JPH07305022A - Aqueous resin composition for coating metal - Google Patents

Aqueous resin composition for coating metal

Info

Publication number
JPH07305022A
JPH07305022A JP11950194A JP11950194A JPH07305022A JP H07305022 A JPH07305022 A JP H07305022A JP 11950194 A JP11950194 A JP 11950194A JP 11950194 A JP11950194 A JP 11950194A JP H07305022 A JPH07305022 A JP H07305022A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copolymer
meth
acrylate
weight
aqueous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11950194A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Mori
嘉男 森
Shiro Kojima
史郎 児島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toagosei Co Ltd
Original Assignee
Toagosei Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toagosei Co Ltd filed Critical Toagosei Co Ltd
Priority to JP11950194A priority Critical patent/JPH07305022A/en
Publication of JPH07305022A publication Critical patent/JPH07305022A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a composition, useful for a water-based coating of steel plates for household appliances, automobiles, etc., and metal cans, comprising a specific aqueous copolymer and an amino resin and capable of forming a coating, excellent in water resistance, having high hardness after pressurized steam treatment and excellent in processability. CONSTITUTION:This aqueous resin composition for coating metals comprises (A) an aqueous copolymer containing a copolymer, comprising (i) 3-30wt.% micromonomer having a radically polymerizable group at one end of a copolymer comprising a hydroxyalkyl (meth)acrylate and other alpha, beta-ethylenically unsaturated monomers, (ii) 3-25wt.% N-alkoxymethyl(meth)acrylamide, (iii) 3-20wt.% alpha, beta-ethylenically unsaturated carboxylic acid, (iv) 5-20wt.% hydroxyalkyl (meth)acrylate and (v) 5-86wt.% other vinyl monomers and prepared by neutralizing carboxylic groups therein with a base and (B) an amino resin such as an alkyl etherified benzoguanamine or an alkyl etherified melamine.

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、家電機器または自動車等に用いら
れる鋼板並びに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 a water-based paint for steel plates and metal cans used in home appliances, automobiles and the like.

【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
熱下での耐水性およ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、環境汚染および資源浪費等の問題があった。
2. Description of the Related Art Paints for metals, particularly paints 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および
(メタ)アクリル酸アルキルを主成分とし、分子中にカ
ルボキシル基およ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, 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、ヒドロキシル基を有する特定のマクロモノマーと
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および加工性に
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 problems, the present inventors have found that a monomer mixture containing a monomer having a carboxyl group and another monomer, and a hydroxyl group. A resin composition comprising an amino resin and an aqueous copolymer obtained by copolymerizing with a specific macromonomer having a carboxyl group in a copolymer having a specific structure, which is excellent in water resistance. The inventors have found that a coating film having excellent hardness and workability can be formed even after treatment with pressure steam of 120 ° C. or higher, and have completed the present invention.

【0006】即ち、本発明は、(a)(メタ)アクリル
酸ヒドロキシアルキルおよびその他のα,β−エチレン
性不飽和単量体からなる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)N−アルコキシメ
チル(メタ)アクリルアミド、(c)α,β−エチレン
性不飽和カルボン酸、(d)(メタ)アクリル酸ヒドロ
キシアルキルおよび(e)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)〜(e)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3〜25重
量%、成分(c)単量体単位が3〜20重量%、成分
(d)単量体単位が5〜20重量%、また成分(e)単
量体単位が5〜86重量%であり、かつ共重合体中のカ
ルボキシル基を塩基で中和してなる水性共重合体、並び
に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 relates to (a) a macromonomer having a radically polymerizable group at one terminal of a polymer comprising hydroxyalkyl (meth) acrylate and other α, β-ethylenically unsaturated monomers, (B) N-alkoxymethyl (meth) acrylamide, (c) α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid, (d) hydroxyalkyl (meth) acrylate, and (e) a copolymer of vinyl monomers. The unit is 3 to 30% by weight based on the total amount of each unit based on the components (a) to (e), and the monomer unit based on the component (b) is 3 to 30% by weight. -25 wt%, component (c) monomer unit 3-20 wt%, component (d) monomer unit 5-20 wt%, and component (e) monomer unit 5-86 wt% And the carboxyl group in the copolymer is Aqueous copolymer formed by the sum, as well as metal-coated aqueous resin compositions comprising an amino resin.

【0007】以下、本発明についてさらに詳しく説明す
る。本発明における塩基による中和前の上記共重合体
は、成分(a)すなわちマクロモノマーに基づく重合体
単位を枝成分とし、他の成分(b)〜(e)からなる重
合体を幹成分とするグラフト共重合体であり、以下中和
前のグラフト共重合体をカルボキシル基含有グラフト共
重合体という。
The present invention will be described in more detail below. The above-mentioned copolymer before neutralization with a base in the present invention has a component (a), that is, a polymer unit based on a macromonomer as a branch component, and a polymer including other components (b) to (e) as a trunk component. The graft copolymer before neutralization is referred to as a carboxyl group-containing graft copolymer.

【0008】本発明における上記成分(a)は、前記の
とおり、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルおよび
その他のα,β−エチレン性不飽和単量体からなる重合
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 mentioned above, the component (a) in the present invention is a radically polymerizable group at one end of a polymer composed of hydroxyalkyl (meth) acrylate and other α, β-ethylenically unsaturated monomers. The (meth) acryloyl group is preferable as the radically polymerizable group, and the preferable molecular weight of the macromonomer is 2,000 to 30,000 in terms of number average molecular weight. 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 gel permeation
It is the number average molecular weight in terms of polystyrene by chromatography.

【0009】マクロモノマーの骨格となる重合体におけ
る(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル単量体単位の
好ましい割合は、(a)を構成する単量体単位の合計量
を基準にして5〜40重量%であり、さらに好ましくは
15〜35重量%である。(メタ)アクリル酸ヒドロキ
シアルキル単量体単位の割合が、5重量%未満である
と、得られる水性樹脂組成物が耐水性に劣り、一方40
重量%を超えると塗膜の加工性が劣る。(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。
The preferred proportion of the hydroxyalkyl (meth) acrylate monomer units in the polymer that serves as the skeleton of the macromonomer is 5 to 40% by weight based on the total amount of the monomer units constituting (a). And more preferably 15 to 35% by weight. When the proportion of the hydroxyalkyl (meth) acrylate monomer unit is less than 5% by weight, the resulting water-based resin composition is inferior in water resistance.
If it exceeds 5% by weight, the processability of the coating film is poor. Examples of hydroxyalkyl (meth) acrylate include hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, and hydroxybutyl (meth) acrylate.

【0010】(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと
共にマクロモノマーの重合体骨格を形成する、他のα,
β−エチレン性不飽和単量体としては、(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
クリル酸アルキルエステル、スチレン、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)アクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル単量体
および(メタ)アクリル酸アルキルアミノエステル等が
挙げられる。
The other α, which forms the polymer backbone of the macromonomer with the hydroxyalkyl (meth) acrylate,
Examples of β-ethylenically unsaturated monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth) acrylate. Examples thereof include styrene derivatives such as (meth) acrylic acid alkyl ester, styrene, α-methylstyrene and p-methylstyrene, nitrile group-containing vinyl monomers such as (meth) acrylonitrile, and (meth) acrylic acid alkylamino ester. .

【0011】得られる水性樹脂組成物による塗膜の耐水
性および耐候性の点で、炭素数が4〜8のアルキル基を
有する(メタ)アクリル酸アルキルが好ましく、マクロ
モノマーの重合体骨格における該(メタ)アクリル酸ア
ルキル単量体単位の好ましい量は、その重合体骨格を構
成する全単量体単位の合計量を基準にして、50〜95
重量%である。
From the viewpoint of water resistance and weather resistance of the coating film obtained from the resulting aqueous resin composition, alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms is preferable, and the alkyl (meth) acrylate in the polymer skeleton of the macromonomer is The preferred amount of the alkyl (meth) acrylate monomer unit is 50 to 95 based on the total amount of all the monomer units constituting the polymer skeleton.
% By weight.

【0012】カルボキシル基含有グラフト共重合体にお
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)〜
(e)に基づく各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
塗膜が耐水性に劣り、一方30重量%を超える共重合体
では、耐水性と水性化の両立が困難である。
The proportion of the units based on the above component (a) in the carboxyl group-containing graft copolymer is, as described above, each unit constituting the copolymer, that is, the components (a) to (a).
3 to 30 based on the total amount of each unit based on (e)
%, And more preferably 5 to 20% by weight. In the case of a copolymer in which the proportion of the component (a) unit is less than 3% by weight, the coating film made of the aqueous copolymer obtained from the copolymer is inferior in water resistance, while in the case of a copolymer exceeding 30% by weight, It is difficult to achieve both water resistance and water resistance.

【0013】成分(b)のN−アルコキシメチル(メ
タ)アクリルアミドとしては、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、この成分は塗膜
の架橋密度と架橋速度を高めるのに、特に塗膜の湯中硬
度を高めるのに効果がある。成分(b)単量体単位の割
合は共重合体を構成する各単位の合計量を基準として3
〜25重量%であり、さらに好ましくは5〜20重量%
である。3重量%未満である共重合体では塗膜の架橋密
度が充分ではなく、一方25重量%を超えると塗膜が脆
くなる。
Examples of the component (b), N-alkoxymethyl (meth) acrylamide, include N-methoxymethyl (meth) acrylamide and N- (n-butoxy) methyl (meth) acrylamide. It is effective in increasing the crosslinking density and the crosslinking rate of, especially in increasing the hardness of the coating film in hot water. The ratio of the monomer unit of the component (b) is 3 based on the total amount of each unit constituting the copolymer.
-25% by weight, more preferably 5-20% by weight
Is. When the amount of the copolymer is less than 3% by weight, the crosslink density of the coating film is not sufficient, while when it exceeds 25% by weight, the coating film becomes brittle.

【0014】成分(c)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(c)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%を超えると塗膜の耐水性が劣る。
Examples of the α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid as the component (c) 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 component (c) monomer unit 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.

【0015】成分(d)の(メタ)アクリル酸ヒドロキ
シアルキルとしては、前記マクロモノマーの成分として
挙げた各種(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルが使
用できる。成分(d)単量体単位の割合すなわちグラフ
ト共重合体における幹成分中の(メタ)アクリル酸ヒド
ロキシアルキル単量体単位の割合は、前記のとおり、全
構成単位の合計量を基準にして5〜20重量%であり、
さらに好ましくは5〜15重量%である。5重量%未満
では得られる水性樹脂組成物の耐水性が劣り、一方20
重量%を超えると塗膜の加工性に劣る。
As the hydroxyalkyl (meth) acrylate as the component (d), various hydroxyalkyl (meth) acrylates mentioned as the components of the macromonomer can be used. The ratio of the monomer unit of the component (d), that is, the ratio of the hydroxyalkyl (meth) acrylate monomer unit in the trunk component in the graft copolymer is, as described above, 5 based on the total amount of all the constituent units. ~ 20% by weight,
More preferably, it is 5 to 15% by weight. If the amount is less than 5% by weight, the water resistance of the obtained aqueous resin composition is poor, while on the other hand, 20
If it exceeds 5% by weight, the processability of the coating film is poor.

【0016】本発明におけるカルボキシル基含有グラフ
ト共重合体には、上記成分(d)に由来するヒドロキシ
ル基および前記マクロモノマー中の(メタ)アクリル酸
ヒドロキシアルキル単量体単位に由来するヒドロキシル
基が含まれるが、該共重合体における好ましいヒドロキ
シル基の合計量は、20〜150KOH mg/gであり、よ
り好ましくは40〜100KOH mg/gである。グラフト
共重合体におけるヒドロキシル基の合計量が、20KOH
mg/g未満であると加工性に劣り、一方150KOH mg/
gを超えると耐水性に劣る。
The carboxyl group-containing graft copolymer in the present invention contains a hydroxyl group derived from the component (d) and a hydroxyl group derived from the hydroxyalkyl (meth) acrylate monomer unit in the macromonomer. However, the preferred total amount of hydroxyl groups in the copolymer is 20 to 150 KOH mg / g, and more preferably 40 to 100 KOH mg / g. The total amount of hydroxyl groups in the graft copolymer is 20 KOH
If it is less than mg / g, the workability is poor, while 150 KOH mg /
If it exceeds g, the water resistance is poor.

【0017】成分(e)のその他のビニル単量体として
は、(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2−エチルヘキシル、(メ
タ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキ
シル等の(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 (e) include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and (meth) acrylate. Alkyl (meth) acrylate such as cyclohexyl acrylate, styrene, α-
Examples thereof include aromatic vinyl monomers such as methylstyrene, and alkylamino esters of (meth) acrylic acid. These can be used alone or in combination of two or more.

【0018】成分(e)単量体単位の割合は、カルボキ
シル基含有グラフト共重合体の構成単位の合計量100
重量%から、前記成分(a)〜(d)に基づく単位の割
合を差し引いた量であり、具体的には5〜86重量%で
あり、好ましくは〜65重量%である。
The proportion of the monomer unit of the component (e) is such that the total amount of the constituent units of the carboxyl group-containing graft copolymer is 100.
The amount is the amount obtained by subtracting the proportion of the units based on the components (a) to (d) from the weight%, specifically 5 to 86% by weight, and preferably ~ 65% by weight.

【0019】上記重合性成分(a)〜(e)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)〜(e)を重合に供す
ればよい。
Any of the above polymerizable components (a) to (e) can be polymerized at a polymerization rate of almost 100% by a known polymerization method, for example, a polymerization method as described in Examples described later. Therefore, in order to obtain the above-mentioned copolymer,
Polymerization of (a) to (e) may be performed in a ratio corresponding to the constitution.

【0020】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 method for synthesizing 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 ℃.

【0021】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
タノールおよ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
を調整することができる。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2
000〜15000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 molecular weight of the carboxyl group-containing copolymer in the present invention is 2 in terms of number average molecular weight.
000 to 15,000, more preferably 3,000
˜15,000.

【0022】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ことにより、前記
共重合体を水溶性または水分散性のものに変換する。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 to convert the copolymer into a water-soluble or water-dispersible copolymer. 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.

【0023】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.

【0024】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.

【0025】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。上記アミノ樹脂は、水性樹脂組成物の用途に応
じて選択することが好ましく、食品包装用金属缶等の高
度な耐水性の要求される用途には、アルキルエーテル化
ベンゾグアナミンが適しており、耐候性の求められる自
動車関係の用途には、アルキルエーテル化メラミンが適
している。
In the present invention, as the amino resin used in combination with the above-mentioned aqueous copolymer, alkyl etherified melamine such as methyl etherified melamine and butyl etherified melamine; alkyl etherified urea resin; methyl etherified benzoguanamine and ethyl etherified 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. The amino resin is preferably selected according to the application of the aqueous resin composition, and for applications requiring high water resistance such as metal cans for food packaging, alkyl etherified benzoguanamine is suitable and has weather resistance. Alkyl etherified melamine is suitable for automobile-related applications where

【0026】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る。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がアルキルエ
ーテル基に置換されたもの、例えばテトラメチルベンゾ
グアナミン、或いは一部がアルキルエーテル基に置換さ
れたもの、例えばジメチルイミノベンゾグアナミン等も
使用できる。
As the alkyl etherified melamine, alkyl etherified urea resin, alkyl etherified benzoguanamine and the like, multimers such as dimers and trimers can be used in addition to those monomers. Regarding the degree of alkyl etherification, those in which all of the active hydrogen atoms of the amino group are substituted with alkyl ether groups, such as tetramethylbenzoguanamine, or those in which a portion is substituted with alkyl ether groups, such as dimethyliminobenzoguanamine, are also available. Can be used.

【0027】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前記水性共重合体
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, the above-mentioned aqueous copolymer used as the main component has good compatibility with any of the above-mentioned amino resins. Even if an amino resin is selected, a uniform aqueous resin composition can be obtained.

【0028】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、上記水性共重合体およびアミノ樹脂
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.

【0029】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 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.

【0030】[0030]

【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて、本発明
を更に具体的に説明する。
EXAMPLES The present invention will be described more specifically below with reference to Examples and Comparative Examples.

【0031】<参考例1> (マクロモノマーM−1の合成)メタクリル酸シクロヘ
キシル4.9g、メタクリル酸2−エチルヘキシル5
5.0gおよびメタクリル酸2−ヒドロキシエチル2
5.1gの混合液を調製し、攪拌機、2個の滴下ロー
ト、ガス導入管および温度計の付いたガラスフラスコ
に、上記混合液の1/3、スチレン10.5g、連鎖移
動剤のメルカプトプロピオン酸0.9gおよびトルエン
30gを仕込み、90℃に昇温した。その後、一方の滴
下ロートから、上記混合液の残りの2/3、スチレン
4.5gおよびメルカプトプロピオン酸2.1gを3時
間かけて滴下すると共に、同時にもう一方のロートから
トルエン35.0gに溶解したアゾビスイソブチロニト
リル0.3gを3時間かけて滴下した。
Reference Example 1 (Synthesis of Macromonomer M-1) Cyclohexyl methacrylate 4.9 g, 2-ethylhexyl methacrylate 5
5.0 g and 2-hydroxyethyl methacrylate 2
5.1 g of a mixed solution was prepared, and in a glass flask equipped with a stirrer, two dropping funnels, a gas introduction tube and a thermometer, 1/3 of the above mixed solution, 10.5 g of styrene, and mercaptopropion as a chain transfer agent. 0.9 g of acid and 30 g of toluene were charged and the temperature was raised to 90 ° C. After that, the remaining 2/3 of the mixed solution, 4.5 g of styrene and 2.1 g of mercaptopropionic acid were added dropwise from one dropping funnel over 3 hours, and at the same time, dissolved in 35.0 g of toluene from the other funnel. Azobisisobutyronitrile (0.3 g) was added dropwise over 3 hours.

【0032】その後さらに、トルエン35.0gに溶解
したアゾビスイソブチロニトリル0.3gを2時間かけ
て滴下した後、さらに2時間反応を継続させ、末端にカ
ルボキシル基を有する重合体を得た。次いで、上記末端
カルボキシル基を有する重合体の溶液中に、メトキシベ
ンゾキノン0.04g、テトラブチルアンモニウムブロ
ミド2.7gおよびメタクリル酸グリシジル2.2gを
添加して、空気を吹き込みながら、90℃で5時間反応
させた。
Thereafter, 0.3 g of azobisisobutyronitrile dissolved in 35.0 g of toluene was added dropwise over 2 hours, and the reaction was continued for another 2 hours to obtain a polymer having a carboxyl group at the terminal. . Next, 0.04 g of methoxybenzoquinone, 2.7 g of tetrabutylammonium bromide and 2.2 g of glycidyl methacrylate were added to the solution of the polymer having a terminal carboxyl group, and the mixture was blown with air at 90 ° C. for 5 hours. It was made to react.

【0033】重合体の酸価の減少度に基づき、メタクリ
ロイル基の末端基の純度が99.7%のマクロモノマー
M−1(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:3300)を得
た。
Based on the degree of decrease in the acid value of the polymer, a macromonomer M-1 (polystyrene-equivalent number average molecular weight by gel permeation chromatography: 3300) having a purity of the methacryloyl group end group of 99.7% was obtained. It was

【0034】(カルボキシル基含有グラフト共重合体の
合成)以下の単量体およびスチレン24.3g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。 マクロモノマーM−1 25.0g N−メトキシメチルアクリルアミド(以下NMMAという) 7.5g アクリル酸(以下AAという) 6.7g メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(以下HEMAという) 8.7g アクリル酸n−ブチル(以下BAという) 27.8g
(Synthesis of Carboxyl Group-Containing Graft Copolymer) The following monomers and 24.3 g of styrene were used for copolymerization. The following monomers were mixed and used as one liquid. Macromonomer M-1 25.0 g N-methoxymethyl acrylamide (hereinafter referred to as NMMA) 7.5 g Acrylic acid (hereinafter referred to as AA) 6.7 g 2-hydroxyethyl methacrylate (hereinafter referred to as HEMA) 8.7 g n-butyl acrylate (Hereinafter referred to as BA) 27.8g

【0035】上記成分の混合液の1/3、スチレン1
7.0g、メルカプトエタノール0.16g、エチレン
グリコールモノブチルエーテル6.3gおよびイソプロ
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、ガス導入管およ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, 1 styrene
7.0 g, mercaptoethanol 0.16 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. The temperature was raised to 87 ° C.

【0036】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7.3gおよびメルカプト
エタノール0.38gを混合した液を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および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およ
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グラフト共重
合体を合成した。該共重合体の数平均分子量は9800
であった。
Then, while adding the remaining 2/3 of the mixed solution, 7.3 g of styrene and 0.38 g of mercaptoethanol over one hour from the one dropping funnel, the other dropping funnel was simultaneously added. From ethylene glycol monobutyl ether 19.2 g, isopropyl alcohol 44.8 g and 2,2′-azobis (2
-Methylbutyronitrile) (hereinafter referred to as ABN-E)
A polymerization initiator solution consisting of 0.2 g was added dropwise over 3 hours. Thereafter, 4.5 g of ethylene glycol monobutyl ether, 10.5 g of isopropyl alcohol and 0.46 g of ABN-E were added dropwise over 2 hours. Then, stirring was continued for 2 hours to synthesize a carboxyl group-containing graft copolymer. The number average molecular weight of the copolymer is 9800.
Met.

【0037】得られたグラフト共重合体溶液を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DMEAという)
8.3g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%含むグラフト共重
合体Aの水性液を得た。
The obtained graft copolymer solution was heated to 40 ° C., isopropyl alcohol was distilled off under reduced pressure, and then dimethylethanolamine (hereinafter referred to as DMEA).
Neutralization was performed by adding 8.3 g and 70 g of distilled water. By the above operation, an aqueous liquid of the graft copolymer A having a solid content concentration of 50% by weight and containing 15% by weight of ethylene glycol monobutyl ether was obtained.

【0038】<参考例2、比較参考例1、2>表1に記
載の成分を使用して、参考例1と同様な方法でグラフト
共重合体Bの水性液(参考例2)、グラフト共重合体C
の水性液(比較参考例1)およびグラフト共重合体Dの
水性液(比較参考例2)を得た。なお、表1中、NBM
A、HMA、BMAおよびStは、それぞれN−(n−
ブトキシ)メチルアクリルアミド、メタクリル酸2−エ
チルヘキシル、メタクリル酸n−ブチルおよびスチレン
を表す。
<Reference Example 2, Comparative Reference Examples 1 and 2> Using the components shown in Table 1, the aqueous solution of the graft copolymer B (Reference Example 2) and the graft copolymer were prepared in the same manner as in Reference Example 1. Polymer C
Aqueous liquid (Comparative Reference Example 1) and an aqueous liquid of Graft Copolymer D (Comparative Reference Example 2) were obtained. In addition, in Table 1, NBM
A, HMA, BMA and St are each N- (n-
Butoxy) methyl acrylamide, 2-ethylhexyl methacrylate, n-butyl methacrylate and styrene.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】<実施例1、2、比較例1、2>参考例
1、2および比較参考例1、2で得られた共重合体水溶
液と、アミノ樹脂を、共重合体固形分100重量部当た
りアミノ樹脂40重量部の割合で配合して、被覆用水性
樹脂組成物を製造した。なおアミノ樹脂としては、各例
ともマイコート106〔ジメチルイミノ型ベンゾグアナ
ミン、三井サイアナミド(株)製〕を使用した。
<Examples 1 and 2, Comparative Examples 1 and 2> The aqueous copolymer solutions obtained in Reference Examples 1 and 2 and Comparative Reference Examples 1 and 2 and an amino resin were added to 100 parts by weight of the solid content of the copolymer. 40 parts by weight of the amino resin was blended to prepare an aqueous resin composition for coating. As the amino resin, Mycote 106 [dimethylimino-type benzoguanamine, manufactured by Mitsui Cyanamide Co., Ltd.] was used in each example.

【0041】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および
水を加えて、有機溶剤量が15重量%で、固形分濃度が
30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 obtain an aqueous resin composition having an organic solvent amount of 15% by weight and a solid content concentration of 30% by weight. 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.

【0042】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.

【0043】なお表2における塗膜の物性は、いずれも
JIS K 5400に規定の測定法に準じて行った。 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.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)。 c.硬度:鉛筆引っかき試験の試験機法。 d.湯中硬度:試験板を80℃湯中に3分間浸漬後の湯
中での鉛筆引っかき試験の試験機法。
The physical properties of the coating films shown in Table 2 were measured according to JIS K 5400. a. Impact resistance: DuPont impact test (1/2 inch impact core, load 500g). b. Adhesion: A method according to the cross-cut tape method test method (evaluated by the coating film residual rate after tape peeling). c. Hardness: Testing machine method for pencil scratch test. d. Hardness in hot water: A tester method for a pencil scratch test in hot water after dipping the test plate in hot water at 80 ° C. for 3 minutes.

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】[0045]

【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とアミ
ノ樹脂の相乗作用により、硬度、耐水性および加工性に
優れる塗膜が金属基材上に形成できる。特に該水性共重
合体中に導入された、架橋性官能基とマクロモノマーの
相乗作用によって、架橋密度の高い強靱な塗膜が形成さ
れるため、スチーム処理後の湯中硬度にも優れた高性能
塗膜が得られ、高耐水、耐スチーム性の高い金属用水性
塗料として最適である。塗布対象物の代表例としては、
飲料水または加工食品包装用金属缶並びに家電機器また
は自動車等に用いられる鋼板等がある。
According to the aqueous resin composition for metal coating of the present invention, a coating film excellent in hardness, water resistance and processability is obtained by the synergistic action of the aqueous copolymer used as the main component and the amino resin. It can be formed on a metal substrate. In particular, due to the synergistic action of the crosslinkable functional group and the macromonomer introduced into the aqueous copolymer, a tough coating film having a high crosslink density is formed, so that it is excellent in hot water hardness after steam treatment. A high performance coating film is obtained, and it is most suitable as a water-based paint for metals with high water resistance and high steam resistance. As a typical example of the coating object,
There are metal cans for packaging drinking water or processed foods, steel sheets used for home appliances, automobiles, and the like.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)(メタ)アクリル酸ヒドロキシア
ルキルおよびその他のα,β−エチレン性不飽和単量体
からなる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)N−アルコキシメチル(メタ)ア
クリルアミド、(c)α,β−エチレン性不飽和カルボ
ン酸、(d)(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルお
よび(e)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)〜(e)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3〜25重量%、成分
(c)単量体単位が3〜20重量%、成分(d)単量体
単位が5〜20重量%、また成分(e)単量体単位が5
〜86重量%であり、かつ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、並びにアミノ樹脂
からなる金属被覆用水性樹脂組成物。
1. A macromonomer having a radically polymerizable group at one end of a polymer comprising (a) a hydroxyalkyl (meth) acrylate and other α, β-ethylenically unsaturated monomers, and (b) N. A copolymer of alkoxymethyl (meth) acrylamide, (c) α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid, (d) hydroxyalkyl (meth) acrylate and (e) other vinyl monomers, , Based on the total amount of each unit based on the above components (a) to (e), the unit based on the component (a) is 3 to 30% by weight, and the monomer unit on the component (b) is 3 to 25% by weight. 3 to 20% by weight of the component (c) monomer unit, 5 to 20% by weight of the component (d) monomer unit, and 5% of the component (e) monomer unit.
A water-based resin composition for metal coating, which comprises an amino resin and an aqueous copolymer in which the carboxyl group in the copolymer is neutralized with a base.
JP11950194A 1994-05-09 1994-05-09 Aqueous resin composition for coating metal Pending JPH07305022A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11950194A JPH07305022A (en) 1994-05-09 1994-05-09 Aqueous resin composition for coating metal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11950194A JPH07305022A (en) 1994-05-09 1994-05-09 Aqueous resin composition for coating metal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07305022A true JPH07305022A (en) 1995-11-21

Family

ID=14762833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11950194A Pending JPH07305022A (en) 1994-05-09 1994-05-09 Aqueous resin composition for coating metal

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07305022A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0780455A3 (en) * 1995-12-20 1998-03-11 Basf Corporation Coating composition for improving physical characteristics of cured coatings subjected to steam processing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0780455A3 (en) * 1995-12-20 1998-03-11 Basf Corporation Coating composition for improving physical characteristics of cured coatings subjected to steam processing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2620446B2 (en) Process for producing crosslinkable soluble copolymers (C) based on vinyl ester monomers, vinyl aromatic compound monomers and acrylate monomers, and coated lacquers containing coating agents and clear lacquers or pigments
US5455306A (en) Aqueous coating composition
JP2861825B2 (en) Aqueous resin composition for metal coating
JP3817761B2 (en) Aqueous coating composition
JPH06256708A (en) Aqueous resin composition for metal coating
JPH07305022A (en) Aqueous resin composition for coating metal
JP2824554B2 (en) Aqueous resin composition for metal coating
JPH06256707A (en) Aqueous resin composition for metal coating
JPH01104665A (en) Water-base paint composition
JPH04285678A (en) Coating copolymer and coating composition
JP2006176696A (en) Aqueous coating composition and coated metal sheet
JPH10176133A (en) Water-based coating composition
JPH0445545B2 (en)
JPH07126571A (en) Water-based resin composition for metal coating
JPH11181349A (en) Water-based coating agent
JPH0665535A (en) Water-based metal-coating resin composition
JPH021169B2 (en)
JP3764777B2 (en) Thermosetting coating composition
JPH115923A (en) Water-base coating material
JPH09328656A (en) Aqueous coating composition for metal
JPH0639577B2 (en) Resin composition for electrodeposition coating
JP2004099823A (en) Water-based coating composition
JP3826513B2 (en) Water-based paint composition and coated metal
JPH09151356A (en) Water-based coating composition
JP3051481B2 (en) Method for producing aqueous dispersion of coating composition