WO2018079315A1 - Abaトリブロックポリマー、粘性調整剤及び水性塗料組成物 - Google Patents

Abaトリブロックポリマー、粘性調整剤及び水性塗料組成物 Download PDF

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meth
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unsaturated monomer
group
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藤井 毅
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Definitions

  • the present invention relates to an ABA triblock polymer and a viscosity modifier comprising the ABA triblock polymer. More specifically, the present invention relates to an ABA triblock polymer that can be suitably used as a viscosity modifier that can develop viscosity in an aqueous coating composition. The present invention also relates to an aqueous coating composition containing the ABA triblock polymer.
  • Patent Document 1 discloses a viscosity control agent comprising a hydrophobic part and a hydrophilic part obtained by hydrophobizing a hydrophilic polymer and / or obtained by hydrophobizing a hydrophobic polymer.
  • concentration dependency of the viscosity of the aqueous dispersion can be reduced, and further, the water-based paint using the viscosity control agent exhibits a stable flow property regardless of changes in the coating conditions, particularly temperature and humidity conditions. It is described that a coating film having a stable and excellent finish can be obtained. However, in some cases, the viscosity control agent has insufficient viscosity.
  • the viscosity control agent when used in a water-based paint containing a surfactant, a sufficient viscosity cannot be obtained, and the sharpness and flip-flop properties of the formed coating film are reduced, or metallic unevenness is reduced. May occur.
  • the present applicant has disclosed an aqueous soluble or water dispersible ABA triblock polymer (ABA type polyvinyl ether) that acts as an associative thickener having a hydrophobic-water-soluble-hydrophobic structure at room temperature in Patent Document 2, and An aqueous coating composition containing it as a thickener was proposed.
  • ABA-type polyvinyl ether is synthesized by the living cationic polymerization method, the management of production conditions is complicated, and there are problems such as the storage conditions of the obtained polymer and the need to be careful in mixing with acidic substances. It was.
  • An object of the present invention is to provide an ABA triblock polymer that solves the above-mentioned problems, can be easily synthesized, has excellent viscosity control ability, and has excellent storage stability in an aqueous paint, and an aqueous paint composition containing the same. It is to provide.
  • the present invention relates to a polymerizable unsaturated monomer (a) having an alkyl group having 4 to 24 carbon atoms, a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (b), and other than (a) and (b) as necessary.
  • the present invention relates to an ABA triblock polymer comprising a certain B block.
  • the ABA triblock polymer of the present invention can be synthesized easily, has a hydrophobic-hydrophilic-hydrophobic linear structure, has excellent viscosity control ability, and has excellent storage stability in water-based paints It is.
  • the aqueous coating composition using the ABA triblock polymer of the present invention as a viscosity modifier can form a coating film excellent in sharpness and smoothness.
  • the ABA triblock polymer of the present invention comprises a polymerizable unsaturated monomer (a) having an alkyl group having 4 to 24 carbon atoms, a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (b), and (a), (b ) Other than the polymerizable unsaturated monomer (c) as a structural unit, the carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (d) and the other polymerizable unsaturated monomer (e) as structural units. It consists of B block which is a polymer.
  • Polymerizable unsaturated monomer (a) having an alkyl group having 4 to 24 carbon atoms for example, a monoesterified product of (meth) acrylic acid and a monohydric alcohol having an alkyl group having 4 to 24 carbon atoms is used. be able to.
  • (meth) acrylate means acrylate or methacrylate
  • (meth) acrylic acid means acrylic acid or methacrylic acid
  • (meth) acryloyl means acryloyl or methacryloyl
  • (meth) acrylamide means “acrylamide or methacrylamide”.
  • Examples of the polymerizable unsaturated monomer (a) having an alkyl group having 4 to 24 carbon atoms include polymerizable unsaturated monomers having an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms from the viewpoint of the sharpness of the resulting coating film.
  • a polymerizable unsaturated monomer having an alkyl group having 8 to 13 carbon atoms is more preferable.
  • 2-ethylhexyl methacrylate, dodecyl methacrylate and tridecyl methacrylate are preferable, and 2-ethylhexyl methacrylate is particularly preferable.
  • Hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer examples include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, etc.
  • a monoesterified product of (meth) acrylic acid and a dihydric alcohol having 2 to 8 carbon atoms a ⁇ -caprolactone modified product of a monoesterified product of the (meth) acrylic acid and a dihydric alcohol having 2 to 8 carbon atoms, N- Examples thereof include hydroxymethyl (meth) acrylamide and allyl alcohol, and these can be used alone or in combination of two or more.
  • 2-hydroxyethyl (meth) acrylate 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate are preferred as the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer.
  • 2-hydroxyethyl (meth) acrylate 2-hydroxypropyl (meth) acrylate
  • 3-hydroxypropyl (meth) acrylate 3-hydroxypropyl (meth) acrylate
  • 4-hydroxybutyl (meth) acrylate are preferred as the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer.
  • polymerizable unsaturated monomer (c) examples include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate Alkyl (meth) acrylates having an alkyl group of 1 to 3 carbon atoms such as: benzyl (meth) acrylate, aromatic ring-containing polymerizable unsaturated monomers such as styrene, ⁇ -methylstyrene, vinyltoluene; vinyltrimethoxysilane, vinyl Polymerizable unsaturated monomers having an alkoxysilyl group such as triethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, ⁇ - (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ - (meth)
  • Polymerizable unsaturated monomer allyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) Acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) Acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylethanedi (meth) acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylethanetri (meth) acrylate, 1 , 1,1-tris
  • the A block having a structural unit of (a) is 50 to 99% by mass, preferably 70 to 94% by mass, and (b) is 1 to 30% by mass, preferably 5%, based on the total mass of these monomers. From the viewpoint of viscosity control, it is appropriate to set the content to ⁇ 20 mass% and (c) from 0 to 30 mass%, preferably from 1 to 10 mass%.
  • Carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (d) examples include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, crotonic acid, ⁇ -carboxyethyl acrylate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Can be used. Among these, at least one selected from acrylic acid and methacrylic acid is particularly preferable.
  • polymerizable unsaturated monomers As the polymerizable unsaturated monomer (e) other than the above (d), it is desirable to select a monomer that does not impair the hydrophilicity of the B block, and (1) having (meth) acrylic acid and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. It is preferable to include a monoesterified product of a monohydric alcohol and a polymerizable unsaturated monomer having other hydrophilic group other than the above (d).
  • Examples of the monoesterified product of (meth) acrylic acid and a monohydric alcohol having an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and propyl (meth) acrylate.
  • Examples of other polymerizable unsaturated monomer having a hydrophilic group other than the above (d) include N-substituted (meth) acrylamide, polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain, N-vinyl-2-pyrrolidone, Examples thereof include 2-hydroxyethyl acrylate, a polymerizable unsaturated monomer having a sulfonic acid group, and a polymerizable unsaturated monomer having a phosphoric acid group, and these can be used alone or in combination of two or more.
  • polymerizable unsaturated monomers having a hydrophilic group include N-substituted (meth) acrylamide, polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain, N-vinyl-2-pyrrolidone, 2-hydroxyethyl acrylate. At least one polymerizable unsaturated monomer selected from the group consisting of can be preferably used. These can be used alone or in combination of two or more.
  • N-substituted (meth) acrylamide examples include N-methylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-methylolacrylamide butyl ether, N-methylolmethacrylamide butyl ether, N-ethylacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N- n-propylacrylamide, Nn-propylmethacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, N-cyclopropylacrylamide, N-cyclopropylmethacrylamide, diacetoneacrylamide, diacetonemethacrylamide, N-hydroxymethyl Acrylamide, N-hydroxymethyl methacrylamide, N-hydroxyethyl acrylamide, N-hydroxyethyl methacrylamide, N, N Dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N, N-diethylmethacrylamide, N-methyl, N-ethylacrylamide
  • the polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain is a monomer containing a polyoxyalkylene chain and a polymerizable unsaturated group in one molecule.
  • polyoxyalkylene chain examples include a polyoxyethylene chain, a polyoxypropylene chain, a chain composed of a polyoxyethylene block and a polyoxypropylene block, and a chain formed by randomly bonding polyoxyethylene and polyoxypropylene.
  • These polyoxyalkylene chains generally have a molecular weight in the range of about 100 to 5,000, preferably about 200 to 4,000, more preferably about 300 to 3,000. It is.
  • R1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, more preferably a hydrogen atom or a methyl group
  • R3 represents an alkylene group having 2 to 4, preferably 2 or 3, more preferably 2 carbon atoms
  • m represents an integer of 3 to 150, preferably 5 to 80, more preferably 8 to 50.
  • M oxyalkylene units (O—R3) may be the same as or different from each other.
  • the polymerizable unsaturated monomer shown by these can be mentioned.
  • polymerizable unsaturated monomer represented by the general formula (1) include, for example, tetraethylene glycol (meth) acrylate, methoxytetraethylene glycol (meth) acrylate, ethoxytetraethylene glycol (meth) acrylate, n- Butoxytriethylene glycol (meth) acrylate, n-butoxytetraethylene glycol (meth) acrylate, tetrapropylene glycol (meth) acrylate, methoxytetrapyroprene glycol (meth) acrylate, ethoxytetrapropylene glycol (meth) acrylate, n-butoxy Tetrapropylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate, polyethylene ( (Lopylene) glycol (meth) acrylate, methoxy polyethylene glycol (meth) acrylate, ethoxy polyethylene glyco
  • polyethylene glycol (meth) acrylate, polyethylene (propylene) glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene (propylene) glycol (meth) Acrylates are preferred, and polyethylene glycol (meth) acrylate and methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate are more preferred.
  • the polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain generally has a molecular weight in the range of about 300 to 6,000, preferably about 400 to 5,000, more preferably about 450 to 3,500. Is preferred.
  • Examples of the polymerizable unsaturated monomer having a sulfonic acid group include 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-sulfoethyl (meth) acrylate, allylsulfonic acid, 4-styrenesulfonic acid, etc .; A sodium salt, an ammonium salt, etc. are mentioned, These can be used individually or in combination of 2 types or more, respectively.
  • Examples of the phosphoric acid group-containing polymerizable unsaturated monomer include 2-acryloyloxyethyl acid phosphate, 2-methacryloyloxyethyl acid phosphate, 2-acryloyloxypropyl acid phosphate, 2-methacryloyloxypropyl acid phosphate, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • polymerizable unsaturated monomer (e) polymerizable unsaturated motomers other than those exemplified above can be used as long as the hydrophilicity of the B block is not impaired.
  • the B block containing the carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (d) and the other polymerizable unsaturated monomer (e) as constituent units is based on the total mass of these monomers, and 5 to 60% by mass of (d). From the viewpoint of viscosity control, it is preferable that the content is 10 to 50% by mass and (e) is 40 to 95% by mass, preferably 50 to 90% by mass.
  • the ABA triblock polymer of the present invention is preferably a linear block polymer, and the polymer can be prepared by a living radical polymerization method known to those skilled in the art. From the viewpoint of control, it can be suitably obtained by reversible addition-desorption chain transfer polymerization (hereinafter abbreviated as RAFT polymerization).
  • the method of RAFT polymerization consists of blocking the growing free radical species in the form of CS type bonds. RAFT polymerization is performed by adding a RAFT polymerization chain transfer agent to a normal radical polymerization reaction system.
  • RAFT polymerization chain transfer agent containing a dithioester group, a trithiocarbonate group, or the like can be used.
  • a thiocarbonate chain transfer agent is preferably used.
  • the trithiocarbonate chain transfer agent has the following general formula (2)
  • R1 and R2 are each an independently saturated and / or unsaturated hydrocarbon skeleton having 1 to 50 carbon atoms, and the skeleton includes a straight chain structure, a branched chain structure, and a cyclic structure.
  • any carbon atom in the skeleton and any hydrogen atom directly bonded to it may be substituted with a nitrogen atom or an oxygen atom, and a complex that does not have a hydrogen atom directly bonded to the nitrogen atom.
  • Ring, carbonyl group, ester bond, amide bond, urethane bond, urea bond may be included in the skeleton, and also a hydroxyl group, epoxy group, carboxyl group, cyano group, azo group, azide group, nitro group, nitroso group, N -It may have a hydroxy-dialkylamino group, an N-nitroso-dialkylamino group, or an isocyanate group, provided that such a skeleton has an aminic hydrogen and a mercapto group.
  • R1 and R2 in formula (2) are the same (sometimes referred to as “compound I”), particularly as disclosed in JP-A-2007-230947, JP-A-2011-52057, etc.
  • Examples include trithiocarbonate chain transfer agents having hydroxyl groups at both ends, and R1 and R2 in formula (2) are not identical (sometimes referred to as “compound II”), for example, manufactured by BORON MOLECULAR “BM1429”, “BM1430”, “BM1432”, “BM1433”, “BM1442”, “BM1448” and the like, which can be suitably used from the viewpoint of controlling the molecular weight distribution.
  • trithiocarbonate chain transfer agent having a hydroxyl group at both ends are, for example, the following formulas:
  • BM1430 is represented by the following formula.
  • the amount of the RAFT polymerization chain transfer agent is not particularly limited, but is usually 0.01 based on 100 parts by mass of the total mass of all the monomer components (a) to (e) used. It is suitable to be in the range of ⁇ 10 parts by mass, preferably 0.05 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 3 parts by mass.
  • radical polymerization initiator used in the radical polymerization examples include benzoyl peroxide, octanoyl peroxide, lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, cumene hydroperoxide, tert-butyl peroxide, di-tert-amyl peroxide.
  • Organic peroxides such as oxide, tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate, tert-butylperoxylaurate, tert-butylperoxyisopropyl carbonate, tert-butylperoxyacetate, diisopropylbenzene hydroperoxide; Azobisisobutyronitrile, azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), azobis (2-methylpropiononitrile), azobis (2-methylbutyronitrile) 4,4′-azobis (4-cyanobutanoic acid), dimethylazobis (2-methylpropionate), azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) -propionamide], azobis ⁇ 2-methyl Azo compounds such as —N- [2- (1-hydroxybutyl)]-propionamide ⁇ ; persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate and sodium persulfate;
  • the blending amount of the radical polymerization initiator is not particularly limited, but is usually 0. 0 based on the total mass of the monomer components used in the first polymerization or the second polymerization, respectively. It is suitable to be in the range of 01 to 10 parts by mass, preferably 0.03 to 1 part by mass, and more preferably 0.04 to 0.5 parts by mass.
  • the radical polymerization can be performed by, for example, a solution polymerization method in an organic solvent, an emulsion polymerization method in water, or the like. Among these, a solution polymerization method that can be carried out by a relatively easy operation is preferable.
  • a solvent in the solution polymerization method an organic solvent which is less likely to cause chain transfer to the solvent and is water-soluble is preferable.
  • solvents examples include ester solvents such as ethylene glycol monomethyl ether acetate and diethylene glycol monobutyl ether acetate; ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, and isobutanol.
  • Alcohol solvents such as 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, etc .; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether Examples include glycol ether solvents such as Is, it can be used either alone or in combination of two or more.
  • the ABA triblock polymer of the present invention comprises a polymerizable unsaturated monomer (a) having an alkyl group having 4 to 24 carbon atoms and a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer.
  • (B) and optionally other polymerizable unsaturated monomers (c) other than (a) and (b) are polymerized in the presence of a radical polymerization initiator and a RAFT polymerization chain transfer agent (first polymerization).
  • the carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (d) and the other polymerizable unsaturated monomer (e) are polymerized (second polymerization) in the presence of the first polymer and the radical polymerization initiator. Can be suitably obtained.
  • the first polymer obtained by the above method is a polymer having a molecular weight about twice that of the A block, and is usually in the range of 2,000 to 30,000, preferably 3,000 to 20,000. Because of having a weight average molecular weight, the A block polymer has a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 15,000, preferably 1,500 to 10,000, and is obtained after the second polymerization.
  • the block polymer preferably has a weight average molecular weight in the range of 50,000 to 500,000, preferably 100,000 to 300,000 from the viewpoint of viscosity control, and the molecular weight distribution of the polymer in each block (Mw / Mn) is usually in the range of 1.2 to 4.0.
  • the resulting ABA triblock polymer has a linear structure composed of hydrophobic-hydrophilic-hydrophobic blocks, particularly when a trithiocarbonate chain transfer agent having hydroxyl groups at both ends is used.
  • the ABA triblock polymer obtained also has hydroxyl groups at both ends.
  • a block polymer such as ABABA is produced as a block polymer, and the chain transfer agent residue remaining in the main chain is, for example, sodium hydroxide It is also possible to obtain an ABA triblock polymer by hydrolyzing with, for example.
  • the ABA triblock polymer of the present invention comprises a polymerizable unsaturated monomer (a) having an alkyl group having 4 to 24 carbon atoms and a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated compound when Compound II is used as a trithiocarbonate chain transfer agent.
  • Monomer (b) and optionally other polymerizable unsaturated monomer (c) other than (a) and (b) are polymerized in the presence of a radical polymerization initiator and a RAFT polymerization chain transfer agent (first polymerization).
  • the first polymer by this method becomes an A block polymer, and the polymer obtained after the second polymerization becomes an AB diblock polymer. Furthermore, an ABA triblock polymer can be obtained by performing a third polymerization.
  • the polymer of the A block which is the first polymer by this method has a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 15,000, preferably 1,500 to 10,000, and is obtained after the third polymerization. From the viewpoint of viscosity control, it is appropriate that the ABA triblock polymer has a weight average molecular weight within the range of 50,000 to 500,000, preferably 100,000 to 300,000, and the molecular weight distribution of the polymer of each block ( Mw / Mn) is usually in the range of 1.2 to 4.0.
  • the resulting ABA triblock polymer has a linear structure composed of hydrophobic-hydrophilic-hydrophobic blocks.
  • the number average molecular weight and the weight average molecular weight are the retention time (retention capacity) measured using a gel permeation chromatograph (GPC), the retention time (retention capacity) of a standard polystyrene whose molecular weight is measured under the same conditions. )
  • GPC gel permeation chromatograph
  • TSKgel G4000HXL “TSKgel G3000HXL”
  • TSKgel G2500HXL” and “TSKgel G2000HXL” (trade names) are used as columns.
  • Aqueous paint composition The ABA triblock polymer of the present invention has a high viscosity development property and has a viscosity characteristic that the viscosity decreases with an increase in shear rate. Therefore, the ABA triblock polymer can be suitably used as a viscosity modifier for aqueous paints. it can.
  • the aqueous coating composition of the present invention contains the ABA triblock polymer, and usually further contains a film-forming resin (A).
  • the film-forming resin (A) a water-soluble or water-dispersible film-forming resin known per se that has been conventionally used as a binder component of water-based paints can be used.
  • the film-forming resin (A) include acrylic resin, polyester resin, alkyd resin, silicon resin, fluororesin, epoxy resin, and polyurethane resin.
  • the film-forming resin (A) is: A water-dispersible film-forming resin is preferred.
  • a water-dispersible film-forming resin is generally obtained by dispersing a relatively hydrophobic film-forming resin in an aqueous medium, and therefore, compared with a water-soluble film-forming resin imparted with high hydrophilicity.
  • a coating film excellent in water resistance is formed.
  • the ABA triblock polymer of the present invention since the ABA triblock polymer of the present invention has a hydrophobic block, it forms a network structure with the relatively hydrophobic film-forming resin as described above, and develops a viscosity. It is possible to form a coating film having a high appearance and an excellent appearance with suppressed metallic unevenness.
  • the water-dispersible film-forming resin is preferably a film-forming resin to which water-dispersibility is imparted by a surfactant from the viewpoint of the storage stability of the resulting paint.
  • the ABA triblock polymer of the present invention has a viscosity characteristic that develops viscosity even in a water-based paint containing a surfactant and decreases with increasing shear rate.
  • a water-based coating composition containing a film-forming resin imparted with water dispersibility by an activator is excellent in storage stability, excellent in sharpness and flip-flop properties, and excellent in appearance with suppressed metallic unevenness And a coating film having excellent water resistance can be formed.
  • the film-forming resin imparted with water dispersibility by the surfactant for example, an acrylic resin produced by an emulsion polymerization method using a surfactant can be suitably used.
  • the film-forming resin (A) is preferably a resin having an ester bond from the viewpoint of the sharpness of the coating film to be formed, flip-flop properties, and suppression of metallic unevenness.
  • the resin having an ester bond for example, a copolymer obtained by polymerizing a monomer mixture containing a polymerizable unsaturated monomer having an ester bond, an acrylic resin, a polyester resin, and the like can be preferably used. However, acrylic resin is preferred.
  • the aqueous coating composition containing the ABA triblock polymer of the present invention and a film-forming resin having an ester bond has a high appearance and flip-flop, and an excellent appearance with suppressed metallic unevenness.
  • the film-forming resin (A) preferably has a crosslinkable functional group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an epoxy group.
  • the aqueous coating composition of the present invention preferably further contains a curing agent (B) described later.
  • the film-forming resin (A) usually has a crosslinkable functional group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an epoxy group, and the curing.
  • a resin (base resin) that can form a cured film by reacting with the agent (B) is used.
  • the base resin examples include acrylic resin, polyester resin, alkyd resin, and polyurethane resin.
  • the base resin is preferably a hydroxyl group-containing resin, and more preferably a hydroxyl group-containing acrylic resin (A1) and / or a hydroxyl group-containing polyester resin (A2).
  • the ratio of the combined use is about 20 to 80% by mass, particularly about 30 to 70% by mass based on the total amount of the hydroxyl group-containing acrylic resin (A1) and the hydroxyl group-containing polyester resin (A2).
  • the latter is preferably about 80 to 20% by mass, particularly about 70 to 30% by mass.
  • the acid value is preferably about 5 to 150 mgKOH / g, more preferably about 10 to 100 mgKOH / g, More preferably, it is about ⁇ 80 mg KOH / g.
  • the hydroxyl value is preferably about 1 to 200 mgKOH / g, more preferably about 2 to 180 mgKOH / g, and about 5 to 170 mgKOH / g. Is more preferable.
  • hydroxyl group-containing acrylic resin (A1) for example, a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer and another polymerizable unsaturated monomer copolymerizable with the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer can be obtained by a method known per se, for example, It can be produced by copolymerization by a method such as a solution polymerization method in an organic solvent, an emulsion polymerization method in water, or a miniemulsion polymerization method in water. Among these, when used as a film-forming resin for water-based paints, an emulsion polymerization method in water is preferable because the number of steps required for producing the resin is small.
  • the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer is a compound having at least one hydroxyl group and one polymerizable unsaturated bond in one molecule.
  • Examples of the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate and the like.
  • the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer has a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated group having an ester bond.
  • a monomer is preferred.
  • the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer having an ester bond include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate.
  • a monoesterified product of (meth) acrylic acid and a dihydric alcohol having 2 to 8 carbon atoms a monoesterified product of (meth) acrylic acid and a dihydric alcohol having 2 to 8 carbon atoms; a ⁇ -caprolactone modified product of a monoesterified product of the (meth) acrylic acid and a dihydric alcohol having 2 to 8 carbon atoms
  • polyoxyalkylene glycol modified products of monoesters of the (meth) acrylic acid and dihydric alcohols having 2 to 8 carbon atoms having 2 to 8 carbon atoms.
  • monoesterified products of (meth) acrylic acid and dihydric alcohols having 2 to 8 carbon atoms are preferred, such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) ) Acrylate and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate are more preferred.
  • Examples of the other polymerizable unsaturated monomer copolymerizable with the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer are exemplified as the components (a) and (c) to (e) in the description of the ABA triblock polymer.
  • a polymerizable unsaturated monomer or the like can be used. These polymerizable unsaturated monomers can be used alone or in combination of two or more.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (A1) preferably has an amide group.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin having an amide group includes, for example, (meth) acrylamide, N, N-dimethylamino as one of other polymerizable unsaturated monomers copolymerizable with the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer. It can be produced by using an amide group-containing polymerizable unsaturated monomer such as propyl (meth) acrylamide.
  • the proportion of the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer used in the production of the hydroxyl group-containing acrylic resin (A1) is preferably about 1 to 50% by mass, preferably about 2 to 40% by mass, based on the total amount of monomer components. Is more preferable, and about 3 to 30% by mass is more preferable.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (A1) preferably has an acid value of about 0.1 to 200 mgKOH / g from the viewpoint of storage stability of the paint, water resistance of the resulting coating film, and the like. g is more preferable, and about 5 to 100 mgKOH / g is more preferable.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (A1) preferably has a hydroxyl value of about 0.1 to 200 mgKOH / g, from the viewpoint of water resistance of the resulting coating film, and about 2 to 150 mgKOH / g. More preferred is about 5 to 100 mg KOH / g.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (A1) includes (i-1) 5 to 70% by weight of a hydrophobic polymerizable unsaturated monomer and (i-2) a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (A1) When the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′) is used as the hydroxyl group-containing acrylic resin (A1), a coating film excellent in smoothness, sharpness and water resistance can be formed. When the pigment is contained, it is possible to form a coating film having high flip-flop properties and excellent glitter with suppressed metallic unevenness.
  • hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (i-1) is a polymerizable unsaturated group having a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms, preferably 6 to 18 carbon atoms. Monomers having a hydrophilic group such as a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer are excluded.
  • Examples of the monomer include n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl.
  • the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (i-1) is n-butyl (meth) acrylate
  • 2 -It is preferably at least one polymerizable unsaturated monomer selected from the group consisting of ethylhexyl (meth) acrylate and styrene.
  • the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (i-2) can improve the stability of the obtained water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′) in an aqueous medium. Further, when a compound having reactivity with a hydroxyl group is used as the curing agent (B) described later, the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′) and the curing agent (B) are cross-linked and excellent in water resistance. A coated film can be formed.
  • the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (i-2) those described above can be used.
  • Carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (i-3) can improve the stability of the obtained water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′) in an aqueous medium.
  • a compound having reactivity with a carboxyl group is used as the curing agent (B) described later, the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′) and the curing agent (B) are cross-linked, resulting in water resistance. An excellent coating film can be formed.
  • carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (i-3) examples include (meth) acrylic acid, maleic acid, crotonic acid, ⁇ -carboxyethyl acrylate, and the like. These monomers can be used alone or in combination of two or more.
  • the carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (i-3) is acrylic acid and / or methacrylic acid. It is preferable that
  • Polymerizable unsaturated monomers (i-4) other than polymerizable unsaturated monomers (i-1) to (i-3) The monomer component (i) is added to the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (i-1), the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (i-2) and the carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (i-3), Further, if necessary, a polymerizable unsaturated monomer (i-4) other than the polymerizable unsaturated monomers (i-1) to (i-3) can be contained.
  • the polymerizable unsaturated monomer (i-4) can be appropriately selected and used depending on the properties desired for the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′). Specific examples of the polymerizable unsaturated monomer (i-4) are listed below. These can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the polymerizable unsaturated monomer (i-4) include alkyls having 3 or less carbon atoms such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, and the like.
  • (Meth) acrylate (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide, methylenebis (meth) acrylamide, ethylenebis (meth) acrylamide, 2- (methacryloyloxy) ethyltrimethylammonium chloride, adduct of glycidyl (meth) acrylate and amine compound
  • Nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomers such as allyl (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate and other polymerizable unsaturated monomers having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule; glycidyl (Meta) a Relate, ⁇ -methylglycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohex
  • the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (i-1), the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (i-2), the carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (i-3) and the polymerizable property The content of the polymerizable unsaturated monomer (i-4) other than the unsaturated monomers (i-1) to (i-3) depends on the smoothness, sharpness, glitter and water resistance of the formed coating film. From the viewpoint, it is preferable to be within the following range based on the total mass of the monomer component (i).
  • the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′) includes, for example, the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (i-1), the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (i-2), and the carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer.
  • a monomer component (i) comprising a polymerizable unsaturated monomer (i-4) other than (i-3) and polymerizable unsaturated monomers (i-1) to (i-3) is obtained by a method known per se. It can be produced by copolymerization.
  • an emulsion polymerization method a method in which solution polymerization is performed in an organic solvent, and then the obtained copolymer is dispersed in water using a surfactant can be used.
  • emulsion polymerization is preferred from the viewpoint of improving the stability of the obtained water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′) in an aqueous medium.
  • the emulsion polymerization method is usually a method in which a polymerizable unsaturated monomer that is insoluble or hardly soluble in water is polymerized in a state of being dispersed in water using a surfactant.
  • the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′) prepared from the above (i-1) to (i-3) and (i-4) as necessary, has an acid value of 1 to 100 mgKOH / g.
  • the hydroxyl value is in the range of 1 to 100 mgKOH / g.
  • the acid value is more preferably 2 to 50 mgKOH / g from the viewpoint of storage stability of the paint, smoothness of the resulting coating film, sharpness, glitter and water resistance, and 5 to 30 mgKOH / g. More preferably, it is g.
  • the hydroxyl value is more preferably 2 to 80 mgKOH / g, and further preferably 5 to 60 mgKOH / g. .
  • hydroxyl group-containing acrylic resin (A1) water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin is used alone from the viewpoint of improving the clarity and glitter of the coating film to be formed. It is preferable to use or use a water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin and a water-soluble acrylic resin in combination. Of these, the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin is preferably a core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin.
  • the above core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin is a polymerizable resin having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule from the viewpoint of improving the sharpness and glitter of the formed coating film.
  • a copolymer (I) comprising about 0.1 to 30% by mass of a saturated monomer and about 70 to 99.9% by mass of a polymerizable unsaturated monomer having one polymerizable unsaturated group in one molecule.
  • a core component about 1 to 40% by weight of a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer, about 5 to 50% by weight of a hydrophobic polymerizable unsaturated monomer and about 10 to 94% by weight of another polymerizable unsaturated monomer
  • a core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′′) comprising a shell portion which is the copolymer (II) can be suitably used.
  • the ratio of copolymer (I) / copolymer (II) is about 5/95 to 95/5 in terms of solid content mass ratio from the viewpoint of improving the sharpness and glitter of the formed coating film. Is preferably about 10/90 to 90/10, more preferably about 50/50 to 85/15, and still more preferably about 65/35 to 80/20.
  • Examples of the polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule used as the monomer for the core copolymer (I) include allyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, Triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate , Neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, 1,1,1 -G Suhydroxymethylethane di (me
  • the polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule has a function of imparting a crosslinked structure to the core copolymer (I).
  • the use ratio of the polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule can be appropriately determined according to the degree of crosslinking of the core copolymer (I).
  • About 0.1 to 30% by mass based on the total amount of the polymerizable unsaturated monomer having two or more saturated groups in one molecule and the polymerizable unsaturated monomer having one polymerizable unsaturated group in one molecule It is preferably about 0.5 to 10% by mass, more preferably about 1 to 7% by mass.
  • Examples of the polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups per molecule include methylene bis (meth) acrylamide and ethylene bis (meth) from the viewpoint of suppressing metallic unevenness of the resulting coating film. It is preferable to use an amide group-containing monomer such as acrylamide.
  • the amount used in the case of using this amide group-containing monomer is a polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule and a polymerizable having one polymerizable unsaturated group in one molecule. Based on the total amount of unsaturated monomers, it is preferably about 0.1 to 25% by mass, more preferably about 0.5 to 8% by mass, and further about 1 to 4% by mass. preferable.
  • the polymerizable unsaturated monomer having one polymerizable unsaturated group in one molecule used as a monomer for the core copolymer (I) is a polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule.
  • polymerizable unsaturated monomer having one polymerizable unsaturated group per molecule include, for example, the polymerizable unsaturated monomers exemplified as the components (a) to (e) in the description of the ABA triblock polymer. And monomers. These monomers can be used alone or in combination of two or more depending on the performance required for the core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′′).
  • the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer used as the monomer for the shell copolymer (II) is obtained by introducing a hydroxyl group that undergoes a crosslinking reaction with the curing agent (B) into the water-dispersible acrylic resin to be obtained.
  • the water-dispersible acrylic resin has a function of improving stability in an aqueous medium.
  • the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, etc.
  • Monoesterified product of (meth) acrylic acid and C2-C8 dihydric alcohol ⁇ -caprolactone modified product of monoesterified product of (meth) acrylic acid and C2-C8 dihydric alcohol; N- Examples thereof include hydroxymethyl (meth) acrylamide, allyl alcohol, and (meth) acrylate having a polyoxyethylene chain whose molecular terminal is a hydroxyl group. These monomers can be used alone or in combination of two or more.
  • hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, or the like is used. preferable.
  • the total amount of monomers constituting the partial copolymer (II) is preferably about 1 to 40% by mass, more preferably about 4 to 25% by mass, and about 7 to 19% by mass. Is more preferable.
  • the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer used as the monomer for the shell copolymer (II) is a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon having 6 or more carbon atoms, preferably 6 to 18 carbon atoms.
  • a monomer having a group, and a monomer having a hydrophilic group such as a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer is excluded.
  • Examples of the monomer include n-hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) ) Alkyls such as acrylate, isostearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, methylcyclohexyl (meth) acrylate, tert-butylcyclohexyl (meth) acrylate, cyclododecyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate Or a cycloalkyl (meth) acrylate; a polymerizable unsaturated compound having an isobornyl group such as isobornyl (meth) acrylate; an
  • the above-mentioned hydrophobic polymerizable unsaturated monomer is a polymerizable unsaturated monomer having an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms and / or an aromatic ring-containing polymerizable monomer. It is preferred to use saturated monomers. In particular, it is more preferable to use styrene.
  • the proportion of the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer used is from the viewpoint of excellent stability of the core / shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′′) in an aqueous medium and excellent water resistance of the resulting coating film.
  • the total amount of monomers constituting the partial copolymer (II) is preferably about 5 to 50% by mass, more preferably about 7 to 40% by mass, and about 9 to 30% by mass. Is more preferable.
  • the other polymerizable unsaturated monomer used as the monomer for the shell copolymer (II) is a polymerizable unsaturated monomer other than the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer and the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer.
  • the monomer include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and tert-butyl.
  • alkyl such as (meth) acrylate or cycloalkyl (meth) acrylate; carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer.
  • carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer examples are the same as those exemplified as the monomer for the core copolymer (I).
  • carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer it is particularly preferable to use acrylic acid and / or methacrylic acid.
  • the carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer as another polymerizable unsaturated monomer, the stability of the obtained core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′′) in an aqueous medium is ensured. it can.
  • the use ratio depends on the stability of the core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′′) in the aqueous medium and the water resistance of the resulting coating film. From an excellent viewpoint, it is preferably about 1 to 30% by mass, more preferably about 5 to 25% by mass, and more preferably 7 to 19%, based on the total mass of monomers constituting the shell copolymer (II). More preferably, it is about mass%.
  • the other polymerizable unsaturated monomer used as the monomer for the shell copolymer (II) has two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule from the viewpoint of improving the glitter of the resulting coating film. It is preferable not to use a polymerizable unsaturated monomer and to make the copolymer (II) uncrosslinked.
  • the ratio of copolymer (I) / copolymer (II) in the core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′′) is 5 / It is preferably about 95 to 95/5, more preferably about 10/90 to 90/10, more preferably about 50/50 to 85/15, and about 65/35 to 80/20. More preferably.
  • the core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′′) preferably has a hydroxyl value of about 1 to 70 mgKOH / g from the viewpoint of excellent water resistance of the resulting coating film. More preferably, it is about g, more preferably about 5 to 30 mg KOH / g.
  • the core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′′) has an acid value of about 5 to 90 mgKOH / g from the viewpoint of excellent storage stability of the coating composition and water resistance of the resulting coating film. It is preferably about 8 to 50 mgKOH / g, and more preferably about 10 to 35 mgKOH / g.
  • the core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′′) includes, for example, about 0.1 to 30% by mass of a polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule, and polymerization. After emulsion polymerization of a monomer mixture comprising about 70 to 99.9% by weight of a polymerizable unsaturated monomer having one polymerizable unsaturated group per molecule, an emulsion of the core copolymer (I) is obtained.
  • Monomer mixture comprising about 1 to 40% by mass of a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer, about 5 to 50% by mass of a hydrophobic polymerizable unsaturated monomer, and about 10 to 94% by mass of other polymerizable unsaturated monomer in an emulsion. And further emulsion polymerization to prepare the shell copolymer (II).
  • the emulsion polymerization for preparing an emulsion of the core copolymer (I) can be performed by a conventionally known method. For example, it can be carried out by emulsion polymerization of the monomer mixture using a polymerization initiator in the presence of a surfactant.
  • anionic surfactants and nonionic surfactants are suitable.
  • anionic surfactant include sodium salts and ammonium salts such as alkylsulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid, and alkylphosphoric acid.
  • nonionic surfactants include polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, Polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene monolaurate, polyoxyethylene monostearate, polyoxyethylene monooleate, sorbitan monolaurate, sorbitan monostearate, sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, etc. Is mentioned.
  • a reactive anionic surfactant having an unsaturated group can also be used. Of these, it is preferable to use a reactive anionic surfactant.
  • Examples of the reactive anionic surfactant include sodium salts of sulfonic acid compounds having radically polymerizable unsaturated groups such as allyl group, methallyl group, (meth) acryloyl group, propenyl group, butenyl group, An ammonium salt etc. can be mentioned.
  • an ammonium salt of a sulfonic acid compound having a radically polymerizable unsaturated group is preferable because the resulting coating film is excellent in water resistance.
  • Examples of commercially available ammonium salts of the sulfonic acid compound include “Latemul S-180A” (trade name, manufactured by Kao Corporation).
  • ammonium salts of sulfonic acid compounds having radically polymerizable unsaturated groups ammonium salts of sulfonic acid compounds having radically polymerizable unsaturated groups and polyoxyalkylene groups are more preferred.
  • examples of commercially available ammonium salts of sulfonic acid compounds having a radical polymerizable unsaturated group and a polyoxyalkylene group include “AQUALON KH-10” (trade name, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), “Latemul PD- 104 "(trade name, manufactured by Kao Corporation),” ADEKA rear soap SR-1025 "(trade name, manufactured by ADEKA), and the like.
  • the amount of the surfactant used is preferably about 0.1 to 15% by mass, more preferably about 0.5 to 10% by mass, based on the total amount of all monomers used, and 1 to 5% by mass. The degree is further preferred.
  • polymerization initiator examples include benzoyl peroxide, octanoyl peroxide, lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, cumene hydroperoxide, tert-butyl peroxide, di-tert-amyl peroxide, tert-butyl peroxide.
  • Organic peroxides such as -2-ethylhexanoate, tert-butyl peroxylaurate, tert-butyl peroxyisopropyl carbonate, tert-butyl peroxyacetate, diisopropylbenzene hydroperoxide; azobisisobutyronitrile, Azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), azobis (2-methylpropiononitrile), azobis (2-methylbutyronitrile), 4,4'-azobis (4-cyano Tanic acid), dimethylazobis (2-methylpropionate), azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) -propionamide], azobis ⁇ 2-methyl-N- [2- (1-hydroxy Butyl)]-propionamide ⁇ and the like; and persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate, and sodium persulfate.
  • persulfates such as potassium persulfate, ammoni
  • polymerization initiators can be used singly or in combination of two or more. Moreover, it is good also as a redox initiator by using together with reducing agents, such as saccharide
  • reducing agents such as saccharide
  • the amount of the polymerization initiator used is generally preferably about 0.1 to 5% by mass, more preferably about 0.2 to 3% by mass based on the total mass of all monomers used.
  • the method for adding the polymerization initiator is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type and amount thereof. For example, it may be previously contained in the monomer mixture or the aqueous medium, or may be added all at once during the polymerization, or may be added dropwise.
  • the core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′′) is prepared by adding a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer, a hydrophobic polymerizable unsaturated monomer, and an emulsion of the core copolymer (I) obtained above. It can be obtained by adding a monomer mixture composed of another polymerizable unsaturated monomer and further polymerizing to form a shell copolymer (II).
  • the monomer mixture forming the shell part copolymer (II) can appropriately contain components such as the polymerization initiator, chain transfer agent, reducing agent, and surfactant as required.
  • the monomer mixture can be dropped as it is, but it is desirable to drop the monomer mixture as a monomer emulsion obtained by dispersing the monomer mixture in an aqueous medium.
  • the particle size of the monomer emulsion is not particularly limited.
  • the monomer mixture or an emulsion thereof is dripped in a batch or gradually, and an emulsion of the core copolymer (I) is obtained. And a method of heating to an appropriate temperature while stirring.
  • the core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′′) thus obtained has a polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule and a polymerizable unsaturated group in one molecule.
  • the copolymer (I) of a monomer mixture composed of one polymerizable unsaturated monomer in the core is used as a core, and consists of a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer, a hydrophobic polymerizable unsaturated monomer, and other polymerizable unsaturated monomers. It has a multilayer structure in which the monomer mixture copolymer (II) is a shell part.
  • the core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′′) thus obtained can generally have an average particle diameter of about 10 to 1,000 nm, particularly about 20 to 500 nm.
  • the average particle size of the core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′′) is 20 ° C. after being diluted with deionized water by a conventional method using a submicron particle size distribution analyzer. It is the value measured by.
  • the submicron particle size distribution measuring device for example, “COULTER N4 type” (trade name, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) can be used.
  • neutralize acid groups such as carboxyl groups of the water-dispersible acrylic resin with a neutralizing agent In order to improve the mechanical stability of the particles of the core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′′), neutralize acid groups such as carboxyl groups of the water-dispersible acrylic resin with a neutralizing agent. It is desirable to do.
  • the neutralizing agent is not particularly limited as long as it can neutralize an acid group.
  • sodium hydroxide, potassium hydroxide, trimethylamine, 2- (dimethylamino) ethanol, 2-amino-2-methyl- Examples include 1-propanol, triethylamine, aqueous ammonia, and the like. These neutralizing agents are desirably used in such an amount that the pH of the aqueous dispersion of the water-dispersible acrylic resin after neutralization becomes about 6.5 to 9.0.
  • the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′) also has a core-shell structure from the viewpoint of improving the stability of the obtained water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′) in an aqueous medium. And it is preferable that the core part is bridge
  • the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′) has a core / shell structure, 0.1 to 30% by mass of a polymerizable unsaturated monomer and a polymerizable unsaturated group having a core part having at least two polymerizable unsaturated groups in one molecule based on the total mass of monomer components constituting the core part Is a copolymer (I) having 70 to 99.9% by mass of a polymerizable unsaturated monomer having 1 per molecule as a monomer component, and the total amount of monomer components constituting the core portion and the shell portion.
  • each monomer is 5 to 70% by mass of the hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (i-1) based on the total mass of the monomer components constituting the core part and the shell part, and the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer.
  • (I-2) 0.1 ⁇ 5 mass%, carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (i-3) 0.1 to 20 mass%, polymerizable unsaturated monomer other than the above polymerizable unsaturated monomers (i-1) to (i-3)
  • a core / shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1′-1) of 0 to 94.8% by mass is preferable.
  • a polymerizable unsaturated group having two or more polymerizable unsaturated groups used as a monomer for the core copolymer (I) in one molecule.
  • the saturated monomer for example, those described above can be used. These monomers can be used alone or in combination of two or more.
  • the use ratio of the polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups per molecule can be set in the same range as described above.
  • polymerizable unsaturated group having one polymerizable unsaturated group used as a monomer for the core copolymer (I) in one molecule The monomer is a polymerizable unsaturated monomer copolymerizable with a polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule.
  • polymerizable unsaturated monomer having one polymerizable unsaturated group per molecule examples include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) Acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, nonyl ( (Meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, “isostearyl acrylate” (trade name, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), cyclohexyl (
  • a polymerizable unsaturated monomer having one polymerizable unsaturated group per molecule a polymerizable unsaturated monomer having a C 1 or 2 alkyl group may be used as at least a part thereof. preferable.
  • Examples of the polymerizable unsaturated monomer having an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, and ethyl methacrylate. These monomers can be used alone or in combination of two or more.
  • the alkyl group having 1 or 2 carbon atoms is The proportion of the polymerizable unsaturated monomer used is determined from the viewpoint of smoothness, sharpness and glitter of the resulting coating film, and the polymerizable unsaturated monomer and polymer having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule 20 to 99.9% by mass, preferably 30 to 99.5% by mass, more preferably 40 to 99% by mass, based on the total amount of polymerizable unsaturated monomers having one polymerizable unsaturated group per molecule It is preferable to be within the range.
  • the core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1'-1) can generally have an average particle size in the range of about 10 to 1,000 nm, particularly about 20 to 500 nm.
  • the average particle size of the core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1′-1) is diluted with deionized water by a conventional method using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer. Then, it is a value measured at 20 ° C.
  • a dynamic light scattering particle size distribution measuring apparatus for example, “Submicron Particle Analyzer N5” (trade name, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) can be used.
  • acid groups such as carboxyl groups possessed by the water-dispersible acrylic resin are neutralized with a neutralizing agent. It is desirable to add up.
  • the neutralizing agent is not particularly limited as long as it can neutralize an acid group.
  • sodium hydroxide, potassium hydroxide, trimethylamine, 2- (dimethylamino) ethanol, 2-amino-2-methyl- Examples include 1-propanol, triethylamine, aqueous ammonia, and the like.
  • These neutralizing agents are desirably used in such an amount that the pH of the aqueous dispersion of the water-dispersible acrylic resin after neutralization becomes about 6.5 to 9.0.
  • the core / shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1′-1) is polymerizable unsaturated from the viewpoint of improving the smoothness, sharpness, glitter and water resistance of the coating film to be formed.
  • the ratio of copolymer (I) / copolymer (II) is 50 by solid content mass ratio from a viewpoint of improving the smoothness of a coating film formed, sharpness, glitter, and water resistance. / 50 to 85/15 is preferable, and about 65/35 to 80/20 is more preferable.
  • the proportion of the polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups in the core portion is the same as that in the core portion.
  • it can be appropriately determined depending on the degree of crosslinking of the polymer (I)
  • Based on the total amount of the polymerizable unsaturated monomers having one it is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, and 1 to 7% by mass. Is more preferable.
  • the content of the group-containing polymerizable unsaturated monomer (i-3) and the polymerizable unsaturated monomer (i-4) other than the polymerizable unsaturated monomers (i-1) to (i-3) From the viewpoint of excellent stability and smoothness, sharpness, glitter and water resistance of the resulting coating film, it is preferable that the content is within the following range based on the total mass of the monomer components constituting the shell portion. is there.
  • 1 is a polymerizable unsaturated group from the viewpoint of improving the smoothness, sharpness and glitter of the resulting coating film. It is preferable not to use a polymerizable unsaturated monomer having two or more in the molecule and to make the copolymer (II) uncrosslinked.
  • the core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1′-2) includes, for example, 0.1 to 30% by mass of a polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule, and a polymerization After emulsion polymerization of a monomer mixture composed of 70 to 99.9% by weight of a polymerizable unsaturated monomer having one polymerizable unsaturated group per molecule to obtain an emulsion of the core copolymer (I), this emulsion Among them, hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (i-1) 5 to 80% by mass, hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (i-2) 0.1 to 50% by mass, carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer ( i-3) 0.1 to 50% by mass and polymerizable unsaturated monomer (i-4) other than the above polymerizable unsaturated monomers (i-1) to (i-
  • the emulsion polymerization for preparing an emulsion of the core copolymer (I) can be performed by a conventionally known method. For example, it can be carried out by emulsion polymerization of the monomer mixture using a polymerization initiator in the presence of a surfactant.
  • the above-mentioned surfactants and polymerization initiators can be used as described above, and the amount used can also be set within the above-mentioned range.
  • the core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1′-2) is obtained by adding a hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (i-1) and a hydroxyl group-containing emulsion to the core copolymer (I) obtained above.
  • a polymerizable unsaturated monomer (i-2), a carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (i-3), and a polymerizable unsaturated monomer other than the polymerizable unsaturated monomers (i-1) to (i-3) It can be obtained by adding the monomer mixture consisting of i-4) and further polymerizing to form the shell copolymer (II).
  • the monomer mixture forming the shell part copolymer (II) can appropriately contain components such as the polymerization initiator, chain transfer agent, reducing agent, and surfactant as required.
  • the monomer mixture can be dropped as it is, but it is desirable to drop the monomer mixture as a monomer emulsion obtained by dispersing the monomer mixture in an aqueous medium.
  • the particle size of the monomer emulsion is not particularly limited.
  • the monomer mixture or an emulsion thereof is dripped in a batch or gradually, and an emulsion of the core copolymer (I) is obtained. And a method of heating to an appropriate temperature while stirring.
  • the core-shell type water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1′-2) thus obtained has a polymerizable unsaturated monomer having two or more polymerizable unsaturated groups in one molecule and one molecule of polymerizable unsaturated groups.
  • a copolymer (I) of a monomer mixture comprising one polymerizable unsaturated monomer in the core is used as a core part, and a hydrophobic polymerizable unsaturated monomer (i-1), a hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (i-2) ), A carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (i-3) and a polymerizable unsaturated monomer (i-4) other than the polymerizable unsaturated monomers (i-1) to (i-3). It has a multilayer structure with the copolymer (II) as a shell part.
  • Hydroxyl-containing polyester resin (A2) In the aqueous coating composition of the present invention, the coating film performance such as smoothness, sharpness, and water resistance of the coating film obtained by using the hydroxyl group-containing polyester resin (A2) as the film-forming resin (A). Can be improved.
  • the hydroxyl group-containing polyester resin (A2) can be usually produced by an esterification reaction or an ester exchange reaction between an acid component and an alcohol component.
  • the acid component compounds usually used as an acid component in the production of a polyester resin can be used.
  • the acid component include an aliphatic polybasic acid, an alicyclic polybasic acid, an aromatic polybasic acid, and the like.
  • the aliphatic polybasic acid is generally an aliphatic compound having two or more carboxyl groups in one molecule, an acid anhydride of the aliphatic compound, and an esterified product of the aliphatic compound.
  • Examples of the aliphatic polybasic acid include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, brassic acid, octadecanedioic acid, citric acid, butane.
  • Aliphatic polyvalent carboxylic acids such as tetracarboxylic acids; anhydrides of the aliphatic polyvalent carboxylic acids; and esterified products of lower alkyl having about 1 to 4 carbon atoms of the aliphatic polyvalent carboxylic acids.
  • the above aliphatic polybasic acids can be used alone or in combination of two or more.
  • aliphatic polybasic acid it is particularly preferable to use adipic acid and / or adipic acid anhydride from the viewpoints of smoothness and sharpness of the resulting coating film.
  • the alicyclic polybasic acid is generally a compound having one or more alicyclic structures and two or more carboxyl groups in one molecule, an acid anhydride of the compound, and an esterified product of the compound.
  • the alicyclic structure is mainly a 4-6 membered ring structure.
  • Examples of the alicyclic polybasic acid include 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, 3-methyl- Alicyclic polycarboxylic acids such as 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid; An anhydride of an alicyclic polyvalent carboxylic acid; an esterified product of a lower alkyl having about 1 to 4 carbon atoms of the alicyclic polyvalent carboxylic acid.
  • the said alicyclic polybasic acid can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • Examples of the alicyclic polybasic acid include 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, from the viewpoint of smoothness and sharpness of the resulting coating film. It is preferable to use an acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, and among them, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid and More preferably, 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride is used.
  • the aromatic polybasic acid is generally an aromatic compound having two or more carboxyl groups in one molecule, an acid anhydride of the aromatic compound, and an esterified product of the aromatic compound, for example, phthalic acid , Isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, and other aromatic polycarboxylic acids; anhydrides of the aromatic polycarboxylic acids; Examples include esterified products of lower alkyl having about 1 to 4 carbon atoms of polyvalent carboxylic acids.
  • the aromatic polybasic acids can be used alone or in combination of two or more.
  • aromatic polybasic acid it is preferable to use phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, trimellitic acid, or trimellitic anhydride.
  • acid components other than the above-mentioned aliphatic polybasic acid, alicyclic polybasic acid and aromatic polybasic acid can also be used.
  • Such acid component is not particularly limited, for example, coconut oil fatty acid, cottonseed oil fatty acid, hemp seed oil fatty acid, rice bran oil fatty acid, fish oil fatty acid, tall oil fatty acid, soybean oil fatty acid, linseed oil fatty acid, tung oil fatty acid, rapeseed oil fatty acid, Fatty acids such as castor oil fatty acid, dehydrated castor oil fatty acid, safflower oil fatty acid; lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, benzoic acid, p-tert-butylbenzoic acid, cyclohexane Acid, monocarboxylic acids such as 10-phenyloctadecanoic acid; and hydroxycarboxy
  • a polyhydric alcohol having two or more hydroxyl groups in one molecule can be preferably used.
  • the polyhydric alcohol include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, trimethylene glycol, tetraethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3 -Butanediol, 1,2-butanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,2-butanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1, 2-pentanediol, 1,5-pentanediol, 1,4-pentanediol, 2,4-pentanediol, 2,3-dimethyltrimethylene glycol, tetramethylene glycol, 3-methyl-4,3-pentanediol, 3-methyl
  • alcohol components other than the above polyhydric alcohols can be used.
  • the alcohol component is not particularly limited, and examples thereof include monoalcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, stearyl alcohol, and 2-phenoxyethanol; propylene oxide, butylene oxide, “Cardura E10” (trade name, HEXION Specialty) Examples include alcohol compounds obtained by reacting monoepoxy compounds such as Chemicals, Inc. (glycidyl esters of synthetic highly branched saturated fatty acids) and acids.
  • the method for producing the hydroxyl group-containing polyester resin (A2) is not particularly limited, and can be performed according to a usual method.
  • the acid component and the alcohol component are heated in a nitrogen stream at about 150 to 250 ° C. for about 5 to 10 hours, and subjected to esterification reaction or transesterification reaction of the acid component and alcohol component, to form a hydroxyl group.
  • a containing polyester resin can be produced.
  • the acid component and the alcohol component When the acid component and the alcohol component are esterified or transesterified, they may be added to the reaction vessel at one time, or one or both may be added in several portions. . Moreover, after synthesizing a hydroxyl group-containing polyester resin, the resulting hydroxyl group-containing polyester resin may be reacted with an acid anhydride to be half-esterified to obtain a carboxyl group- and hydroxyl group-containing polyester resin. Moreover, after synthesizing a carboxyl group-containing polyester resin, the above alcohol component may be added to obtain a hydroxyl group-containing polyester resin.
  • dibutyltin oxide, antimony trioxide, zinc acetate, manganese acetate, cobalt acetate, calcium acetate, lead acetate, tetrabutyl titanate, tetraisopropyl as a catalyst for promoting the reaction, dibutyltin oxide, antimony trioxide, zinc acetate, manganese acetate, cobalt acetate, calcium acetate, lead acetate, tetrabutyl titanate, tetraisopropyl
  • a catalyst known per se, such as titanate can be used.
  • the hydroxyl group-containing polyester resin (A2) can be modified with a fatty acid, a monoepoxy compound, a polyisocyanate compound or the like during or after preparation of the resin.
  • fatty acid examples include coconut oil fatty acid, cottonseed oil fatty acid, hemp seed oil fatty acid, rice bran oil fatty acid, fish oil fatty acid, tall oil fatty acid, soybean oil fatty acid, linseed oil fatty acid, tung oil fatty acid, rapeseed oil fatty acid, castor oil fatty acid, dehydrated castor Oil fatty acid, safflower oil fatty acid and the like can be mentioned.
  • “Cardura E10” (trade name, manufactured by HEXION Specialty Chemicals, glycidyl ester of synthetic highly branched saturated fatty acid) is preferably used. it can.
  • polyisocyanate compound examples include aliphatic diisocyanate compounds such as lysine diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and trimethylhexane diisocyanate; hydrogenated xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, methylcyclohexane-2,4-diisocyanate, and methylcyclohexane-2.
  • 6-diisocyanate 4,4'-methylenebis (cyclohexylisocyanate), 1,3- (isocyanatomethyl) cyclohexane and other alicyclic diisocyanate compounds
  • tolylene diisocyanate xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate and other aromatic diisocyanate compounds
  • Organic polyisocyanates such as polyisocyanates such as lysine triisocyanates and more Nate itself; adducts of these organic polyisocyanates with polyhydric alcohols, low molecular weight polyester resins, water, etc .; cyclized polymers of these organic polyisocyanates (for example, isocyanurates), biuret type adducts Etc.
  • These polyisocyanate compounds can be used alone or in admixture of two or more.
  • the content of the alicyclic polybasic acid in the acid component of the raw material is selected from the viewpoint of excellent smoothness, sharpness and water resistance of the obtained coating film.
  • the amount is preferably about 20 to 100 mol%, more preferably about 25 to 95 mol%, still more preferably about 30 to 90 mol% based on the total amount of the components.
  • the alicyclic polybasic acid is 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid and / or 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride, from the viewpoint of excellent smoothness, sharpness, etc. of the resulting coating film Therefore, it is preferable.
  • the hydroxyl group-containing polyester resin (A2) preferably has a hydroxyl value of about 1 to 200 mgKOH / g, more preferably about 2 to 180 mgKOH / g, and still more preferably about 5 to 170 mgKOH / g.
  • its acid value is preferably about 5 to 150 mgKOH / g, more preferably about 10 to 100 mgKOH / g, More preferably, it is about 80 mgKOH / g.
  • the number average molecular weight of the hydroxyl group-containing polyester resin (A2) is preferably about 500 to 50,000, more preferably about 1,000 to 30,000, and about 1,200 to 10,000. More preferably.
  • the neutralization of the hydroxyl group-containing polyester resin (A2) can be performed using a basic compound.
  • the basic compound include hydroxides of alkali metals or alkaline earth metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide; ammonia; ethylamine, propylamine, butylamine Primary monoamines such as benzylamine, monoethanolamine, 2,2-dimethyl-3-amino-1-propanol, 2-aminopropanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, 3-aminopropanol; Secondary monoamines such as diethylamine, diethanolamine, di-n-propanolamine, di-isopropanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine; dimethylethanolamine, trimethylamine, triethylamine, triisopropylamine Tertiary monoamines such as methyldiethanolamine and 2- (di
  • the amount of the hydroxyl group-containing polyester resin (A2) is usually 2 to 70 parts by weight, preferably 10 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin solid content in the paint. More preferably, it can be in the range of 15 to 40 parts by mass.
  • the polyurethane resin for example, at least one diol selected from aliphatic and / or alicyclic diisocyanate, polyether diol, polyester diol and polycarbonate diol, a low molecular weight polyhydroxy compound and dimethylolalkanoic acid are reacted.
  • a urethane prepolymer is prepared, neutralized with a tertiary amine, emulsified and dispersed in water, and then mixed with an aqueous medium containing a chain extender such as polyamine, a crosslinking agent and / or a terminating agent as necessary. And what is made to react until an isocyanate group is substantially lose
  • eliminated can be mentioned.
  • a self-emulsifying type polyurethane resin having an average particle diameter of about 0.001 to about 3 ⁇ m can be usually obtained.
  • the blending amount of the polyurethane resin in the aqueous coating composition of the present invention is usually 2 to 70 parts by weight, preferably 5 to 50 parts by weight, and more preferably based on 100 parts by weight of the resin solid content in the paint. It can be in the range of 8 to 30 parts by mass.
  • the curing agent (B) is a compound capable of curing the aqueous coating composition of the present invention by reacting with a functional group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an epoxy group in the film-forming resin (A).
  • the curing agent (B) include amino resins, polyisocyanate compounds, blocked polyisocyanate compounds, epoxy group-containing compounds, carboxyl group-containing compounds, carbodiimide group-containing compounds, and the like. Of these, amino resins capable of reacting with hydroxyl groups, polyisocyanate compounds and blocked polyisocyanate compounds; carbodiimide group-containing compounds capable of reacting with carboxyl groups are preferred. Of these, amino resins and blocked polyisocyanate compounds are preferred, and amino resins are more preferred.
  • curing agent (B) can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • amino resin a partially methylolated amino resin or a completely methylolated amino resin obtained by a reaction between an amino component and an aldehyde component
  • amino component examples include melamine, urea, benzoguanamine, acetoguanamine, steroguanamine, spiroguanamine, dicyandiamide and the like.
  • aldehyde component examples include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde and the like.
  • etherification examples include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, 2-ethylbutanol, 2-ethylhexanol and the like.
  • Melamine resin is preferred as the amino resin.
  • methyl ether melamine resins in which methylol groups of partially or fully methylolated melamine resins are partially or completely etherified with methyl alcohol, methylol groups of partially or fully methylolated melamine resins are partially or completely with butyl alcohol.
  • Preferred is a methyl-butyl mixed etherified melamine resin in which the methylol group of a partially or fully methylolated melamine resin is partially or completely etherified with methyl alcohol and butyl alcohol.
  • Etherified melamine resins are more preferred.
  • the melamine resin preferably has a weight average molecular weight of about 400 to 6,000, more preferably about 800 to 5,000, and still more preferably about 1,000 to 4,000. The most preferred range is about 1,200 to 3,000.
  • the number-average molecular weight and the weight-average molecular weight of the film-forming resin (A) and the curing agent (B) are measured using a gel permeation chromatograph (GPC). Is a value obtained by converting the molecular weight of polystyrene based on the retention time (retention capacity) of standard polystyrene having a known molecular weight measured under the same conditions.
  • GPC gel permeation chromatograph
  • G2000HXL (trade name, all manufactured by Tosoh Corporation), using a differential refractometer as the detector, mobile phase: tetrahydrofuran, measurement temperature: 40 ° C, flow rate: 1 mL / min Can be measured below.
  • sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, dinonylnaphthalenesulfonic acid; monobutyl phosphoric acid, dibutyl phosphoric acid, mono 2-ethylhexyl phosphoric acid, di Alkyl phosphate esters such as 2-ethylhexyl phosphate; salts of these acids with amine compounds, etc. can be used as catalysts.
  • the blocked polyisocyanate compound is a compound obtained by blocking an isocyanate group of a polyisocyanate compound having at least two isocyanate groups in one molecule with a blocking agent.
  • the blocking agent include phenol-based blocking agents such as phenol, cresol, xylenol, nitrophenol, ethylphenol, hydroxydiphenyl, butylphenol, isopropylphenol, nonylphenol, octylphenol, and methyl hydroxybenzoate; ⁇ -caprolactam, ⁇ -valero Lactam block agents such as lactam, ⁇ -butyrolactam, ⁇ -propiolactam; aliphatic alcohol block agents such as methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, amyl alcohol, lauryl alcohol; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol mono Ethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol Et
  • Active methylene-based blocking agents such as butyl mercaptan, t-butyl mercaptan, hexyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, 2-mercaptobenzothiazole, thiophenol, methylthiophenol, ethylthiophenol; acetanilide, acetaniside Acid amide blocking agents such as acrylamide, methacrylamide, acetic acid amide, stearic acid amide, benzamide; imide blocking agents such as succinic imide, phthalic imide, maleic imide; diphenylamine, phenylnaphthylamine, xylidine, N-phenyl Amine-based blocking agents such as xylidine, carbazole, aniline, naphthylamine, butylamine, dibutylamine, butylphenylamine; imidazo And imidazole blocking agents such as
  • azole compounds examples include pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, 3-methylpyrazole, 4-benzyl-3,5-dimethylpyrazole, 4-nitro-3,5-dimethylpyrazole, 4-bromo-3, Pyrazole or pyrazole derivatives such as 5-dimethylpyrazole and 3-methyl-5-phenylpyrazole; Imidazole or imidazole derivatives such as imidazole, benzimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole and 2-phenylimidazole; 2-methylimidazoline And imidazoline derivatives such as 2-phenylimidazoline.
  • polyisocyanate compound having at least two isocyanate groups in one molecule examples include aliphatic diisocyanate compounds such as hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, and lysine diisocyanate; hydrogenated xylylene diisocyanate, cyclohexane.
  • Alicyclic diisocyanate compounds such as silylene diisocyanate and isophorone diisocyanate; aromatic diisocyanate compounds such as tolylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate; 2-isocyanate Natoethyl-2,6-diisocyanatocaproe Tri- or higher valent organic polyisocyanate compounds such as 3-isocyanatomethyl-1,6-hexamethylene diisocyanate, 4-isocyanatomethyl-1,8-octamethylene diisocyanate (commonly known as triaminononane triisocyanate); And dimers or trimers of the polyisocyanate compound: a prepolymer obtained by subjecting these polyisocyanate compound and polyhydric alcohol, low mo
  • the carbodiimide group-containing compound for example, a compound obtained by decarbonizing the isocyanate groups of the polyisocyanate compound can be used.
  • the carbodiimide group-containing compound it is preferable to use a polycarbodiimide compound having at least two carbodiimide groups in one molecule.
  • the polycarbodiimide compound it is preferable to use a water-soluble or water-dispersible polycarbodiimide compound from the viewpoints of smoothness and sharpness of the resulting coating film.
  • a water-soluble or water-dispersible polycarbodiimide compound any polycarbodiimide compound that can be stably dissolved or dispersed in an aqueous medium can be used without particular limitation.
  • water-soluble polycarbodiimide compound examples include “Carbodilite SV-02”, “Carbodilite V-02”, “Carbodilite V-02-L2”, and “Carbodilite V-04” (all manufactured by Nisshinbo Co., Ltd.). , Product name), etc. can be used.
  • water-dispersible polycarbodiimide compound examples include “Carbodilite E-01”, “Carbodilite E-02” (both manufactured by Nisshinbo Co., Ltd.), and the like.
  • the above polycarbodiimide compounds can be used alone or in combination of two or more.
  • the blending ratio of the film-forming resin (A) and the curing agent (B) in the aqueous coating composition according to the present invention is the sum of both from the viewpoints of smoothness of the coating film, sharpness, and water resistance improvement.
  • the former is about 30 to 95% by mass, preferably about 50 to 90% by mass, more preferably about 60 to 80% by mass, and the latter is about 5 to 70% by mass, preferably 10 to 50% by mass. It is preferable that the amount is about 20 to 40% by mass.
  • the curing agent (B) is usually in the range of 5 to 60 parts by weight, preferably 10 to 50 parts by weight, more preferably 20 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin solid content in the paint. It can mix
  • the amount of the hydroxyl group-containing acrylic resin (A1) is the total solid content of the film-forming resin (A) and the curing agent (B).
  • the amount is preferably from about 2 to 70% by mass, more preferably from about 5 to 55% by mass, and still more preferably from about 10 to 40% by mass.
  • the amount of the hydroxyl group-containing polyester resin (A2) is the sum of the film-forming resin (A) and the curing agent (B).
  • the solid content is preferably about 2 to 70% by mass, more preferably about 5 to 55% by mass, and still more preferably about 10 to 40% by mass.
  • the aqueous coating composition according to the present invention is, for example, a known coating-forming resin (A), the ABA triblock polymer, and, if necessary, the curing agent (B). By the method, it can be adjusted by mixing in an aqueous medium and dissolving or dispersing.
  • A coating-forming resin
  • B curing agent
  • aqueous medium examples include water or a water-organic solvent mixed solution obtained by dissolving a hydrophilic organic solvent in water.
  • the hydrophilic organic solvent include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, propylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol mono Examples thereof include butyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, and 3-methyl 3-methoxybutanol, and these can be used alone or in admixture of two or more.
  • the mixing ratio of water and the organic solvent is not particularly limited, but the content of the organic solvent is about 1 to 50% by mass, preferably about 5 to 35% by mass of the mixed solution. Preferably it is.
  • the water-based paint is a term contrasted with an organic solvent-type paint, and generally, a film-forming resin, a pigment, and the like are dispersed and / or dispersed in water or a medium mainly containing water (aqueous medium). It means dissolved paint.
  • the coating composition of the present invention is a water-based coating
  • the water content in the coating composition is in the range of 10 to 90% by mass, preferably 20 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass. It is preferable that
  • the blending ratio of the film-forming resin (A) and the ABA triblock polymer is determined depending on the storage stability of the aqueous coating composition, the appearance of the formed coating film, and the coating film performance (water resistance)
  • the amount of the ABA triblock polymer is preferably 0.05 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, More preferably, it is 0.2 parts by mass or more, and preferably 30 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, further preferably 10 parts by mass or less, and most preferably 5 parts by mass or less. Is preferred.
  • the amount of the ABA triblock polymer is selected from the viewpoints of storage stability of the aqueous coating composition, appearance of the formed coating film, coating film performance (water resistance, etc.), etc. Therefore, the amount is preferably 0.01 to 15 parts by weight, preferably 0.05 to 10 parts by weight, and more preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the aqueous coating composition.
  • the film-forming resin (A) an acid value of 1 to 100 mgKOH / g obtained by copolymerizing the components (i-1) to (i-3) and, if necessary, the component (i-4).
  • the aqueous coating composition of the present invention contains the ABA triblock polymer and the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′). Can be contained in an amount within the range described below, based on 100 parts by mass of the resin solid content in the aqueous coating composition.
  • ABA triblock polymer 0.05 to 20 parts by mass, preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.2 to 5 parts by mass
  • the “resin solid content in the aqueous coating composition” is usually the resin solid content of the ABA triblock polymer and the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin (A1 ′) and, if necessary, the aqueous coating composition of the present invention. It is the total of the other resin and the solid content of the curing agent (B) added and blended in the composition.
  • the water-based coating composition of the present invention may further include a glitter pigment, a colored pigment, an extender pigment, a hydrophobic organic solvent, a curing catalyst, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a pigment dispersant, an antifoaming agent, if necessary.
  • Additives for coating materials such as plasticizers, surface conditioners, anti-settling agents and the like can be contained.
  • the bright pigment examples include aluminum (including vapor-deposited aluminum), copper, zinc, brass, nickel, aluminum oxide, mica, titanium oxide or iron oxide coated with titanium oxide or iron oxide. And mica. These glitter pigments can be used alone or in combination of two or more. These glitter pigments are preferably in the form of flakes.
  • aluminum, mica, aluminum oxide coated with titanium oxide or iron oxide, mica coated with titanium oxide or iron oxide is preferable, and aluminum is more preferable.
  • the aqueous coating composition of the present invention has the advantage that when it contains the above-mentioned glitter pigment, it can form a coating film having high flip-flop properties and excellent glitter with suppressed metallic unevenness.
  • the blending amount of the glittering pigment is usually 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the film-forming resin (A) as a solid content.
  • the amount is preferably about 2 to 50 parts by mass, more preferably about 3 to 30 parts by mass.
  • the aqueous coating composition of the present invention can further contain a phosphate group-containing resin as a resin component in addition to the film-forming resin (A).
  • a phosphate group-containing resin as a resin component in addition to the film-forming resin (A).
  • the aqueous coating composition of the present invention contains the above-mentioned glitter pigment, particularly an aluminum pigment
  • the aqueous coating composition of the present invention provides smoothness, sharpness, metallic unevenness suppression of the obtained coating film, and From the viewpoint of water resistance, it is preferable to contain a phosphate group-containing resin.
  • the phosphate group-containing resin can be produced, for example, by copolymerizing a phosphate group-containing polymerizable unsaturated monomer and other polymerizable unsaturated monomers by a known method such as a solution polymerization method.
  • a phosphate group-containing polymerizable unsaturated monomer examples include acid phosphooxyethyl (meth) acrylate, acid phosphooxypropyl (meth) acrylate, a reaction product of glycidyl (meth) acrylate and alkyl phosphoric acid, and the like. . These can be used alone or in combination of two or more.
  • the use ratio when copolymerizing the phosphoric acid group-containing polymerizable unsaturated monomer and the other polymerizable unsaturated monomer is 1/99 to 40 / in mass ratio of the former / the latter.
  • About 60 is preferable, about 5/95 to 35/65 is more preferable, and about 10/90 to 30/70 is further preferable.
  • the amount of the phosphate group-containing resin is usually 0.5 to 15 with respect to 100 parts by mass of the film-forming resin (A). About 1 part by mass is preferable, about 0.75 to 10 parts by mass is more preferable, and about 1 to 5 parts by mass is even more preferable.
  • color pigment examples include titanium oxide, zinc white, carbon black, molybdenum red, Prussian blue, cobalt blue, azo pigment, phthalocyanine pigment, quinacridone pigment, isoindoline pigment, selenium pigment, and perylene pigment. , Dioxazine pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, and the like. These color pigments can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the color pigment is usually about 1 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the film-forming resin (A) as a solid content. It is preferably about 2 to 50 parts by mass, more preferably about 3 to 30 parts by mass.
  • extender pigment examples include talc, clay, kaolin, barita, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silica, and alumina white.
  • the amount of the extender is usually about 1 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the film-forming resin (A) as a solid content. It is preferably about 2 to 50 parts by mass, more preferably about 3 to 30 parts by mass.
  • an organic solvent having a mass dissolved in 100 g of water at 20 ° C. of 10 g or less, preferably 5 g or less, more preferably 1 g or less can be used.
  • organic solvents include hydrocarbon solvents such as rubber volatile oil, mineral spirits, toluene, xylene, and solvent naphtha; 1-hexanol, 1-octanol, 2-octanol, 2-ethylhexanol, 1-decanol, benzyl Alcohols such as alcohol, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, propylene glycol mono n-butyl ether, dipropylene glycol mono n-butyl ether, tripropylene glycol mono n-butyl ether, propylene glycol mono 2-ethylhexyl ether, propylene glycol monophenyl ether Solvent; ester solvents such as n-butyl a
  • the above-mentioned hydrophobic organic solvent is preferably an alcohol-based hydrophobic organic solvent, more preferably an alcohol-based hydrophobic organic solvent having 7 to 14 carbon atoms, from the viewpoint of excellent glitter of the resulting coating film.
  • Alcohol-based hydrophobic organic solvents are preferable, and 2-ethyl-1-hexanol and / or ethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether is more preferable.
  • the amount of the hydrophobic organic solvent is about 10 to 100 parts by mass based on 100 parts by mass of the solid content in the aqueous coating composition.
  • the amount is preferably about 15 to 80 parts by mass, and more preferably about 20 to 60 parts by mass.
  • the solid content of the aqueous coating composition of the present invention is usually preferably about 5 to 70% by mass, more preferably about 15 to 45% by mass, and further about 20 to 35% by mass. preferable.
  • the aqueous coating composition of the present invention changes the shear rate from 0.0001 sec-1 to 10,000 sec-1 at a measurement temperature of 20 ° C. from the viewpoint of excellent smoothness, sharpness, and glitter of the resulting coating film.
  • the viscosity V1 at 1,000 sec-1 is 0.1 Pa ⁇ sec or less, preferably 0.01 to 0.1 Pa ⁇ sec.
  • the aqueous coating composition of the present invention has a shear rate of 0.0001 sec-1 to 10,000 sec-1 at a measurement temperature of 20 ° C. from the viewpoint of excellent smoothness, sharpness and glitter of the resulting coating film.
  • Viscosity V2 at 0.1 sec-1 when changing to 30 to 100 Pa ⁇ sec, preferably 35 to 70 Pa ⁇ sec is preferable.
  • the viscosity V1 and the viscosity V2 can be measured using a viscoelasticity measuring device.
  • a viscoelasticity measuring device for example, “HAAKE RheoStress RS150” (trade name, manufactured by HAAKE) or the like can be used.
  • the aqueous coating composition of the present invention can form a coating film having an excellent appearance by coating on various objects.
  • the object to which the aqueous coating composition of the present invention is applied is not particularly limited.
  • the article to be coated include an outer plate portion of an automobile body such as a passenger car, a truck, a motorcycle, and a bus; an automobile component; an outer plate portion of a household electric product such as a mobile phone and an audio device. Of these, the outer plate portion of the automobile body and the automobile parts are preferable.
  • the material of these objects to be coated is not particularly limited.
  • metal materials such as iron, aluminum, brass, copper, tinplate, stainless steel, galvanized steel, zinc alloy (Zn-Al, Zn-Ni, Zn-Fe, etc.) plated steel; polyethylene resin, polypropylene resin, acrylonitrile- Butadiene-styrene (ABS) resin, polyamide resin, acrylic resin, vinylidene chloride resin, polycarbonate resin, polyurethane resin, epoxy resin and other plastic materials such as various FRPs; glass, cement, concrete and other inorganic materials; wood; Examples thereof include fiber materials such as paper and cloth. Of these, metal materials and plastic materials are preferred.
  • the object to be coated may be a metal surface of the metal material or a vehicle body formed from the metal material, and may be subjected to surface treatment such as phosphate treatment, chromate treatment, complex oxide treatment, A coating film may be formed thereon.
  • the undercoat coating film is preferably a coating film formed of an electrodeposition paint, preferably a cationic electrodeposition paint.
  • the target paint film After forming a wet paint film (uncured paint film) by applying the aqueous coating composition of the present invention to an object to be coated, the target paint film can be formed by curing the wet paint film.
  • the coating method of the aqueous coating composition of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include air spray coating, airless spray coating, rotary atomization coating, curtain coat coating, and the like. Can be formed. Of these, air spray coating or rotary atomization coating is preferred from the viewpoint of improving the smoothness, sharpness and flip-flop properties of the resulting coating film and suppressing metallic unevenness. Moreover, you may apply electrostatic at the time of coating as needed.
  • the coating amount of the aqueous coating composition of the present invention is such that the cured film thickness is usually about 1 to 50 ⁇ m, preferably about 3 to 50 ⁇ m, more preferably about 5 to 35 ⁇ m, and still more preferably about 8 to 25 ⁇ m. Preferably there is.
  • the wet coating film can be cured by applying the water-based coating composition of the present invention to the object to be coated and then heating it.
  • Heating can be performed by a known heating means.
  • a drying furnace such as a hot air furnace, an electric furnace, or an infrared induction heating furnace can be used.
  • the heating temperature is preferably about 80 to 180 ° C, more preferably about 100 to 170 ° C, and further preferably about 120 to 160 ° C.
  • the heating time is not particularly limited, but is usually preferably about 10 to 60 minutes, more preferably about 20 to 40 minutes.
  • the preheating temperature is preferably about 40 to 100 ° C., more preferably about 50 to 90 ° C., and further preferably about 60 to 80 ° C.
  • the preheating time is preferably about 30 seconds to 15 minutes, more preferably about 1 to 10 minutes, and further preferably about 2 to 5 minutes.
  • the air blow can be usually performed by blowing air heated to a normal temperature or a temperature of about 25 ° C. to 80 ° C. for about 30 seconds to 15 minutes on the surface to be coated.
  • the water-based coating composition of the present invention forms a multilayer coating film comprising a base coat film and a clear coat film on an article to be coated such as an automobile body by a 2-coat 1-bake method, It can be used suitably.
  • the coating film formation method in this case can be performed according to the following method I.
  • Method I (1) A step of forming a base coat film by applying the aqueous coating composition of the present invention to an object to be coated, and (2) applying a clear coat paint composition on the uncured base coat film.
  • the object to be coated in Method I is preferably an automobile body with an undercoat film, an automobile body with an undercoat film and an intermediate coat film, and the like.
  • the undercoat coating film is preferably a coating film formed of an electrodeposition coating, and more preferably a coating formed of a cationic electrodeposition coating.
  • the cured coating is a cured and dried state specified in JIS K 5600-1-1 (2004), that is, the center of the coating surface is strongly sandwiched between the thumb and index finger, and the coating surface is dented by a fingerprint. It is a coating film in which the movement of the coating film is not felt, the center of the coating surface is rapidly rubbed with a fingertip, and the coating surface is not rubbed.
  • the uncured coating film is a state in which the coating film has not reached the above-mentioned cured and dried state, and includes a dry-to-touch state and a semi-cured and dried state defined in JIS K 5600-1-1.
  • the coating film thickness is preferably about 3 to 40 ⁇ m, more preferably about 5 to 30 ⁇ m, more preferably 8 to 8 ⁇ m. It is more preferably about ⁇ 25 ⁇ m, and particularly preferably about 10 to 18 ⁇ m.
  • the coating thickness of the clear coat coating composition is preferably about 10 to 80 ⁇ m, more preferably about 15 to 60 ⁇ m, and still more preferably about 20 to 45 ⁇ m as a cured film thickness.
  • the above-mentioned preheating, air blowing, etc. are performed under heating conditions in which the coating film is not substantially cured. Is preferred. Further, after the application of the clear coat coating composition, if necessary, an interval of about 1 to 60 minutes can be provided at room temperature, or preheating can be performed at about 40 to 80 ° C. for about 1 to 60 minutes.
  • Curing of the water-based paint composition and the clear coat paint composition can be performed by the known heating means described above.
  • the heating temperature is preferably about 80 to 180 ° C, more preferably about 100 to 170 ° C, and further preferably about 120 to 160 ° C.
  • the heating time is preferably about 10 to 60 minutes, more preferably about 20 to 40 minutes. By this heating, both the base coat and the clear coat can be cured simultaneously.
  • the water-based coating composition of the present invention is a three-coat one-bake method in which a multilayer coating film composed of a first colored coating film, a second colored coating film, and a clear coating film is applied to an object such as an automobile body.
  • a multilayer coating film composed of a first colored coating film, a second colored coating film, and a clear coating film is applied to an object such as an automobile body.
  • it can be suitably used for forming the second colored coating film.
  • the coating film formation method in this case can be performed according to the following method II.
  • Method II (1) A step of forming a first colored coating film by applying a first colored coating composition to an object to be coated; (2) A step of coating the aqueous coating composition of the present invention on the uncured first colored coating film to form a second colored coating film, (3) a step of applying a clear coat coating composition on the uncured second colored coating to form a clear coat coating; and (4) the uncured first colored coating, A multilayer coating film forming method comprising a step of simultaneously heating and curing a cured second colored coating film and an uncured clear coat film.
  • the coating method of the method I is performed on an uncured first colored coating film.
  • an automobile body or the like on which an undercoat film is formed is preferable.
  • the undercoat coating film is preferably formed of an electrodeposition paint, and more preferably formed of a cationic electrodeposition paint.
  • the coating thickness of the first colored coating composition is usually preferably about 3 to 50 ⁇ m, more preferably about 5 to 30 ⁇ m, and further preferably about 10 to 25 ⁇ m as a cured film thickness.
  • the coating thickness of the aqueous coating composition of the present invention is preferably about 1 to 30 ⁇ m, more preferably about 3 to 25 ⁇ m, and still more preferably about 5 to 20 ⁇ m as a cured film thickness.
  • the coating film thickness of the clear coat coating composition is usually preferably about 10 to 80 ⁇ m, more preferably about 15 to 60 ⁇ m, and further preferably about 20 to 45 ⁇ m in terms of cured film thickness.
  • the above-mentioned preheating, air blowing, etc. are performed under heating conditions in which the coating film is not substantially cured. Preferably it is done. Further, after the application of the clear coat coating composition, if necessary, an interval of about 1 to 60 minutes can be provided at room temperature, or preheating can be performed at about 40 to 80 ° C. for about 1 to 60 minutes.
  • Heat curing of the three-layer coating film of the uncured first colored coating film, the uncured second colored coating film, and the uncured clear coat film can be performed by the known heating means described above.
  • the heating temperature is preferably about 80 to 180 ° C, more preferably about 100 to 170 ° C, and further preferably about 120 to 160 ° C.
  • the heating time is preferably about 10 to 60 minutes, more preferably about 20 to 40 minutes.
  • thermosetting clear coat coating compositions for coating automobile bodies can be used.
  • examples thereof include an organic solvent-type thermosetting coating composition, a water-based thermosetting coating composition, and a powder thermosetting coating composition containing a base resin having a crosslinkable functional group and a crosslinking agent.
  • Examples of the crosslinkable functional group possessed by the base resin include a carboxyl group, a hydroxyl group, an epoxy group, and a silanol group.
  • Examples of the base resin include acrylic resin, polyester resin, alkyd resin, urethane resin, epoxy resin, and fluorine resin.
  • Examples of the crosslinking agent include polyisocyanate compounds, blocked polyisocyanate compounds, melamine resins, urea resins, carboxyl group-containing compounds, carboxyl group-containing resins, epoxy group-containing resins, and epoxy group-containing compounds.
  • the base resin / crosslinking agent combination of the clear coat coating composition includes carboxyl group-containing resin / epoxy group-containing resin, hydroxyl group-containing resin / polyisocyanate compound, hydroxyl group-containing resin / blocked polyisocyanate compound, hydroxyl group-containing resin / melamine resin. Etc. are preferred.
  • the clear coat coating composition may be a one-component paint or a multi-component paint such as a two-component urethane resin paint.
  • the clear coat coating composition may contain, if necessary, a coloring pigment, a bright pigment, a dye, and the like to such an extent that transparency is not hindered, and further an extender pigment, an ultraviolet absorber, and a light stabilizer.
  • a coloring pigment e
  • thermosetting coating composition containing a base resin having a crosslinkable functional group, a crosslinking agent, a colored pigment, and an extender pigment can be suitably used.
  • Examples of the crosslinkable functional group possessed by the base resin include a carboxyl group, a hydroxyl group, and an epoxy group.
  • Examples of the base resin include acrylic resin, polyester resin, alkyd resin, and urethane resin.
  • Examples of the crosslinking agent include melamine resin, polyisocyanate compound, blocked polyisocyanate compound and the like.
  • any of an organic solvent-type coating composition, an aqueous coating composition, and a powder coating composition may be used. Of these, it is preferable to use an aqueous coating composition.
  • the first colored coating composition and the clear coat coating composition can be applied by a known method such as air spray coating, airless spray coating, or rotary atomization coating. .
  • Production and production example 1 of A block polymer of ABA triblock polymer 5.35 g of bis ⁇ 4- [ethyl- (2-hydroxyethyl) carbamoyl] benzyl ⁇ trithiocarbonate (Nippon Terpene Chemical Co., Ltd., trade name “CANT-01”), which is a trithiocarbonate chain transfer agent, and acrylic acid 80 g of butyl, 15 g of 4-hydroxybutyl acrylate, 5 g of ethyl acrylate, and 25 g of toluene were charged into a four-necked flask, the inside of the flask was replaced with nitrogen gas, and the temperature was raised to 90 ° C. while stirring.
  • CANT-01 is a trithiocarbonate chain transfer agent
  • Production Examples 2-9, Production Examples 11-13, and Comparative Production Examples 1-2 In Production Example 1, polymer solutions (X-2) to (X-9) and (X-11) having a solid content of 80% were prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the monomer components used were as shown in Table 1. (X-15) was obtained.
  • Production Example 10 In Production Example 1, bis ⁇ 4-[(6-hydroxyhexyl) oxycarbonyl] benzyl ⁇ trithiocarbonate (Nippon Terpene Chemical Co., Ltd., product name “RAFT-Hex”) was used as the trithiocarbonate chain transfer agent to be used. A polymer solution (X-10) having a solid content of 80% was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that it was used.
  • Production Example 1 of ABA triblock polymer Separately, 14.6 g of the 80% solid polymer solution (X-1) obtained above, 35.0 g of methacrylic acid, 10.0 g of N, N-dimethylacrylamide, 55.0 g of ethyl acrylate and 65 g of ethylene glycol monobutyl ether The flask was put into a four-necked flask, the inside of the flask was replaced with nitrogen gas, and the temperature was raised to 85 ° C. while stirring.
  • Example 2 the polymer solution and monomer components used were as shown in Table 2, and an ABA triblock polymer solution (Y-2) having a solid content of 40% was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of ethylene glycol monobutyl ether was adjusted. ) To (Y-23) were obtained.
  • Trithiocarbonate chain transfer agent (Compound II) 2-((((dodecylthio) carbonothioyl) thio) propanoic acid (BORON MOLECULAR PTY LTD, trade name “BM1430”) 7.50 g and butyl acrylate 80 g, 4 -15 g of hydroxybutyl acrylate, 5 g of ethyl acrylate, and 25 g of toluene were put into a four-necked flask, the inside of the flask was replaced with nitrogen gas, and the temperature was raised to 90 ° C while stirring.
  • Compound II 2-(((dodecylthio) carbonothioyl) thio) propanoic acid (BORON MOLECULAR PTY LTD, trade name “BM1430”) 7.50 g and butyl acrylate 80 g, 4 -15 g of hydroxybutyl acrylate, 5 g of ethyl acrylate, and 25 g of
  • This polymer is AB diblock. 238 g of the AB diblock polymer solution 40% solid content obtained above, 4 g of butyl acrylate, 0.75 g of 4-hydroxybutyl acrylate, 0.25 g of ethyl acrylate and 5 g of ethylene glycol monobutyl ether are charged into another four-necked flask. Then, the inside of the flask was replaced with nitrogen gas, and the temperature was raised to 85 ° C. while stirring. Subsequently, a mixed solution of 0.003 g of 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name “V-59”) and 2 g of ethylene glycol monobutyl ether was added.
  • 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name “V-59”
  • Comparative Example 3 30 g of ethylene glycol monobutyl ether was put into a four-necked flask, the inside of the flask was replaced with nitrogen gas, and the temperature was raised to 100 ° C. while stirring. Subsequently, a mixed solution of 5.5 g of butyl acrylate, 20.5 g of methacrylic acid, 74 g of ethyl acrylate and 0.5 g of 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) and 10 g of ethylene glycol monobutyl ether was taken over 2 hours. After dropping into the flask, the mixture was stirred at the same temperature for 1 hour.
  • Production and production example 14 of hydroxyl group-containing acrylic resin (A1) A reaction vessel equipped with a thermometer, thermostat, stirring device, reflux condenser, nitrogen gas inlet tube and dropping device, 128 parts of deionized water, “ADEKA rear soap SR-1025” (trade name, manufactured by ADEKA, emulsifier, active ingredient) 25%) 3 parts were charged, stirred and mixed in a nitrogen stream, and heated to 80 ° C.
  • the mixture was discharged while being filtered through a 100 mesh nylon cloth to obtain a water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin aqueous dispersion (A1-1) having an average particle size of 95 nm and a solid content of 30%.
  • the obtained water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin had an acid value of 33 mgKOH / g and a hydroxyl value of 25 mgKOH / g.
  • Monomer emulsion for core part 40 parts of deionized water, 2.8 parts of “ADEKA rear soap SR-1025”, 2.1 parts of methylenebisacrylamide, 2.8 parts of styrene, 16.1 parts of methyl methacrylate, 28 of ethyl acrylate And 21 parts of n-butyl acrylate were mixed and stirred to obtain a monomer emulsion for the core part.
  • Monomer emulsion for shell part 17 parts of deionized water, 1.2 parts of “ADEKA rear soap SR-1025”, 0.03 part of ammonium persulfate, 3 parts of styrene, 5.1 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, 5 parts of methacrylic acid .1 part, 6 parts of methyl methacrylate, 1.8 parts of ethyl acrylate and 9 parts of n-butyl acrylate were mixed and stirred to obtain a monomer emulsion for shell part.
  • Production Examples 15-18 A water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin aqueous dispersions (A1-2) to (A1-5) were obtained in the same manner as in Production Example 14 except that the composition shown in Table 3 was used.
  • Table 3 shows the raw material composition (parts), solid content (%), acid value (mgKOH / g), and hydroxyl value (mgKOH) of water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin aqueous dispersions (A1-1) to (A1-5). / G).
  • methylene bisacrylamide and allyl methacrylate in the monomer emulsion for core part are polymerizable unsaturated monomers having two polymerizable unsaturated groups in one molecule.
  • styrene and 2-ethylhexyl acrylate in the monomer emulsion for the shell part are hydrophobic polymerizable unsaturated monomers.
  • Production Example 19 A reaction vessel equipped with a thermometer, thermostat, stirrer, reflux condenser, nitrogen gas inlet tube and dropping device was charged with 35 parts of propylene glycol monopropyl ether, heated to 85 ° C., then 30 parts of methyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate 20 parts, 29 parts of n-butyl acrylate, 15 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, 6 parts of acrylic acid, 15 parts of propylene glycol monopropyl ether and 2.3 parts of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) The mixture was added dropwise over 4 hours, and aged for 1 hour after completion of the addition.
  • hydroxyl group-containing acrylic resin solution (A1-6) having a solid content of 55%.
  • the obtained hydroxyl group-containing acrylic resin had an acid value of 47 mgKOH / g and a hydroxyl value of 72 mgKOH / g.
  • the resulting condensation reaction product was added with 38.3 parts of trimellitic anhydride and reacted at 170 ° C. for 30 minutes, and then 2-ethyl-1-hexanol (20
  • the resulting solution was diluted with 0.1 g of a mass dissolved in 100 g of water at 0 ° C. to obtain a hydroxyl group-containing polyester resin solution (A2-1) having a solid content of 70%.
  • the obtained hydroxyl group-containing polyester resin had an acid value of 46 mgKOH / g, a hydroxyl value of 150 mgKOH / g, and a number average molecular weight of 1,400.
  • the total content of the alicyclic polybasic acid in the acid component was 46 mol% based on the total amount of the acid component.
  • a hydroxyl group-containing polyester resin solution (A2-2) having a solid content of 70% was obtained.
  • the obtained hydroxyl group-containing polyester resin had an acid value of 40 mgKOH / g, a hydroxyl value of 161 mgKOH / g, and a number average molecular weight of 1,300.
  • the total content of the alicyclic polybasic acid in the acid component was 28 mol% based on the total amount of the acid component.
  • Production Example 22 Hydroxyl-containing polyester resin solution in the same manner as in Production Example 17, except that 2-ethyl-1-hexanol as a diluent solvent is ethylene glycol mono n-butyl ether (mass dissolved in 100 g of water at 20 ° C .: infinite). (A2-3) was obtained.
  • Phosphoric acid group-containing resin solution put a mixed solvent of 27.5 parts of methoxypropanol and 27.5 parts of isobutanol in a reaction vessel equipped with a thermometer, thermostat, stirrer, reflux condenser, nitrogen gas inlet tube and dropping device.
  • the acid value due to the phosphoric acid group of this resin was 83 mgKOH / g, the hydroxyl value was 29 mgKOH / g, and the weight average molecular weight was 10,000.
  • Phosphoric acid group-containing polymerizable monomer put 57.5 parts monobutyl phosphoric acid and 41 parts isobutanol in a reaction vessel equipped with a thermometer, thermostat, stirrer, reflux condenser, nitrogen gas inlet tube and dropping device, and bring it to 90 ° C. After raising the temperature, 42.5 parts of glycidyl methacrylate was added dropwise over 2 hours, followed by stirring and aging for another hour. Thereafter, 59 parts of isopropanol was added to obtain a phosphate group-containing polymerizable monomer solution having a solid concentration of 50%. The acid value of the obtained monomer was 285 mgKOH / g.
  • Production Example 24 An aluminum pigment dispersion (P-2) was obtained in the same manner as in Production Example 20, except that 35 parts of 2-ethyl-1-hexanol was changed to 35 parts of ethylene glycol mono-n-butyl ether.
  • Production Example 22 of water-based coating composition In a stirring and mixing container, 100 parts of the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin aqueous dispersion (A1-1) obtained in Production Example 14 (solid content 30 parts), and the hydroxyl group-containing acrylic resin solution (A1-6) obtained in Production Example 19 were used.
  • the viscosity V2 at 0.1 sec-1 was measured using a viscoelasticity measuring device “HAAKE RheoStress RS150” (trade name, manufactured by HAAKE).
  • Examples 23 to 49 and Comparative Examples 4 to 7 Aqueous coating compositions (2) to (32) having a pH of 8.0 and a solid content of 25% were obtained in the same manner as in Example 22 except that the blending composition was as shown in Table 4 below.
  • Example 50 In a stirring and mixing container, 100 parts of the water-dispersible hydroxyl group-containing acrylic resin aqueous dispersion (A1-1) obtained in Production Example 14 (solid content 30 parts), and the hydroxyl group-containing acrylic resin solution (A1-6) obtained in Production Example 19 were used.
  • thermosetting epoxy resin cationic electrodeposition coating composition (trade name "Electron GT-10", manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) Electrodeposition coating was performed to 20 ⁇ m, and curing was performed by heating at 170 ° C. for 30 minutes.
  • an intermediate coating composition (trade name “TP-65-2”, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., polyester resin / amino resin organic solvent type coating composition) is formed on the electrodeposition coating film so as to have a film thickness of 35 ⁇ m. And cured by heating at 140 ° C. for 30 minutes.
  • TP-65-2 manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., polyester resin / amino resin organic solvent type coating composition
  • test coating plate Each of the aqueous coating compositions (1) to (32) obtained in Examples and Comparative Examples was coated on the coating obtained as described above using a rotary atomizing bell type coating machine. The coating was applied to a thickness of 15 ⁇ m, allowed to stand for 2 minutes, and then preheated at 80 ° C. for 3 minutes. Next, an acrylic resin-based organic solvent-type clear coat coating composition (trade name “Magicron Kino-1210”, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) was applied to the uncured coated surface so as to have a film thickness of 40 ⁇ m, and left for 7 minutes After that, both coating films were cured simultaneously by heating at 140 ° C. for 30 minutes. In this way, each test coating plate in which a multilayer coating film composed of a base coat and a clear coat was formed on the object to be coated was obtained.
  • an acrylic resin-based organic solvent-type clear coat coating composition trade name “Magicron Kino-1210”, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.
  • test plates were evaluated for sharpness, flip-flop properties, metallic unevenness and water resistance.
  • the test method is as follows.
  • the test results of the coating film performance are also shown in Table 4.
  • SW Short Wave
  • Flip-flop property Each test plate was visually observed at different angles, and the flip-flop property was evaluated according to the following criteria. A: The change in brightness depending on the viewing angle is remarkable (has extremely excellent flip-flop properties). B: The change in brightness depending on the viewing angle is large (excellent flip-flop property). C: The change in brightness depending on the viewing angle is slightly small (flip-flop property is slightly inferior). D: Lightness change due to visual angle is small (flip-flop property is inferior).
  • Metallic unevenness Each test plate was visually observed, and the degree of occurrence of metallic unevenness was evaluated according to the following criteria. A: Almost no metallic unevenness is observed, and the coating film has an extremely excellent appearance. B: Although metallic unevenness is slightly observed, it has an excellent coating film appearance. C: Metallic unevenness is observed, and the coating film appearance is slightly inferior. D: Many metallic unevenness is recognized and the coating film appearance is inferior.
  • Water resistance After immersing the test plate in warm water at 40 ° C. for 240 hours, pulling it up and drying at 20 ° C. for 12 hours, cut the multilayer coating film on the test plate into a lattice shape with a cutter so as to reach the substrate, Make 100 2mm x 2mm gobangs. Then, the adhesive cellophane tape was stuck on the surface, and the remaining state of the goby eye coating after the tape was rapidly peeled off at 20 ° C. was examined.
  • the evaluation criteria for water resistance are as follows.

Abstract

簡便に合成でき、優れた粘性制御能を有し、水性塗料における貯蔵安定性に優れるABAトリブロックポリマー、及びこれを含有する水性塗料組成物を提供する。 本発明によれば、炭素数4~24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(a)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)、及び必要に応じて(a)、(b)以外のその他の重合性不飽和モノマー(c)を構成単位とするポリマーであるAブロックと、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(d)及びその他の重合性不飽和モノマー(e)を構成単位とするポリマーであるBブロックとからなることを特徴とする、ABAトリブロックポリマーが提供される。

Description

ABAトリブロックポリマー、粘性調整剤及び水性塗料組成物
 本発明は、ABAトリブロックポリマー及び該ABAトリブロックポリマーよりなる粘性調整剤に関する。さらに詳しくは、水性塗料組成物において粘度を発現し得る粘性調整剤として、好適に使用できるABAトリブロックポリマーに関する。また、本発明は、該ABAトリブロックポリマーを含有する水性塗料組成物に関する。
 水性塗料分野において増粘、タレ止め等、粘性を制御することは、高い仕上がり品質の塗膜を得るために重要であり、そのため粘性調節剤が種々使用されている。
 例えば、特許文献1には、親水性ポリマーを疎水化修飾して得られる、及び/又は、疎水性ポリマーを親水化修飾して得られる、疎水性部分と親水性部分とを備える粘性制御剤が、水性分散体の粘度の濃度依存性を低減することができ、さらに、該粘性制御剤を用いた水性塗料は、塗装条件、特に温湿度条件の変動にかかわらず、安定したフロー性を発揮し、安定的に良好な仕上がりの塗膜が得られることが記載されている。しかしながら、該粘性制御剤は、粘度の発現が不十分な場合があった。特に、該粘性制御剤を、界面活性剤を含有する水性塗料中で使用した場合、十分な粘度が得られず、形成される塗膜の鮮映性及びフリップフロップ性が低下したり、メタリックムラが発生したりする場合があった。
 本出願人は、特許文献2において常温において疎水性-水溶性-疎水性の構造を有する会合型増粘剤として作用する水溶解又は水分散可能なABAトリブロックポリマー(ABA型ポリビニルエーテル)、及びそれを増粘剤として含有する水性塗料組成物について提案した。しかしながらABA型ポリビニルエーテルはリビングカチオン重合法で合成するため、製造条件の管理等が煩雑であり、得られたポリマーの貯蔵条件や酸性物質との混合には注意が必要となるなどの問題があった。
特開2000-1662号公報 特開2009-167282号公報
 本発明の目的は、上述の不具合を解消し、簡便に合成でき、優れた粘性制御能を有し、水性塗料における貯蔵安定性に優れるABAトリブロックポリマー、及びこれを含有する水性塗料組成物を提供することにある。
 すなわち本発明は、炭素数4~24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(a)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)、及び必要に応じて(a)、(b)以外のその他の重合性不飽和モノマー(c)を構成単位とするポリマーであるAブロックと、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(d)及びその他の重合性不飽和モノマー(e)を構成単位とするポリマーであるBブロックからなることを特徴とするABAトリブロックポリマーに関する。
 本発明のABAトリブロックポリマーは、簡便に合成でき、疎水性-親水性-疎水性の直鎖状の構造を有するので優れた粘性制御能を有し、さらに水性塗料における貯蔵安定性に優れるものである。本発明のABAトリブロックポリマーを粘性調整剤として使用する水性塗料組成物は、鮮映性や平滑性に優れた塗膜を形成できる。
 本発明のABAトリブロックポリマーは、炭素数4~24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(a)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)、及び必要に応じて(a)、(b)以外のその他の重合性不飽和モノマー(c)を構成単位とするポリマーであるAブロックと、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(d)及びその他の重合性不飽和モノマー(e)を構成単位とするポリマーであるBブロックからなる。
 炭素数4~24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(a)
 前記炭素数4~24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(a)としては、例えば、(メタ)アクリル酸と炭素数4~24のアルキル基を有する1価アルコールのモノエステル化物を使用することができる。具体的には、例えば、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート)、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート等のアルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレートが挙げられ、これらは、それぞれ単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを意味し、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。また、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル又はメタクリロイルを意味し、「(メタ)アクリルアミド」は、「アクリルアミド又はメタクリルアミド」を意味する。
 上記炭素数4~24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(a)としては、得られる塗膜の鮮映性の観点から、炭素数6~18のアルキル基を有する重合性不飽和モノマーが好ましく、炭素数8~13のアルキル基を有する重合性不飽和モノマーがさらに好ましい。なかでも、2-エチルヘキシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、トリデシルメタクリレートが好ましく、2-エチルヘキシルメタクリレートが特に好ましい。
 水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)
 水酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物、該(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物のε-カプロラクトン変性体、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、アリルアルコ-ルが挙げられ、これらは、それぞれ単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 これらのうち水酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートを好適に使用することができる。
 その他の重合性不飽和モノマー(c)
 上記(a)、(b)以外のその他の重合性不飽和モノマー(c)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート等の炭素数1~3のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香環含有重合性不飽和モノマー;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等のアルコキシシリル基を有する重合性不飽和モノマー;パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;フルオロオレフィン等のフッ素化アルキル基を有する重合性不飽和モノマー;マレイミド基等の光重合性官能基を有する重合性不飽和モノマー;N-ビニル-2-ピロリドン、エチレン、ブタジエン、クロロプレン、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル等のビニル化合物;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β-カルボキシエチルアクリレート等のカルボキシル基含有重合性不飽和モノマー;アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタンジ(メタ)アクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタントリ(メタ)アクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルプロパントリ(メタ)アクリレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルテレフタレート、ジビニルベンゼン等の重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー;(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレートとアミン化合物との付加物等の含窒素重合性不飽和モノマー;グリシジル(メタ)アクリレート、β-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有重合性不飽和モノマー;2-イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、m-イソプロペニル-α,α-ジメチルベンジルイソシアネート等のイソシアナト基含有重合性不飽和モノマー;分子末端がアルコキシ基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート;アクロレイン、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、アセトアセトキシエチルメタクリレート、ホルミルスチロール、4~7個の炭素原子を有するビニルアルキルケトン(例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン)等のカルボニル基含有重合性不飽和モノマー等が挙げられる。これらの重合性不飽和モノマーはそれぞれ単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 上記炭素数4~24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(a)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)及び(a)、(b)以外のその他の重合性不飽和モノマー(c)を構成単位とするAブロックは、これらモノマーの合計質量を基準にして、(a)を50~99質量%、好ましくは70~94質量%、(b)を1~30質量%、好ましくは5~20質量%、(c)を0~30質量%、好ましくは1~10質量%とすることが粘性制御の観点から適当である。
 カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(d)
 カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(d)としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β-カルボキシエチルアクリレート等が挙げられ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。これらのうち、特にアクリル酸及びメタクリル酸より選ばれる少なくとも1種であることが好適である。
 その他の重合性不飽和モノマー(e)
 上記(d)以外の重合性不飽和モノマー(e)としては、Bブロックの親水性を損なわないモノマーを選択することが望ましく、(メタ)アクリル酸と炭素数1~3のアルキル基を有する1価アルコールのモノエステル化物や、上記(d)以外のその他の親水基を有する重合性不飽和モノマーを含むことが好適である。
 (メタ)アクリル酸と炭素数1~3のアルキル基を有する1価アルコールのモノエステル化物としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレートが挙げられる。
 上記(d)以外のその他の親水基を有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、N-置換(メタ)アクリルアミド、ポリオキシアルキレン鎖を有する重合性不飽和モノマー、N-ビニル-2-ピロリドン、2-ヒドロキシエチルアクリレート、スルホン酸基を有する重合性不飽和モノマー、リン酸基含有重合性不飽和モノマー等が挙げられ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 なかでも、その他の親水基を有する重合性不飽和モノマーとしては、N-置換(メタ)アクリルアミド、ポリオキシアルキレン鎖を有する重合性不飽和モノマー、N-ビニル-2-ピロリドン、2-ヒドロキシエチルアクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種の重合性不飽和モノマーを好適に使用することができる。これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 上記N-置換(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、N-メチルアクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、N-メチロールアクリルアミドブチルエーテル、N-メチロールメタクリルアミドブチルエーテル、N-エチルアクリルアミド、N-エチルメタクリルアミド、N-n-プロピルアクリルアミド、N-n-プロピルメタクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-イソプロピルメタクリルアミド、N-シクロプロピルアクリルアミド、N-シクロプロピルメタクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-ヒドロキシメチルメタクリルアミド、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド、N-ヒドロキシエチルメタクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、N-メチル,N-エチルアクリルアミド、N-メチル,N-エチルメタクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、N-メチロールアクリルアミドメチルエーテル、N-メチロールメタクリルアミドメチルエーテル、N-メチロールアクリルアミドエチルエーテル、N-メチロールメタクリルアミドエチルエーテル、N-メチロールアクリルアミドプロピルエーテル、N-メチロールメタクリルアミドプロピルエーテル、アクリロイルモルホリン、メタクリロイルモルホリン等が挙げられ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 なかでも、形成される塗膜の鮮映性の観点から、N-n-プロピルアクリルアミド、N-n-プロピルメタクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-イソプロピルメタクリルアミド、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド、N-ヒドロキシエチルメタクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミドが好ましく、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミドがさらに好ましい。
 前記ポリオキシアルキレン鎖を有する重合性不飽和モノマーは、1分子中にポリオキシアルキレン鎖と重合性不飽和基を含有するモノマーである。
 上記ポリオキシアルキレン鎖としては、例えば、ポリオキシエチレン鎖、ポリオキシプロピレン鎖、ポリオキシエチレンブロックとポリオキシプロピレンブロックとからなる鎖、ポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンとがランダムに結合してなる鎖等を挙げることができ、これらのポリオキシアルキレン鎖は一般に100~5,000程度、好ましくは200~4,000程度、さらに好ましくは300~3,000程度の範囲内の分子量を有することが好適である。
 上記ポリオキシアルキレン鎖を有する重合性不飽和モノマーの代表例としては、例えば、下記一般式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
[式中、R1は水素原子又はメチル基を表し、R2は水素原子又は炭素数1~4のアルキル基、好ましくは水素原子、メチル基又はエチル基、さらに好ましくは水素原子又はメチル基を表し、R3は炭素数2~4、好ましくは炭素数2又は3、さらに好ましくは炭素数2のアルキレン基を表し、mは3~150、好ましくは5~80、さらに好ましくは8~50の整数を表し、m個のオキシアルキレン単位(O-R3)は互いに同じであっても又は互いに異なっていてもよい]
で示される重合性不飽和モノマーを挙げることができる。
 上記一般式(1)で示される重合性不飽和モノマーの具体例としては、例えば、テトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラピロプレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシテトラプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシテトラプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレン(プロピレン)グリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレン(プロピレン)グリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレン(プロピレン)グリコール(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。なお、本明細書において、「ポリエチレン(プロピレン)グリコール」は、エチレングリコールとプロピレングリコールの共重合体を意味し、ブロック共重合体とランダム共重合体のいずれも含むものとする。
 なかでも、形成される塗膜の鮮映性の観点から、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレン(プロピレン)グリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレン(プロピレン)グリコール(メタ)アクリレートが好ましく、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレートがさらに好ましい。
 また、ポリオキシアルキレン鎖を有する重合性不飽和モノマーは、一般に300~6,000程度、好ましくは400~5,000程度、さらに好ましくは450~3,500程度の範囲内の分子量を有することが好適である。
 前記スルホン酸基を有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、2-スルホエチル(メタ)アクリレート、アリルスルホン酸、4-スチレンスルホン酸等;これらスルホン酸のナトリウム塩及びアンモニウム塩等が挙げられ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 前記リン酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2-アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2-メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2-アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、2-メタクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート等が挙げられ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 その他の重合性不飽和モノマー(e)として、Bブロックの親水性を損なわない範囲で、さらに上記例示以外の重合性不飽和モトマーを使用することができる。
 カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(d)及びその他の重合性不飽和モノマー(e)を構成単位とするBブロックは、これらモノマーの合計質量を基準にして、(d)を5~60質量%、好ましくは10~50質量%、(e)を40~95質量%、好ましくは50~90質量%とすることが粘性制御の観点から適当である。
 ABAトリブロックポリマーの製造方法
 本発明のABAトリブロックポリマーは、好適には線状ブロックポリマーであり、該ポリマーは、当業者に知られているリビングラジカル重合方法等により調製でき、特に分子量分布等制御の観点からは、可逆的付加脱離連鎖移動重合(Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization、以下RAFT重合と略記する)により好適に得ることができる。 RAFT重合の方法は、C-Sタイプの結合の形態で、成長する遊離基種を阻止することからなる。RAFT重合では、通常のラジカル重合の反応系中にRAFT重合連鎖移動剤を添加することにより実施され、通常、ジチオエステル基、トリチオカーボネート基等を含むRAFT重合連鎖移動剤が使用でき、特にトリチオカーボネート系連鎖移動剤が好適に使用される。トリチオカーボネート系連鎖移動剤は、下記一般式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(式(2)中、R1及びR2はそれぞれ独立した炭素数1~50の飽和及び/又は不飽和炭化水素骨格からなる部位であり、かかる骨格は直鎖構造、分岐鎖構造、環状構造を含んでもよく、また、骨格中の任意の炭素原子とそれに直接結合する任意の水素原子が、窒素原子、酸素原子で置換されていてもよく、さらに窒素原子に直接結合する水素原子を有さない複素環、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合を骨格中に含んでもよく、また、水酸基、エポキシ基、カルボキシル基、シアノ基、アゾ基、アジド基、ニトロ基、ニトロソ基、N-ヒドロキシ-ジアルキルアミノ基、N-ニトロソ-ジアルキルアミノ基、イソシアネート基を有してもよく、但し、かかる骨格中にアミン性水素及びメルカプト基を有さず、また、R1及びR2の任意の水素原子がハロゲン原子によって置換されていてもよく、R1及びR2が同一であってもよい。)で示される。本発明では、式(2)中のR1及びR2が同一である化合物(「化合物I」と言うことがある)として、特に特開2007-230947、特開2011-52057等に開示されるような両末端に水酸基を有するトリチオカーボネート系連鎖移動剤が挙げられ、また式(2)中のR1及びR2が同一でない化合物(「化合物II」と言うことがある)として、例えば、BORON MOLECULAR社製の「BM1429」、「BM1430」、「BM1432」、「BM1433」、「BM1442」、「BM1448」等が挙げられ、分子量分布制御の観点から好適に使用できる。
 上記の両末端に水酸基を有するトリチオカーボネート系連鎖移動剤としては、具体的には、例えば下記式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
で表されるジベンジルトリチオカーボネート誘導体などが挙げられる。
 上記の式(2)中のR1及びR2が同一でない化合物として、例えば「BM1430」は下記式で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 上記RAFT重合連鎖移動剤の配合量は、特に限定されるものではないが、使用される前記(a)~(e)の全モノマー成分の合計質量100質量部に基いて、通常、0.01~10質量部、好ましくは0.05~5質量部、さらに好ましくは0.1~3質量部の範囲内であることが好適である。
 上記ラジカル重合時に使用されるラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、tert-ブチルパーオキサイド、ジ-tert-アミルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシラウレート、tert-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、tert-ブチルパーオキシアセテート、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、アゾビス(2-メチルプロピオンニトリル)、アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、4、4'-アゾビス(4-シアノブタン酸)、ジメチルアゾビス(2-メチルプロピオネート)、アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)-プロピオンアミド]、アゾビス{2-メチル-N-[2-(1-ヒドロキシブチル)]-プロピオンアミド}等のアゾ化合物;過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩等が挙げられる。これらの重合開始剤はそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて用いることができる。該ラジカル重合開始剤の配合量は、特に限定されるものではないが、第1の重合あるいは第2の重合時にそれぞれ使用されるモノマー成分の合計質量100質量部に基いて、通常、それぞれ0.01~10質量部、好ましくは0.03~1質量部、さらに好ましくは0.04~0.5質量部の範囲内であることが好適である。
 上記ラジカル重合は、例えば、有機溶剤中での溶液重合法、水中での乳化重合法等により行なうことができる。なかでも、比較的容易な操作で行なうことができる溶液重合法が好適である。溶液重合法における溶媒としては、溶剤への連鎖移動が起こりにくく、かつ水溶性である有機溶剤が好ましい。このような溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、sec-ブタノール、イソブタノール等のアルコール系溶剤;1,4-ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤等が挙げられ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 本発明のABAトリブロックポリマーは、トリチオカーボネート系連鎖移動剤として化合物Iを用いた場合、炭素数4~24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(a)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)及び必要に応じて(a)、(b)以外のその他の重合性不飽和モノマー(c)を、ラジカル重合開始剤及びRAFT重合連鎖移動剤の存在下で重合(第1の重合)し、次いで第1の重合体、及びラジカル重合開始剤の存在下で、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(d)及びその他の重合性不飽和モノマー(e)を重合(第2の重合)することによって好適に得られるものである。
 上記方法による第1の重合体は、Aブロックの約2倍の分子量を有するポリマーとなるものであり、通常、2,000~30,000、好ましくは3,000~20,000の範囲内の重量平均分子量を有することから、Aブロックのポリマーは1,000~15,000、好ましくは1,500~10,000の範囲内の重量平均分子量を有し、第2の重合後に得られるABAトリブロックポリマーは50,000~500,000、好ましくは100,000~300,000の範囲内の重量平均分子量を有するのが粘性制御の観点から適当であり、各ブロックのポリマーの分子量分布(Mw/Mn)は、通常、1.2~4.0の範囲内となる。得られるABAトリブロックポリマーは、疎水性-親水性-疎水性の各ブロックからなる直鎖状の構造を有するものであり、特に両末端に水酸基を有するトリチオカーボネート系連鎖移動剤を用いた場合には、得られるABAトリブロックポリマーも両末端に水酸基を有するものとなる。
 また両末端に水酸基を有するトリチオカーボネート系連鎖移動剤を用いた場合、ブロックポリマーとしてABABAのようなブロックポリマーを製造し、その主鎖中に残る連鎖移動剤残基を、例えば水酸化ナトリウム等を用いて加水分解する等して、ABAトリブロックポリマーとすることも可能である。
 また本発明のABAトリブロックポリマーは、トリチオカーボネート系連鎖移動剤として化合物IIを用いた場合、炭素数4~24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(a)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)及び必要に応じて(a)、(b)以外のその他の重合性不飽和モノマー(c)を、ラジカル重合開始剤及びRAFT重合連鎖移動剤の存在下で重合(第1の重合)し、次いで第1の重合体、及びラジカル重合開始剤の存在下で、アクリル酸及びメタクリル酸より選ばれる少なくとも1種(d)、及びその他の重合性不飽和モノマー(e)の重合(第2の重合)を行い、次いで第2の重合体、及びラジカル重合開始剤の存在下で、重合性不飽和モノマー(a)、重合性不飽和モノマー(b)、及び必要に応じて(a)、(b)以外のその他の重合性不飽和モノマー(c)を重合(第3の重合)することによって好適に得られる。
 この方法による第1の重合体は、Aブロックのポリマーとなり、第2の重合後に得られるポリマーはABジブロックポリマーとなる。更に第3の重合を行うことによりABAトリブロックポリマーを得ることが可能である。この方法による第1の重合体であるAブロックのポリマーは1,000~15,000、好ましくは1,500~10,000の範囲内の重量平均分子量を有し、第3の重合後に得られるABAトリブロックポリマーは50,000~500,000、好ましくは100,000~300,000の範囲内の重量平均分子量を有するのが粘性制御の観点から適当であり、各ブロックのポリマーの分子量分布(Mw/Mn)は、通常、1.2~4.0の範囲内となる。得られるABAトリブロックポリマーは、疎水性-親水性-疎水性の各ブロックからなる直鎖状の構造を有するものである。
 本明細書において数平均分子量及び重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)を用いて測定した保持時間(保持容量)を、同一条件で測定した分子量既知の標準ポリスチレンの保持時間(保持容量)によりポリスチレンの分子量に換算して求めた値である。ゲルパーミエーションクロマトグラフ装置として、「HLC-8120GPC」(商品名、東ソー社製)を使用し、カラムとして、「TSKgel G4000HXL」、「TSKgel G3000HXL」、「TSKgel G2500HXL」及び「TSKgel G2000HXL」(商品名、いずれも東ソー社製)の計4本を使用し、検出器として、示差屈折率計を使用し、移動相:テトラヒドロフラン、測定温度:40℃、流速:1mL/minの条件下で測定することができる。
 水性塗料組成物
 本発明のABAトリブロックポリマーは、粘度の発現性が高く、かつせん断速度の増加と共に粘度が低下する粘度特性を有するため、水性塗料用の粘性調整剤として好適に使用することができる。
 本発明の水性塗料組成物は、上記ABAトリブロックポリマーを含有するものであり、通常、さらに被膜形成性樹脂(A)を含有するものである。
 被膜形成性樹脂(A)としては、従来から水性塗料のバインダー成分として使用されているそれ自体既知の水溶性又は水分散性の被膜形成性樹脂を使用することができる。該被膜形成性樹脂(A)の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
 なかでも、鮮映性及びフリップフロップ性が高く、メタリックムラが抑制された優れた外観を有し、かつ優れた耐水性を有する塗膜を形成できる観点から、被膜形成性樹脂(A)が、水分散性の被膜形成性樹脂であることが好ましい。水分散性の被膜形成性樹脂は、一般に、比較的疎水性の被膜形成性樹脂を水性媒体中に分散することにより得られるため、高い親水性が付与された水溶性の被膜形成性樹脂に比べ、耐水性に優れた塗膜が形成される。また、本発明のABAトリブロックポリマーは疎水性のブロックを有するため、上記のような比較的疎水性の被膜形成性樹脂と網状構造を形成し、粘度を発現するため、鮮映性及びフリップフロップ性が高く、メタリックムラが抑制された優れた外観を有する塗膜を形成することができる。
 上記水分散性の被膜形成性樹脂は、得られる塗料の貯蔵安定性の観点から、界面活性剤によって水分散性が付与された被膜形成性樹脂であることが好ましい。本発明のABAトリブロックポリマーは、界面活性剤を含有する水性塗料中においても、粘度を発現し、せん断速度の増加と共に粘度が低下する粘度特性を有するため、本発明のABAトリブロックポリマーと界面活性剤によって水分散性が付与された被膜形成性樹脂とを含有する水性塗料組成物は、貯蔵安定性に優れ、かつ鮮映性及びフリップフロップ性が高く、メタリックムラが抑制された優れた外観を有し、かつ優れた耐水性を有する塗膜を形成することができる。
 上記界面活性剤によって水分散性が付与された被膜形成性樹脂としては、例えば、界面活性剤を用いた乳化重合法によって製造されたアクリル樹脂を好適に使用することができる。
 被膜形成性樹脂(A)は、形成される塗膜の鮮映性、フリップフロップ性及びメタリックムラ抑制の観点から、エステル結合を有する樹脂であることが好ましい。エステル結合を有する樹脂としては、例えば、エステル結合を有する重合性不飽和モノマーを含むモノマー混合物を重合することにより得られる共重合体、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等を好適に使用することができ、なかでもアクリル樹脂が好ましい。本発明のABAトリブロクポリマーと、エステル結合を有する被膜形成性樹脂とを含有する水性塗料組成物が、鮮映性及びフリップフロップ性が高く、メタリックムラが抑制された優れた外観を有する塗膜を形成できる理由としては、本発明のABAトリブロックポリマーに存在する炭素数4~24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(a)中のエステル結合と、被膜形成性樹脂(A)中のエステル結合との親和性が高く、より強固に結合した網状構造が形成されるため、高い粘度が発現することが推察される。
 また、被膜形成性樹脂(A)は、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等の架橋性官能基を有していることが好ましい。
 本発明の水性塗料組成物は、さらに、後記の硬化剤(B)を含有することが好ましい。本発明の水性塗料組成物が硬化剤(B)を含有する場合、上記被膜形成性樹脂(A)としては、通常、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等の架橋性官能基を有し、該硬化剤(B)と反応することにより、硬化被膜を形成することができる樹脂(基体樹脂)が用いられる。
 上記基体樹脂の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。なかでも、上記基体樹脂は、水酸基含有樹脂であることが好ましく、水酸基含有アクリル樹脂(A1)及び/又は水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)であることがさらに好ましい。また、水酸基含有アクリル樹脂(A1)と水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)とを、併用することが、形成される塗膜の鮮映性及び光輝性の向上の観点から、より好ましい。また、併用する場合の割合としては、水酸基含有アクリル樹脂(A1)と水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)との合計量に基づいて、前者が20~80質量%程度、特に30~70質量%程度で、後者が80~20質量%程度、特に70~30質量%程度であるのが好ましい。
 また、被膜形成性樹脂(A)は、カルボキシル基等の酸基を有する場合、酸価が5~150mgKOH/g程度であるのが好ましく、10~100mgKOH/g程度であるのがより好ましく、15~80mgKOH/g程度であるのが更に好ましい。また、該樹脂(A)は、水酸基を有する場合、水酸基価が1~200mgKOH/g程度であるのが好ましく、2~180mgKOH/g程度であるのがより好ましく、5~170mgKOH/g程度であるのが更に好ましい。
 水酸基含有アクリル樹脂(A1)
 水酸基含有アクリル樹脂(A1)としては、例えば、水酸基含有重合性不飽和モノマー及び該水酸基含有重合性不飽和モノマーと共重合可能な他の重合性不飽和モノマーを、それ自体既知の方法、例えば、有機溶媒中での溶液重合法、水中での乳化重合法、水中でのミニエマルション重合法等の方法により、共重合せしめることによって製造することができる。なかでも、水性塗料用の被膜形成性樹脂として使用する場合に、該樹脂の製造に必要な工数が少ないことから、水中での乳化重合法が好ましい。
 上記水酸基含有重合性不飽和モノマーは、1分子中に水酸基及び重合性不飽和結合をそれぞれ1個以上有する化合物である。該水酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物;該(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物のε-カプロラクトン変性体;該(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物のポリオキシアルキレングリコール変性体;N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド;アリルアルコール、さらに、分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等を挙げることができる。これらは、それぞれ単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 なかでも、形成される塗膜の鮮映性、光輝性、フリップフロップ性等の向上及びメタリックムラ抑制の観点から、上記水酸基含有重合性不飽和モノマーが、エステル結合を有する水酸基含有重合性不飽和モノマーであることが好ましい。該エステル結合を有する水酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物;該(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物のε-カプロラクトン変性体;該(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物のポリオキシアルキレングリコール変性体等を挙げることができる。なかでも、(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物が好ましく、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートがさらに好ましい。
 上記水酸基含有重合性不飽和モノマーと共重合可能な他の重合性不飽和モノマーとしては、例えば、前記ABAトリブロックポリマーの説明において、(a)成分及び(c)~(e)成分として例示した重合性不飽和モノマー等を使用することができる。これらの重合性不飽和モノマーはそれぞれ単独でもしくは2種以上で組み合わせて使用することができる。
 また、上記水酸基含有アクリル樹脂(A1)は、アミド基を有することが好ましい。前記のアミド基を有する水酸基含有アクリル樹脂は、例えば、上記水酸基含有重合性不飽和モノマーと共重合可能な他の重合性不飽和モノマーの1種として、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有重合性不飽和モノマーを用いることにより、製造することができる。
 上記水酸基含有アクリル樹脂(A1)を製造する際の前記水酸基含有重合性不飽和モノマーの使用割合は、モノマー成分の合計量を基準として、1~50質量%程度が好ましく、2~40質量%程度がより好ましく、3~30質量%程度がさらに好ましい。
 上記水酸基含有アクリル樹脂(A1)は、塗料の貯蔵安定性、得られる塗膜の耐水性等の観点から、酸価が、0.1~200mgKOH/g程度であることが好ましく、2~150mgKOH/g程度であることがより好ましく、5~100mgKOH/g程度であることがさらに好ましい。
 また、上記水酸基含有アクリル樹脂(A1)は、得られる塗膜の耐水性等の観点から、水酸基価が、0.1~200mgKOH/g程度であることが好ましく、2~150mgKOH/g程度であることがより好ましく、5~100mgKOH/g程度であることがさらに好ましい。
 本発明の好ましい1つの実施形態において、水酸基含有アクリル樹脂(A1)としては、(i-1)疎水性重合性不飽和モノマー5~70質量%、(i-2)水酸基含有重合性不飽和モノマー0.1~25質量%、(i-3)カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー0.1~20質量%及び(i-4)上記重合性不飽和モノマー(i-1)~(i-3)以外の重合性不飽和モノマー0~94.8質量%からなるモノマー成分(i)を共重合することにより得られる酸価1~100mgKOH/g、水酸基価1~100mgKOH/gの水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)を挙げることができる。水酸基含有アクリル樹脂(A1)として、上記水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)を使用する場合、平滑性、鮮映性及び耐水性に優れた塗膜を形成することができ、さらに光輝性顔料を含有する場合に、フリップフロップ性が高く、メタリックムラが抑制された光輝性に優れた塗膜を形成することができる。
 疎水性重合性不飽和モノマー(i-1)
 疎水性重合性不飽和モノマー(i-1)は、炭素数が4以上、好ましくは6~18の、直鎖状、分岐状又は環状の飽和又は不飽和の炭化水素基を有する重合性不飽和モノマーであり、水酸基含有重合性不飽和モノマー等の親水性基を有するモノマーは除外される。該モノマーとしては、例えば、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート等のアルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート等のイソボルニル基を有する重合性不飽和化合物;アダマンチル(メタ)アクリレート等のアダマンチル基を有する重合性不飽和化合物;ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香環含有重合性不飽和モノマーを挙げることができる。これらのモノマーは、単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 なかでも、得られる塗膜の平滑性、鮮映性、光輝性及び耐水感を向上させる観点から、上記疎水性重合性不飽和モノマー(i-1)が、n-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート及びスチレンからなる群より選ばれる少なくとも1種の重合性不飽和モノマーであることが好ましい。
 水酸基含有重合性不飽和モノマー(i-2)
 水酸基含有重合性不飽和モノマー(i-2)は、得られる水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)の水性媒体中における安定性を向上せしめることができる。また、後記の硬化剤(B)として水酸基との反応性を有する化合物を使用する場合に、該水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)と硬化剤(B)が架橋した、耐水性に優れた塗膜を形成することができる。水酸基含有重合性不飽和モノマー(i-2)としては、前述のものを使用することができる。
 カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(i-3)
 カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(i-3)は、得られる水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)の水性媒体中における安定性を向上せしめることができる。また、後記の硬化剤(B)としてカルボキシル基との反応性を有する化合物を使用する場合に、該水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)と硬化剤(B)が架橋した、耐水性に優れた塗膜を形成することができる。
 カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(i-3)としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β-カルボキシエチルアクリレート等が挙げられる。これらのモノマーは、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 なかでも、得られる水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)の水性媒体中における安定性の観点から、上記カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(i-3)が、アクリル酸及び/又はメタクリル酸であることが好ましい。
 重合性不飽和モノマー(i-1)~(i-3)以外の重合性不飽和モノマー(i-4)
 モノマー成分(i)は、前記疎水性重合性不飽和モノマー(i-1)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(i-2)及びカルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(i-3)に加え、さらに必要に応じて、該重合性不飽和モノマー(i-1)~(i-3)以外の重合性不飽和モノマー(i-4)を含有することができる。
 上記重合性不飽和モノマー(i-4)は、水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)に望まれる特性に応じて適宜選択して使用することができる。該重合性不飽和モノマー(i-4)の具体例を以下に列挙する。これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 上記重合性不飽和モノマー(i-4)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート等の炭素数3以下のアルキル(メタ)アクリレート;(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレンビス(メタ)アクリルアミド、2-(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロライド、グリシジル(メタ)アクリレートとアミン化合物との付加物等の含窒素重合性不飽和モノマー;アリル(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等の重合性不飽和基を1分子中に少なくとも2個有する重合性不飽和モノマー;グリシジル(メタ)アクリレート、β-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有重合性不飽和モノマー;分子末端がアルコキシ基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート;2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、2-スルホエチル(メタ)アクリレート、アリルスルホン酸、4-スチレンスルホン酸等、これらスルホン酸のナトリウム塩及びアンモニウム塩等のスルホン酸基を有する重合性不飽和モノマー等が挙げられる。これらのモノマーは、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 モノマー成分(i)において、前記疎水性重合性不飽和モノマー(i-1)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(i-2)、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(i-3)及び重合性不飽和モノマー(i-1)~(i-3)以外の重合性不飽和モノマー(i-4)の含有割合は、形成される塗膜の平滑性、鮮映性、光輝性及び耐水性の観点から、モノマー成分(i)の合計質量を基準にして、下記の範囲内であることが好ましい。
 疎水性重合性不飽和モノマー(i-1):5~70質量%、好ましくは10~65質量%、さらに好ましくは15~60質量%、
 水酸基含有重合性不飽和モノマー(i-2):0.1~25質量%、好ましくは0.5~15質量%、さらに好ましくは1~10質量%、
 カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(i-3):0.1~20質量%、好ましくは0.5~15質量%、さらに好ましくは1~10質量%、
重合性不飽和モノマー(i-1)~(i-3)以外の重合性不飽和モノマー(i-4):0~94.8質量%、好ましくは10~89質量%、さらに好ましくは20~83質量%。
 水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)は、例えば、前記疎水性重合性不飽和モノマー(i-1)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(i-2)、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(i-3)及び重合性不飽和モノマー(i-1)~(i-3)以外の重合性不飽和モノマー(i-4)からなるモノマー成分(i)を、それ自体既知の方法により、共重合せしめることによって製造することができる。具体的には、例えば、乳化重合法;有機溶剤中で溶液重合を行った後、得られた共重合体を、界面活性剤を用いて水中に分散させる方法等を用いることができる。なかでも、得られる水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)の水性媒体中における安定性向上の観点から、乳化重合法が好ましい。上記乳化重合法は、通常、水に不溶又は難溶性の重合性不飽和モノマーを、界面活性剤を使って水に分散させた状態で重合させる方法である。
 上記(i-1)~(i-3)及び必要に応じて(i-4)を原料として調製される水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)は、酸価が1~100mgKOH/gの範囲内であり、水酸基価が1~100mgKOH/gの範囲内であることが好ましい。なかでも、塗料の貯蔵安定性、得られる塗膜の平滑性、鮮映性、光輝性及び耐水性の観点から、酸価が、2~50mgKOH/gであることがより好ましく、5~30mgKOH/gであることがさらに好ましい。また、得られる塗膜の平滑性、鮮映性、光輝性及び耐水性の観点から、水酸基価が、2~80mgKOH/gであることがより好ましく、5~60mgKOH/gであることがさらに好ましい。
 コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂
 また、水酸基含有アクリル樹脂(A1)としては、形成される塗膜の鮮映性及び光輝性が向上する観点から、水分散性水酸基含有アクリル樹脂を単独使用するか、又は水分散性水酸基含有アクリル樹脂と水溶性アクリル樹脂とを併用することが好ましい。なかでも、上記水分散性水酸基含有アクリル樹脂が、コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂であることが好適である。
 上記コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂としては、形成される塗膜の鮮映性及び光輝性が向上する観点から、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー0.1~30質量%程度及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー70~99.9質量%程度を共重合成分とする共重合体(I)であるコア部と、水酸基含有重合性不飽和モノマー1~40重量%程度、疎水性重合性不飽和モノマー5~50質量%程度及びその他の重合性不飽和モノマー10~94質量%程度を共重合成分とする共重合体(II)であるシェル部とからなるコア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)を好適に使用することができる。また、共重合体(I)/共重合体(II)の割合は、形成される塗膜の鮮映性及び光輝性を向上させる観点から、固形分質量比で5/95~95/5程度が好ましく、10/90~90/10程度がより好ましく、50/50~85/15程度がより好ましく、65/35~80/20程度がさらに好ましい。
 コア部共重合体(I)用モノマーとして用いる重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタンジ(メタ)アクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタントリ(メタ)アクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルプロパントリ(メタ)アクリレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルテレフタレート、ジビニルベンゼン等が挙げられる。これらのモノマーは、単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 上記重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマーは、コア部共重合体(I)に架橋構造を付与する機能を有する。重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマーの使用割合は、コア部共重合体(I)の架橋の程度に応じて適宜決定し得るが、通常、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマーの合計量を基準として、0.1~30質量%程度であるのが好ましく、0.5~10質量%程度であるのがより好ましく、1~7質量%程度であるのが更に好ましい。
 また、上記重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマーとしては、得られる塗膜のメタリックムラ抑制の観点から、例えば、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレンビス(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有モノマーを使用することが好ましい。このアミド基含有モノマーを使用する場合の使用量としては、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマーの合計量を基準として、0.1~25質量%程度であるのが好ましく、0.5~8質量%程度であるのがより好ましく、1~4質量%程度であるのが更に好ましい。
 コア部共重合体(I)用モノマーとして用いる重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマーは、上記重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマーと共重合可能な重合性不飽和モノマーである。
 重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマーの具体例としては、例えば、前記ABAトリブロックポリマーの説明において、(a)~(e)成分として例示した重合性不飽和モノマー等が挙げられる。これらのモノマーは、コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)に要求される性能に応じて、単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 シェル部共重合体(II)用モノマーとして用いられる水酸基含有重合性不飽和モノマーは、得られる水分散性アクリル樹脂に、硬化剤(B)と架橋反応する水酸基を導入せしめることによって塗膜の耐水性等を向上させると共に、該水分散性アクリル樹脂の水性媒体中における安定性を向上せしめる機能を有する。水酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物;該(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物のε-カプロラクトン変性体;N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、アリルアルコ-ル、分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらのモノマーは、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。水酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等を用いるのが好ましい。
 上記水酸基含有重合性不飽和モノマーの使用割合は、コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)の水性媒体中における安定性及び得られる塗膜の耐水性に優れる観点から、シェル部共重合体(II)を構成するモノマー合計質量を基準として、1~40質量%程度であるのが好ましく、4~25質量%程度であるのがより好ましく、7~19質量%程度であるのが更に好ましい。
 シェル部共重合体(II)用モノマーとして用いられる疎水性重合性不飽和モノマーは、炭素数が6以上、好ましくは6~18の直鎖状、分岐状又は環状の飽和又は不飽和の炭化水素基を有する重合性不飽和モノマーであり、水酸基含有重合性不飽和モノマー等の親水性基を有するモノマーは除外される。該モノマーとしては、例えば、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート等のアルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート等のイソボルニル基を有する重合性不飽和化合物;アダマンチル(メタ)アクリレート等のアダマンチル基を有する重合性不飽和化合物;ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香環含有重合性不飽和モノマーを挙げることができる。これらのモノマーは、単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 また、得られる塗膜の鮮映性を向上させる観点から、上記疎水性重合性不飽和モノマーとして、炭素数6~18のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー及び/又は芳香環含有重合性不飽和モノマーを用いるのが好ましい。特に、スチレンを用いるのがより好ましい。
 上記疎水性重合性不飽和モノマーの使用割合は、コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)の水性媒体中における安定性及び得られる塗膜の耐水性に優れる観点から、シェル部共重合体(II)を構成するモノマー合計質量を基準として、5~50質量%程度であるのが好ましく、7~40質量%程度であるのがより好ましく、9~30質量%程度であるのが更に好ましい。
 シェル部共重合体(II)用モノマーとして用いるその他の重合性不飽和モノマーは、水酸基含有重合性不飽和モノマー及び疎水性重合性不飽和モノマー以外の重合性不飽和モノマーである。当該モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート等のアルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート;カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー等を挙げることができる。これらのモノマーは、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 上記カルボキシル基含有重合性不飽和モノマーの具体例は、前記コア部共重合体(I)用モノマーとして例示したものと同じである。カルボキシル基含有重合性不飽和モノマーとしては、特に、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を用いることが好ましい。その他の重合性不飽和モノマーとして、上記カルボキシル基含有重合性不飽和モノマーを含むことにより、得られるコア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)の水性媒体中における安定性を確保できる。
 上記カルボキシル基含有重合性不飽和モノマーを使用する場合の使用割合は、コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)の水性媒体中における安定性及び得られる塗膜の耐水性に優れる観点から、シェル部共重合体(II)を構成するモノマー合計質量を基準として、1~30質量%程度であるのが好ましく、5~25質量%程度であるのがより好ましく、7~19質量%程度であるのが更に好ましい。
 また、シェル部共重合体(II)用モノマーとして用いるその他の重合性不飽和モノマーとしては、得られる塗膜の光輝性向上の観点から、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマーを使用せず、該共重合体(II)を未架橋型とすることが好ましい。
 コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)における共重合体(I)/共重合体(II)の割合は、塗膜の外観向上の観点から、固形分質量比で5/95~95/5程度であるのが好ましく、10/90~90/10程度であるのがより好ましく、50/50~85/15程度であるのがより好ましく、65/35~80/20程度であるのが更に好ましい。
 コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)は、得られる塗膜の耐水性等に優れる観点から、水酸基価が1~70mgKOH/g程度であるのが好ましく、2~50mgKOH/g程度であるのがより好ましく、5~30mgKOH/g程度であるのが更に好ましい。
 また、コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)は、塗料組成物の貯蔵安定性及び得られる塗膜の耐水性等に優れる観点から、酸価が5~90mgKOH/g程度であるのが好ましく、8~50mgKOH/g程度であるのがより好ましく、10~35mgKOH/g程度であるのが更に好ましい。
 コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)は、例えば、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー0.1~30質量%程度、及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー70~99.9質量%程度からなるモノマー混合物を乳化重合してコア部共重合体(I)のエマルションを得た後、このエマルション中に、水酸基含有重合性不飽和モノマー1~40質量%程度、疎水性重合性不飽和モノマー5~50質量%程度、及びその他の重合性不飽和モノマー10~94質量%程度からなるモノマー混合物を添加し、さらに乳化重合させてシェル部共重合体(II)を調製することによって得ることができる。
 コア部共重合体(I)のエマルションを調製する乳化重合は、従来公知の方法により行うことができる。例えば、界面活性剤の存在下で、重合開始剤を使用してモノマー混合物を乳化重合することにより、行うことができる。
 上記界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤が好適である。該アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルリン酸等のナトリウム塩やアンモニウム塩が挙げられる。また、ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート等が挙げられる。
 また、1分子中にアニオン性基とポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基等のポリオキシアルキレン基とを有するポリオキシアルキレン基含有アニオン性界面活性剤;1分子中にアニオン性基とラジカル重合性不飽和基とを有する反応性アニオン性界面活性剤を使用することもできる。これらのうち、反応性アニオン性界面活性剤を使用することが好ましい。
 上記反応性アニオン性界面活性剤としては、アリル基、メタリル基、(メタ)アクリロイル基、プロペニル基、ブテニル基等のラジカル重合性不飽和基を有するスルホン酸化合物のナトリウム塩、該スルホン酸化合物のアンモニウム塩等を挙げることができる。これらのうち、ラジカル重合性不飽和基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩が、得られる塗膜の耐水性に優れるため、好ましい。該スルホン酸化合物のアンモニウム塩の市販品としては、例えば、「ラテムルS-180A」(商品名、花王社製)等を挙げることができる。
 また、上記ラジカル重合性不飽和基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩の中でも、ラジカル重合性不飽和基とポリオキシアルキレン基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩がより好ましい。上記ラジカル重合性不飽和基とポリオキシアルキレン基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩の市販品としては、例えば、「アクアロンKH-10」(商品名、第一工業製薬社製)、「ラテムルPD-104」(商品名、花王社製)、「アデカリアソープSR-1025」(商品名、ADEKA社製)等を挙げることができる。
 上記界面活性剤の使用量は、使用される全モノマーの合計量を基準にして、0.1~15質量%程度が好ましく、0.5~10質量%程度がより好ましく、1~5質量%程度が更に好ましい。
 前記重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、tert-ブチルパーオキサイド、ジ-tert-アミルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシラウレート、tert-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、tert-ブチルパーオキシアセテート、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、アゾビス(2-メチルプロピオンニトリル)、アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、4、4’-アゾビス(4-シアノブタン酸)、ジメチルアゾビス(2-メチルプロピオネート)、アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)-プロピオンアミド]、アゾビス{2-メチル-N-[2-(1-ヒドロキシブチル)]-プロピオンアミド}等のアゾ化合物;過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩等が挙げられる。これらの重合開始剤は、一種単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。また、上記重合開始剤に、必要に応じて、糖、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、鉄錯体等の還元剤を併用して、レドックス開始剤としてもよい。
 上記重合開始剤の使用量は、一般に、使用される全モノマーの合計質量を基準にして、0.1~5質量%程度が好ましく、0.2~3質量%程度がより好ましい。該重合開始剤の添加方法は、特に制限されるものではなく、その種類及び量等に応じて適宜選択することができる。例えば、予めモノマー混合物又は水性媒体に含ませてもよく、或いは重合時に一括して添加してもよく又は滴下してもよい。
 コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)は、上記で得られるコア部共重合体(I)のエマルションに、水酸基含有重合性不飽和モノマー、疎水性重合性不飽和モノマー及びその他の重合性不飽和モノマーからなるモノマー混合物を添加し、さらに重合させてシェル部共重合体(II)を形成することによって、得ることができる。
 上記シェル部共重合体(II)を形成するモノマー混合物は、必要に応じて、前記重合開始剤、連鎖移動剤、還元剤、界面活性剤等の成分を適宜含有することができる。また、当該モノマー混合物は、そのまま滴下することもできるが、該モノマー混合物を水性媒体に分散して得られるモノマー乳化物として滴下することが望ましい。この場合におけるモノマー乳化物の粒子径は特に制限されるものではない。
 シェル部共重合体(II)を形成するモノマー混合物の重合方法としては、例えば、該モノマー混合物又はその乳化物を、一括で又は徐々に滴下して、上記コア部共重合体(I)のエマルションに、添加し、攪拌しながら適当な温度に加熱する方法が挙げられる。
 かくして得られるコア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)は、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマーからなるモノマー混合物の共重合体(I)をコア部とし、水酸基含有重合性不飽和モノマー、疎水性重合性不飽和モノマー及びその他の重合性不飽和モノマーからなるモノマー混合物の共重合体(II)をシェル部とする複層構造を有する。
 かくして得られるコア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)は、一般に10~1,000nm程度、特に20~500nm程度の範囲内の平均粒子径を有することができる。
 本明細書において、コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)の平均粒子径は、サブミクロン粒度分布測定装置を用いて、常法により脱イオン水で希釈してから20℃で測定した値である。サブミクロン粒度分布測定装置としては、例えば、「COULTER N4型」(商品名、ベックマン・コールター社製)を用いることができる。
 コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)の粒子の機械的安定性を向上させるために、該水分散性アクリル樹脂が有するカルボキシル基等の酸基を中和剤により中和することが望ましい。該中和剤としては、酸基を中和できるものであれば特に制限はなく、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリメチルアミン、2-(ジメチルアミノ)エタノール、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、トリエチルアミン、アンモニア水等が挙げられる。これらの中和剤は、中和後の該水分散性アクリル樹脂の水分散液のpHが6.5~9.0程度となるような量で用いることが望ましい。
 また、前記水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)についても、得られる水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)の水性媒体中における安定性を向上させる観点から、コア・シェル型構造を有し、コア部が架橋していることが好ましい。
 なかでも、形成される塗膜の平滑性、鮮映性、光輝性及び耐水性を向上させる観点から、上記水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)が、コア・シェル型構造を有し、コア部が、コア部を構成するモノマー成分の合計質量を基準として、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー0.1~30質量%及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー70~99.9質量%をモノマー成分とする共重合体(I)であり、かつコア部とシェル部とを構成するモノマー成分の合計量における各モノマーの含有割合が、コア部とシェル部とを構成するモノマー成分の合計質量を基準として、疎水性重合性不飽和モノマー(i-1)5~70質量%、水酸基含有重合性不飽和モノマー(i-2)0.1~25質量%、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(i-3)0.1~20質量%、上記重合性不飽和モノマー(i-1)~(i-3)以外の重合性不飽和モノマー(i-4)0~94.8質量%のコア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’-1)であることが好ましい。
 上記コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’-1)において、コア部共重合体(I)用モノマーとして用いられる重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、前述のものを用いることができる。これらのモノマーは、単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 該重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマーの使用割合についても前述したのと同様の範囲で設定することができる。
 前記コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’-1)において、コア部共重合体(I)用モノマーとして用いられる重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマーは、上記重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマーと共重合可能な重合性不飽和モノマーである。
 重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマーの具体例としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、「イソステアリルアクリレート」(商品名、大阪有機化学工業社製)、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート等のアルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート等のイソボルニル基を有する重合性不飽和モノマー;アダマンチル(メタ)アクリレート等のアダマンチル基を有する重合性不飽和モノマー;トリシクロデセニル(メタ)アクリレート等のトリシクロデセニル基を有する重合性不飽和モノマー;ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香環含有重合性不飽和モノマー;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等のアルコキシシリル基を有する重合性不飽和モノマー;パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;フルオロオレフィン等のフッ素化アルキル基を有する重合性不飽和モノマー;マレイミド基等の光重合性官能基を有する重合性不飽和モノマー;N-ビニルピロリドン、エチレン、ブタジエン、クロロプレン、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル等のビニル化合物;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2~8の2価アルコールとのモノエステル化物、該モノエステル化物のε-カプロラクトン変性体、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、アリルアルコ-ル、分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等の水酸基含有重合性不飽和モノマー;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β-カルボキシエチルアクリレート等のカルボキシル基含有重合性不飽和モノマー;(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレートとアミン化合物との付加物等の含窒素重合性不飽和モノマー;グリシジル(メタ)アクリレート、β-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有重合性不飽和モノマー;分子末端がアルコキシ基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらのモノマーは、コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’-1)に要求される性能に応じて、単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 また、上記重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマーとしては、少なくともその一部として、炭素数1又は2のアルキル基を有する重合性不飽和モノマーを使用することが好ましい。
 炭素数1又は2のアルキル基を有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレートを挙げることができる。これらのモノマーはそれぞれ単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマーが上記炭素数1又は2のアルキル基を有する重合性不飽和モノマーを含有する場合、該炭素数1又は2のアルキル基を有する重合性不飽和モノマーの使用割合は、得られる塗膜の平滑性、鮮映性及び光輝性の観点から、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマーの合計量を基準として、20~99.9質量%、好ましくは30~99.5質量%、さらに好ましくは40~99質量%の範囲内であることが好適である。
 また、上記コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’-1)は、一般に10~1,000nm程度、特に20~500nm程度の範囲内の平均粒子径を有することができる。
 本明細書において、コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’-1)の平均粒子径は、動的光散乱法粒子径分布測定装置を用いて、常法により脱イオン水で希釈してから、20℃で測定した値である。該動的光散乱法粒子径分布測定装置としては、例えば、「サブミクロン粒子アナライザー N5」(商品名、ベックマン・コールター社製)を用いることができる。
 コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’-1)の粒子の機械的安定性を向上させるために、該水分散性アクリル樹脂が有するカルボキシル基等の酸基を中和剤により中和することが望ましい。該中和剤としては、酸基を中和できるものであれば特に制限はなく、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリメチルアミン、2-(ジメチルアミノ)エタノール、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、トリエチルアミン、アンモニア水等が挙げられる。これらの中和剤は、中和後の該水分散性アクリル樹脂の水分散液のpHが6.5~9.0程度となるような量で用いることが望ましい。
 また、上記コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’-1)は、形成される塗膜の平滑性、鮮映性、光輝性及び耐水性を向上させる観点から、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー0.1~30質量%及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー70~99.9質量%をモノマー成分とする共重合体(I)であるコア部と、疎水性重合性不飽和モノマー(i-1)5~80質量%、水酸基含有重合性不飽和モノマー(i-2)0.1~50質量%、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(i-3)0.1~50質量%及び上記重合性不飽和モノマー(i-1)~(i-3)以外の重合性不飽和モノマー(i-4)0~94.8質量%をモノマー成分とする共重合体(II)であるシェル部とからなり、かつ該共重合体(I)と共重合体(II)との固形分質量比が、共重合体(I)/共重合体(II)=5/95~95/5範囲内のコア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’-2)であることが好ましい。なかでも、共重合体(I)/共重合体(II)の割合は、形成される塗膜の平滑性、鮮映性、光輝性及び耐水性を向上させる観点から、固形分質量比で50/50~85/15程度が好ましく、65/35~80/20程度がさらに好ましい。
 上記コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’-2)において、コア部における重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマーの使用割合は、コア部共重合体(I)の架橋の程度に応じて適宜決定し得るが、通常、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマーの合計量を基準として、0.1~30質量%であるのが好ましく、0.5~10質量%であるのがより好ましく、1~7質量%であるのが更に好ましい。
 上記コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’-2)において、シェル部における疎水性重合性不飽和モノマー(i-1)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(i-2)、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(i-3)及び上記重合性不飽和モノマー(i-1)~(i-3)以外の重合性不飽和モノマー(i-4)の含有割合は、水性媒体中における安定性ならびに得られる塗膜の平滑性、鮮映性、光輝性及び耐水性に優れる観点から、シェル部を構成するモノマー成分の合計質量を基準として、下記の範囲内であることが好適である。
 疎水性重合性不飽和モノマー(i-1):5~80質量%、好ましくは7~70質量%、さらに好ましくは8~65質量%、
 水酸基含有重合性不飽和モノマー(i-2):0.1~50質量%、好ましくは4~25質量%、さらに好ましくは7~19質量%、
 カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(i-3):0.1~50質量%、好ましくは5~25質量%、さらに好ましくは7~19質量%、
 重合性不飽和モノマー(i-1)~(i-3)以外の重合性不飽和モノマー(i-4):0~94.8質量%、好ましくは10~84質量%、さらに好ましくは15~78質量%。
 また、シェル部共重合体(II)用モノマーとして用いるその他の重合性不飽和モノマーとしては、得られる塗膜の平滑性、鮮映性及び光輝性向上の観点から、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマーを使用せず、該共重合体(II)を未架橋型とすることが好ましい。
 コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’-2)は、例えば、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー0.1~30質量%、及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマー70~99.9質量%からなるモノマー混合物を乳化重合してコア部共重合体(I)のエマルションを得た後、このエマルション中に、疎水性重合性不飽和モノマー(i-1)5~80質量%、水酸基含有重合性不飽和モノマー(i-2)0.1~50質量%、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(i-3)0.1~50質量%及び上記重合性不飽和モノマー(i-1)~(i-3)以外の重合性不飽和モノマー(i-4)0~94.8質量%からなるモノマー混合物を添加し、さらに乳化重合させてシェル部共重合体(II)を調製することによって得ることができる。
 コア部共重合体(I)のエマルションを調製する乳化重合は、従来公知の方法により行うことができる。例えば、界面活性剤の存在下で、重合開始剤を使用してモノマー混合物を乳化重合することにより、行うことができる。
 上記界面活性剤及び重合開始剤は、前述のものを用いることができ、その使用量も前述の範囲にて設定することができる。
 コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’-2)は、上記で得られるコア部共重合体(I)のエマルションに、疎水性重合性不飽和モノマー(i-1)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(i-2)、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(i-3)及び上記重合性不飽和モノマー(i-1)~(i-3)以外の重合性不飽和モノマー(i-4)からなるモノマー混合物を添加し、さらに重合させてシェル部共重合体(II)を形成することによって、得ることができる。
 上記シェル部共重合体(II)を形成するモノマー混合物は、必要に応じて、前記重合開始剤、連鎖移動剤、還元剤、界面活性剤等の成分を適宜含有することができる。また、当該モノマー混合物は、そのまま滴下することもできるが、該モノマー混合物を水性媒体に分散して得られるモノマー乳化物として滴下することが望ましい。この場合におけるモノマー乳化物の粒子径は特に制限されるものではない。
 シェル部共重合体(II)を形成するモノマー混合物の重合方法としては、例えば、該モノマー混合物又はその乳化物を、一括で又は徐々に滴下して、上記コア部共重合体(I)のエマルションに、添加し、攪拌しながら適当な温度に加熱する方法が挙げられる。
 かくして得られるコア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’-2)は、重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー及び重合性不飽和基を1分子中に1個有する重合性不飽和モノマーからなるモノマー混合物の共重合体(I)をコア部とし、疎水性重合性不飽和モノマー(i-1)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(i-2)、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(i-3)及び上記重合性不飽和モノマー(i-1)~(i-3)以外の重合性不飽和モノマー(i-4)からなるモノマー混合物の共重合体(II)をシェル部とする複層構造を有する。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)
 本発明の水性塗料組成物において、被膜形成性樹脂(A)として、水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)を使用することによって、得られる塗膜の平滑性、鮮映性、耐水性等の塗膜性能を向上させることができる。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)は、通常、酸成分とアルコール成分とのエステル化反応又はエステル交換反応によって製造することができる。
 上記酸成分としては、ポリエステル樹脂の製造に際して、酸成分として通常使用される化合物を使用することができる。かかる酸成分としては、例えば、脂肪族多塩基酸、脂環族多塩基酸、芳香族多塩基酸等を挙げることができる。
 上記脂肪族多塩基酸は、一般に、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する脂肪族化合物、該脂肪族化合物の酸無水物及び該脂肪族化合物のエステル化物である。脂肪族多塩基酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、オクタデカン二酸、クエン酸、ブタンテトラカルボン酸等の脂肪族多価カルボン酸;該脂肪族多価カルボン酸の無水物;該脂肪族多価カルボン酸の炭素数1~4程度の低級アルキルのエステル化物等が挙げられる。上記脂肪族多塩基酸は、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 上記脂肪族多塩基酸としては、得られる塗膜の平滑性、鮮映性等の観点から、アジピン酸及び/又はアジピン酸無水物を用いることが特に好ましい。
 前記脂環族多塩基酸は、一般に、1分子中に1個以上の脂環式構造と2個以上のカルボキシル基を有する化合物、該化合物の酸無水物及び該化合物のエステル化物である。脂環式構造は、主として4~6員環構造である。脂環族多塩基酸としては、例えば、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸、3-メチル-1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、4-メチル-1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、1,3,5-シクロヘキサントリカルボン酸等の脂環族多価カルボン酸;該脂環族多価カルボン酸の無水物;該脂環族多価カルボン酸の炭素数1~4程度の低級アルキルのエステル化物等が挙げられる。上記脂環族多塩基酸は、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 上記脂環族多塩基酸としては、得られる塗膜の平滑性、鮮映性等の観点から、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物を用いることが好ましく、なかでも、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸及び/又は1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物を用いることがより好ましい。
 前記芳香族多塩基酸は、一般に、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物、該芳香族化合物の酸無水物及び該芳香族化合物のエステル化物であって、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸;該芳香族多価カルボン酸の無水物;該芳香族多価カルボン酸の炭素数1~4程度の低級アルキルのエステル化物等が挙げられる。上記芳香族多塩基酸は、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 上記芳香族多塩基酸としては、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸を使用することが好ましい。
 また、上記脂肪族多塩基酸、脂環族多塩基酸及び芳香族多塩基酸以外の酸成分を使用することもできる。かかる酸成分としては、特に限定されず、例えば、ヤシ油脂肪酸、綿実油脂肪酸、麻実油脂肪酸、米ぬか油脂肪酸、魚油脂肪酸、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、桐油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸等の脂肪酸;ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、安息香酸、p-tert-ブチル安息香酸、シクロヘキサン酸、10-フェニルオクタデカン酸等のモノカルボン酸;乳酸、3-ヒドロキシブタン酸、3-ヒドロキシ-4-エトキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸等が挙げられる。これらの酸成分は、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 前記アルコール成分としては、1分子中に2個以上の水酸基を有する多価アルコールを好適に使用することができる。該多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,2-ブタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、2,3-ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、3-メチル-4,3-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、1,4-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、ジメチロールプロピオン酸等の2価アルコール;これらの2価アルコールにε-カプロラクトン等のラクトン化合物を付加したポリラクトンジオール;ビス(ヒドロキシエチル)テレフタレート等のエステルジオール化合物;ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等のポリエーテルジオール化合物;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、ジグリセリン、トリグリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌル酸、ソルビトール、マンニット等の3価以上のアルコール;これらの3価以上のアルコールにε-カプロラクトン等のラクトン化合物を付加させたポリラクトンポリオール化合物;グリセリンの脂肪酸エステル化物等が挙げられる。
 また、上記多価アルコール以外のアルコール成分を使用することもできる。かかるアルコール成分としては、特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、ステアリルアルコール、2-フェノキシエタノール等のモノアルコール;プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、「カージュラE10」(商品名、HEXION Specialty Chemicals社製、合成高分岐飽和脂肪酸のグリシジルエステル)等のモノエポキシ化合物と酸を反応させて得られたアルコール化合物等が挙げられる。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)の製造方法は、特に限定されるものではなく、通常の方法に従って行なうことができる。例えば、前記酸成分とアルコール成分とを、窒素気流中、150~250℃程度で、5~10時間程度加熱し、該酸成分とアルコール成分のエステル化反応又はエステル交換反応を行なう方法により、水酸基含有ポリエステル樹脂を製造することができる。
 上記酸成分及びアルコール成分をエステル化反応又はエステル交換反応せしめる際には、反応容器中に、これらを一度に添加してもよいし、一方又は両者を、数回に分けて添加してもよい。また、まず、水酸基含有ポリエステル樹脂を合成した後、得られた水酸基含有ポリエステル樹脂に酸無水物を反応させてハーフエステル化させてカルボキシル基及び水酸基含有ポリエステル樹脂としてもよい。また、まず、カルボキシル基含有ポリエステル樹脂を合成した後、上記アルコール成分を付加させて水酸基含有ポリエステル樹脂としてもよい。
 前記エステル化又はエステル交換反応の際には、反応を促進させるための触媒として、ジブチル錫オキサイド、三酸化アンチモン、酢酸亜鉛、酢酸マンガン、酢酸コバルト、酢酸カルシウム、酢酸鉛、テトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート等の、それ自体既知の触媒を使用することができる。
 また、前記水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)は、該樹脂の調製中又は調製後に、脂肪酸、モノエポキシ化合物、ポリイソシアネート化合物等で変性することができる。
 上記脂肪酸としては、例えば、ヤシ油脂肪酸、綿実油脂肪酸、麻実油脂肪酸、米ぬか油脂肪酸、魚油脂肪酸、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、桐油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸等が挙げられ、上記モノエポキシ化合物としては、例えば、「カージュラE10」(商品名、HEXION Specialty Chemicals社製、合成高分岐飽和脂肪酸のグリシジルエステル)を好適に用いることができる。
 また、上記ポリイソシアネート化合物としては、例えば、リジンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物;水素添加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、メチルシクロヘキサン-2,4-ジイソシアネート、メチルシクロヘキサン-2,6-ジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、1,3-(イソシアナトメチル)シクロヘキサン等の脂環族ジイソシアネート化合物;トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物;リジントリイソシアネート等の3価以上のポリイソシアネート等の有機ポリイソシアネートそれ自体;これらの各有機ポリイソシアネートと多価アルコール、低分子量ポリエステル樹脂、水等との付加物;これらの各有機ポリイソシアネート同士の環化重合体(例えば、イソシアヌレート)、ビウレット型付加物等が挙げられる。これらのポリイソシアネート化合物は、単独でもしくは2種以上混合して使用することができる。
 また、水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)としては、得られる塗膜の平滑性、鮮映性及び耐水性に優れる観点から、原料の酸成分中の脂環族多塩基酸の含有量が、該酸成分の合計量を基準として20~100モル%程度であるものが好ましく、25~95モル%程度であるものがより好ましく、30~90モル%程度であるものが更に好ましい。特に、上記脂環族多塩基酸が、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸及び/又は1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物であることが、得られる塗膜の平滑性、鮮映性等に優れる観点から、好ましい。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)は、水酸基価が1~200mgKOH/g程度であるのが好ましく、2~180mgKOH/g程度であるのがより好ましく、5~170mgKOH/g程度であるのが更に好ましい。また、水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)が、更にカルボキシル基を有する場合は、その酸価が5~150mgKOH/g程度であるのが好ましく、10~100mgKOH/g程度であるのがより好ましく、15~80mgKOH/g程度であるのが更に好ましい。また、水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)の数平均分子量は、500~50,000程度であるのが好ましく、1,000~30,000程度であるのがより好ましく、1,200~10,000程度であるのが更に好ましい。
 上記水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)の中和は塩基性化合物を用いて行なうことができる。該塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物;アンモニア;エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ベンジルアミン、モノエタノールアミン、2,2-ジメチル-3-アミノ-1-プロパノール、2-アミノプロパノール、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、3-アミノプロパノール等の第1級モノアミン;ジエチルアミン、ジエタノールアミン、ジ-n-プロパノールアミン、ジ-イソプロパノールアミン、N-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン等の第2級モノアミン;ジメチルエタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、メチルジエタノールアミン、2-(ジメチルアミノ)エタノール等の第3級モノアミン;ジエチレントリアミン、ヒドロキシエチルアミノエチルアミン、エチルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピルアミン等のポリアミン等が挙げられ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。該塩基性化合物は水溶性であることが好ましい。
 本発明の水性塗料組成物において、上記水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)の配合量は、本塗料中の樹脂固形分100質量部を基準として、通常2~70質量部、好ましくは10~50質量部、さらに好ましくは15~40質量部の範囲内とすることができる。
 前記ポリウレタン樹脂としては、例えば、脂肪族及び/又は脂環式ジイソシアネート、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール及びポリカーボネートジオールから選ばれる少なくとも1種のジオール、低分子量ポリヒドロキシ化合物及びジメチロールアルカン酸を反応させてウレタンプレポリマーを作製し、これを第3級アミンで中和し、水中に乳化分散させた後、必要に応じてポリアミン等の鎖伸長剤、架橋剤及び/又は停止剤を含む水性媒体と混合して、イソシアネート基が実質的に無くなるまで反応させてなるものを挙げることができる。上記方法により、通常、平均粒径が約0.001~約3μmの自己乳化型のポリウレタン樹脂を得ることができる。
 また、本発明の水性塗料組成物における上記ポリウレタン樹脂の配合量は、本塗料中の樹脂固形分100質量部を基準として、通常2~70質量部、好ましくは5~50質量部、さらに好ましくは8~30質量部の範囲内とすることができる。
 硬化剤(B)
 硬化剤(B)は、被膜形成性樹脂(A)中の水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等の官能基と反応して、本発明の水性塗料組成物を硬化し得る化合物である。硬化剤(B)としては、例えば、アミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物、エポキシ基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、カルボジイミド基含有化合物等が挙げられる。これらのうち、水酸基と反応し得るアミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物及びブロック化ポリイソシアネート化合物;カルボキシル基と反応し得るカルボジイミド基含有化合物が好ましい。なかでも、アミノ樹脂及びブロック化ポリイソシアネート化合物が好ましく、アミノ樹脂がさらに好ましい。硬化剤(B)は、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 上記アミノ樹脂としては、アミノ成分とアルデヒド成分との反応によって得られる部分メチロール化アミノ樹脂又は完全メチロール化アミノ樹脂を使用することができる。アミノ成分としては、例えば、メラミン、尿素、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、ステログアナミン、スピログアナミン、ジシアンジアミド等が挙げられる。アルデヒド成分としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド等が挙げられる。
 また、上記メチロール化アミノ樹脂のメチロール基を、適当なアルコールによって、部分的に又は完全にエーテル化したものも使用することができる。エーテル化に用いられるアルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、2-エチルブタノール、2-エチルヘキサノール等が挙げられる。
 アミノ樹脂としては、メラミン樹脂が好ましい。特に、部分又は完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をメチルアルコールで部分的に又は完全にエーテル化したメチルエーテル化メラミン樹脂、部分又は完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をブチルアルコールで部分的に又は完全にエーテル化したブチルエーテル化メラミン樹脂、部分又は完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をメチルアルコール及びブチルアルコールで部分的に又は完全にエーテル化したメチル-ブチル混合エーテル化メラミン樹脂が好ましく、メチル-ブチル混合エーテル化メラミン樹脂がより好ましい。
 また、上記メラミン樹脂は、重量平均分子量が400~6,000程度であるのが好ましく、800~5,000程度であるのがより好ましく、1,000~4,000程度であるのが更に好ましく、1,200~3,000程度であるのが最も好ましい。
 なお、本明細書において、前記被膜形成性樹脂(A)及び硬化剤(B)の数平均分子量及び重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)を用いて測定した保持時間(保持容量)を、同一条件で測定した分子量既知の標準ポリスチレンの保持時間(保持容量)によりポリスチレンの分子量に換算して求めた値である。具体的には、ゲルパーミエーションクロマトグラフ装置として、「HLC-8120GPC」(商品名、東ソー社製)を使用し、カラムとして、「TSKgel G4000HXL」、「TSKgel G3000HXL」、「TSKgel G2500HXL」及び「TSKgel G2000HXL」(商品名、いずれも東ソー社製)の計4本を使用し、検出器として、示差屈折率計を使用し、移動相:テトラヒドロフラン、測定温度:40℃、流速:1mL/minの条件下で測定することができる。
 また、硬化剤(B)としてメラミン樹脂を使用する場合は、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸等のスルホン酸;モノブチルリン酸、ジブチルリン酸、モノ2-エチルヘキシルリン酸、ジ2-エチルヘキシルリン酸等のアルキルリン酸エステル;これらの酸とアミン化合物との塩等を触媒として使用することができる。
 前記ブロック化ポリイソシアネート化合物は、1分子中に少なくとも2個のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物のイソシアネート基を、ブロック剤でブロックした化合物である。該ブロック剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、ニトロフェノール、エチルフェノール、ヒドロキシジフェニル、ブチルフェノール、イソプロピルフェノール、ノニルフェノール、オクチルフェノール、ヒドロキシ安息香酸メチル等のフェノール系ブロック剤;ε-カプロラクタム、δ-バレロラクタム、γ-ブチロラクタム、β-プロピオラクタム等のラクタム系ブロック剤;メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、アミルアルコール、ラウリルアルコール等の脂肪族アルコール系ブロック剤;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メトキシメタノール等のエーテル系ブロック剤;ベンジルアルコール、グリコール酸、グリコール酸メチル、グリコール酸エチル、グリコール酸ブチル、乳酸、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチロール尿素、メチロールメラミン、ジアセトンアルコール、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート等のアルコール系ブロック剤;ホルムアミドオキシム、アセトアミドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、ジアセチルモノオキシム、ベンゾフェノンオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム系ブロック剤;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセチルアセトン等の活性メチレン系ブロック剤;ブチルメルカプタン、t-ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、2-メルカプトベンゾチアゾール、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノール等のメルカプタン系ブロック剤;アセトアニリド、アセトアニシジド、アセトトルイド、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸アミド、ステアリン酸アミド、ベンズアミド等の酸アミド系ブロック剤;コハク酸イミド、フタル酸イミド、マレイン酸イミド等のイミド系ブロック剤;ジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、キシリジン、N-フェニルキシリジン、カルバゾール、アニリン、ナフチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、ブチルフェニルアミン等のアミン系ブロック剤;イミダゾール、2-エチルイミダゾール等のイミダゾール系ブロック剤;尿素、チオ尿素、エチレン尿素、エチレンチオ尿素、ジフェニル尿素等の尿素系ブロック剤;N-フェニルカルバミン酸フェニル等のカルバミン酸エステル系ブロック剤;エチレンイミン、プロピレンイミン等のイミン系ブロック剤;重亜硫酸ソーダ、重亜硫酸カリ等の亜硫酸塩系ブロック剤;アゾール系の化合物等が挙げられる。上記アゾール系の化合物としては、ピラゾール、3,5-ジメチルピラゾール、3-メチルピラゾール、4-ベンジル-3,5-ジメチルピラゾール、4-ニトロ-3,5-ジメチルピラゾール、4-ブロモ-3,5-ジメチルピラゾール、3-メチル-5-フェニルピラゾール等のピラゾール又はピラゾール誘導体;イミダゾール、ベンズイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール等のイミダゾール又はイミダゾール誘導体;2-メチルイミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン等のイミダゾリン誘導体等が挙げられる。
 上記1分子中に少なくとも2個のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物;水素添加キシリレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート化合物;トリレンジイソシアネート、フェニ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、キシリレ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、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物;2-イソシアナトエチル-2,6-ジイソシアナトカプロエート、3-イソシアナトメチル-1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、4-イソシアナトメチル-1,8-オクタメチレンジイソシアネート(通称、トリアミノノナントリイソシアネート)等の3価以上の有機ポリイソシアネート化合物;これらのポリイソシアネート化合物の2量体又は3量体;これらのポリイソシアネート化合物と多価アルコール、低分子量ポリエステル樹脂又は水とをイソシアネート基過剰の条件でウレタン化反応させてなるプレポリマー等が挙げられる。
 前記カルボジイミド基含有化合物としては、例えば、上記ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基同士を脱二酸化炭素反応せしめたものを使用することができる。該カルボジイミド基含有化合物としては、1分子中に少なくとも2個のカルボジイミド基を有するポリカルボジイミド化合物を使用することが好ましい。
 上記ポリカルボジイミド化合物としては、得られる塗膜の平滑性、鮮映性等の観点から、水溶性又は水分散性のポリカルボジイミド化合物を使用することが好ましい。該水溶性又は水分散性のポリカルボジイミド化合物としては、水性媒体中に安定に溶解又は分散し得るポリカルボジイミド化合物であれば、特に制限なく使用することができる。
 上記水溶性ポリカルボジイミド化合物としては、具体的には、例えば、「カルボジライトSV-02」、「カルボジライトV-02」、「カルボジライトV-02-L2」「カルボジライトV-04」(いずれも日清紡社製、商品名)等を使用することができる。また、上記水分散性ポリカルボジイミド化合物としては、例えば、「カルボジライトE-01」、「カルボジライトE-02」(いずれも日清紡社製、商品名)等を使用することができる。
 上記ポリカルボジイミド化合物は、それぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 本発明に係る水性塗料組成物における前記被膜形成性樹脂(A)と上記硬化剤(B)との配合割合は、塗膜の平滑性、鮮映性及び耐水性向上の観点から、両者の合計量に基づいて、前者が30~95質量%程度、好ましくは50~90質量%程度、さらに好ましくは60~80質量%程度で、後者が5~70質量%程度、好ましくは10~50質量%程度、さらに好ましくは20~40質量%程度であることが好適である。
 硬化剤(B)は、本塗料中の樹脂固形分100質量部を基準として、通常5~60質量部、好ましくは10~50質量部、さらに好ましくは20~40質量部の範囲内で本発明の水性塗料組成物に配合することができる。
 本発明に係る水性塗料組成物が水酸基含有アクリル樹脂(A1)を含有する場合、水酸基含有アクリル樹脂(A1)の配合量は、上記被膜形成性樹脂(A)及び硬化剤(B)の合計固形分を基準として、2~70質量%程度であるのが好ましく、5~55質量%程度であるのがより好ましく、10~40質量%程度であるのが更に好ましい。
 本発明に係る水性塗料組成物が水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)を含有する場合、該水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)の配合量は、上記被膜形成性樹脂(A)及び硬化剤(B)の合計固形分を基準として、2~70質量%程度であるのが好ましく、5~55質量%程度であるのがより好ましく、10~40質量%程度であるのが更に好ましい。
 水性塗料組成物の調整方法
 本発明に係る水性塗料組成物は、例えば、上記被膜形成性樹脂(A)及び前記ABAトリブロックポリマー、さらに必要に応じて上記硬化剤(B)等を、公知の方法により、水性媒体中に混合し、溶解又は分散せしめることによって調整することができる。
 上記水性媒体としては、水、又は水に親水性有機溶媒を溶解してなる水-有機溶媒混合溶液等を挙げることができる。上記親水性有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、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、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、3-メチル3-メトキシブタノール等が挙げられ、これらは単独でもしくは2種以上混合して使用することができる。上記水-有機溶媒混合溶液において、水と有機溶媒との混合割合は特に制限はないが、有機溶媒の含有量が、混合溶液の1~50質量%程度、好ましくは5~35質量%程度であることが好適である。
 なお、上記水性塗料とは、有機溶剤型塗料と対比される用語であって、一般に、水又は水を主成分とする媒体(水性媒体)に、被膜形成性樹脂、顔料等を分散及び/又は溶解させた塗料を意味する。本発明の塗料組成物が水性塗料である場合、該塗料組成物中における水の含有量は、10~90質量%、好ましくは20~80質量%、さらに好ましくは30~70質量%の範囲内であることが好適である。
 本発明に係る水性塗料組成物において、前記被膜形成性樹脂(A)及びABAトリブロックポリマーの配合割合は、水性塗料組成物の貯蔵安定性、形成される塗膜の外観、塗膜性能(耐水性等)等の観点から、被膜形成性樹脂(A)100質量部を基準として、ABAトリブロックポリマーの配合量が、好ましくは0.05質量部以上、より好ましくは0.1質量部以上、さらに好ましくは0.2質量部以上であり、かつ好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下、さらに好ましくは10質量部以下、最も好ましくは5質量部以下の範囲内であることが好適である。
 また、本発明に係る水性塗料組成物において、前記ABAトリブロックポリマーの配合量は、水性塗料組成物の貯蔵安定性、形成される塗膜の外観、塗膜性能(耐水性等)等の観点から、水性塗料組成物100質量部を基準として、0.01~15質量部、好ましくは0.05~10質量部、さらに好ましくは0.1~5質量部であることが好適である。
 また、前記被膜形成性樹脂(A)として、(i-1)~(i-3)成分及び必要に応じて(i-4)成分を共重合することにより得られる酸価1~100mgKOH/g、水酸基価1~100mgKOH/gの水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)を用いる場合、本発明の水性塗料組成物は、前記ABAトリブロックポリマー及び水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)を、該水性塗料組成物中の樹脂固形分100質量部を基準として、以下に述べる範囲内の量で含有することができる。
 ABAトリブロックポリマー:0.05~20質量部、好ましくは0.1~10質量部、さらに好ましくは0.2~5質量部、
水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’):2~70質量部、好ましくは5~55質量部、さらに好ましくは10~40質量部。
 ここで、「水性塗料組成物中の樹脂固形分」は、通常、上記ABAトリブロックポリマー及び水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’)の樹脂固形分と、必要に応じて本発明の水性塗料組成物に添加配合される、その他の樹脂及び硬化剤(B)の固形分との合計である。
 本発明の水性塗料組成物は、必要に応じて、さらに、光輝性顔料、着色顔料、体質顔料、疎水性有機溶媒、硬化触媒、紫外線吸収剤、光安定剤、顔料分散剤、消泡剤、可塑剤、表面調整剤、沈降防止剤等の塗料用添加剤等を含有することができる。
 前記光輝性顔料としては、例えば、アルミニウム(蒸着アルミニウムを含む)、銅、亜鉛、真ちゅう、ニッケル、酸化アルミニウム、雲母、酸化チタン又は酸化鉄で被覆された酸化アルミニウム、酸化チタン又は酸化鉄で被覆された雲母等を挙げることができる。これらの光輝性顔料は、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。これらの光輝性顔料はりん片状であることが好ましい。上記光輝性顔料としては、アルミニウム、雲母、酸化チタン又は酸化鉄で被覆された酸化アルミニウム、酸化チタン又は酸化鉄で被覆された雲母が好ましく、アルミニウムがさらに好ましい。
 本発明の水性塗料組成物は、上記光輝性顔料を含有する場合に、フリップフロップ性が高く、メタリックムラが抑制された光輝性に優れた塗膜を形成できるという利点を有する。
 本発明の水性塗料組成物が上記光輝性顔料を含有する場合、該光輝性顔料の配合量は、固形分として、被膜形成性樹脂(A)100質量部に対して、通常1~100質量部程度であることが好ましく、2~50質量部程度であることがより好ましく、3~30質量部程度であることが更に好ましい。
 また、本発明の水性塗料組成物は、被膜形成性樹脂(A)以外に、樹脂成分として、さらにリン酸基含有樹脂を含有することができる。特に、本発明の水性塗料組成物が、上記光輝性顔料、特にアルミニウム顔料を含有する場合、本発明の水性塗料組成物は、得られる塗膜の平滑性、鮮映性、メタリックムラ抑制、及び耐水性の観点から、リン酸基含有樹脂を含有することが好ましい。
 上記リン酸基含有樹脂は、例えば、リン酸基含有重合性不飽和モノマー及びその他の重合性不飽和モノマーを、溶液重合法等の既知の方法で共重合することによって製造することができる。上記リン酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、アシッドホスホオキシエチル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートとアルキルリン酸の反応生成物等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 上記リン酸基含有樹脂において、上記リン酸基含有重合性不飽和モノマー及びその他の重合性不飽和モノマーを共重合させる際の使用割合は、前者/後者の質量比で、1/99~40/60程度が好ましく、5/95~35/65程度がより好ましく、10/90~30/70程度がさらに好ましい。
 本発明の水性塗料組成物が上記リン酸基含有樹脂を含有する場合、該リン酸基含有樹脂の配合量は、被膜形成性樹脂(A)100質量部に対して、通常0.5~15質量部程度が好ましく、0.75~10質量部程度がより好ましく、1~5質量部程度が更に好ましい。
 前記着色顔料としては、例えば、酸化チタン、亜鉛華、カーボンブラック、モリブデンレッド、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサジン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料等が挙げられる。これらの着色顔料は、それぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 本発明の水性塗料組成物が上記着色顔料を含有する場合、該着色顔料の配合量は、固形分として、被膜形成性樹脂(A)100質量部に対して、通常1~200質量部程度であることが好ましく、2~50質量部程度であることがより好ましく、3~30質量部程度であることが更に好ましい。
 前記体質顔料としては、例えば、タルク、クレー、カオリン、バリタ、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナホワイト等が挙げられる。
 本発明の水性塗料組成物が上記体質顔料を含有する場合、該体質顔料の配合量は、固形分として、被膜形成性樹脂(A)100質量部に対して、通常1~200質量部程度であることが好ましく、2~50質量部程度であることがより好ましく、3~30質量部程度であることが更に好ましい。
 前記疎水性有機溶媒としては、20℃において、100gの水に溶解する質量が10g以下、好ましくは5g以下、より好ましくは1g以下の有機溶媒を使用することができる。かかる有機溶媒としては、例えば、ゴム揮発油、ミネラルスピリット、トルエン、キシレン、ソルベントナフサ等の炭化水素系溶媒;1-ヘキサノール、1-オクタノール、2-オクタノール、2-エチルヘキサノール、1-デカノール、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノ2-エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノn-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノn-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノn-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ2-エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等のアルコール系溶媒;酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソアミル、酢酸メチルアミル、酢酸エチレングリコールモノブチルエーテル等のエステル系溶媒;メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、エチルn-アミルケトン、ジイソブチルケトン等のケトン系溶媒を挙げることができる。これらは、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
 上記疎水性有機溶媒としては、得られる塗膜の光輝性に優れる観点から、アルコール系疎水性有機溶媒が好ましく、炭素数7~14のアルコール系疎水性有機溶媒がより好ましい。なかでも、1-オクタノール、2-オクタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、エチレングリコールモノ2-エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノn-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノn-ブチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも一種のアルコール系疎水性有機溶媒が好ましく、2-エチル-1-ヘキサノール及び/又はエチレングリコールモノ2-エチルヘキシルエーテルがより好ましい。
 本発明に係る水性塗料組成物が上記疎水性有機溶媒を含有する場合、該疎水性有機溶媒の配合量は、水性塗料組成物中の固形分100質量部を基準として、10~100質量部程度であるのが好ましく、15~80質量部程度であるのがより好ましく、20~60質量部程度であるのが更に好ましい。
 本発明の水性塗料組成物の固形分は、通常、5~70質量%程度であるのが好ましく、15~45質量%程度であるのがより好ましく、20~35質量%程度であるのが更に好ましい。
 本発明の水性塗料組成物は、得られる塗膜の平滑性、鮮映性、光輝性に優れる観点から、測定温度20℃において、せん断速度を0.0001sec-1から10,000sec-1まで変化させたときの、1,000sec-1における粘度V1が、0.1Pa・sec以下、好ましくは0.01~0.1Pa・secの範囲内であることが好適である。
 また、本発明の水性塗料組成物は、得られる塗膜の平滑性、鮮映性、光輝性に優れる観点から、測定温度20℃において、せん断速度を0.0001sec-1から10,000sec-1まで変化させたときの、0.1sec-1における粘度V2が、30~100Pa・sec、好ましくは35~70Pa・secの範囲内であることが好適である。
 上記粘度V1及び粘度V2は、粘弾性測定装置を用いて、測定することができる。該粘弾性測定装置としては、例えば、「HAAKE RheoStress RS150」 (商品名、HAAKE社製)等を使用することができる。
 本発明の水性塗料組成物は、種々の被塗物に、塗装することにより、優れた外観の塗膜を形成することができる。
 本発明の水性塗料組成物を適用する被塗物は、特に限定されない。該被塗物としては、例えば、乗用車、トラック、オートバイ、バス等の自動車車体の外板部;自動車部品;携帯電話、オーディオ機器等の家庭電気製品の外板部等を挙げることができる。これらのうち、自動車車体の外板部及び自動車部品が好ましい。
 これらの被塗物の材質としては、特に限定されるものではない。例えば、鉄、アルミニウム、真鍮、銅、ブリキ、ステンレス鋼、亜鉛メッキ鋼、亜鉛合金(Zn-Al、Zn-Ni、Zn-Fe等)メッキ鋼等の金属材料;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂、各種のFRP等のプラスチック材料;ガラス、セメント、コンクリート等の無機材料;木材;紙、布等の繊維材料等を挙げることができる。これらのうち、金属材料及びプラスチック材料が好ましい。
 上記被塗物は、上記金属材料やそれから成形された車体等の金属表面に、リン酸塩処理、クロメート処理、複合酸化物処理等の表面処理が施されたものであってもよく、さらに、その上に塗膜が形成されているものであってもよい。
 塗膜形成を施した被塗物としては、基材に必要に応じて表面処理を施し、その上に下塗り塗膜を形成したもの、該下塗り塗膜の上に中塗り塗膜を形成したもの等を挙げることができる。上記下塗り塗膜は、電着塗料、好ましくはカチオン電着塗料によって形成される塗膜であることが好適である。
 本発明の水性塗料組成物を被塗物に塗装することによりウェット塗膜(未硬化の塗膜)を形成した後、該ウェット塗膜を硬化させることにより、目的の塗膜を形成できる。
 本発明の水性塗料組成物の塗装方法としては、特に限定されず、例えば、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、回転霧化塗装、カーテンコート塗装等が挙げられ、これらの塗装方法でウェット塗膜を形成することができる。なかでも、得られる塗膜の平滑性、鮮映性及びフリップフロップ性の向上ならびにメタリックムラ抑制の観点から、エアスプレー塗装又は回転霧化塗装が好ましい。また、塗装に際して、必要に応じて、静電印加してもよい。
 本発明の水性塗料組成物の塗布量は、硬化膜厚として、通常、1~50μm程度、好ましくは3~50μm程度、より好ましくは5~35μm程度、さらに好ましくは8~25μm程度となる量であることが好ましい。
 ウェット塗膜の硬化は、被塗物に本発明の水性塗料組成物を塗装後、加熱することにより行うことができる。加熱は、公知の加熱手段により行うことができる。例えば、熱風炉、電気炉、赤外線誘導加熱炉等の乾燥炉を使用することができる。加熱温度は、80~180℃程度が好ましく、100~170℃程度がより好ましく、120~160℃程度が更に好ましい。加熱時間は、特に制限されるものではないが、通常、10~60分間程度が好ましく、20~40分間程度がより好ましい。
 本発明の水性塗料組成物の塗装後は、上記加熱硬化を行なう前に、ワキ等の塗膜欠陥の発生を防止する観点から、塗膜が実質的に硬化しない加熱条件でプレヒート、エアブロー等を行うことが好ましい。プレヒートの温度は、40~100℃程度が好ましく、50~90℃程度がより好ましく、60~80℃程度が更に好ましい。プレヒートの時間は、30秒間~15分間程度が好ましく、1~10分間程度がより好ましく、2~5分間程度が更に好ましい。また、上記エアブローは、通常、被塗物の塗装面に、常温又は25℃~80℃程度の温度に加熱された空気を、30秒間~15分間程度吹き付けることにより行うことができる。
 本発明の水性塗料組成物は、ベースコート塗膜及びクリヤーコート塗膜からなる複層塗膜を、2コート1ベーク方式で自動車車体等の被塗物に形成する場合に、該ベースコート形成用として、好適に用いることができる。この場合の塗膜形成方法は、下記方法Iに従って、行うことが出来る。
 方法I
(1)被塗物に、本発明の水性塗料組成物を塗装してベースコート塗膜を形成する工程、(2)上記の未硬化のベースコート塗膜上に、クリヤーコート塗料組成物を塗装してクリヤーコート塗膜を形成する工程、並びに
(3)上記の未硬化のベースコート塗膜及び未硬化のクリヤーコート塗膜を、加熱して両塗膜を同時に硬化させる工程
を含む複層塗膜形成方法。
 上記方法Iにおける被塗物は、下塗り塗膜が形成された自動車車体、下塗り塗膜及び中塗り塗膜が形成されている自動車車体等が好ましい。上記下塗り塗膜は電着塗料によって形成された塗膜であることが好ましく、カチオン電着塗料によって形成された塗膜であることがさらに好ましい。
 本発明において、硬化塗膜とは、JIS K 5600-1-1(2004)に規定された硬化乾燥状態、すなわち、塗面の中央を親指と人差指とで強く挟んで、塗面に指紋によるへこみが付かず、塗膜の動きが感じられず、また、塗面の中央を指先で急速に繰り返しこすって、塗面にすり跡が付かない状態の塗膜である。一方、未硬化塗膜とは、塗膜が上記硬化乾燥状態に至っていない状態であって、JIS K 5600-1-1に規定された指触乾燥状態及び半硬化乾燥状態を含むものである。
 本発明の水性塗料組成物を、上記方法Iの2コート1ベーク方式で塗装する場合、その塗装膜厚は、硬化膜厚として、3~40μm程度が好ましく、5~30μm程度がより好ましく、8~25μm程度が更に好ましく、10~18μm程度が更に特に好ましい。また、上記クリヤーコート塗料組成物の塗装膜厚は、硬化膜厚として、10~80μm程度が好ましく、15~60μm程度がより好ましく、20~45μm程度が更に好ましい。
 また、方法Iにおいて、上記水性塗料組成物の塗装後は、ワキ等の塗膜欠陥の発生を防止する観点から、塗膜が実質的に硬化しない加熱条件で前述のプレヒート、エアブロー等を行うことが好ましい。また、上記クリヤーコート塗料組成物の塗装後は、必要に応じて、室温で1~60分間程度のインターバルをおいたり、40~80℃程度で1~60分間程度プレヒートすることができる。
 上記水性塗料組成物及びクリヤーコート塗料組成物の硬化は、前述した公知の加熱手段により行うことができる。加熱温度は、80~180℃程度が好ましく、100~170℃程度がより好ましく、120~160℃程度が更に好ましい。また、加熱時間は、10~60分間程度が好ましく、20~40分間程度がより好ましい。この加熱により、ベースコート及びクリヤーコートの両塗膜を同時に硬化させることができる。
 また、本発明の水性塗料組成物は、自動車車体等の被塗物に、第1着色塗膜、第2着色塗膜及びクリヤーコート塗膜からなる複層塗膜を、3コート1ベーク方式で形成する場合に、第2着色塗膜形成用として、好適に用いることができる。この場合の塗膜形成方法は、下記方法IIに従って、行うことが出来る。
 方法II
(1)被塗物に、第1着色塗料組成物を塗装して第1着色塗膜を形成する工程、
(2)上記の未硬化の第1着色塗膜上に、本発明の水性塗料組成物を塗装して第2着色塗膜を形成する工程、
(3)上記の未硬化の第2着色塗膜上に、クリヤーコート塗料組成物を塗装してクリヤーコート塗膜を形成する工程、並びに
(4)上記の未硬化の第1着色塗膜、未硬化の第2着色塗膜及び未硬化のクリヤーコート塗膜を、同時に加熱硬化させる工程
を含む複層塗膜形成方法。
 上記方法IIは、未硬化の第1着色塗膜上に、前記方法Iの塗膜形成方法を行うものである。方法IIにおける被塗物としては、下塗り塗膜を形成した自動車車体等が好ましい。上記下塗り塗膜は電着塗料によって形成されることが好ましく、カチオン電着塗料によって形成されることがさらに好ましい。
 前記方法IIにおいて、第1着色塗料組成物の塗装膜厚は、通常、硬化膜厚で3~50μm程度が好ましく、5~30μm程度がより好ましく、10~25μm程度が更に好ましい。また、本発明の水性塗料組成物の塗装膜厚は、硬化膜厚として、1~30μm程度が好ましく、3~25μm程度がより好ましく、5~20μm程度が更に好ましい。また、クリヤーコート塗料組成物の塗装膜厚は、通常、硬化膜厚で10~80μm程度が好ましく、15~60μm程度とするのがより好ましく、20~45μm程度が更に好ましい。
 また、方法IIにおいて、本発明の水性塗料組成物の塗装後は、ワキ等の塗膜欠陥の発生を防止する観点から、塗膜が実質的に硬化しない加熱条件で前述のプレヒート、エアブロー等を行うことが好ましい。また、上記クリヤーコート塗料組成物の塗装後は、必要に応じて、室温で1~60分間程度のインターバルをおいたり、40~80℃程度で1~60分間程度プレヒートすることができる。
 上記未硬化の第1着色塗膜、未硬化の第2着色塗膜及び未硬化のクリヤーコート塗膜の3層塗膜の加熱硬化は、前述した公知の加熱手段により行うことができる。加熱温度は、80~180℃程度が好ましく、100~170℃程度がより好ましく、120~160℃程度が更に好ましい。また、加熱時間は、10~60分間程度が好ましく、20~40分間程度がより好ましい。この加熱により、第1着色塗膜、第2着色塗膜及びクリヤーコート塗膜の三層塗膜を同時に硬化させることができる。
 上記方法I及びIIで用いられるクリヤーコート塗料組成物としては、自動車車体等の塗装用として公知の熱硬化性クリヤーコート塗料組成物をいずれも使用できる。例えば、架橋性官能基を有する基体樹脂及び架橋剤を含有する有機溶剤型熱硬化性塗料組成物、水性熱硬化性塗料組成物、粉体熱硬化性塗料組成物等を挙げることができる。
 上記基体樹脂が有する架橋性官能基としては、例えば、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、シラノール基等を挙げることができる。基体樹脂の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等を挙げることができる。架橋剤としては、例えば、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物、メラミン樹脂、尿素樹脂、カルボキシル基含有化合物、カルボキシル基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂、エポキシ基含有化合物等を挙げることができる。
 クリヤーコート塗料組成物の基体樹脂/架橋剤の組み合わせとしては、カルボキシル基含有樹脂/エポキシ基含有樹脂、水酸基含有樹脂/ポリイソシアネート化合物、水酸基含有樹脂/ブロック化ポリイソシアネート化合物、水酸基含有樹脂/メラミン樹脂等が好ましい。
 また、上記クリヤーコート塗料組成物としては、一液型塗料であってもよいし、二液型ウレタン樹脂塗料等の多液型塗料であってもよい。
 また、上記クリヤーコート塗料組成物には、必要に応じて、透明性を阻害しない程度に着色顔料、光輝性顔料、染料等を含有させることができ、さらに体質顔料、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、表面調整剤等を適宜含有せしめることができる。
 上記方法IIで用いられる第1着色塗料組成物としては、例えば、架橋性官能基を有する基体樹脂、架橋剤、着色顔料及び体質顔料を含有する熱硬化性塗料組成物を、好適に使用できる。
 上記基体樹脂が有する架橋性官能基としては、例えば、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基等を挙げることができる。基体樹脂の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂等を挙げることができる。架橋剤としては、例えば、メラミン樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物等を挙げることができる。
 第1着色塗料組成物としては、有機溶剤型塗料組成物、水性塗料組成物、粉体塗料組成物のいずれを用いてもよい。これらのうち、水性塗料組成物を用いるのが好ましい。
 上記方法I及びIIにおいて、第1着色塗料組成物及びクリヤーコート塗料組成物の塗装は、公知の方法、例えば、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、回転霧化塗装等の方法によって塗装することができる。
 以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、「部」及び「%」はいずれも質量基準によるものである。
 ABAトリブロックポリマーのAブロックポリマーの製造
 製造例1
 トリチオカーボネート系連鎖移動剤であるビス{4-〔エチル-(2-ヒドロキシエチル)カルバモイル〕ベンジル}トリチオカーボネート(日本テルペン化学株式会社、商品名「CTANT-01」)5.35g及びアクリル酸ブチル80g、4-ヒドロキシブチルアクリレート15g、エチルアクリレート5g、トルエン25gを4つ口フラスコに投入し、フラスコ内を窒素ガスで置換し、撹拌しながら90℃に昇温した。続いて、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(和光純薬工業株式会社、商品名「V-59」)0.193gとトルエン2gの混合溶液を投入し、90℃で4時間撹拌した後、室温まで冷却して、固形分80%のポリマー溶液(X-1)を得た。得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は11,200、数平均分子量(Mn)は9,000、分子量分布(Mw/Mn)は1.2であった。このポリマーはAブロックの2倍の分子量を有するものである。
 製造例2~9、製造例11~13及び比較製造例1~2
 製造例1において、使用するモノマー成分を表1のとおりとする以外は製造例1と同様にして固形分80%のポリマー溶液(X-2)~(X-9)及び(X-11)~(X-15)を得た。
 製造例10
 製造例1において、使用するトリチオカーボネート系連鎖移動剤として、ビス{4-〔(6-ヒドロキシヘキシル)オキシカルボニル〕ベンジル}トリチオカーボネート(日本テルペン化学株式会社、品名「RAFT-Hex」)を用いた以外は製造例1と同様にして固形分80%のポリマー溶液(X-10)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 ABAトリブロックポリマーの製造
 実施例1
 上記で得た固形分80%のポリマー溶液(X-1)14.6g、メタクリル酸35.0g、N,N-ジメチルアクリルアミド10.0g、エチルアクリレート55.0g及びエチレングリコールモノブチルエーテル65gを別の4つ口フラスコに投入し、フラスコ内を窒素ガスで置換し、撹拌しながら85℃に昇温した。続いて、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(和光純薬工業株式会社、商品名「V-59」)0.045gとエチレングリコールモノブチルエーテル2gの混合溶液を投入し、85℃で8時間撹拌した。次いでエチレングリコールモノブチルエーテル97.6gで希釈して10分間撹拌した。室温まで冷却して、固形分40%のABAトリブロックポリマー溶液(Y-1)を得た。
 実施例2~21及び比較例1~2
 実施例1において、使用するポリマー溶液及びモノマー成分を表2のとおりとし、エチレングリコールモノブチルエーテル量を調整する以外は実施例1と同様にして固形分40%のABAトリブロックポリマー溶液(Y-2)~(Y-23)を得た。
実施例22
 トリチオカーボネート系連鎖移動剤(化合物II)である2-(((ドデシルチオ)カルボノチオイル)チオ)プロパン酸(BORON MOLECULAR PTY LTD、商品名「BM1430」)7.50g及びアクリル酸ブチル80g、4-ヒドロキシブチルアクリレート15g、エチルアクリレート5g、トルエン25gを4つ口フラスコに投入し、フラスコ内を窒素ガスで置換し、撹拌しながら90℃に昇温した。続いて、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(和光純薬工業株式会社、商品名「V-59」)0.40gとトルエン2gの混合溶液を投入し、90℃で4時間撹拌した後、室温まで冷却して、固形分80%のポリマー溶液(X-16)を得た。得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は5,400、数平均分子量(Mn)は4,500、分子量分布(Mw/Mn)は1.2であった。このポリマーはAブロックの一端である。
 上記で得た固形分80%のポリマー溶液(X-16)6.9g、メタクリル酸35.0g、N,N-ジメチルアクリルアミド10.0g、エチルアクリレート55.0g及びエチレングリコールモノブチルエーテル65gを別の4つ口フラスコに投入し、フラスコ内を窒素ガスで置換し、撹拌しながら85℃に昇温した。続いて、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(和光純薬工業株式会社、商品名「V-59」)0.042gとエチレングリコールモノブチルエーテル2gの混合溶液を投入し、85℃で8時間撹拌した。次いでエチレングリコールモノブチルエーテル90gで希釈して10分間撹拌した。室温まで冷却して、固形分40%のABジブロックポリマー溶液を得た。得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は225,000、数平均分子量(Mn)は90,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.5であった。このポリマーはABジブロックである。
 上記で得た固形分40%のABジブロックポリマー溶液238g、アクリル酸ブチル4g、4-ヒドロキシブチルアクリレート0.75g、エチルアクリレート0.25g及びエチレングリコールモノブチルエーテル5gを別の4つ口フラスコに投入し、フラスコ内を窒素ガスで置換し、撹拌しながら85℃に昇温した。続いて、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(和光純薬工業株式会社、商品名「V-59」)0.003gとエチレングリコールモノブチルエーテル2gの混合溶液を投入し、85℃で8時間撹拌した。室温まで冷却して、固形分40%のABAトリブロックポリマー溶液(Y-25)を得た。得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は246,000、数平均分子量(Mn)は95,000、分子量分布(Mw/Mn)は2.6であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
(注1)「ブレンマーAME-600」:商品名、日油社製、ポリオキシアルキレン鎖を有する重合性不飽和モノマー、前記一般式(1)におけるR1が水素原子、R2がメチル基、R3がエチレン基、mが9であり、分子量が482。
 比較例3
 エチレングリコールモノブチルエーテル30gを4つ口フラスコに投入し、フラスコ内を窒素ガスで置換し、撹拌しながら100℃に昇温した。続いて、ブチルアクリレート5.5g、メタクリル酸20.5g、エチルアクリレート74g及び2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)0.5gとエチレングリコールモノブチルエーテル10gの混合溶液を2時間かけてフラスコ内に滴下した後、そのままの温度で1時間撹拌した。続いて、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)0.2gとエチレングリコールモノブチルエーテル60gの混合溶液を1時間かけてフラスコに滴下した後、そのままの温度で1時間撹拌した。続いて、エチレングリコールモノブチルエーテル50gを加えて10分間撹拌した後、室温まで冷却して、ランダム共重合ポリマー(Y-24)の固形分40%溶液を得た。得られたポリマーの重量平均分子量は173,000、数平均分子量は21,000であった。
 水酸基含有アクリル樹脂(A1)の製造
 製造例14
 温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素ガス導入管及び滴下装置を備えた反応容器に脱イオン水128部、「アデカリアソープSR-1025」(商品名、ADEKA製、乳化剤、有効成分25%)3部を仕込み、窒素気流中で撹拌混合し、80℃に昇温させた。
 次いで下記コア部用モノマー乳化物の全量のうちの1%量及び6%過硫酸アンモニウム水溶液5.3部とを反応容器内に導入し80℃で15分間保持した。その後、コア部用モノマー乳化物の残部を3時間かけて、同温度に保持した反応容器内に滴下し、滴下終了後1時間熟成を行なった。次に、下記シェル部用モノマー乳化物を1時間かけて滴下し、1時間熟成した後、5%2-(ジメチルアミノ)エタノール水溶液40部を反応容器に徐々に加えながら30℃まで冷却し、100メッシュのナイロンクロスで濾過しながら排出し、平均粒子径95nm、固形分30%の水分散性水酸基含有アクリル樹脂水分散液(A1-1)を得た。得られた水分散性水酸基含有アクリル樹脂は、酸価が33mgKOH/g、水酸基価が25mgKOH/gであった。
 コア部用モノマー乳化物:脱イオン水40部、「アデカリアソープSR-1025」2.8部、メチレンビスアクリルアミド2.1部、スチレン2.8部、メチルメタクリレート16.1部、エチルアクリレート28部及びn-ブチルアクリレート21部を混合攪拌することにより、コア部用モノマー乳化物を得た。
 シェル部用モノマー乳化物:脱イオン水17部、「アデカリアソープSR-1025」1.2部、過硫酸アンモニウム0.03部、スチレン3部、2-ヒドロキシエチルアクリレート5.1部、メタクリル酸5.1部、メチルメタクリレート6部、エチルアクリレート1.8部及びn-ブチルアクリレート9部を混合攪拌することにより、シェル部用モノマー乳化物を得た。
 製造例15~18
 下記表3に示す配合とする以外、製造例14と同様にして合成し、水分散性水酸基含有アクリル樹脂水分散液(A1-2)~(A1-5)を得た。
 表3に、水分散性水酸基含有アクリル樹脂水分散液(A1-1)~(A1-5)の原料組成(部)、固形分(%)、酸価(mgKOH/g)及び水酸基価(mgKOH/g)を示す。表3において、コア部用モノマー乳化物中のメチレンビスアクリルアミド及びアリルメタクリレートは、重合性不飽和基を1分子中に2個有する重合性不飽和モノマーである。また、シェル部用モノマー乳化物中のスチレン及び2-エチルヘキシルアクリレートは、疎水性重合性不飽和モノマーである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 また、表3において、水分散性水酸基含有アクリル樹脂水分散液(A1-1)~(A1-5)のうち、(A1-1)~(A1-3)は、コア・シェル型水分散性水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)に該当する。
 製造例19
 温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素ガス導入管及び滴下装置を備えた反応容器にプロピレングリコールモノプロピルエーテル35部を仕込み85℃に昇温後、メチルメタクリレート30部、2-エチルヘキシルアクリレート20部、n-ブチルアクリレート29部、2-ヒドロキシエチルアクリレート15部、アクリル酸6部、プロピレングリコールモノプロピルエーテル15部及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)2.3部の混合物を4時間かけて滴下し、滴下終了後1時間熟成した。その後さらにプロピレングリコールモノプロピルエーテル10部及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)1部の混合物を1時間かけて滴下し、滴下終了後1時間熟成した。さらにジエタノールアミン7.4部を加え、固形分55%の水酸基含有アクリル樹脂溶液(A1-6)を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂は酸価が47mgKOH/g、水酸基価が72mgKOH/gであった。
 水酸基含有ポリエステル樹脂(A2)の製造
 製造例20
 温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器、窒素ガス導入管及び水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン109部、1,6-ヘキサンジオール141部、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物126部及びアジピン酸120部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、230℃で4時間縮合反応させた。次いで、得られた縮合反応生成物に、カルボキシル基を導入するために、無水トリメリット酸38.3部を加えて、170℃で30分間反応させた後、2-エチル-1-ヘキサノール(20℃において100gの水に溶解する質量:0.1g)で希釈し、固形分70%の水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A2-1)を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂は、酸価が46mgKOH/g、水酸基価が150mgKOH/g、数平均分子量が1,400であった。原料組成において、酸成分中の脂環族多塩基酸の合計含有量は、該酸成分の合計量を基準として46モル%であった。
 製造例21
 温度計、サーモスタット、攪拌装置、還流冷却器、窒素ガス導入管及び水分離器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパン113部、ネオペンチルグリコール131部、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物80部、イソフタル酸93部及びアジピン酸91部を仕込み、160℃から230℃まで3時間かけて昇温させた後、230℃で4時間縮合反応させた。次いで、得られた縮合反応生成物にカルボキシル基を導入するために、さらに無水トリメリット酸33.5部を加え、170℃で30分間反応させた後、2-エチル-1-ヘキサノールで希釈し、固形分70%の水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A2-2)を得た。得られた水酸基含有ポリエステル樹脂は,酸価が40mgKOH/g、水酸基価が161mgKOH/g、数平均分子量が1,300であった。原料組成において、酸成分中の脂環族多塩基酸の合計含有量は、該酸成分の合計量を基準として28モル%であった。
 製造例22
 希釈溶剤の2-エチル-1-ヘキサノールを、エチレングリコールモノn-ブチルエーテル(20℃において100gの水に溶解する質量:無限)とする以外は、製造例17と同様にして、水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A2-3)を得た。
 アルミニウム顔料分散液の製造
 製造例23
 攪拌混合容器内において、「GX-180A」(商品名、旭化成メタルズ社製、アルミニウム顔料ペースト、アルミニウム含有量74%)19部(固形分14部)、2-エチル-1-ヘキサノール35部、下記リン酸基含有樹脂溶液8部(固形分4部)及び2-(ジメチルアミノ)エタノール0.2部を均一に混合して、アルミニウム顔料分散液(P-1)を得た。
 リン酸基含有樹脂溶液:温度計、サーモスタット、撹拌器、還流冷却器、窒素ガス導入管及び滴下装置を備えた反応容器にメトキシプロパノール27.5部、イソブタノール27.5部の混合溶剤を入れ、110℃に加熱し、スチレン25部、n-ブチルメタクリレート27.5部、「イソステアリルアクリレート」(商品名、大阪有機化学工業社製、分岐高級アルキルアクリレート)20部、4-ヒドロキシブチルアクリレート7.5部、下記リン酸基含有重合性モノマー15部、2-メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート12.5部、イソブタノール10部、t-ブチルパーオキシオクタノエート4部からなる混合物121.5部を4時間かけて上記混合溶剤に加え、さらにt-ブチルパーオキシオクタノエート0.5部とイソプロパノール20部からなる混合物を1時間滴下した。
 その後、1時間攪拌熟成して固形分濃度50%のリン酸基含有樹脂溶液を得た。本樹脂のリン酸基による酸価は83mgKOH/g、水酸基価は29mgKOH/g、重量平均分子量は10,000であった。
 リン酸基含有重合性モノマー:温度計、サーモスタット、撹拌器、還流冷却器、窒素ガス導入管及び滴下装置を備えた反応容器にモノブチルリン酸57.5部、イソブタノール41部を入れ、90℃に昇温後、グリシジルメタクリレート42.5部を2時間かけて滴下した後、さらに1時間攪拌熟成した。その後、イソプロパノ-ル59部を加えて、固形分濃度50%のリン酸基含有重合性モノマー溶液を得た。得られたモノマーの酸価は285mgKOH/gであった。
 製造例24
 2-エチル-1-ヘキサノール35部を、エチレングリコールモノn-ブチルエーテル35部に変更する以外は、製造例20と同様にして、アルミニウム顔料分散液(P-2)を得た。
 水性塗料組成物の製造
 実施例22
 撹拌混合容器に、製造例14で得た水分散性水酸基含有アクリル樹脂水分散液(A1-1)100部(固形分30部)、製造例19で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(A1-6)18部(固形分10部)、製造例20で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A2-1)43部(固形分30部)、製造例23で得たアルミニウム顔料分散液(P-1)62部及びメラミン樹脂(B-1)(メチル-ブチル混合エーテル化メラミン樹脂、固形分60%、重量平均分子量2,000)50部(固形分30部)を入れ、均一に混合し、更に、実施例1で得たABAトリブロックポリマー溶液(Y-1)2部(固形分0.8部)、2-(ジメチルアミノ)エタノール及び脱イオン水を加えてpH8.0、固形分25%の水性塗料組成物(1)を得た。
 また、得られた水性塗料組成物(1)について、測定温度20℃において、せん断速度を0.0001sec-1から10,000sec-1まで変化させたときの、1,000sec-1における粘度V1と0.1sec-1における粘度V2とを、粘弾性測定装置「HAAKE RheoStress RS150」 (商品名、HAAKE社製)を用いて測定した。
 実施例23~49及び比較例4~7
 配合組成を下記第4表に示す通りとする以外は、実施例22と同様にして、pH8.0、固形分25%の水性塗料組成物(2)~(32)を得た。
実施例50
 撹拌混合容器に、製造例14で得た水分散性水酸基含有アクリル樹脂水分散液(A1-1)100部(固形分30部)、製造例19で得た水酸基含有アクリル樹脂溶液(A1-6)18部(固形分10部)、製造例20で得た水酸基含有ポリエステル樹脂溶液(A2-1)43部(固形分30部)、製造例23で得たアルミニウム顔料分散液(P-1)62部及びメラミン樹脂(B-1)(メチル-ブチル混合エーテル化メラミン樹脂、固形分60%、重量平均分子量2,000)50部(固形分30部)を入れ、均一に混合し、更に、実施例22で得たABAトリブロックポリマー溶液(Y-25)2部(固形分0.8部)、2-(ジメチルアミノ)エタノール及び脱イオン水を加えてpH8.0、固形分25%の水性塗料組成物(33)を得た。
 また、得られた水性塗料組成物(33)について、測定温度20℃において、せん断速度を0.0001sec-1から10,000sec-1まで変化させたときの、1,000sec-1における粘度V1は、0.05Pa・secで、0.1sec-1における粘度V2は50Pa・secで、V2/V1は1000であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
(注2)メラミン樹脂(B-2):メチルエーテル化メラミン樹脂、固形分80%、重量平均分子量800。
(注3)「バイヒジュールVPLS2310」:商品名、住化コベストロウレタン社製、ブロック化ポリイソシアネート化合物、固形分38%。
(注4)「ACRYSOL RM-825」:商品名、ダウケミカル社製、ウレタン会合型粘性調整剤、固形分25%。
 被塗物の作製
 30cm×45cmのリン酸亜鉛処理された冷延鋼板に、熱硬化性エポキシ樹脂系カチオン電着塗料組成物(商品名「エレクロンGT-10」、関西ペイント社製)を膜厚20μmになるように電着塗装し、170℃で30分加熱して硬化させた。次いで、この電着塗膜上に中塗り塗料組成物(商品名「TP-65-2」、関西ペイント社製、ポリエステル樹脂・アミノ樹脂系有機溶剤型塗料組成物)を膜厚35μmになるように塗装し、140℃で30分間加熱して硬化させた。かくして、鋼板上に電着塗膜及び中塗り塗膜を形成してなる被塗物を作製した。
 試験塗板の作成
 上記で得た被塗物に、実施例及び比較例で得た各水性塗料組成物(1)~(32)を、回転霧化型のベル型塗装機を用いて、膜厚15μmとなるように塗装し、2分間放置後、80℃で3分間プレヒートを行なった。次いで、その未硬化塗面上にアクリル樹脂系有機溶剤型上塗りクリヤーコート塗料組成物(商品名「マジクロンKINO-1210」、関西ペイント社製)を膜厚40μmとなるように塗装し、7分間放置した後、140℃で30分間加熱してこの両塗膜を同時に硬化させた。かくして、被塗物上にベースコート及びクリヤーコートからなる複層塗膜が形成された各試験塗板を得た。
 得られた各試験板について、鮮映性、フリップフロップ性、メタリックムラ及び耐水性の評価を行なった。試験方法は、下記の通りである。塗膜性能の試験結果を表4に併せて示す。
 鮮映性:各試験板について、「Wave Scan」(商品名、BYK Gardner社製)によって測定されるShort Wave(SW)値に基づいて、鮮映性を評価した。SW値が小さいほど塗面の鮮映性が高いことを示す。
 フリップフロップ性:角度を変えて各試験板を目視し、下記基準でフリップフロップ性を評価した。
A:目視の角度による明度の変化が顕著である(極めて優れたフリップフロップ性を有する)。
B:目視の角度による明度の変化が大きい(フリップフロップ性に優れる)。
C:目視の角度による明度の変化がやや小さい(フリップフロップ性がやや劣る)。
D:目視の角度による明度の変化が小さい(フリップフロップ性が劣る)。
 メタリックムラ:各試験板を目視にて観察し、メタリックムラの発生程度を下記基準で評価した。
A:メタリックムラがほとんど認められず、極めて優れた塗膜外観を有する。
B:メタリックムラがわずかに認められるが、優れた塗膜外観を有する。
C:メタリックムラが認められ、塗膜外観がやや劣る。
D:メタリックムラが多く認められ、塗膜外観が劣る。
 耐水性:試験板を、40℃の温水に240時間浸漬後引き上げ、20℃で12時間乾燥した後、試験板上の複層塗膜を素地に達するようにカッターで格子状に切り込み、大きさ2mm×2mmのゴバン目を100個作る。続いて、その表面に粘着セロハンテープを貼着し、20℃においてそのテープを急激に剥離した後のゴバン目塗膜の残存状態を調べた。耐水性の評価基準は、次の通りである。
A:ゴバン目塗膜が100個残存し、かつフチカケが生じていない、
B:ゴバン目塗膜が100個残存しているが、フチカケが生じている、
C:ゴバン目塗膜が90~99個残存している、
D:ゴバン目塗膜の残存数が89個以下である。

Claims (10)

  1.  炭素数4~24のアルキル基を有する重合性不飽和モノマー(a)、水酸基含有重合性不飽和モノマー(b)、及び必要に応じて(a)、(b)以外のその他の重合性不飽和モノマー(c)を構成単位とするポリマーであるAブロックと、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(d)及びその他の重合性不飽和モノマー(e)を構成単位とするポリマーであるBブロックとからなることを特徴とする、ABAトリブロックポリマー。
  2.  前記カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(d)が、アクリル酸及びメタクリル酸より選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載のABAトリブロックポリマー。
  3.  前記その他の重合性不飽和モノマー(e)が、(メタ)アクリル酸と炭素数1~3のアルキル基を有する1価アルコールのモノエステル化物を含む、請求項1または2に記載のABAトリブロックポリマー。
  4.  前記その他の重合性不飽和モノマー(e)が、N-置換(メタ)アクリルアミド、ポリオキシアルキレン鎖を有する重合性不飽和モノマー、2-ヒドロキシエチルアクリレート及びN-ビニル-2-ピロリドンからなる群より選ばれる少なくとも1種の親水基を有する重合性不飽和モノマーを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のABAトリブロックポリマー。
  5.  前記Aブロックのポリマーが、1,000~15,000の範囲内の重量平均分子量を有する、請求項1~4のいずれか1項に記載のABAトリブロックポリマー。
  6.  重量平均分子量が50,000~500,000の範囲内である、請求項1~5のいずれか1項に記載のABAトリブロックポリマー。
  7.  請求項1~6のいずれか1項に記載のABAトリブロックポリマーの製造方法であって、前記Aブロックのポリマー及び/又は前記Bブロックのポリマーを、トリチオカーボネート系連鎖移動剤を用いた可逆的付加開裂連鎖移動法により重合させることによって得ることを含む、ABAトリブロックポリマーの製造方法。
  8.  請求項1~6のいずれか1項に記載のABAトリブロックポリマーからなる粘性調整剤。
  9.  請求項1~6のいずれか1項に記載のABAトリブロックポリマーを含有する水性塗料組成物。
  10.  被塗物に請求項9に記載の水性塗料組成物を塗装することを含む、塗装方法。
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