JPH09235508A - 水性プレコートメタル用塗料 - Google Patents
水性プレコートメタル用塗料Info
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Abstract
塗膜を与え、しかも環境衛生上も問題がなく、冷蔵庫、
自動販売機、洗濯機等の電気部品やカラートタン等の建
材用金属塗装材として好適に使用することができる水性
プレコートメタル用塗料を得る。 【解決手段】 分子中にカルボキシル基を有し、塩基性
物質で中和され得るアクリル系共重合樹脂、ポリエステ
ル系樹脂、ポリウレタン系樹脂及びこれら樹脂の変成物
から選ばれる水性樹脂をバインダーとする水性塗料に、
モノ及び/又はポリカルボジイミド化合物を配合する。
Description
性、耐水性に優れた塗膜を与え、冷蔵庫、自動販売機、
洗濯機等の電気部品及びカラートタン等の建材用金属外
装材などとして好適に使用することができる水性プレコ
ートメタル用塗料に関する。
ートメタル工法は、鉄板、アルミ板、亜鉛鍍金板、ステ
ンレス板等の金属素材に予め塗料を塗装した塗装金属板
に成形加工、折り曲げ加工、エンボスプレス、ロール成
型、絞り加工等を施すものであり、この工法は、近年、
形状が複雑となった塗装面に対しても均一な塗装を施す
ことができることから広く採用されるようになってい
る。
後に加工・組み立てなどが行われるので、この方法で用
いられるプレコートメタル用塗料は、折り曲げ、ロール
成型、エンボスプレスなどの成型加工時の衝撃に耐え得
ること、しかも優れた接着性や塗膜の延び、更には耐擦
傷性、耐汚染性なども必要とされ、屋外製品においては
耐候性も要求される。
樹脂としてアミノアルキッド樹脂、アミノアクリル樹
脂、エポキシ樹脂などが使用されていたが、更に近年、
加工性に優れたプレコートメタルを製造することができ
るポリウレタン系樹脂も用いられるようになってきた。
このようなプレコートメタル用塗料としては、トルエ
ン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、シクロヘキサノン、
シクロヘキサノール等の有機溶剤を媒体とする溶剤型塗
料が用いられてきたが、最近では水性塗料に対する要望
が高まってきている。
は、カルボキシル基を有するアクリル系共重合樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリウレタン樹脂をバインダーとする
ものである。しかし、これら水性塗料は、塗装、乾燥
後、成型加工を行うと、金属板と塗装皮膜間で剥離を生
じたり、溶剤や温水に曝されると塗料が溶出し、本用途
に全く適さないものとなる。この原因は、これら水性塗
料のバインダー樹脂中に存在するカルボキシル基の親水
性によるものである。これは、低酸価の水性樹脂を用い
て親水性を減じることである程度解決可能であるが、低
酸価の水性樹脂を用いると、水への溶解性や分散状態が
低下し、極端な場合、塗料としての要件である顔料分
散、適切な粘度、転移性等を付与できず、実用可能な塗
料を提供することは極めて難しく、従って、これら問題
のない水性プレコートメタル用塗料の開発が望まれる。
で、接着性、耐薬品性、耐水性等の特性に優れた塗膜を
与える水性プレコートメタル用塗料を提供することを目
的とする。
発明者は上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、分子中にカルボキシル基を有し、塩基性物質で中和
され得るアクリル系共重合樹脂、ポリエステル系樹脂、
ポリウレタン系樹脂及びこれらの変性物から選ばれる水
性樹脂をバインダーとする水性塗料に対し、モノ及び/
又はポリカルボジイミド化合物を配合することにより、
上記した水性塗料の欠点が解消され、接着性、耐薬品
性、耐汚染性、耐水性等の特性に優れた塗膜を与える極
めて実用性の高い水性プレコートメタル用塗料が得られ
ることを知見し、本発明をなすに至った。
基を有し、塩基性物質で中和され得るアクリル系共重合
樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂及びこ
れらの変性物から選ばれる水性樹脂をバインダーとする
水性塗料に、モノ及び/又はポリカルボジイミド化合物
を配合してなることを特徴とする水性プレコートメタル
用塗料を提供する。
と、本発明の水性プレコートメタル用塗料は、分子中に
カルボキシル基を有し、塩基性物質で中和され得る水性
樹脂をバインダーとする水性塗料を含有するものであ
る。
樹脂は、分子中にカルボキシル基を有し、塩基性物質で
中和され得るアクリル系共重合樹脂、ポリエステル系樹
脂及びポリウレタン系樹脂から選択されるものである。
また、上記樹脂をグラフト法等によって変性した樹脂を
用いてもよい。なお、これら水性樹脂は、1種を単独で
使用しても2種以上を混合して使用してもよい。
カルボキシル基に基づく酸価が20〜200KOHmg
/g、特に40〜150KOHmg/gであることが好
ましい。酸価が20KOHmg/gに満たないと、モノ
又はポリカルボジイミド化合物を配合した場合に徐々に
溶解性を失い、塗装中又は塗装終了後、残った塗料が増
粘、顔料の分離、ゲル化等を生じる場合がある。また、
酸価が200KOHmg/gを超えると、親水基が乾燥
塗膜中に残存し易いため、耐水性が不十分となる上、必
要とするモノ又はポリカルボジイミド化合物の配合量が
多くなり、経済的に不利になる場合がある。
リル系共重合樹脂としては、例えばアクリル酸、イタコ
ン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸等の重合性
不飽和カルボン酸又はそれらの無水物と、アクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル
酸2−エチルヘキシル、アクリル酸2−ヒドロキシエチ
ルなどのアクリル酸エステル類、アクリルアミド、アク
リロニトリル等のアクリル酸以外のアクリル系モノマー
及び必要に応じてα−メチルスチレン、酢酸ビニルなど
とを乳化重合、溶液重合、塊状重合などの重合法により
共重合させて得られるアクリル系樹脂などが挙げられ
る。
樹脂としては、例えばグリコール又は末端が水酸基であ
るポリエステルグリコールと、テトラカルボン酸二無水
物とを選択的なモノエステル化反応によって鎖延長させ
ることにより得られるポリエステル系樹脂などが挙げら
れる。
タン系樹脂としては、例えばイソシアネート化合物、カ
ルボキシル基を含有するポリオール類及び/又はアミノ
酸類及びポリオール類から得られるカルボキシル基含有
のウレタン系プレポリマーを溶媒又は水の存在下で塩基
性有機化合物及び鎖延長剤と反応させ、次いで減圧下、
脱溶媒することによって得られるポリウレタン系樹脂な
どが挙げられる。
プレコートメタル用塗料に、モノ及び/又はポリカルボ
ジイミド化合物を配合する。
ては、例えばジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソ
プロピルカルボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジ
イソブチルカルボジイミド、ジオクチルカルボジイミ
ド、t−ブチルイソプロピルカルボジイミド、ジフェニ
ルカルボジイミド、ジ−t−ブチルカルボジイミド、ジ
−β−ナフチルカルボジイミド等が例示される。これら
の中では、特に工業的に入手の容易な面からジシクロヘ
キシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド
が好適である。
は、種々の方法で製造したものを使用することができる
が、基本的には従来のポリカルボジイミドの製造方法
(米国特許第2941956号明細書や特公昭47−3
3279号公報、J.Org.Chem.,28,20
69〜2075(1963)、Chemical Re
view 1981,Vol.81,No.4,619
〜621参照)によるものを用いることができる。具体
的には有機ジイソシアネートの脱二酸化炭素を伴う縮合
反応によりイソシアネート末端ポリカルボジイミドを合
成することにより製造することができる。
合物の合成原料である有機ジイソシアネートとしては、
例えば芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネー
ト、脂環族ジイソシアネートやこれらの混合物が使用で
き、具体的には1,5−ナフチレンジイソシアネート、
4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4−
ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、1,3−
フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイ
ソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、
2,6−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレン
ジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネート
との混合物、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロ
ヘキサン−1,4−ジイソシアネート、キシリレンジイ
ソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロ
ヘキシルメタン−4,4−ジイソシアネート、メチルシ
クロヘキサンジイソシアネート、テトラメチルキシリレ
ンジイソシアネートなどが例示される。
イソシアネート等の末端イソシアネートと反応する化合
物を用いて分子を適当な重合度に制御して使用しても差
し支えない。このようにポリカルボジイミドの末端を封
止してその重合度を制御するためのモノイソシアネート
としては、例えばフェニルイソシアネート、トリルイソ
シアネート、ジメチルフェニルイソシアネート、シクロ
ヘキシルイソシアネート、ブチルイソシアネート、ナフ
チルイソシアネート等を例示することができる。また、
この他にも末端封止剤として−OH、−NH、−COO
H、−SH、−NHアルキル末端を有する化合物を使用
することができる。
を伴う縮合反応は、カルボジイミド化触媒の存在下に進
行する。この触媒としては、例えば1−フェニル−2−
ホスホレン−1−オキシド、3−メチル−2−ホスホレ
ン−1−オキシド、1−エチル−2−ホスホレン−1−
オキシド、3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン
−1−オキシドや、これらの3−ホスホレン異性体等の
ホスホレンオキシドなどを使用することができ、中でも
反応性の面から3−メチル−1−フェニル−2−ホスホ
レン−1−オキシドが好適である。なお、上記触媒の使
用量は触媒量とすることができる。
物は、水性塗料への配合時に均一な分散状態に保たれる
ことが望ましく、このために適切な乳化剤を用いて乳化
加工して乳濁液として使用したり、ポリカルボジイミド
化合物の分子構造内に親水性のセグメントを付加して自
己乳化物の形態で、あるいは自己溶解物の形態で塗料に
配合することが好ましい。
合物を乳化して乳濁液とするための乳化剤としては、非
イオン性界面活性剤が好適であり、具体的にはノニルフ
ェニル系等が挙げられる。
ボジイミド化合物は、有機ジイソシアネートの脱二酸化
炭素を伴う縮合反応によりイソシアネート末端ポリカル
ボジイミドを合成した後、更にイソシアネート基との反
応性を有する官能基を持つ親水性セグメントを付加する
ことにより製造することができる。
物(1)〜(4)が例示される。 (1)(R1) 2−N−R2−OH (式中R1は低級アルキル基、R2は炭素数1〜10のア
ルキレン、ポリアルキレン又はオキシアルキレン基であ
る。)で示されるジアルキルアミノアルコールの四級ア
ンモニウム塩が使用可能であり、特に2−ジメチルアミ
ノエタノールの四級塩が好適である。この場合、ポリカ
ルボジイミドのイオン性は、カチオンタイプとなる。 (2)(R1) 2−N−R2−NH2 (式中R1、R2は上記と同様である。)で示されるジア
ルキルアミノアルキルアミンの四級アンモニウム塩が使
用可能であり、特に3−ジメチルアミノ−n−プロピル
アミンの四級塩が好適である。この場合、ポリカルボジ
イミドのイオン性は、カチオンタイプとなる。 (3)HO−R3−SO3R4 (式中R3は炭素数1〜10のアルキレン基、R4はアル
カリ金属である。)で示される反応性ヒドロキシル基を
少なくとも1個有するアルキルスルホン酸塩が使用可能
であり、特にヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム
が好適である。この場合、ポリカルボジイミドのイオン
性は、アニオンタイプとなる。 (4)R5−O−(CH2−CHR6−O−)m−H (但し、式中R5は炭素数1〜4のアルキル基、R6は水
素原子又はメチル基であり、mは4〜30の整数であ
る。)で示されるアルコキシ基で末端封鎖されたポリ
(エチレンオキサイド)又はポリ(エチレンオキサイ
ド)とポリ(プロピレンオキサイド)との混合物が使用
可能であり、特にメトキシ基又はエトキシ基で末端封鎖
されたポリ(エチレンオキサイド)が好適である。この
場合、ポリカルボジイミドのイオン性は、ノニオンタイ
プとなる。
ミド化合物の配合量は、モノ又はポリカルボジイミド化
合物中のカルボジイミド基と上記水性樹脂中のカルボキ
シル基とのモル比がカルボジイミド基/カルボキシル基
=0.2〜20、特に0.4〜10となる範囲とするこ
とが好ましい。カルボジイミド基/カルボキシル基が
0.2より少ないと、親水性であるカルボキシル基が乾
燥塗膜中に残存するため耐水性が発現しない場合があ
り、20を超えると塗膜が硬くなり過ぎてしまい、加工
性が低下する場合がある。
加え、必要に応じて任意成分を添加することができる。
任意成分としては、例えば着色隠蔽効果等を目的とする
顔料や充填剤、硬化触媒、塗面調製剤、界面活性剤、分
散剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等が挙げられ
る。顔料としては、例えばチタン白、シアニンブルー、
クリームイエロー、ウォッチングレッド、ベンガラ、カ
ーボンブラック、アニリンブラック等が挙げられる。な
お、これら任意成分の添加量は、本発明の効果を妨げな
い範囲で通常量とすることができる。
必須成分、更には必要に応じて任意成分を加え、ロール
型混練機、ボールミル、加圧ニーダー等の混合機を用い
て調製し、使用することができる。この場合、希釈剤と
しては、水の使用が好適である。なお、塗料の適正粘度
は、塗装方法、塗装機の種類、塗装スピード、膜厚、表
面状態の程度によって大きく変化し、従って、希釈剤と
して使用される水の量は、このような点を考慮して適宜
選定されるが、希釈剤は、塗膜を硬化させる前に行われ
る蒸発過程、あるいは強制加熱乾燥によって大部分が揮
発除去されることが好ましい。多量に残存した場合は、
塗膜の硬度、加工密着性、耐水性、耐薬品性等の性能を
低下させる場合がある。
させる方法としては、例えばスプレー、ローラー塗り、
ロールコーター、カーテンフローコートスプレー塗装、
流延、ナイフエッジコート等によって行うことができ
る。また、塗装を容易にするために加温あるいは加圧塗
装することも可能である。
橋反応を促進させるもので、電気加熱炉、熱風加熱炉、
赤外線加熱炉、高周波加熱炉などの種々の加熱方法を適
用することができる。また、焼き付けは、塗装組成物の
組成、鋼板の大きさ、厚さ、焼き付け炉の能力等を考慮
して焼き付け温度と焼き付け時間を選択すればよい。
は、接着性、耐薬品性、耐水性等の特性に優れた塗膜を
与え、しかも水性であることから環境衛生上も極めて好
ましいものであり、冷蔵庫、自動販売機、洗濯機等の電
気部品やカラートタン等の建材用金属塗装材として好適
に使用することができる。
発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限
されるものではない。なお、各例中の部はいずれも重量
部である。
散液) m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート549g
とn−ブチルイソシアネート49.5g、カルボジイミ
ド化触媒(3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン
−1−オキシド)5.99gを180℃で24時間反応
させ、m−テトラメチルキシリレンカルボジイミド(重
合度=10)を得た。次いで、このカルボジイミド樹脂
200gに1gのノニルフェノール系非イオン界面活性
剤(三洋化成社製ノニポール)を溶解した蒸留水200
g(樹脂濃度50重量%)を徐々に加え、カルボジイミ
ド分散液を得た。
散液) 4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート59
0gとシクロヘキシルイソシアネート62.6g、カル
ボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェニル−2−ホ
スホレン−1−オキシド)6.12gを180℃で24
時間反応させ、4,4−ジシクロヘキシルメタンカルボ
ジイミド(重合度=10)を得た。次いで、このカルボ
ジイミド樹脂を十分に粉砕した後、200g採取し、1
gのノニルフェノール系非イオン界面活性剤(三洋化成
社製ノニポール)を溶解した蒸留水200g(樹脂濃度
50重量%)を徐々に加え、カルボジイミド分散液を得
た。
散液) イソホロンジイソシアネート500gとシクロヘキシル
イソシアネート62.6g、カルボジイミド化触媒(3
−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシ
ド)5.63gを180℃で24時間反応させ、イソホ
ロンカルボジイミド(重合度=10)を得た。次いで、
このカルボジイミド樹脂を十分に粉砕した後、200g
採取し、1gのノニルフェノール系非イオン界面活性剤
(三洋化成社製ノニポール)を溶解した蒸留水200g
(樹脂濃度50重量%)を徐々に加え、カルボジイミド
分散液を得た。
散液) 4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート563gと
フェニルイソシアネート59.5gをパークレン245
8g中でカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)1.50gと共
に120℃で4時間反応させ、カルボジイミド溶液(重
合度=10)を得た。次いで、得られたカルボジイミド
溶液を冷却し、スラリー状とした後、スプレードライで
乾燥を行い、カルボジイミド粉末を得た。続いてこのカ
ルボジイミド粉末200gに1gのノニルフェノール系
非イオン界面活性剤(三洋化成社製ノニポール)を溶解
した蒸留水200g(樹脂濃度50重量%)を徐々に加
え、カルボジイミド分散液を得た。
散液) 2,6−トリレエンジイソシアネートと2,4−トリレ
エンジイソシアネートの混合物(モル比で20:80)
348gとフェニルイソシアネート119gをカルボジ
イミド化触媒(3−メチル−1−フェニル−2−ホスホ
レン−1−オキシド)0.93gと共に80℃で1時間
反応させ、カルボジイミド樹脂(重合度=5)を得た。
次いで、得られたカルボジイミド樹脂を十分に粉砕し、
カルボジイミド粉末を得た。続いてこのカルボジイミド
粉末200gに1gのノニルフェノール系非イオン界面
活性剤(三洋化成社製ノニポール)を溶解した蒸留水2
00g(樹脂濃度50重量%)を徐々に加え、カルボジ
イミド分散液を得た。
ミド自己乳化液) m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート700g
をカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェニル−
2−ホスホレン−1−オキシド)14gと共に180℃
で32時間反応させ、イソシアネート末端テトラメチル
キシリレンカルボジイミド(重合度=10)を得た。次
いで、得られたカルボジイミド224.4gとヒドロキ
シプロパンスルホン酸ナトリウム32.4gを100℃
で24時間反応させた。これに蒸留水256.8g(樹
脂濃度50重量%)を80℃で徐々に加え、カルボジイ
ミド溶液を得た。
ミド自己溶解液) m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート700g
をカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェニル−
2−ホスホレン−1−オキシド)14gと共に180℃
で15時間反応させ、イソシアネート末端テトラメチル
キシリレンカルボジイミド(重合度=5)を得た。次い
で、得られたカルボジイミド124.4gとヒドロキシ
プロパンスルホン酸ナトリウム32.4gを100℃で
24時間反応させた。これに蒸留水156.8g(樹脂
濃度50重量%)を80℃で徐々に加え、乳液状のカル
ボジイミド溶液を得た。
ミド自己乳化液) 4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート70
0gをカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェニ
ル−2−ホスホレン−1−オキシド)14gと共に18
0℃で32時間反応させ、イソシアネート末端4,4−
ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=1
0)を得た。次いで、得られたカルボジイミド244.
2gとヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム32.
4gを100℃で24時間反応させた。これに蒸留水2
76.6g(樹脂濃度50重量%)を80℃で徐々に加
え、乳液状のカルボジイミド溶液を得た。
ミド自己乳化液) 4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート70
0gをカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェニ
ル−2−ホスホレン−1−オキシド)14gと共に18
0℃で16時間反応させ、イソシアネート末端4,4−
ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)
を得た。次いで、得られたカルボジイミド91.6gと
ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム32.4gを
100℃で24時間反応させた。これに蒸留水124g
(樹脂濃度50重量%)を80℃で徐々に加え、乳液状
のカルボジイミド溶液を得た。
イミド自己乳化液) イソホロンジイソシアネート700gをカルボジイミド
化触媒(3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−
1−オキシド)14gと共に180℃で14時間反応さ
せ、イソシアネート末端イソホロンカルボジイミド(重
合度=10)を得た。次いで、得られたカルボジイミド
200.2gとヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウ
ム32.4gを100℃で24時間反応させた。これに
蒸留水232.6g(樹脂濃度50重量%)を80℃で
徐々に加え、乳液状のカルボジイミド溶液を得た。
イミド自己乳化液) イソホロンジイソシアネート700gをカルボジイミド
化触媒(3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−
1−オキシド)14gと共に180℃で10時間反応さ
せ、イソシアネート末端イソホロンカルボジイミド(重
合度=5)を得た。次いで、得られたカルボジイミド1
10.0gとヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム
32.4gを100℃で24時間反応させた。これに蒸
留水142.4g(樹脂濃度50重量%)を80℃で徐
々に加え、乳液状のカルボジイミド溶液を得た。
イミド自己乳化液) m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート700g
をカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェニル−
2−ホスホレン−1−オキシド)14gと共に180℃
で18時間反応させ、イソシアネート末端m−テトラメ
チルキシリレンカルボジイミド(重合度=10)を得
た。次いで、得られたカルボジイミド112.2gと2
−ジメチルアミノエタノール8.9gを80℃で24時
間反応させた後、p−トルエンスルホン酸メチル18.
6gを加え、1時間かき混ぜ、四級化した。これに蒸留
水139.7g(樹脂濃度50重量%)を徐々に加え、
乳液状のカルボジイミド溶液を得た。
イミド自己溶解液) m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート700g
をカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェニル−
2−ホスホレン−1−オキシド)14gと共に180℃
で18時間反応させ、イソシアネート末端m−テトラメ
チルキシリレンカルボジイミド(重合度=4)を得た。
次いで、得られたカルボジイミド52.2gと2−ジメ
チルアミノエタノール8.9gを80℃で24時間反応
させた後、p−トルエンスルホン酸メチル18.6gを
加え、1時間かき混ぜ、四級化した。これに蒸留水7
9.7g(樹脂濃度50重量%)を徐々に加え、黄色透
明なカルボジイミド溶液を得た。
イミド自己乳化液) 4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート70
0gをカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェニ
ル−2−ホスホレン−1−オキシド)14gと共に18
0℃で18時間反応させ、イソシアネート末端4,4−
ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=1
0)を得た。次いで、得られたカルボジイミド122.
1gと2−ジメチルアミノエタノール8.9gを80℃
で24時間反応させた後、p−トルエンスルホン酸メチ
ル18.6gを加え、1時間かき混ぜ、四級化した。こ
れに蒸留水149.6g(樹脂濃度50重量%)を徐々
に加え、乳液状のカルボジイミド溶液を得た。
イミド自己溶解液) 4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート70
0gをカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェニ
ル−2−ホスホレン−1−オキシド)14gと共に18
0℃で24時間反応させ、イソシアネート末端4,4−
ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=4)
を得た。次いで、得られたカルボジイミド56.7gと
2−ジメチルアミノエタノール8.9gを80℃で24
時間反応させた後、p−トルエンスルホン酸メチル1
8.6gを加え、1時間かき混ぜ、四級化した。これに
蒸留水84.2g(樹脂濃度50重量%)を徐々に加
え、黄色透明なカルボジイミド溶液を得た。
イミド自己乳化液) イソホロンジイソシアネート700gをカルボジイミド
化触媒(3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−
1−オキシド)14gと共に180℃で18時間反応さ
せ、イソシアネート末端イソホロンカルボジイミド(重
合度=10)を得た。次いで、得られたカルボジイミド
100.1gと2−ジメチルアミノエタノール8.9g
を80℃で24時間反応させた後、p−トルエンスルホ
ン酸メチル18.6gを加え、1時間かき混ぜ、四級化
した。これに蒸留水127.6g(樹脂濃度50重量
%)を徐々に加え、乳液状のカルボジイミド溶液を得
た。
イミド自己溶解液) イソホロンジイソシアネート700gをカルボジイミド
化触媒(3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−
1−オキシド)14gと共に180℃で6時間反応さ
せ、イソシアネート末端イソホロンカルボジイミド(重
合度=4)を得た。次いで、得られたカルボジイミド9
3.4gと2−ジメチルアミノエタノール17.8gを
80℃で24時間反応させた後、p−トルエンスルホン
酸メチル37.2gを加え、1時間かき混ぜ、四級化し
た。これに蒸留水148.4g(樹脂濃度50重量%)
を徐々に加え、黄色透明なカルボジイミド溶液を得た。
イミド自己乳化液) m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート700g
をカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェニル−
2−ホスホレン−1−オキシド)14gと共に180℃
で32時間反応させ、イソシアネート末端テトラメチル
キシリレンカルボジイミド(重合度=10)を得た。次
いで、得られたカルボジイミド224.4gと重合度m
=6のポリ(オキシエチレン)モノメチルエーテル5
9.2gを100℃で48時間反応させた。これに蒸留
水283.6g(樹脂濃度50重量%)を50℃で徐々
に加え、乳液状のカルボジイミド溶液を得た。
イミド自己溶解液) m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート700g
をカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェニル−
2−ホスホレン−1−オキシド)14gと共に180℃
で22時間反応させ、イソシアネート末端テトラメチル
キシリレンカルボジイミド(重合度=5)を得た。次い
で、得られたカルボジイミド124.4gと重合度m=
6のポリ(オキシエチレン)モノメチルエーテル59.
2gを100℃で48時間反応させた。これに蒸留水1
83.6g(樹脂濃度50重量%)を50℃で徐々に加
え、黄色透明なカルボジイミド溶液を得た。
イミド自己乳化液) 4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート70
0gをカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェニ
ル−2−ホスホレン−1−オキシド)14gと共に18
0℃で32時間反応させ、イソシアネート末端4,4−
ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=1
0)を得た。次いで、得られたカルボジイミド244.
2gと重合度m=6のポリ(オキシエチレン)モノメチ
ルエーテル59.2gを100℃で48時間反応させ
た。これに蒸留水303.4g(樹脂濃度50重量%)
を50℃で徐々に加え、乳液状のカルボジイミド溶液を
得た。
イミド自己溶解液) 4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート70
0gをカルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェニ
ル−2−ホスホレン−1−オキシド)14gと共に18
0℃で100時間反応させ、イソシアネート末端4,4
−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド(重合度=
4)を得た。次いで、得られたカルボジイミド113.
4gと重合度m=6のポリ(オキシエチレン)モノメチ
ルエーテル59.2gを100℃で48時間反応させ
た。これに蒸留水172.6g(樹脂濃度50重量%)
を50℃で徐々に加え、黄色透明なカルボジイミド溶液
を得た。
イミド自己乳化液) イソホロンジイソシアネート700gをカルボジイミド
化触媒(3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−
1−オキシド)14gと共に180℃で14時間反応さ
せ、イソシアネート末端イソホロンカルボジイミド(重
合度=10)を得た。次いで、得られたカルボジイミド
200.2gと重合度m=6のポリ(オキシエチレン)
モノメチルエーテル59.2gを100℃で48時間反
応させた。これに蒸留水259.4g(樹脂濃度50重
量%)を50℃で徐々に加え、乳液状のカルボジイミド
溶液を得た。
イミド自己溶解液) イソホロンジイソシアネート700gをカルボジイミド
化触媒(3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−
1−オキシド)14gと共に180℃で8時間反応さ
せ、イソシアネート末端イソホロンカルボジイミド(重
合度=5)を得た。次いで、得られたカルボジイミド1
11.2gと重合度m=6のポリ(オキシエチレン)モ
ノメチルエーテル59.2gを100℃で24時間反応
させた。これに蒸留水152.6g(樹脂濃度50重量
%)を50℃で徐々に加え、黄色透明なカルボジイミド
溶液を得た。
散体の製造) 撹拌機、精留塔、温度制御装置、窒素ガス導入管を具備
した反応容器に、ジメチル−5−ナトリウムスルホンイ
ソフタル酸29.6部、ジメチルテレフタル酸155.
2部、エチレングリコール86.8部、ネオペンチルグ
リコール104部を酢酸亜鉛0.1部と共に仕込み、1
60〜220℃で8時間かけてエステル交換反応を行っ
た。次いで、イソフタル酸182.6部を添加し、19
0〜240℃で水を除去しながら10時間反応を行い、
分子量1600、水酸基価70KOHmg/gのポリエ
ステルグリコールを得た。上記と同一の反応容器に先に
得られたポリエステルグリコール100部、無水ピロメ
リット酸14部を仕込み、170℃で3時間反応を行っ
た。その結果、平均分子量12000、酸価63.2K
OHmg/gのカルボキシル基含有ポリエステル樹脂を
得た。
脂80部とメチルエチルケトン120部とを反応容器に
仕込み、70℃で3時間撹拌しながら均一で粘稠な溶解
液を得た後、激しく撹拌しながら28%アンモニア水
5.5部、水294.5部の混合物を徐々に添加し、次
いで共沸下でメチルエチルケトンの全量を留去し、樹脂
固形分30%のポリエステル系樹脂水分散体を得た。
製造) 撹拌機、精留塔、温度制御装置、窒素ガス導入管を具備
した反応容器に、分子量2000のポリカプロラクトン
146.1部、ジメチルプロピオン酸29.3部、メチ
ルエチルケトン150部を仕込み、窒素雰囲気下で50
℃まで昇温し、内容物を溶解した。次いで、イソホロン
ジイソシアネート97.3部を加え、加温して内温を8
0〜90℃で4時間反応を行った後、冷却し、100部
のアセトンで希釈し、プレポリマーを得た。ジブチルア
ミン3.2部、イソホロンジアミン24.1部、アセト
ン220部及び水50部の混合溶剤を30℃に保ち、先
に得られたプレポリマー522.7部を滴下し、反応さ
せることにより、カルボキシル基含有ポリウレタン樹脂
溶液を得た。
樹脂溶液に、28%アンモニア水2.7部を含む脱イオ
ン水465部を加えて中和し、次いでメチルエチルケト
ン、アセトンの全量を留去し、最終的に樹脂固形分2
6.8%、酸化41KOHmg/gのカルボキシル基含
有ポリウレタン樹脂水分散体を得た。
キシル基含有ポリエステル樹脂100部に対して合成例
1のカルボジイミド溶液を10.0部(カルボジイミド
基/カルボキシル基=0.75)、酸化チタンを35部
加えたものを混合し、0.3mm厚の鋼板に乾燥塗膜厚
20μmになるように塗装し、230℃で30秒間焼き
付けた。
して合成例2〜23で得たものを使用する以外は実施例
1と同様の操作を行った。
い以外は実施例1と同様の操作を行った。
ボキシル基含有ポリウレタン樹脂100部に対して合成
例1のカルボジイミド溶液を10.0部(カルボジイミ
ド基/カルボキシル基=1.30)、酸化チタンを35
部加えたものを混合し、0.3mm厚の鋼板に乾燥塗膜
厚20μmになるように塗装し、230℃で30秒間焼
き付けた。
として合成例2〜23で得たものを使用する以外は実施
例24と同様の操作を行った。
い以外は実施例24と同様の操作を行った。
を行った。結果を表1,2に示す。 密着性:20℃で1時間放置後、JIS K−5400
の碁盤目試験に準じて塗膜に100個/cm2の枡目を
作り、上からセロハンテープを張り付け、十分に転圧し
た後、セロハンテープをいっきに剥離させて塗装板上に
残った枡目の数により密着性を調べた。結果はn/10
0で表し、nは塗装板上に残った塗膜の枡目を示す。 耐溶剤性:ガーゼにキシレン溶剤を含ませ、塗装面に押
しあてながら100回擦り、塗装面の異常(剥離、キ
ズ、ツヤびけ等)を目視にて観察した。異常のあるもの
を×、異常のないものを○とした。 耐酸性:5重量%塩酸水溶液に塗装板を浸漬し、20℃
で24時間放置した後、水洗いし、塗装面の異常(剥
離、キズ、ツヤびけ等)を目視にて観察した。異常のあ
るものを×、異常のないものを○とした。 耐アルカリ性:5重量%NaOH水溶液に塗装板を浸漬
し、20℃で24時間放置した後、水洗いし、塗装面の
異常(剥離、キズ、ツヤびけ等)を目視にて観察した。
異常のあるものを×、異常のないものを○とした。 耐汚染性:赤インキで塗装面に線描きして24時間放置
後、ガーゼにエタノールを含ませて拭き取り、線のあと
を目視にて観察した。あとのあるものを×、僅かにあと
のあるものを△、あとのないものを○とした。 耐水性:50℃の恒温水槽に試験片を10日間浸漬した
後の塗膜のツヤびけ、フクレ等の異常の有無を目視にて
観察した。異常のあるものを×、異常のないものを○と
した。 鉛筆硬度:20℃で三菱鉛筆ユニを用いて試験し、キズ
の付く1ランク下の硬さで表した。
たカルボキシル基含有ポリエステル樹脂100部に対し
て合成例20のカルボジイミド溶液を所定量添加し、酸
化チタンを35部加えて混合し、0.3mm厚の鋼板に
乾燥塗膜厚20μmになるように塗装し、230℃で3
0秒間焼き付けた。
試験を行った。結果を表3に示す。
ル系樹脂〔ジョンクリル(商品名、ジョンソンポリマー
(株))〕100部に対し、合成例21のカルボジイミ
ド溶液をカルボジイミド基/カルボキシル基=1.0と
なるように添加し、酸化チタンをアクリル系樹脂の固形
分と同じ部数となるように加えて混合し、0.3mm厚
の鋼板に乾燥塗膜厚20μmになるように塗装し、23
0℃で30秒間焼き付けた。
試験を行った。結果を表4に示す。
メタル用塗料は、密着性、耐溶剤性、耐酸性、耐アルカ
リ性、耐汚染性、耐水性に優れた塗膜を与えることが確
認された。
Claims (4)
- 【請求項1】 分子中にカルボキシル基を有し、塩基性
物質で中和され得るアクリル系共重合樹脂、ポリエステ
ル系樹脂、ポリウレタン系樹脂及びこれら樹脂の変成物
から選ばれる水性樹脂をバインダーとする水性塗料に、
モノ及び/又はポリカルボジイミド化合物を配合してな
ることを特徴とする水性プレコートメタル用塗料。 - 【請求項2】 水性樹脂のカルボキシル基に基づく酸価
が20〜200KOHmg/gの範囲であり、かつモノ
及び/又はポリカルボジイミド化合物の配合量がモル比
でカルボジイミド基/カルボキシル基=0.2〜20の
範囲である請求項1記載の水性プレコートメタル用塗
料。 - 【請求項3】 モノ及び/又はポリカルボジイミド化合
物を、乳化剤を用いて乳化加工し、乳濁液として配合す
ることを特徴とする請求項1又は2記載の水性プレコー
トメタル用塗料。 - 【請求項4】 モノ及び/又はポリカルボジイミド化合
物を、分子構造内に親水性のセグメントを付加して自己
乳化物あるいは自己可溶化物として配合することを特徴
とする請求項1又は2記載の水性プレコートメタル用塗
料。
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