JPH10204380A - 塗料用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基材に対する優れた密着性と防食性を有する
塗膜を形成できる塗料用樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 合成ゴムラテックス、および水分散可能
なポリイソシアネート化合物を必須成分とする塗料用樹
脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗料用樹脂組成物
に関するものである。更に詳しくは、優れた耐食性及び
非鉄金属基材に対する優れた一次及び二次密着性を有す
る皮膜を形成する水分散型塗料組成物に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、産業機械、一般金属機器、建築資
材等には亜鉛メッキや亜鉛合金メッキをほどこした鋼板
やアルミニウム、銅合金等が用いられ、これらの資材に
は一般に塗装が難しく、特に優れた密着性を有するもの
がなく、一時的な保護を目的として防錆油が塗布された
りあるいは塗装なしで使用される。防錆油が塗布された
資材であると、使用直前に溶剤脱脂やケレンによる脱脂
が必要で、現場での手間が多く、コスト高になるという
欠点があり、対策として、水性塗料を塗装する方法があ
る。しかしながら、現在のところ上市されている水性塗
料は基材に対する密着性が悪く、防食性も低いという欠
点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
み、基材に対する優れた密着性と防食性を有する塗膜を
形成できる塗料用樹脂組成物を得る事を目的とするもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、亜
鉛メッキや亜鉛合金メッキをほどこした鋼板、非鉄金属
などの基材に対する密着性及び防食性が優れる水性塗料
を開発するべく鋭意研究を重ねた結果、合成ゴムラテッ
クス、および水分散可能なポリイソシアネート化合物を
主成分とする塗料を用いれば、前記目的を達成できるこ
とを見いだし、この知見に基づいて本発明をなすに至っ
た。本発明は、合成ゴムラテックス、および水分散可能
なポリイソシアネート化合物を必須成分とする塗料用樹
脂組成物を提供する。

【０００５】本発明の組成物の必須成分である合成ゴム
ラテックスとしては、スチレン・ブタジエン共重合体ラ
テックス、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体ラテ
ックス、クロロプレンラテックス、ブチルゴムラテック
ス、ポリブタジエンラテックス、メチルメタクリレート
・ブタジエン共重合体ラテックス、スチレン・ブタジエ
ン・ビニルピリジン共重合体ラテックス、スチレン・イ
ソプレン共重合体ラテックス、ポリイソプレンラテック
ス及びその変性物など一般にラテックスと総称されるも
のが挙げられる。

【０００６】合成ゴムラテックスのうち、本発明におい
ては水分散可能なポリイソシアネート化合物のイソシア
ネート基と反応する官能基、例えば、ヒドロキシル基、
カルボキシル基又はその塩、酸アミド基などの官能基を
有する合成ゴムラテックスが好ましい。また、これらの
合成ゴムラテックスは所望により、２種あるいはそれ以
上の混用も可能である。

【０００７】本発明で使用する水分散可能なポリイソシ
アネート化合物は、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式
ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネートのうち
１種以上を主体成分とするポリイソシアネート（ａ）
と、イソシアネート基と反応しうる活性水素基を１個以
上有する親水性界面活性剤（ｂ）からなることが好まし
い。

【０００８】上記ポリイソシアネート（ａ）としては、
ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート、ビス−（イソシアネートシクロヘキシル）メ
タン、水素化キシリレンジイソシアネート、２,４−ト
ルエンジイソシアネート、２,6-トルエンシ゛イソシアネート、2,４−ト
ルエンジイソシアネートと２,６−トルエンジイソシア
ネートとの混合物、ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、１,５−ナフタレンジイソシアネート、パラフェニ
レンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、
ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート等の上
記脂肪族、芳香族ポリイソシアネートの粗製物及び、上
記ポリイソシアネートの変性体、例えば、カルボジイミ
ド変性ジフェニルメタンジイソシアネートや上記ポリイ
ソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、ウ
レトジオン基、イソシアヌレート基、ウレタン基、アロ
ファネート基、ビウレット基を含む誘導体を挙げること
ができる。これらは２種以上混合しても用いることがで
きる。

【０００９】上記親水性界面活性剤（ｂ）はノニオン性
界面活性剤であってよい。親水性界面活性剤（ｂ）とし
ては、エチレンオキシド単位を５〜２０含む又はエチレ
ンオキシド単位を５〜２０含み、かつプロピレンオキシ
ド単位を１〜１０含むポリアルキレンオキシドエーテル
アルコールが挙げられる。本発明で使用する水分散可能
なポリイソシアネート化合物は、上記ポリイソシアネー
ト（ａ）固形分１００重量部に対して、上記親水性界面
活性剤（ｂ）０.３〜２０重量部、好ましくは１〜１０
重量部を、５０〜１５０℃で、必要に応じて通常のウレ
タン化触媒の存在下で所定時間（例えば、１〜１５時
間）反応させて製造される。

【００１０】本発明の塗料用樹脂組成物を調製するに当
たって、水分散可能なポリイソシアネート化合物の配合
量は組成物の使用目的によって異なるので一概には決め
られないが、一般には合成ゴムラテックスの固形分１０
０重量部に対し３〜２００重量部、好ましくは１０〜５
０重量部の範囲内が適当である。

【００１１】水分散可能なポリイソシアネート化合物の
配合量が３重量部未満では添加の効果が少なく、また水
分散可能なポリイソシアネート化合物の配合量が２００
重量部より多い場合には、塗布された塗膜に発泡が生じ
均一な塗膜が得られない。

【００１２】本発明の塗料用樹脂組成物は、合成ゴムラ
テックスと、水分散可能なポリイソシアネート化合物を
均一に混合することによって調製され、各成分の添加順
には特に制限はない。好ましくは水分散可能なポリイソ
シアネート化合物以外の組成物を事前に均一分散し、使
用直前に水分散可能なポリイソシアネート化合物を均一
混合する方が良い。本発明の塗料用樹脂組成物には必要
に応じて硬化促進剤、（助）溶剤、着色顔料、防錆顔
料、界面活性剤、その他の添加剤を併用することができ
る。

【００１３】硬化促進剤としては、ナフテン酸鉛類、ナ
フテン酸コバルト類、マンガン等などの金属ドライヤー
を使用することができる。これらの硬化促進剤の配合量
は、合成ゴムラテックスの樹脂固形分１００重量部に対
して０.０１〜１０重量部、好ましくは０.１〜２重量部
であることが望ましい。

【００１４】助溶剤としては、エチレングリコール、ジ
エチレングリコール、プロピレングリコール、２−メト
キシエタノール、エチレングリコールモノエチルエーテ
ル、２−ブトキシエタノール、エチレングリコールモノ
イソブチルエーテル、エチレングリコールモノターシャ
リーブチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロ
ピルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテ
ル、３−メトキシブタノール、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、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルプロピ
レンジグリコール、ジオキサン、ソルフィット、ソルフ
ィットアセテート、ユーカーエステルＥＥＰ、メチルグ
リコールアセテート、酢酸セロソルブ、酢酸ブチルセロ
ソルブ、酢酸メトキシプロピル、酢酸メトキシブチル、
酢酸カルビトール、酢酸ブチルカルビトール等の溶剤を
使用することができる。これらの助溶剤の配合量は塗料
樹脂組成物１００重量部に対して、１５重量部以下、好
ましくは３〜１０重量部であることが望ましい。

【００１５】着色顔料としては、酸化チタン、亜鉛華、
鉛白、カーボンブラック、油煙、骨炭、黒鉛、黒色酸化
鉄、銅・クロム系ブラック、銅・鉄・マンガン系ブラッ
ク、コバルト・鉄・クロム系ブラック、モリブデートオ
レンジ、べんがら、不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔料、縮
合多環式顔料、黄鉛、黄色酸化鉄、黄土、チタンイエロ
ー、チタン・アンモン・クロムイエロー、モノアゾ系顔
料、ジアゾ系顔料、縮合アゾ顔料、イソインドリノンイ
エロー、イソインドリン系イエロー、スレン系顔料、金
属錯体系顔料、キノフタロン系イエロー、クロムグリー
ン、酸化クロムグリーン、コバルト・チタン・ニッケル
・亜鉛グリーン、コバルト・アルミ・クロムグリーン、
コバルトグリーン、フタロシアニングリーン、臭塩素化
フタロシアニングリーン、群青、紺青、コバルトブル
ー、コバルト・アルミ・クロムブルーグリーン、フタロ
シアニンブルー、銅フタロシアニンブルー、無金属フタ
ロシアニンブルー、インダンスレンブルー、コバルトバ
イオレット、マンガンバイオレット、ジオキサンバイオ
レット、キナクリドンバイオレット、アルミニウム顔
料、蛍光顔料、その他金属粉顔料等を使用することがで
きる。これら着色顔料の配合量は塗料樹脂組成物１００
重量部に対して、７０重量部以下、好ましくは、２〜６
０重量部であることが望ましい。

【００１６】防錆顔料としては、亜鉛末、亜酸化鉛、ジ
ンククロメート、ジンクオキサイド、ジンクホスフェー
ト、鉛酸カルシウム、ストロンチウムクロメート、シア
ナミド鉛、塩基性クロム酸鉛、塩基性硫酸鉛、リン酸塩
系防錆顔料、モリブデン酸塩系防錆顔料、リン・モリブ
デン酸塩系防錆顔料、ＭＩＯ等を使用することができ
る。配合量は塗料樹脂組成物１００重量部に対して、７
０重量部以下、好ましくは３０〜６０重量部であること
が望ましい。

【００１７】充填剤としては、炭酸カルシウム、含水硅
酸アルミニウム、けい藻土、含水二酸化ケイ素、含水硅
酸マグネシウム、バライトパウダー、沈降性硫酸バリウ
ム、炭酸バリウム、硅砂、硅灰石等を使用することがで
きる。配合量は塗料樹脂組成物１００重量部に対して、
７０重量部以下、好ましくは３０〜６０重量部であるこ
とが望ましい。

【００１８】界面活性剤としては、ポリオキシエチレン
アルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシ
エチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ア
ルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩等を使用する
ことができる。配合量は塗料樹脂組成物１００重量部に
対して１５重量部以下、好ましくは３〜１０重量部であ
ることが望ましい。

【００１９】その他の添加剤として、アクリル系表面調
整剤、アクリル・ビニル系表面調整剤、シリコン系表面
調整剤、鉱物系表面調整剤、フッ素系表面調整剤、高分
子ポリアクリル酸塩、スチレン・マレイン酸共重合物の
塩、ナフタレン・スルホン酸塩のホルマリン縮合物、長
鎖アルキル有機スルホン酸塩、リグニンスルホン酸塩、
ポリリン酸、ポリけい酸塩、長鎖アルキルアミン塩、ポ
リエチレングリコール誘導体、ソルビタン脂肪酸エステ
ル、ポリアセチレングリコール誘導体等を使用すること
ができる。配合量は塗料樹脂組成物１００重量部に対し
て１０重量部以下、好ましくは０．０１〜５重量部であ
ることが望ましい。

【００２０】本発明の塗料用樹脂組成物を使用するにあ
たってあらかじめ被塗物金属表面を洗浄、活性化するた
めに適当に研磨、前処理、洗浄、例えば酸洗浄、水洗浄
を行っても良い。

【００２１】本発明の塗料用樹脂組成物は例えば、スプ
レー、ディッピング、カーテンコート、フローコート、
コイルコートにより塗装することができる。自然乾燥に
より塗膜を得ることができるが、必要ならば、加熱等に
よる強制乾燥によっても目的とする塗膜が得られる。強
制乾燥の条件は、使用する樹脂組成物および被塗物の種
類・形状によって異なるが、通常は焼付温度５０〜２５
０℃、焼付条件０.１〜３０分間の範囲で選定される。
得られた塗膜の膜厚は１〜５０μが一般的であるが、３
〜３０μが望ましい。

【００２２】本発明においては、被塗布物は金属であっ
てよい。被塗物金属として、イオン化列においてアルミ
ニウムから銅までの範囲で種々の金属、またはこれらを
主成分とする合金類やメッキ類であれば、特にその種類
に制限はなく、例えば、冷間及び熱間圧延鋼板、鋳鉄、
鉄合金などの鉄系金属、アルミニウム板、耐食性・高力
及び耐熱性アルミニウム合金などのアルミニウム系金
属、亜鉛板、亜鉛鉄板（溶融もしくは電気亜鉛メッキ
板）、亜鉛合金（亜鉛アルミ合金）などの亜鉛系金属、
銅板、黄銅、青銅、洋白（いずれも銅合金）などの銅系
金属、鉛板、ハンダ（鉛合金）などの鉛系金属、ブリキ
（錫メッキ）などの錫系金属、ニッケルメッキなどのニ
ッケル系金属及びステンレスなどが挙げられる。

【００２３】

【実施例】以下に実施例及び比較例を示す。なお、
「部」及び「％」は重量基準によるものとする。

【００２４】実施例１ スチレン・ブタジエン系共重合体エマルジョン １００部 （ハ゛イエル社製、商品名「ハ゛イヒト゛ロ―ルB130」、ｐＨ８.５、不揮発分 約３０％） 消泡剤 １.７部 （ヒ゛ックケミ―・シ゛ャハ゜ン株式会社製、Byk024 10%フ゛チルシ゛ク゛リコ―ル溶液） カルビトールアセテート ８.３部 酢酸コバルト（８％コバルト） ０.２部 イオン交換水 ５１.８部 上記の成分を混合して均一なスチレン・ブタジエン共重
合体ラテックス（ａ）を調製した。このラテックス
（ａ）１００部に、水分散可能な芳香族ポリイソシアネ
ート化合物（住友バイエルウレタン（株）製、ＳＢＵ−
イソシアネート−０７７５、ＮＣＯ％＝約２９、不揮発
分 １００％）（ポリイソシアネート化合物（Ａ））
１.９部を加え、均一になるまで撹拌しエマルジョン
（Ｉ）を得た。

【００２５】実施例２ 実施例１で調製したラテックス（ａ）１００部にポリイ
ソシアネート化合物（Ａ）５.６部を加え、均一になる
まで撹拌し、エマルジョン（II）を得た。実施例３ 実施例１で調製したラテックス（ａ）１００部にポリイ
ソシアネート化合物（Ａ）９.３部を加え、均一になる
まで撹拌し、エマルジョン（III）を得た。

【００２６】実施例４ 実施例１で調製したラテックス（ａ）１００部に水分散
可能な脂肪族ポリイソシアネート化合物（バイエル社
製、バイヒジュール ＴＰＬＳ２０３２、ヘキサメチレ
ンジイソシアネートの誘導体、ＮＣＯ％＝１３.８、８
０％メトキシプロピルアセテート溶液）（ポリイソシア
ネート化合物（Ｂ））１.９部を加え、均一になるまで
撹拌しエマルジョン（IV）を得た。実施例５ 実施例１で調製したラテックス（ａ）１００部に水分散
可能な脂肪族ポリイソシアネート化合物（バイエル社
製、バイヒジュール ＴＰＬＳ２１５０、イソホロンジ
イソシアネートの誘導体、ＮＣＯ％＝９.５、７０％メ
トキシプロピルアセテート／キシレン溶液）（ポリイソ
シアネート化合物（Ｃ））１.９部を加え、均一になる
まで撹拌しエマルジョン（Ｖ）を得た。

【００２７】比較例１ 実施例１で調製したスチレン・ブタジエン共重合体ラテ
ックス（ａ）をエマルジョン（VI）として用いた。比較例２ 実施例１で調製したラテックス（ａ）１００部に、芳香
族ポリイソシアネート化合物（住友バイエルウレタン
（株）製、スミジュール４４Ｖ２０、ＮＣＯ％＝約３
１、不揮発分 １００％）（ポリイソシアネート化合物
（Ｄ））１.９部を加え、均一になるまで撹拌しエマル
ジョン（VII）を得た。

【００２８】上記実施例１〜５及び比較例１〜２で得ら
れたエマルジョン塗料をクロメート処理を行った溶融亜
鉛メッキ鋼板（０.５mm厚、メッキ量１２０g／m²、表１
中で「Ｚn］と略記する。）及びアルカリ脱脂処理を行
った亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼板（０.５mm厚、
メッキ量９０g／m²、表１中で「Ｚn−Ａl］と略記す
る。）上に、スプレー塗装し、ついで１４０℃の熱風乾
燥炉に１〜３分間入れ鋼板を乾燥させ各塗装鋼板（塗膜
厚さ５μ）を作成した。上記実施例及び比較例で得た塗
装鋼板について、以下に示す試験を行った。試験結果を
表１に示す。

【００２９】碁盤目−テープ試験 上塗塗装板の塗面にカッターを用いて１mm間隔で素地に
達する１００個の碁盤目を作り、その上に幅２５mmのセ
ロハンテープをはりつけ、直径１０ｍｍの先の丸い棒ま
たは同等品を用いて均一な力で強く碁盤目の部分を均等
にこすりセロハンテープを密着した後、すばやくテープ
を１８０度方向にはがし、はがれの有無を肉眼で調べ
た。 ◎：全くはがれない ○：はがれが１０％未満 △：はがれが１０〜５０％ ×：はがれが５０％を超える

【００３０】耐湿性 試験片を耐湿試験器（器内温度８０±１℃、相対湿度９
５％以上）に２４０時間放置後、塗面のブリスタ程度を
ＡＳＴＭ基準で評価した。 ◎：塗膜に全く異常を認めない ○：ブリスター密度がＡＳＴＭ評価で「Ｆ」 △：ブリスター密度がＡＳＴＭ評価で「Ｍ」 ×：ブリスター密度がＡＳＴＭ評価で「Ｄ」

【００３１】耐食性 試験片の塗面の下方にカッターで、素地まで達するクロ
スカットを入れ、塩水噴霧試験器の中へ１５度傾けて置
き、３３６時間後にクロスカットからのサビ、フクレの
侵入距離（片側ｍｍ）により評価した。 ◎：全くフクレ、サビを認めない ○：侵入距離１ｍｍ未満 △：侵入距離１〜３ｍｍ ×：侵入距離３ｍｍを超える

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】本発明の塗料樹脂組成物は基材に対する
優れた密着性と防食性を有する塗膜を提供することがで
き、産業上の効果は極めて顕著なものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成ゴムラテックス、および水分散可能
   なポリイソシアネート化合物を必須成分とする塗料用樹
   脂組成物。