical Co., acid value = 321 mgKOH /
g) 95.6 parts and 0.1 part of triphenylphosphine as a catalyst were charged and reacted at 150 ° C. for 8 hours to give an acid value of 3.9 mgKOH / g and an oxirane oxygen content of 0.03.
%, A phosphoric acid ester-modified epoxy resin having a number average molecular weight of 2,500 was obtained. 320 parts of the above phosphoric acid ester-modified epoxy resin was added to ethylene glycol monobutyl ether 7
0.6 part was added and dissolved by heating to 115 ° C., and a mixture of 23.0 parts of methacrylic acid, 57 parts of methyl methacrylate and 6.5 parts of 75% benzoyl peroxide was added at a temperature of 1 in the reaction vessel.
After adding dropwise for 2 hours so as to maintain the temperature of 15 to 120 ° C., the mixture was reacted for another 2 hours at the same temperature to obtain a copolymer having an acid value of 42 mgKOH / g. Next, 41 parts of ethylene glycol monobutyl ether was added and heated to 80 ° C., 33.3 parts of triethylamine was added dropwise over 1 hour, and then 202.3 parts of ion-exchanged water was added over 2 hours, and the viscosity was 950 cp.
A water-soluble resin having a pH of 6.7 at s / 25 ° C. was obtained.

【0015】製造例2 製造例1に記載した酸価3.9mgKOH/g、オキシ
ラン酸素含有量0.03%、数平均分子量2,500の
変性樹脂240部とn−ブチルアルコール37.5部、
エチレングリコールモノブチルエーテル112.5部を
反応容器内に入れて115℃で溶解した後、メタクリル
酸17.3部、スチレンモノマー9.1部、アクリル酸
エチル0.3部、及び75%過酸化ベンゾイル2.4部
の混合物を2時間で滴下し、更に同温度で2時間反応を
行い酸価60mgKOH/gの共重合体を得た。次に85℃に
冷却しトリエチルアミン27.7部及びイオン交換水5
60部を加えて混合し、粘度=870cps/25℃、
PH=7.4の水溶性樹脂を得た。
Production Example 2 240 parts of a modified resin having an acid value of 3.9 mgKOH / g, an oxirane oxygen content of 0.03% and a number average molecular weight of 2,500 and 37.5 parts of n-butyl alcohol described in Production Example 1.
112.5 parts of ethylene glycol monobutyl ether was placed in a reaction vessel and dissolved at 115 ° C., followed by 17.3 parts of methacrylic acid, 9.1 parts of styrene monomer, 0.3 part of ethyl acrylate, and 75% benzoyl peroxide. 2.4 parts of the mixture was added dropwise over 2 hours, and further reacted at the same temperature for 2 hours to obtain a copolymer having an acid value of 60 mgKOH / g. Next, the mixture was cooled to 85 ° C., 27.7 parts of triethylamine and 5 parts of deionized water.
Add 60 parts and mix, viscosity = 870 cps / 25 ° C.,
A water-soluble resin having a pH of 7.4 was obtained.

【0016】製造例3 製造例1と同様の反応容器内にYD−128、186部
とエチレングリコ−ルモノブチルエ−テル、70部を入
れて100℃まで昇温後、ブチルアシッドホスフェート
(酸価=437mgKOH/g)93部を30分で滴下
後100℃で2時間反応を行い、酸価=99.4mgK
OH/g、オキシラン酸素含有量=0.4%、数平均分
子量=約1200の変性樹脂を得た。次に80℃に冷却
した後ジメチルエタノ−ルアミン48.5gとイオン交
換水264gを滴下し、pH=8.2、粘度=64cp
s/25℃、樹脂分=50%、溶剤分=10%、水分=
40%の無色透明な水溶性樹脂を得た。
Production Example 3 YD-128, 186 parts and ethylene glycol monobutyl ether, 70 parts, were placed in the same reaction vessel as in Production Example 1 and heated to 100 ° C., and then butyl acid phosphate (acid value = 437 mgKOH / G) 93 parts in 30 minutes and then reacted at 100 ° C. for 2 hours to give an acid value of 99.4 mgK.
A modified resin having OH / g, oxirane oxygen content = 0.4% and number average molecular weight = about 1200 was obtained. Next, after cooling to 80 ° C., 48.5 g of dimethylethanolamine and 264 g of ion-exchanged water were added dropwise, pH = 8.2, viscosity = 64 cp.
s / 25 ° C., resin content = 50%, solvent content = 10%, water content =
40% colorless and transparent water-soluble resin was obtained.

【0017】実施例1 水系の熱硬化性樹脂として水性アクリル樹脂(三井東圧
社製アルマテックスW911を固形分として33.3
部、顔料として酸化チタン(石原産業社製タイペークR
830)を54部、硬化剤としてアミノ樹脂(三井サイ
アナミッド社製サイメル303)を13部及び製造例1
で得られた水溶性樹脂を固形分で10部、これに触媒と
してp−トルエンスルホン酸アミン塩(三井サイアナミ
ッド社製4040)を0.3部加えて水系塗料を得た。
Example 1 Aqueous acrylic resin as a water-based thermosetting resin (33.3 as a solid content of Almatex W911 manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd.)
Part, titanium oxide as a pigment (Taipaque R manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.
830), 54 parts, 13 parts of an amino resin (CYMEL 303 manufactured by Mitsui Cyanamid Co., Ltd.) as a curing agent, and Production Example 1
10 parts of the water-soluble resin obtained in 1. above was added to the solid content, and 0.3 parts of p-toluenesulfonic acid amine salt (4040 manufactured by Mitsui Cyanamid Co., Ltd.) as a catalyst was added thereto to obtain an aqueous paint.

【0018】実施例2 製造例2で得られた水溶性樹脂を用いた他は実施例1と
同様の方法で塗料化し、実施例2の塗料を得た。
Example 2 A coating material of Example 2 was obtained by using the same procedure as in Example 1 except that the water-soluble resin obtained in Production Example 2 was used.

【0019】比較例1 水溶性エポキシ樹脂を加えない他は実施例1と同様の方
法で塗料化し比較例1の塗料を得た。
Comparative Example 1 A coating material of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the water-soluble epoxy resin was not added.

【0020】比較例2 製造例3で得られた水溶性樹脂を用いた他は実施例1と
同様の方法で塗料化し、比較例2の塗料を得た。
Comparative Example 2 A coating material of Comparative Example 2 was obtained by using the same procedure as in Example 1 except that the water-soluble resin obtained in Production Example 3 was used.

【0021】比較例3 製造例4で得られた水溶性樹脂を用いた他は実施例1と
同様の方法で塗料化し、比較例3の塗料を得た。
Comparative Example 3 A coating material of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the water-soluble resin obtained in Production Example 4 was used.

【0022】実施例及び比較例で作製した塗料の安定性
及び塗膜物性について評価した結果を表1に示した。試
験方法は以下の通りである。 ・塗料の安定性試験 塗料を40℃の温度で1ケ月保管した後、分離有無を調
べた。 ・塗膜物性試験 リン酸亜鉛処理鋼板、50×150×0.3mmの試験
片に乾燥膜厚で25〜30μmとなるようにバーコータ
で塗布し、160℃に設定した乾燥機で20分間焼付
た。 ・鉛筆硬度試験 JIS K5400の鉛筆引っかき試験に準じて行っ
た。 ・密着性試験 碁盤目テープ剥離試験を行い、○;剥離無し、△;やや
剥離あり、×;全面剥離、として表1に示した。 ・耐水性試験 塗装板を水中に浸漬し、100℃で2時間熱水処理を行
った後、塗膜の状態観察と密着性試験として碁盤目テー
プ剥離試験を行った。 ・耐食性試験 塗膜の素地に達するようにカッターナイフでクロスカッ
トを入れ、35℃で5%塩水を240時間噴霧した後、
クロスカット部分の状態を観察した。塗膜に異常がない
ものは○、ブリスタが発生したものは△、ブリスタの発
生量が多いものは×とした。またクロスカット部からの
錆幅を測定し、○;錆幅1mm以下、△;錆幅1〜2m
m、×;3〜4mmとして表1に示した。
Table 1 shows the results of evaluation of stability and coating film physical properties of the coating materials prepared in Examples and Comparative Examples. The test method is as follows. -Stability test of paint After the paint was stored at a temperature of 40 ° C for 1 month, the presence or absence of separation was examined. Coating film physical property test A zinc phosphate-treated steel plate, 50 × 150 × 0.3 mm test piece was coated with a bar coater so that the dry film thickness was 25 to 30 μm, and baked for 20 minutes in a dryer set at 160 ° C. . Pencil hardness test The pencil hardness test was conducted according to JIS K5400 pencil scratch test. -Adhesion test A cross-cut tape peeling test was conducted, and the results are shown in Table 1 as ◯: no peeling, Δ: slightly peeling, and x: whole surface peeling. -Water resistance test A coated plate was immersed in water and subjected to hot water treatment at 100 ° C for 2 hours, and then a cross-cut tape peeling test was performed as an observation of the state of the coating film and an adhesion test. -Corrosion resistance test After cross-cutting with a cutter knife so as to reach the base material of the coating film, spray 5% salt water at 35 ° C for 240 hours,
The state of the cross cut portion was observed. When there was no abnormality in the coating film, it was evaluated as ○, when blister was generated, it was evaluated as △, and when blister generation was large, it was evaluated as ×. Also, measure the rust width from the cross-cut part, ○: rust width 1 mm or less, △; rust width 1-2 m
It is shown in Table 1 as m, x; 3 to 4 mm.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】[0024]

【発明の効果】表1で明らかなように、本発明の水系塗
料は貯蔵安定性に優れ、耐水性及び耐食性に優れた塗膜
を得ることができる。
As is apparent from Table 1, the water-based coating composition of the present invention can provide a coating film having excellent storage stability, water resistance and corrosion resistance.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年1月5日[Submission date] January 5, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0021[Correction target item name] 0021

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0021】実施例及び比較例で作製した塗料の安定性
及び塗膜物性について評価した結果を表1に示した。試
験方法は以下の通りである。 ・塗料の安定性試験 塗料を40℃の温度で1ケ月保管した後、分離有無を調
べた。 ・塗膜物性試験 リン酸亜鉛処理鋼板、50×150×0.3mmの試験
片に乾燥膜厚で25〜30μmとなるようにバーコータ
で塗布し、160℃に設定した乾燥機で20分間焼付
た。 ・鉛筆硬度試験 JIS K5400の鉛筆引っかき試験に準じて行っ
た。 ・密着性試験 碁盤目テープ剥離試験を行い、○;剥離無し、△;やや
剥離あり、×;全面剥離、として表1に示した。 ・耐水性試験 塗装板を水中に浸漬し、100℃で2時間熱水処理を行
った後、塗膜の状態観察と密着性試験として碁盤目テー
プ剥離試験を行った。 ・耐食性試験 塗膜の素地に達するようにカッターナイフでクロスカッ
トを入れ、35℃で5%塩水を240時間噴霧した後、
クロスカット部分の状態を観察した。塗膜に異常がない
ものは○、ブリスタが発生したものは△、ブリスタの発
生量が多いものは×とした。またクロスカット部からの
錆幅を測定し、○;錆幅1mm以下、△;錆幅1〜2m
m、×;3〜4mmとして表1に示した。
Table 1 shows the results of evaluating the stability and coating film physical properties of the coating materials prepared in Examples and Comparative Examples. The test method is as follows. -Stability test of paint After the paint was stored at a temperature of 40 ° C for 1 month, the presence or absence of separation was examined. Coating film physical property test A zinc phosphate-treated steel plate, 50 × 150 × 0.3 mm test piece was coated with a bar coater so that the dry film thickness was 25 to 30 μm, and baked for 20 minutes in a dryer set at 160 ° C. . Pencil hardness test The pencil hardness test was conducted according to JIS K5400 pencil scratch test. -Adhesion test A cross-cut tape peeling test was conducted, and the results are shown in Table 1 as ◯: no peeling, Δ: slightly peeling, and x: whole surface peeling. -Water resistance test A coated plate was immersed in water and subjected to hot water treatment at 100 ° C for 2 hours, and then a cross-cut tape peeling test was performed as an observation of the state of the coating film and an adhesion test. -Corrosion resistance test After cross-cutting with a cutter knife so as to reach the base material of the coating film, spray 5% salt water at 35 ° C for 240 hours,
The state of the cross cut portion was observed. When there was no abnormality in the coating film, it was evaluated as ○, when blister was generated, it was evaluated as △, and when blister generation was large, it was evaluated as ×. Also, measure the rust width from the cross-cut part, ○: rust width 1 mm or less, △; rust width 1-2 m
It is shown in Table 1 as m, x; 3 to 4 mm.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0022[Name of item to be corrected] 0022

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0023[Name of item to be corrected] 0023

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0023】[0023]

【発明の効果】表1で明らかなように、本発明の水系塗
料は貯蔵安定性に優れ、耐水性及び耐食性に優れた塗膜
を得ることができる。
As is apparent from Table 1, the water-based coating composition of the present invention can provide a coating film having excellent storage stability, water resistance and corrosion resistance.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0024[Name of item to be corrected] 0024

【補正方法】削除[Correction method] Delete

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リン酸エステル変性エポキシ樹脂とカル
ボキシル基含有エチレン性不飽和単量体とを共重合させ
て得た水可溶性樹脂、水系の熱硬化性樹脂、及び、硬化
剤よりなる塗料組成物であって、前記水可溶性樹脂を水
系塗料組成物100重量部当たり2〜20重量部含有せ
しめたことを特徴とする水系塗料組成物。
1. A coating composition comprising a water-soluble resin obtained by copolymerizing a phosphoric acid ester-modified epoxy resin and a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer, an aqueous thermosetting resin, and a curing agent. A water-based coating composition containing the water-soluble resin in an amount of 2 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the water-based coating composition.
【請求項2】 リン酸エステル変性エポキシ樹脂が、7
0〜95重量%のビスフェノール型と5〜30重量%が
ノボラック型であるエポキシ樹脂とモノヒドロオキシリ
ン酸ジエステルを主成分とするリン酸エステルとの反応
物であり、酸価が5mgKOH/g以下でリン含有量が
1〜8%であることを特徴とする請求項1に記載の水系
塗料組成物。
2. The phosphoric acid ester-modified epoxy resin is 7
It is a reaction product of an epoxy resin having 0 to 95% by weight of bisphenol type and 5 to 30% by weight of novolac type, and a phosphoric acid ester containing monohydroxyphosphoric acid diester as a main component, and an acid value of 5 mgKOH / g or less. The phosphorus content is 1 to 8%, and the aqueous coating composition according to claim 1.
【請求項3】 リン酸エステル変性エポキシ樹脂が、そ
のオキシラン酸素含有量を0.2%以下としたものであ
ることを特徴とする請求項1に記載の水系塗料組成物。
3. The water-based coating composition according to claim 1, wherein the phosphoric acid ester-modified epoxy resin has an oxirane oxygen content of 0.2% or less.
【請求項4】 水可溶性樹脂が、前記変性エポキシ樹脂
50〜90重量部とカルボキシル基含有エチレン性不飽
和単量体を含有する10〜50重量部とを共重合させた
後、カルボキシル基を塩基性化合物で中和して水溶性に
した樹脂であることを特徴とする請求1項に記載の水系
塗料組成物。
4. The water-soluble resin is obtained by copolymerizing 50 to 90 parts by weight of the modified epoxy resin with 10 to 50 parts by weight of a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer, and then converting the carboxyl group into a base. The water-based coating composition according to claim 1, which is a water-soluble resin neutralized with a hydrophilic compound.
【請求項5】 変性エポキシ樹脂とカルボキシル基含有
エチレン性不飽和単量体とを共重合させて得た共重合物
の酸価が30〜80mgKOH/gの範囲にあり、ま
た、これを中和する塩基性化合物が沸点120℃以下の
アミン類またはアンモニアであることを特徴とする請求
項4に記載の水系塗料組成物。
5. The acid value of a copolymer obtained by copolymerizing a modified epoxy resin and a carboxyl group-containing ethylenically unsaturated monomer is in the range of 30 to 80 mgKOH / g, and is neutralized. The water-based coating composition according to claim 4, wherein the basic compound to be used is an amine having a boiling point of 120 ° C. or less or ammonia.
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