JPH0830165B2 - 金属用塗料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は金属素材、特に鉄材との密着性に優れ、かつ
防錆効果を有するアクリル系樹脂よりなる金属用塗料に
関するものである。

［従来の技術］ 従来の金属用塗料樹脂としては、アルキド系樹脂、エ
ポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、アクリル系樹脂、ア
ミノアルキド系樹脂、アクリルポリウレタン系樹脂等が
使用されている。しかしてこれらの樹脂を塗装用途に用
いる場合、通常、熱処理又は硬化剤の併用又はその両方
の手段を用いることにより金属表面との密着性が向上さ
せられている。

これらの中でもアクリル系樹脂は樹脂を構成するアク
リル系モノマー及び共重合させる他のモノマー及び樹脂
の重合度などにより、硬度が高く伸びの小さい物から柔
らかく粘着性を帯びる物まで、多岐にわたる品種の塗料
製品を生み出していると共に、かかるアクリル系樹脂塗
料の特徴としては耐候性、耐黄変性に優れていることが
挙げられるので、実用性の高いものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、アクリル系樹脂塗料においては、単に熱処理
のみでは充分な接着力が発揮出来ないので、硬化剤との
併用が不可欠とされるのであるが、使用時に樹脂と硬化
剤とを混合するいわゆる二液型であれば塗装前に混合操
作が必要となって作業性が悪く、一方予め樹脂に硬化剤
を配合しておく一液型ではポットライフが短くなる等、
種々の課題が生じてくる。従って、特に硬化剤を併用し
なくても、樹脂単独で金属表面への密着性が充分に発揮
されるアクリル系樹脂塗料の開発が求められているのが
実情である。

［課題を解決するための手段］ そこで本発明者等はかかる課題を解決するために鋭意
研究を行った結果、アクリル系樹脂の共重合成分とし
て、特殊なコハク酸モノエステルを共重合させた場合、
その目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成する
に至った。

即ち、本発明は 「２−（メタ）アクリロキシアルキルコハク酸を0.5〜1
5重量％の割合で、アクリル系モノマーと共重合させて
なるアクリル系樹脂よりなる金属用塗料。」 である。

本発明の特徴点は、上述の如くアクリル系樹脂の共重
合成分として２−（メタ）アクリロキシアルキルコハク
酸を特定量共重合させる点にある。

かかる特殊なコハク酸モノアルキルエステルを導入し
たアクリル系樹脂よりなる塗料は、金属素材、なかでも
鉄材表面との密着性に優れ、かつ防錆効果を有するもの
である。

本発明の２−（メタ）アクリロキシアルキルコハク酸
とは、例えば２−メタクリロイルオキシエチルコハク
酸、２−アクリロイルオキシエチルコハク酸、２−メタ
クリロイルオキシプロピルコハク酸、２−アクリロイル
オキシプロピルコハク酸であり、これらは単独で用いて
も良く、２種以上併用してもよい。

本発明のアクリル系樹脂は、上記の２−（メタ）アク
リロキシアルキルコハク酸を0.5〜15重量％、好ましく
は１〜５重量％の割合で、アクリル系モノマーとを共重
合させることが必須である。

該コハク酸モノアルキルエステルが0.5重量％未満で
は、本発明の効果は得難く、また15重量％を越えると塗
膜の耐水性が低下し、密着性不良となる傾向が認められ
好ましくない。

本発明のアクリル系樹脂において、２−（メタ）アク
リロキシアルキルコハク酸成分以外の構成成分として
は、アクリル系モノマーを含有していれば特に限定はな
く、従来のアクリル系塗料樹脂と同様な主モノマー成
分、コモノマー成分、更に必要に応じ少量の官能基含有
モノマー成分が挙げられる。

前記の主モノマー成分としては、アクリル酸エチル、
アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸iso−ブチル、アク
リル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、アク
リル酸ベンジル、アクリル酸シクロヘキシル等のアルキ
ル基の炭素数２〜12程度のアクリル酸アルキルエステル
や、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸iso−ブチ
ル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ラ
ウリル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸シクロヘ
キシル等のアルキル基の炭素数４〜12程度のメタクリル
酸アルキルエステルなどが挙げられ、前記のコモノマー
成分としては、アクリル酸メチルやメタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル等のア
ルキル基の炭素数１〜３のメタクリル酸アルキルエステ
ル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げら
れ、前記の官能基含有モノマー成分としては、アクリル
酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸（またはそ
の無水物）、マレイン酸（またはその無水物）、フマー
ル酸、及びアクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル
酸β−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸β−ヒドロキ
シエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル等の
（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキル、更にはアクリ
ルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリル
アミド、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−（ヒドロキシ
メチル）アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチル
メタクリレート、グリシジルメタクリレート等が挙げら
れる。

前記成分のみでアクリレート系樹脂は充分に金属用塗
料樹脂として実用に供し得るが、より強固な密着性と良
好な顔料分散性を付与するためには、更にアクリル系モ
ノマーとしてジアルキルアミノエチル（メタ）アクリレ
ートと該アクリレート以外のアクリル系モノマーを共重
合成分として、該アクリレートを0.1〜10重量％、好ま
しくは0.5〜５重量％を共重合させることが適当であ
る。

該成分が0.1重量％未満の場合は目的の効果は得難
く、又10重量％をこえると逆に金属密着性や顔料分散性
が低下する。

かかるジアルキルアミノエチル（メタ）アクリレート
としては、例えばジメチルアミノエチル（メタ）アクリ
レート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート等
が挙げられる。

又、本発明ではアクリル系モノマー以外に適宜スチレ
ン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、クロロスチ
レン等の芳香族重合性不飽和炭化水素類、及び酢酸ビニ
ル、塩化ビニル、ビニルピリジン等のモノマーを共重合
成分として使用できる。本発明のアクリル系樹脂は、前
述の２−（メタ）アクリロキシアルキルコハク酸、ジア
ルキルアミノエチル（メタ）アクリレート、主モノマ
ー、コモノマー、更に必要に応じて官能基含有モノマー
を有機溶剤中でラジカル共重合させる如き、当業者周知
の方法によって容易に製造される。

前記重合に用いられる有機溶剤としては、トルエン、
キシレンなどの芳香族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブ
チルなどのエステル類、ｎ−プロピルアルコール、iso
−プロピルアルコールなどの脂肪族アルコール類、メチ
ルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキ
サノンなどのケトン類などが挙げられる。

前記ラジカル重合に使用する重合触媒としては、通常
のラジカル重合触媒であるアゾビスイソブチロニトリ
ル、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオ
キサイド、クメンハイドロパーオキサイドなどが具体例
として挙げられる。

本発明の金属用塗料は、通常の方法で塗料に調製され
る。使用される顔料としては、代表的には着色顔料とし
てチタン白、亜鉛筆、リトポン、鉛白等の白顔料、カー
ボン黒、黒鉛、アイアンブラック等の黒顔料、トルイジ
ンレッド、リトールレッド、キナクリドンレッド、弁柄
等の赤顔料、ファストエロー、アントラキノンエロー、
ベンチジンエロー、黄鉛、エローオーカー、チタン黄等
の黄顔料、フタロシアニングリーン、クロムグリーン、
酸化クロム等の緑顔料、フタロシアニンブルー、紺青、
群青等の青顔料が挙げられ、体質顔料として、炭酸カル
シウム、タルク、クレー、バライト粉等の一般体質顔
料、焼石こう、けい石粉、エロジル等の特殊体質顔料が
挙げられる。

また、特に防錆効果のある錆止顔料として、鉛丹、鉛
白、亜酸化鉛、塩基性クロム酸鉛、塩基性硫酸鉛、鉛酸
カルシウム、シアナミド鉛等の鉛系顔料、ジンククロメ
ート（ZTC及びZTO型）、ストロンチウムクロメート、バ
リウムクロメート等のクロメート系顔料、アルミニウム
粉、亜鉛末、金属鉛末、銅粉、ブロンズ粉等の金属粉系
顔料、マイカ状酸化鉄（MIO）、ガラスフレーク、マイ
カ粉等の特殊防食顔料などを配合することにより防錆効
果が一段と向上する。

これらの他に必要に応じて、アミノ樹脂、エポキシ樹
脂、ジエポキシ樹脂、二塩基酸、酸無水物、メラミン等
の通常の硬化剤や、可塑剤、たれ防止剤、沈澱防止剤、
レベリング剤、消泡剤など適宜配合される。

以上のようにして得られた金属用塗料は刷毛、スプレ
ー、ローラーなどの通常の塗工方法で塗工される。

［作用］ 本発明のアクリル系樹脂の共重合体成分である２−
（メタ）アクリロキシアルキルコハク酸は、該樹脂の金
属表面との密着性を向上させる作用を有する。

［実施例及び対照例］ 以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明す
る。

樹脂製造例１ スチレン280重量部、メタクリル酸メチル380重量部、
アクリル酸２−エチルヘキシル320部、２−メタクリロ
イルオキシエチルコハク酸20重量部、キシレン900重量
部、アゾビスイソブチロニトリル1.0重量部をコンデン
サー、攪拌機及び温度計付きのフラスコに仕込み、90℃
に加温して重合し、重合途中にアゾビスイソブチロニト
リルを逐次追加しながら12時間重合したのち、キシレン
を加えて濃度を調整し、樹脂分45.2重量％、粘度2000cp
s/25℃の樹脂溶液（Ａ）を得た。

得られた樹脂（Ａ）の組成は、スチレン28重量％、メ
タクリル酸メチル38重量％、アクリル酸２−エチルヘキ
シル32重量％、メタクリロイルオキシエチルコハク酸2.
0重量％であった。

樹脂製造例２〜13 第１表に示されている各共重合体成分を用いて、製造
例１に準じて共重合体を製造した。該製造例２〜10で得
られた共重合体はそれぞれ樹脂（Ｂ）〜（Ｊ）とし、該
製造例11〜13で得られた共重合体をそれぞれ樹脂（ａ）
〜（ｃ）と表示した。

実施例１ 樹脂（Ａ）100重量部、酸化チタン33重量部、シンナ
ー20重量部、ガラスビーズ100重量部を250ml容ガラスビ
ンに入れ、約１時間ペイントコンディショナーにて分散
させて白エナメルを得た。

得られた白エナメルを脱脂した冷間圧延鋼板にスプレ
ーにて乾燥塗膜厚みで100μになるよいに塗布、20℃×
７日間自然乾燥して塗膜試験用サンプルを作成した。こ
のサンプルを用い下記の測定法で密着性を評価し、第２
表に示した。

○ 密着性 塗膜にカッターナイフで1mm×1mmの碁盤の目を入れセ
ロテープ剥離テストで剥離しない碁盤の目の数。

○ 食塩水浸漬後の密着性 ５重量％の塩化ナトリウム水溶液に５日間浸漬した塗
膜にカッターナイフで1mm×1mmの碁盤の目を入れセロテ
ープ剥離テストで剥離しない碁盤の目の数。

○ 食塩水浸漬後のクロスカット部 塗膜にカッターナイフでクロスカットを入れ、５重量
％の塩化ナトリウム水溶液に５日間浸漬した後のカット
線のふくれ幅（mm）。

実施例２〜10、及び対照例１〜３ 前記製造例で得られた樹脂Ｂ〜Ｊ及びａ〜ｃを用いて
それぞれ実施例１と同様に塗料の調製とその評価を行
い、第２表に示した。

実施例11 実施例１で樹脂（Ａ）100重量部、酸化チタン27重量
部、リン酸アルミニウム５重量部、シンナー20重量部、
ガラスビーズ100重量部を用いて白エナメルを調製し、
かかる塗料を乾燥塗膜厚みで約100μになるように塗布
する以外は、同例と同様にして塗膜試験用サンプルを作
成し、評価を行って第３表に示した。

実施例12〜20、及び対照例４〜６ 前記製造例で得られた樹脂Ｂ〜Ｊ及びａ〜ｃを用いて
それぞれ実施例11と同様に塗料の調製とその評価を行
い、第３表に示した。

［効果］ 本発明の２−（メタ）アクリロキシアルキルコハク酸
を共重合させてなるアクリル系樹脂は、金属表面との密
着性が著しく向上しているので、金属塗料用樹脂として
産業上極めて有用である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２−（メタ）アクリロキシアルキルコハク
   酸を0.5〜15重量％の割合で、アクリル系モノマーと共
   重合させてなるアクリル系樹脂よりなる金属用塗料。
2. 【請求項２】アクリル系モノマーがジアルキルアミノエ
   チル（メタ）アクリレートと該アクリレート以外のアク
   リル系モノマーからなり、且つ該アクリレートを0.1〜1
   0重量％共重合させてなる請求項１記載の金属用塗料。