JPH0925449A - 常温硬化型水性塗料組成物 - Google Patents
常温硬化型水性塗料組成物Info
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Abstract
れ、下地が荒れている基材に塗布する場合であっても溶
剤型塗料と同程度の光沢を得ることができる常温硬化型
水性塗料組成物を提供する。 【解決手段】 酸価が15〜80mgKOH/gであ
り、重量平均分子量が5千〜5万である共重合体樹脂
(A)5〜36重量%(固形分)、エポキシ当量が30
0〜5000であり、重量平均分子量が2万〜12万で
ある樹脂水性分散体(B)1〜25重量%(固形分)、
及び、顔料(C)からなる常温硬化型水性塗料組成物。
Description
料組成物に関する。
ては、従来から主に溶剤型塗料が使用されていた。溶剤
型塗料は、造膜時に溶剤が揮散して公害、衛生面等に問
題があることから、近年溶剤型塗料から水性塗料への移
行が目立っている。しかしながら、これまでの水性塗料
は、エマルジョン樹脂を主成分としており、高分子樹脂
が粒子状に水に分散した形態をとっているので、造膜後
のフロー性が悪く、塗膜の光沢を得にくい欠点を有して
いた。
ー性を上げ、光沢を出すために、エマルジョン樹脂の分
子量を低下させた水性塗料組成物が開示されている。し
かし、この水性塗料組成物は、スレート、セメント等、
下地の凹凸や吸い込みのある基材に塗布した場合、得ら
れる塗膜の光沢が充分に満足できるものではなかった。
水性分散体、顔料、カルボニル基含有共重合体樹脂、及
び、ヒドラジン誘導体を含有してなる架橋性水性顔料分
散液が開示されている。しかし、この技術では、フロー
性は改善されるものの、光沢は満足できるものではなか
った。特公平5−263034号公報には、アクリル系
共重合体ラテックス、水溶性アクリル樹脂からなる水性
分散体組成物及び熱硬化性樹脂を配合してなる水性塗料
が開示されている。しかし、この水性塗料は、金属用、
プラスチック用等の塗料としては高光沢感を得ることが
できるが、スレート、セメント等、下地の凹凸や吸い込
みのある基材では、高光沢感が得られなかった。
グリシジル基含有単量体とエチレン性不飽和単量体とか
らなる共重合体が、アミノ基含有単量体とエチレン性不
飽和単量体とからなる共重合体により被覆保護されてい
る二重構造微粒子からなる一成分系水性プライマー組成
物が開示されている。しかし、この技術では、二重構造
微粒子のコア部とシェル部のポリマーの分子量がほとん
ど同じであるので、微粒子表面の柔軟性が悪いため、塗
膜の平滑性が得られず、高光沢感が得られない問題点が
あった。
み、耐水性、貯蔵安定性、平滑性及び耐候性に優れ、下
地が荒れている基材に塗布する場合であっても溶剤型塗
料と同程度の光沢を得ることができる常温硬化型水性塗
料組成物を提供することを目的とするものである。
化型水性塗料組成物を、酸価が15〜80mgKOH/
gであり、重量平均分子量が5千〜5万である共重合体
樹脂(A)5〜36重量%(固形分)、エポキシ当量が
300〜5000であり、重量平均分子量が2万〜12
万である樹脂水性分散体(B)1〜25重量%(固形
分)、及び、顔料(C)により構成するところに存す
る。以下に本発明を詳述する。
成分は、共重合体樹脂(A)である。上記共重合体樹脂
(A)を構成するモノマーとしては特に限定されず、例
えば、スチレン、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル等を挙げること
ができる。これらは、単独で使用してもよく、2種以上
を併用してもよい。
80mgKOH/gである。15mgKOH/g未満で
あると、酸化チタン等の顔料の分散状態が不良となり、
その結果光沢が低下し、80mgKOH/gを超える
と、光沢が低下し、耐水フクレが発生するので、上記範
囲に限定される。好ましくは、20〜45mgKOH/
gである。
分散樹脂の酸価(通常、150〜200mgKOH/
g)に比較して極めて低い。後に詳述するように、本発
明の常温硬化型水性塗料組成物は、共重合体樹脂
(A)、樹脂水性分散体(B)及び顔料(C)より構成
され、かつ、共重合体樹脂(A)を多量に使用すること
を特徴とする。従来の酸価の高い顔料分散樹脂を用いた
場合は、顔料の近傍が局在的に親水化し、そのため、耐
水性を低下させる。一方、本発明の常温硬化型水性塗料
組成物では、共重合体樹脂(A)の酸価を低下させるこ
とにより、耐水性の低下の原因となる上記のような現象
を防止し、かつ、硬化後の塗膜強度の向上により、従来
以上の塗膜性能を達成した点に特徴がある。
量が、5千〜5万である。5千未満であると、水に不溶
となり、顔料分散が不良となり、5万を超えると、粘度
が高くなり、塗料化が不可能になるので、上記範囲に限
定される。好ましくは、8千〜2万である。
塗料組成物中、固形分として、5〜36重量%である。
5重量%未満であると、顔料が分散できなくなり、36
重量%を超えると、得られる水性塗料組成物の塗料化が
不可能となるので、上記範囲に限定される。より好まし
くは、10〜30重量%である。
成分は、樹脂水性分散体(B)である。上記樹脂水性分
散体(B)を調製するためのモノマーとしては特に限定
されず、例えば、スチレン、アクリル酸、アクリル酸ブ
チル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メ
チル等を挙げることができる。これらは、単独で使用し
てもよく、2種以上を併用してもよい。
量が300〜5000である。300未満であると、貯
蔵安定性が低下し、5000を超えると、耐候性が悪く
なるので、上記範囲に限定される。好ましくは、500
〜3000である。
子量が2万〜12万である。2万未満であると、耐水フ
クレが発生し、12万を超えると、光沢が低下するの
で、上記範囲に限定される。好ましくは、3万〜10万
である。
性塗料組成物中、固形分として、1〜25重量%であ
る。1重量%未満であると、光沢が低下し、25重量%
を超えると、ハケで塗装したときの平滑性が低下するの
で、上記範囲に限定される。好ましくは、10〜20重
量%である。
と上記樹脂水性分散体(B)とを配合する際、その配合
比率[(A)/(B)]は、20/80〜99/1が好
ましい。[(A)/(B)]が20/80未満である
と、光沢が低下し、99/1を超えると、得られる水性
塗料組成物の塗料化が不可能となる。より好ましくは、
25/75〜50/50である。
(B)は、コア部(内層)及びシェル部(外層)からな
る多層構造を有するものが好ましい。上記多層構造は、
例えば、以下のような方法で得ることができる。水性媒
体及び乳化剤からなる混合物に、エポキシ基含有単量
体、アクリル系単量体及び連鎖移動剤からなる乳化液を
添加して乳化重合させ、更に、アクリル系単量体及び連
鎖移動剤からなる乳化液を滴下して乳化重合させる。
えば、ブチルセロソルブ、ブチルカビトール、テキサノ
ール等を挙げることができる。上記乳化剤としては特に
限定されず、例えば、エマルゲン950(花王社製)等
のノニオン系乳化剤等を挙げることができる。
定されず、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジ
ルメタクリレート等を挙げることができる。これらは単
独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。上記
アクリル系単量体としては特に限定されず、例えば、ス
チレン、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、モ
ノ酢酸グリコール等を挙げることができる。これらは単
独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。上記
連鎖移動剤としては特に限定されず、例えば、過硫酸カ
リウム、過硫酸ナトリウム等を挙げることができる。
5万が好ましい。8万未満であると、耐水フクレが発生
し、15万を超えると、光沢が低下する。より好ましく
は、10万〜15万である。上記シェル部の重量平均分
子量は、2万〜8万が好ましい。2万未満であると、耐
水フクレが発生し、8万を超えると、光沢が低下する。
より好ましくは、3万〜5万である。上記コア部と上記
シェル部の重量平均分子量の差は、7万以上が好まし
い。7万未満であると、樹脂表面の柔軟性が低下して、
コア/シェル型多層構造体とする効果を得にくくなる。
コア部の重量平均分子量よりも小さくすることにより、
樹脂の表面が軟らかくなり、樹脂間の隙間を埋めること
ができ、塗装後の表面を平滑にし、良好な光沢を得るこ
とができる。
(コア部の重量)/(シェル部の重量)=1/9〜9/
1が好ましい。コアの重量比が1/9未満であると、耐
水フクレが発生し、耐候性が低下し、9/1を超える
と、光沢が低下する。より好ましくは、1/3〜3/1
である。
ては、色彩等を付与する目的のために顔料(C)を含有
させる。上記顔料(C)としては特に限定されず、例え
ば、二酸化チタン、酸化鉄、フタロシアニンブルー等の
着色顔料;炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の体質顔
料;アルミ粉、マイカフレーク等の光輝剤等を挙げるこ
とができる。上記顔料(C)の含有量は、常温硬化型水
性塗料組成物中、固形分として1〜70重量%が好まし
い。1重量%未満であると、隠蔽性が悪くなり、70重
量%を超えると、光沢が低下し、塗料の粘度が高くな
る。より好ましくは、20〜60重量%である。なお、
上記重量%は、顔料重量濃度(PWC)を意味する。P
WCは、以下の計算式により求めることができる。 PWC={(顔料総重量)/(塗料中の全固形分の重
量)}×100
物は、上記顔料(C)をあらかじめ共重合体樹脂(A)
と混合し、分散して顔料ペーストとした後、樹脂水性分
散体(B)を混合して得ることができる。このようにす
ると、耐水性、貯蔵安定性、平滑性及び耐候性に優れ、
下地が荒れている基材に塗布する場合であっても溶剤型
塗料と同程度の光沢を得ることができる。
必要に応じて、通常の水性塗料組成物に配合することが
できる各種の添加剤を適宜配合していてもよい。上記添
加剤としては特に限定されず、例えば、増粘剤、消泡
剤、可塑剤、造膜助剤等を挙げることができる。
上の特徴は、上に詳述したように、特定の共重合体樹脂
(A)と特定の樹脂水性分散体(B)とをブレンドして
使用するところにある。本発明がその特有の効果を奏す
る理由は定かではないが、コア・シェル型の上記樹脂水
性分散体(B)は変形しやすい軟らかい表面部分を有す
るので、樹脂水性分散体(B)及び共重合体樹脂(A)
が、顔料(C)の粒子間の隙間を埋めることにより、塗
料表面を平滑にして光沢が付与されるものと思われる。
本発明の常温硬化型水性塗料組成物は、ビル等の建築
物、鉄橋等の建造物等の外装、貨物、電車等の外装及び
内装、扉等の塗装に極めて良好に使用することができ
る。
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
素導入管及び滴下ロートを備えた反応容器にブチルセロ
ソルブ60重量部を仕込み、125℃に昇温してから表
1に示す配合組成の混合物を3時間かけて徐々に滴下し
て反応させ、滴下終了後、30分間、125℃に維持し
た後、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート
1重量部とブチルセロソルブ10重量部との混合物を3
0分かけて滴下した。1時間、125℃に維持して反応
を行った。反応終了後、反応生成物に25%アンモニア
水6重量部、水69重量部を加えてカルボキシル基含有
共重合体樹脂水溶液250重量部を得た。この共重合体
樹脂水溶液は、不揮発成分40重量%、平均分子量1.
5万、固形分換算で酸価45mgKOH/gを有する透
明な溶液であった。
重合体樹脂水溶液を得た。得られた共重合体樹脂水溶液
の不揮発分、酸価及び平均分子量を表1に示した。
窒素導入管を備えた反応容器内に、水80重量部、エマ
ルゲン950(花王社製、ノニオン系乳化剤)2重量部
を添加した後、加温して温度70℃とした。この状態
で、表2に示す各モノマーからなる乳化液の5%と過硫
酸カリウム0.5重量部を水4重量部に溶解したものを
添加した。次に、残りの乳化液を2時間かけて滴下ロー
トを用いて滴下反応させ、0.5時間の完結反応を行っ
た。冷却後、これにアンモニア水(25%)2重量部添
加して、濃度50%、pH8.5、エポキシ当量284
0、重量平均分子量3万の共重合体樹脂水性分散体を得
た。
化重合させ、同様の後処理をして共重合体樹脂水性分散
体を得た。表2に生成樹脂液のエポキシ当量と重量平均
分子量を記載した。エポキシ当量 エポキシ基1個を得るのに必要とする樹脂水性分散体の
固形分量である。分子量測定法 ポリスチレン換算GPC法により、共重合体樹脂及び樹
脂水性分散体の分子量を測定した。なお、樹脂水性分散
体が多層構造である場合、コア部及びシェル部の分子量
はそれぞれ単独では測定できないので、コア部及びシェ
ル部を調製するときと同一の配合組成でそれぞれ重合し
て得た単一構造の樹脂水性分散体の重量平均分子量を、
コア部及びシェル部の分子量とした。
窒素導入管を備えた反応容器内に、水80重量部、レベ
ノールWZ(花王社製、アニオン系乳化剤)2重量部を
添加した後、加温して温度70℃とした。この状態で、
表2に示す各モノマーからなる乳化液の5%と過硫酸カ
リウム0.5重量部を水4重量部に溶解したものを添加
した。次に、残りのモノマー乳化液を4時間かけて滴下
反応させ、2時間の完結反応を行った。冷却後、これに
アンモニア水(25%)2重量部を添加した。このよう
にして樹脂水性分散体を作製した。上記のようにして得
られた樹脂水性分散体は、濃度50%、pH8.5であ
った。また、このポリマーの重量平均分子量は20万以
上であった。
調製例1と同様にして樹脂水性分散体を得た。 比較調製例3 連鎖移動剤(n−ドデシルメルカプタン)を0.1重量
部に変更したこと以外は、調製例1と同様にして樹脂水
性分散体を得た。 比較調製例4 表2に示す配合組成に従って、調製例1と同様にして樹
脂水性分散体を得た。
窒素導入管を備えた反応容器内に、水70重量部、エマ
ルゲン950(花王社製、ノニオン系乳化剤)2重量部
を添加した後、加温して温度70℃とした。この状態
で、表3に示す各モノマー及び連鎖移動剤からなる乳化
液Aの5%と過硫酸カリウム0.2重量部を水4重量部
に溶解したものを添加した。次に、残りの乳化液Aを2
時間かけて滴下ロートを用いて乳化重合させ、0.5時
間の完結反応を行った。更に、表3に示す各モノマー、
連鎖移動剤からなる乳化液B及び過硫酸カリウム0.3
重量部を水10重量部に溶解した液を2時間かけて滴下
ロートを用いて乳化重合させ、1時間の完結反応を行っ
た。冷却後、アンモニア水2重量部を添加した。
脂水性分散体を得た。得られた樹脂のエポキシ当量、重
量平均分子量及び生成樹脂水性分散体の不揮発分を表3
に示した。
レングリコール10重量部、水50重量部、アンモニア
水(濃度25%)1重量部、消泡剤(サンノプコ社製、
SN デフォーマー315)2重量部、酸化チタン(石
原産業社製、CR−97)240重量部及び水を配合
し、ボールミルで混合、分散を行って、不揮発分61%
の顔料ペーストを調整した。得られた顔料ペーストに樹
脂水性分散体553重量部、テキサノール20重量部、
3%ヒドロキシエチルセルロース水溶液10重量部を混
合して塗料を調製した。この塗料の顔料重量濃度(PW
C)は、44%であった。 実施例2〜15、比較例1〜7 表4〜6に示す配合組成に従って、実施例1と同様にし
て塗料を得た。
に規定するフレキシブル板(縦10cm、横15cm、
厚さ0.4cm)上に200μmのフィルムアプリケー
ターで塗布し、室温で7日間乾燥させて試験片を作成し
た。塗膜光沢 JIS K 5400の7.6の鏡面光沢度により、6
0°と20°を測定した。耐水性 試験片を、40℃の脱イオン水に浸漬し、24時間後に
取り出し、塗膜の外観とブリスターの発生の有無を評価
した。評価基準は、以下の通りである。 ◎:非常に良好 ○:良好 □:やや良好 △:普通 ×:不良
度(KU値)を測定して、粘度変化状態を調べた。粘度
測定は、JIS K 5400の4.5.2のストーマ
ー粘度計で行った。 ◎:粘度変化が+2KU以内 ○:粘度変化が+3〜10KU △:粘度変化が+11〜20KU ×:粘度変化が+21KU以上、又は、ゲル化したもの
ようにハケで塗布して20℃の空気中で放置して乾燥さ
せた塗膜のハケ目を目視により調べ、評価した。評価基
準は、以下の通りである。 ○:平滑性が極めてよい △:平滑性が若干劣る ×:平滑性が劣る
幅約3.0cm、厚さ約2.0cm)を使用し、塗料に
1時間ハケを浸漬し、20℃で10分間放置した後、水
道水で充分洗浄し、ハケに付着した塗料(塗膜)の量を
評価した。評価基準は、以下の通りである。 ◎:完全に塗料(塗膜)が付着していない ○:ほとんど塗料(塗膜)が付着していない △:少し塗料(塗膜)が残る ×:穂の半分以上に塗料(塗膜)が残る促進耐候性 JIS K 5400の9.8.1のサンシャインカー
ボンアーク灯式により、1000時間照射した後、塗膜
の外観と光沢を評価した。評価基準は、以下の通りであ
る。 ◎:非常に良好 ○:良好 □:やや良好 △:普通 ×:不良 結果を表7〜9に示した。
述の構成よりなるので、耐水性、貯蔵安定性、平滑性及
び耐候性に優れ、下地が荒れている基材に塗布する場合
であっても溶剤型塗料と同程度の光沢を得ることがで
き、ビル等の建築物、鉄橋等の建造物等の外装、貨物、
電車等の外装及び内装、扉等の塗装等の塗料として好適
に使用することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 酸価が15〜80mgKOH/gであ
り、重量平均分子量が5千〜5万である共重合体樹脂
(A)5〜36重量%(固形分)、エポキシ当量が30
0〜5000であり、重量平均分子量が2万〜12万で
ある樹脂水性分散体(B)1〜25重量%(固形分)、
及び、顔料(C)からなることを特徴とする常温硬化型
水性塗料組成物。 - 【請求項2】 樹脂水性分散体(B)が、コア部及びシ
ェル部からなる多層構造を有するものであり、前記コア
部の重量平均分子量が、8万〜15万であり、前記シェ
ル部の重量平均分子量が、2万〜8万である請求項1記
載の常温硬化型水性塗料組成物。 - 【請求項3】 コア部及びシェル部の重量比が、(コア
部の重量)/(シェル部の重量)=1/9〜9/1であ
る請求項2記載の常温硬化型水性塗料組成物。 - 【請求項4】 顔料(C)の含有量が、常温硬化型水性
塗料組成物中、1〜70重量%である請求項1、2又は
3記載の常温硬化型水性塗料組成物。 - 【請求項5】 顔料(C)を共重合体樹脂(A)に分散
させた後、樹脂水性分散体(B)を混合して調製される
請求項1、2、3又は4記載の常温硬化型水性塗料組成
物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19619995A JP3982847B2 (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 常温硬化型水性塗料組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19619995A JP3982847B2 (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 常温硬化型水性塗料組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0925449A true JPH0925449A (ja) | 1997-01-28 |
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ID=16353848
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19619995A Expired - Lifetime JP3982847B2 (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 常温硬化型水性塗料組成物 |
Country Status (1)
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---|---|
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Cited By (7)
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---|---|---|---|---|
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JP2013245332A (ja) * | 2012-05-29 | 2013-12-09 | Kansai Paint Co Ltd | 無機建材用多成分系水性シーラー組成物 |
-
1995
- 1995-07-07 JP JP19619995A patent/JP3982847B2/ja not_active Expired - Lifetime
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