JPS6131472A

JPS6131472A - 水性塗料組成物

Info

Publication number: JPS6131472A
Application number: JP15303784A
Authority: JP
Inventors: Michiaki Wake; 和気　道明; Hitoshi Taniguchi; 仁谷口; Hisao Ogawa; 小川　久男
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1984-07-25
Filing date: 1984-07-25
Publication date: 1986-02-13
Also published as: JPH0450953B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、水溶性アルキド樹脂を主成分とする水性塗料
組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、大気汚染防止、省資源、安全衛生などの見地から
、低公害塗料でちる水性塗料の開発が進められてきてお
り、従来使用されてきた溶剤形塗料から水性塗料への転
換が試みられている。

水性塗料の主成分となる樹脂としては、アルキド樹脂、
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、マレ
イン化油樹脂、ポリブタジェン系樹脂などが一般的によ
く使用されているが、工業製品の塗装に全般的な要求性
能を平均して満たすことなどから、アルキド樹脂がとく
に多く使われている。

アルキド樹脂には、大きく分けて、脂肪酸変性アルキド
樹脂と脂肪酸変性しないいわゆるオイルフリーアルキド
樹脂とがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

脂肪酸変性アルキド樹脂は、オイルフリーアルキド樹脂
に比べて、脂肪酸基により表面活性が高いため、塗装時
、被塗物へのぬれが良好なこと、汚染物によるはじき、
へこみなどの塗膜欠陥が生じにくいことなどの特長があ
る。一方、欠点として、−官能の脂肪酸により組成にむ
らが生じるためとみられるが、多層塗り目的に使用する
と、層間付着性が十分でなく、とくに塗膜硬度をあげる
と、層間付着性がさらに悪くなるという問題がある。

この層間付着性とは、塗料を塗装して焼付けしたのち、
さらにその上に、同一または異方る塗料を塗装して焼付
けて二層の塗膜にした場合、下層と上層との塗膜間の付
着性を意味する。

一方、オイルフリーアルキド樹脂は、脂肪酸変性アルキ
ド樹脂に比べて、塗膜物性として層間付着性が良好で、
しかも塗膜硬度と伸びとのバランスも良く、すぐれた樹
脂であるが、その反面、樹脂の表面張力が高いので、塗
装時、被塗物へのぬれが悪いことや、汚染物による、は
じき、へこみ々どの塗膜欠陥を生じやすいという欠点を
有する。

また、塗料の貯蔵中に、親油性基不足とみられるが、樹
脂の凝集、分離、沈降などにより、ブッの発生や塗膜の
つやの低下を生じやすいなどの欠点を有している。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、オイルフリーアルキド樹脂のもつ塗膜物
性、とくにすぐれた層間付着性を有し、々おかつ脂肪酸
変性アルキド樹脂の有するすぐれた塗装作業性、すなわ
ち被塗物に対するぬれにすぐれ、はじき、へこみを生ぜ
ず、さらに貯蔵安定性の良好なアルキド樹脂を得るべく
検討を進めるうち、アルキル基またはアルケニル基を有
する特定の酸無水物を導入することによって、塗膜物性
、とくに層間付着性が良好で、しかも従来オイルフリー
アルキド樹脂で問題とされてきた塗装作業性、貯蔵安定
性の問題点が解決されることを見い出し、本発明を完成
するに至ったものである。

すなわち、本発明は、下記の一般式からなる酸無水物を
樹脂原料中５〜５０重量％含有し、数平均分子量が５０
０〜５０００、酸価が２５〜１００、水酸基価が５０〜
２００の水溶性アルキド樹脂を主成分とする水性塗料組
成物に関するものである。

（ただし、Ｒは、炭素数８〜２０のアルキル基またはア
ルケニル基である。）本発明において用いられる酸無水物としては、そのアル
キル基またはアルケニル基の構造として直鎖、分枝のい
ずれでもよくとくに制限はなく、またその炭素数は８〜
２０、好ましくは１０〜１８である。炭素数が８未満の
場合は、表面活性に乏しく、本発明の効果が得られず、
２０を越える場合は、過度に炭素鎖が長くてそれによる
利点はなく、かつ工業的に入手することが困難なので、
実用上不適当である。

このような酸無水物としては、アルキル基を有するもの
として、たとえばオクチル、ノニル、デシル、ウンデシ
ル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシ
ル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシルなどの
各無水コ・・り酸があげられ、アルケニル基を有するも
のとして、たとえばオクテニル、ノネニル、デセニル、
ウンデセニル、トリデセニル、テトラデセニル、ベンタ
デ本発明において用いられる酸無水物は、水溶性アルキ
ド樹脂の樹脂原料中、５〜５０重１°チ、好ましくは２
０〜３５重量％になるように配合するものであるが、５
重量係未満の場合は、本発明の効果が得られず、５０重
量係を超える場合は、塗料としての品質設計の自由度が
狭められる。

本発明における水溶性アルキド樹脂は、数平均分子量が
５００〜５０００．好ましくは１２００〜１８００、酸
価が２５〜１００、好ましくは３０〜７０、水酸基価が
５０〜２００、好ましくは１００〜１７０である。

数平均分子量が５００未満の場合は、塗膜の耐久性が劣
り、５０００を超える場合は、樹脂粘度が過度に高くな
りやすく、製造が難しい。また、酸価が２５未満の場合
は、水中で均一々溶解性を示さず、１００を超える場合
は、塗膜の耐アルカリ性が著しく低下する。また、水酸
基価が５０未満の場合は、塗膜の架橋反応性が悪く、２
００を超える場合は、塗膜の耐水性が劣る。

本発明における水溶性アルキド樹脂は、その樹脂原料と
して、上述の酸無水物を必須成分とし、これと通常のア
ルキド樹脂を構成する多価アルコール、多塩基酸および
必要に応じ油脂類などから、公知のエステル化反応によ
って容易に得ることができる。

上記の多価アルコールとしては、たとえばエチレンクリ
コール、プロピレングリコール、１．３−フチレンクリ
コール、１，４−ブタンジオール、１１６−ヘキサンジ
オール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール
、水素化ビスフェノールＡ１グリセリン、トリメチロー
ルエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリッ
ト、ジペンタエリトリットなどをあげることができる。

また、上記の多塩基酸としては、たとえば無水フタル酸
、イソフタル酸、テレフタル酸、無水コハク酸、アジピ
ン酸、アゼライン酸、セバシン酸、無水マレイン酸、フ
マル酸、イタコン酸、無水トリメリット酸などをあげる
ことができる。

また、上記の油脂類としては、たとえば大豆油、やし油
、サフラワー油、ぬか油、ひまし油、きり油、あまに油
、トール油など、およびこれらから得られる脂肪酸をあ
げることができる。

本発明の水性塗料組成物を得るには、上記のようにして
得られた水溶性アルキド樹脂を、まず塩基性物質で中和
する。

上記の塩基性物質としては、たとえばアンモニア、ジメ
チルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリ
エチルアミン、プロピルアミン、トリエタノールアミン
、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−アミノエチルエタ
ノールアミン、Ｎ−メチルジェタノールアミン、モルホ
リン、モノイソプロパツールアミン、ジイソプロパツー
ルアミン、ジメチルエタノールアミンなどをあげること
ができる。

この塩基性物質は、水溶性アルキド樹脂に含まれている
カルボキシル基の４０〜１００モル係を中和するのに必
要な量を用いるのが好ましり、４０モル係未満の場合は
、水溶性アルキド樹脂が水溶化せず、１００モル係を超
える場合は、得られる水溶性アルキド樹脂液の粘度がき
わめて増大し、その結果、塗装に際して多量の希釈剤が
加えられるため、固形分が低下して塗装作業性が悪くな
る。

上記のように、水溶性アルキド樹脂を塩基性物質で中和
したのちに、水溶性アルキド樹脂（固形分）１００重量
部に対して、硬化剤を１０〜５０重量部加える。ついで
、必要に応じて少量の水混合性有機溶剤を加えたのちに
、水で希釈する。

上記の水混合性有機溶剤としては、たとえばアルコール
類、セロンルプ類、グリコール類、エーテル類々どがあ
げられ、用途により適宜選択して用いることができる。

また、上記の硬化剤としては、たとえばアミノプラスト
樹脂、フェノール樹脂、ブロックイソシアネート化合物
などをあげることができる。

本発明の水性塗料組成物は、必要に応じて顔料や表面調
整用添加剤などを加えたのち、スプレー塗り、ローラー
塗シ、はけ塗りなどの方法で、家庭電器、一般機械、自
動車などの金属、プラスチックなどの素材に塗装し、加
熱乾燥（８０〜２５０℃で１〜６０分間）する。

（発明の効果〕本発明によって、オイルフリーアルキド樹脂の塗装作業
性、貯蔵安定性の問題点を解決し、かつ塗膜物性、とく
に層間付着性の良好な塗膜を得ることができるようにな
った。

〔実施例〕

以下に実施例、比較例をあげて、本発明をさらに詳細に
説明する。例中、部は、重量部、係は、重量％である。

実施例　１ａ）水溶性アルキド樹脂かきまぜ機、温度計、還流冷却器および窒素導入管を取
付けた四つロフラスコに、イソフタル酸２０．０部、無
水トリメリット酸１０．０部、アジビア酸９．３部、ヘ
キサデセニル無水コハク酸２５．０部、１，４−ブタン
ジオール２０．８部、トリメチロールプロパン１４．９
部を仕込み、窒素気流下で加熱、かきまぜながら２２０
℃で２時間、ついで１９０℃で２時間エステル化反応を
行って酸価５０の反応生成物を得た。

得られた反応生成物を１００℃捷で冷却したのち、ブチ
ルセロソルブ１１１部を加えて希釈し、数平均分子量１
６００、樹脂酸価５０、樹脂水酸基価１２０、固形分９
０％の水溶性オイルフＩＪ−アルキド樹脂を得た。

ｂ）水性塗料組成物上記ａ）の水溶性オイルフリーアルキド樹脂（固形分）
１００．０部に、その水溶性オイルフリーアルキド樹脂
の全カルボキシル基の８０モル係にあたるジメチルエタ
ノールアミン５７部を加えて均一に混合中和したのち、
卓上かき捷ぜ機でかきまぜながら、脱イオン水１５１．
４部を加えて固形分３５係の樹脂水溶液を得だ。

得られた樹脂水溶液１００．０部に、ルチル形二酸化チ
タン７００部を加え、サンドグラインドミルで１時間分
散させてミルベースをｉた。

得られたミルベース１００．０部に、上記の樹脂水溶液
４１．１部、水溶性メラミン樹脂（三相ケミカル■製、
二カラツクＭＷ−３０、固形分１００％）６．２部、表
面調整用添加剤（東しシリコーン■製、シリコーン系添
加剤、Ｓ　Ｈ−３０）　０．０２部を加えたのち、フォ
ードカップ≠４粘度（２５℃）が３０秒に外る捷で脱イ
オン水で希釈して、固形分４４０係の水性塗料組成物で
ある白エナメルを得だ。

得られた白エナメルをリン酸亜鉛処理鋼板（４，ＯＯＸ
　３００爛）にスプレー塗りし、１６０℃で３０分間焼
付けて膜厚３５〜４０μの試験片を得た。

得られた試験片について各種試験を行った結果を第１表
に示した。

また、白エナメルの貯蔵安定性の試験結果を第１表に示
した。

実施例　２ａ）水溶性アルキド樹脂実施例１と同様の四つ目フラスコに、イソフタル酸２０
０部、無水トリメリット酸６６部、ドデシル無水コハク
酸３０８９部、ポリエチレングリコール（分子量２００
）１５．０部、１．４−ブタンジオール８．７部、）ジ
メチロール１０フフ１８．８部を仕込み、実施例１と同
様のエステル化反応を行って、酸価３５の反応生成物を
得た。

得られた反応生成物を１００℃まで冷却したのち、ブチ
ルセロソルブ１１．１部を加えて希釈し、数平均分子量
１４００、樹脂酸価３５、樹脂水酸基価１５０、固形分
９０係の水溶性オイルフＩＪ−アルキド樹脂を得た。

ｂ）水性塗料組成物上記ａ）の水溶性オイルフリーアルキド樹脂を用い、実
施例１と同様にして、樹脂水溶液（固形分３５％）、ミ
ルベースをへて、水性塗料組成物（固形分４５．０係）
である白エナメルを得た。

得られた白エナメルを実施例１と同様にして、スプレー
塗りし、焼付けて膜厚３５〜４０μの試験片を得た。

比較例　１ａ）水溶性アルキド樹脂実施例１と同様の四つロフラスコに、イソフタル酸３０
．２部、無水トリメリット酸６．２部、アジピン酸５．
０部、無水コノ・り酸１１．１部、ポリエチレングリコ
ール（分子量２００）１０．１部、１，４−ブタンジオ
ール１９．０部、トリメチロールプロパン１８４部を仕
込み、実施例１と同様のエステル化反応を行って、酸価
３５の反応生成物を得た。

得られた反応生成物を１００℃まで冷却したのち、ブチ
ルセロソルブ１１．１部を加えて希釈し、数平均分子量
１４００、樹脂酸価３５、樹脂水酸基価１５０１固形分
９０チの水溶性オイルフリーアルキド樹脂を得た。

ｂ）水性塗料組成物上記ａ）の水溶性アルキド樹脂を用い、実施例１と同様
にして、樹脂水溶液（固形分３５％）、ミルベースをへ
て、水性塗料組成物（固形分４３．０チ）である白エナ
メルを得た。

（以下余白）第　　１　　表注：１）スプレー塗装時、目視判定２）　リン酸亜鉛処理鋼板（４００ｘ３００ｍｍ）上に
発生した点数ａ）　６０度鏡面光沢度４）三菱鉛筆ユニを使用し、塗膜に鉛筆によるこん跡の
残らない鉛筆の硬さ５）　ゴバン目テープはくり試験６）試験片にアミノアルキド系溶剤形出エナメル（日本
油脂■製、メラミＮｎ　１フロステイホワイト）をスプ
レー塗シしく乾燥膜厚４０μ）、１４０℃で３０分間焼
付は後、ゴバン目テープはくシ試験７）衝撃試験機（デュポン式、５００ｆ）による８）　エリクセン試験機による９）　５０℃で５日間浸漬後の塗膜外観１０）塗料組成
物を室温で１力月間放置後の沈降物の硬さ１１）　　塗料組成物を室温で１力月間放置後、スプレ
ー塗装し、１６０℃で３０分間焼付は後の塗面状態第１表から明らか々ように、本発明の実施例１．２は、
比較例１にくらべて、塗装時のぬれ性、塗膜外観（へこ
み、はじき）、貯蔵安定性がすぐれていることがわかる
。

Claims

【特許請求の範囲】下記の一般式からなる酸無水物を樹脂原料中５〜５０重
量％含有し、数平均分子量が５００〜５０００、酸価が
２５〜１００、水酸基価が５０〜２００の水溶性アルキ
ド樹脂を主成分とする水性塗料組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ただし、Ｒは、炭素数８〜２０のアルキル基またはア
ルケニル基である。）