JP2004075757A

JP2004075757A - Water-base coating composition

Info

Publication number: JP2004075757A
Application number: JP2002235412A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Aoki; 青木　清; Junji Miyake; 三宅　淳史; Hisashi Takii; 瀧井　尚志
Original assignee: YAMAMOTO YOGYO KAKO CO Ltd
Current assignee: YAMAMOTO YOGYO KAKO CO Ltd
Priority date: 2002-08-13
Filing date: 2002-08-13
Publication date: 2004-03-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating composition which stably realizes low staining properties at an early stage just after its application and provides such low staining effects at a relatively low cost. <P>SOLUTION: The water-based coating composition contains an alkylphosphoric ester with an HLB of 5.6-16.2, preferably 7-11, in an amount of 0.2-10 pts.wt. based on 100 pts.wt. solid resin content of the composition and also contains colloidal silica in an amount of 50-200 pts.wt. based on 100 pts.wt. solid content of the alkylphosphoric ester. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料、塗材、あるいはトップコート等として使用され、施工後の早い時期から低汚染性を発現し得る水系塗料組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物や橋梁等のように、屋外で使用されるものには一般にその基材の保護と意匠性の向上などを図るために、塗料あるいは塗材が塗布される。また、これら塗料等は、紫外線や風雨に晒されたり油煙や粉塵等によって徐々に劣化し、汚染される傾向にあるため、これに耐候性や撥水性を付与すべく、アクリル系共重合樹脂やフッ化炭化水素系共重合樹脂などの、いわゆるトップコートと呼ばれる樹脂を塗布して保護する場合もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、斯かるトップコートの表面についても、空気中の粉塵や油分、排気ガス、酸性雨、その他種々の化学成分等によって、施工直後から徐々に劣化や汚染が始まることとなる。
【０００４】
従来、これらの塗料、塗材あるいはトップコートの低汚染化を図るべく、塗料組成物中にオルガノシリケート又はその縮合物と該オルガノシリケートの加水分解を促進させる界面活性剤とを所定の割合で添加し、親水化する方法が知られている（特開２０００−３０９７４９公報）。
【０００５】
しかしながら、斯かるオルガノシリケートやその縮合物は非常に高価であるため、塗料組成物に所望の低汚染性を発現させるべくこれを添加すると、該塗料組成物が高価となり、塗装が高コストとなるという問題がある。また、オルガノシリケート又はその縮合物は、加水分解によって親水化してはじめて低汚染性を発現するものであるが、加水分解を促進するための界面活性剤を添加した場合であっても、他の要因によってこの加水分解反応がスムーズに進行しない場合があり、安定的に効果を発現させるのが難しいという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、施工直後の早い時期から安定的に低汚染化を図ることができ、且つこのような低汚染効果が比較的安価に得られるような塗料組成物を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、下記の一般式
【化２】

（式中、Ｒ^１はアルキル基又はアルキルアリル基、Ｒ^２は水素原子又はＲ^１（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）ｎ基、ｎは２〜２５の整数を示す。）で表され、ＨＬＢ値が５．６〜１６．２、好ましくは７〜１１であるアルキルリン酸エステルが、水系塗料組成物の樹脂固形分１００重量部に対して０．２〜１０重量部、およびコロイダルシリカが、アルキルリン酸エステルの固形分１００重量部に対して５０〜２００重量部、含有されてなることを特徴とする水系塗料組成物を提供する。
【０００８】
また、本発明は、好ましくは前記アルキルリン酸エステルが、アンモニウム塩であることを特徴とする水系塗料組成物を提供する。
【０００９】
コロイダルシリカは、該水系塗料組成物の乾燥によってできた塗膜表面を、そのシラノール基によって直ちに親水性とする為、塗膜を早期に低汚染化する。
また、ＨＬＢ値が５．６〜１６．２のアルキルリン酸エステルは、塗膜から徐々にブリードアウトすることにより、洗浄効果を発揮する。
さらに、該アルキルリン酸エステルのアンモニウム塩であれば、水系塗料組成物中に於いてコロイダルシリカの表面を活性化させて汚染物質の脱着をよりスムーズにし、前記洗浄効果と併せた相乗作用によってより優れた汚染防止効果を奏することができる。
【００１０】
尚、本発明において水系塗料組成物とは、骨材が配合されてなる塗材や、顔料が配合されてなる塗料、および骨材や顔料が配合されずに構成された塗布材料（例えばトップコートのようなもの）なども含めたものをいう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、詳細に説明する。
【００１２】
本発明におけるアルキルリン酸エステルとしては、前記式（１）で表され、ＨＬＢ値が５．６〜１６．２であるもの、好ましくはＨＬＢ値が７〜１１であるものを使用する。具体的には、該アルキルリン酸エステルとして、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸エステルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルや、ポリオキシエチレンジエチレン化フェノールエーテルリン酸エステルなどのポリオキシエチレンアルキルアリルエーテルリン酸エステル等を挙げることができる。
斯かるアルキルリン酸エステルは、例えば、スルホン酸塩系、硫酸エステル塩系、カルボン酸塩系のような他の界面活性物質と比べて本発明に係る水系塗料組成物中において優れた汚染防止効果を奏する。
【００１３】
また、水系塗料組成物中で上述のようなアルキルリン酸エステルを生成するものであれば、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、あるいはアンモニウム塩のいずれを用いることもできる。
ただ、本発明に係る水系塗料組成物中にナトリウムイオンやカリウムイオン等のアルカリイオンを付加した場合、前記コロイダルシリカの表面の電荷バランスを崩し、不安定化させるおそれがある。よって、そのようなアルカリイオンを含まないものとして、アルキルリン酸エステルのアンモニウム塩を用いることが好ましい。
【００１４】
また、ＨＬＢ値が５．６未満であるとアルキルリン酸エステルの疎水性が高くなりすぎて塗膜からアルキルリン酸エステルがブリードアウトしにくくなり、又、乳化作用が弱くなって結果的に界面活性剤としての洗浄効果がうまく発現されないこととなる。また、ＨＬＢ値が１５．６を越えると逆に親水性が高くなりすぎ、塗膜からのリン酸エステルのブリードアウトがはやくなるため、雨水による乳化流失が大きく耐久性が低下することとなり、好ましくない。
【００１５】
リン酸エステルの含有量は、樹脂固形分１００重量部に対して０．２〜１０重量部とする。０．２重量部未満であれば、初期の耐汚染性を充分に発揮することができず、また、１０重量部を越えて含有すると、塗膜の耐水性を大きく低下させることとなり、いずれも好ましくない。
【００１６】
また、本発明におけるコロイダルシリカは、シリカゾルとも呼ばれ、負に帯電した無定形シリカ（二酸化ケイ素）が、分散媒である水の中にコロイド状に分散したコロイド懸濁液である。コロイド粒子の粒径については特に限定されないが、例えば１０〜３０ｎｍ程度のものを好適に使用することができる。
【００１７】
コロイダルシリカの含有量は、前記リン酸エステル固形分１００重量部に対して５０〜２００重量部とする。５０重量部未満であれば、塗膜表面を覆うシリケート層が形成されにくく、また、２００重量部を越えて含有しても、塗膜の耐水性をそれ以上大きく改善できず、かえってコストアップの原因となり好ましくない。
【００１８】
本発明の塗料組成物を構成する合成樹脂としては、成膜するだけで塗膜を形成することのできるアクリル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂等を使用することができる。また、イソシアネート基と反応性である水酸基を含む合成樹脂エマルションに水溶性ポリイソシアネートを含有してなるものや、エポキシ基を含む合成樹脂エマルションにポリアミンやポリアミドを含有してなる反応硬化型の２液タイプのものを使用することもできる。中でもアクリル系樹脂は、安価な割に耐候性や耐水性が良いという点で、特に好ましい。
【００１９】
また、前記合成樹脂は、コロイダルシリカを分散させる必要性から、水を溶媒とした水系の合成樹脂エマルションとして調製する必要がある。また、コロイダルシリカの分散性を考慮すれば、該合成樹脂エマルションは、ｐＨが８〜９であることが好ましい。ｐＨが８〜９であれば、前記コロイダルシリカの分散状態が良好となり、塗料組成物中にコロイダルシリカを安定的に存在させることが可能となる。そして、このように安定的に存在したコロイダルシリカが塗膜中に均一に分散することとなり、塗膜全体の低汚染性がより均質なものとなる。
【００２０】
本発明に係る水系塗料組成物によると、リン酸エステルの界面活性効果により塗膜表面が洗浄される。即ち、塗膜表面に付着した汚染物質の表面に、通常数ｍｍの厚みに施工された塗膜中から徐々に溶出したリン酸エステルが吸着し、乳化作用により雨水等とともに該汚染物質を流し去る。そして、このようにして流出したリン酸エステルを補うように、塗膜中に残存するリン酸エステルが順次溶出することにより、初期の低汚染化を持続させることができる。
【００２１】
一方、コロイダルシリカは、それ自体が数十ｎｍの無定形シリカ粒子が水中に分散してコロイドを形成したものであり、これを塗料組成物とともに塗布して乾燥させると、該無定形シリカ粒子のシラノール基が塗膜表面を親水性にし、これによって塗膜の低汚染化が図られることとなる。
よって、本発明において使用するコロイダルシリカは、従来技術において使用されていたオルガノシリケートのように、化学反応を経て初めて塗膜に低汚染性を付与するものではなく、塗料を乾燥させるだけで塗膜に低汚染性を付与するものであるため、安定的に且つ施工後直ちに優れた低汚染化作用を備えたものとなる。
【００２２】
尚、本発明に係る水系塗料組成物は、必要に応じて増粘剤、消泡剤、粘性調整剤、成膜助剤、親水性助剤などの添加剤、その他紫外線吸収剤、光安定化剤等を適宜添加することも可能である。また、天然石粉砕物、人工石粉砕物等の骨材を添加することにより、塗材として使用することもできる。
【００２３】
【実施例】
（試験例１）
試験例１として、リン酸エステルのＨＬＢ値を変化させた場合の汚染防止効果に及ぼす影響を確認した。
【００２４】
試験体の作製
まず、下記表１に示す配合よりなる実施例１〜６および比較例１〜３の水系塗料組成物用の添加剤を調製した。
【表１】

【００２５】
次いで、上記の添加剤（コロイダルシリカ＋リン酸エステル）を下記表２に示す塗材原料とともに混合し、実施例および比較例の塗材を調製した。そして、該塗材をＪＩＳ　Ａ　５４３０に準ずる４ｍｍ厚のスレート板を基材としてその上に２．５ｋｇ／ｍ^２となるようにアプリケーターで塗布し、２０℃で７日間養生したものを試験体とした。
尚、表２中のＸの値としては、表１に示した樹脂固形分１００重量部に対するリン酸エステルとコロイダルシリカの合計量を、樹脂固形分（即ち、１８重量部×０．５）に対する量として換算した添加量を示す。
【００２６】
【表２】

【００２７】
尚、樹脂エマルション、リン酸エステル、コロイダルシリカとしては、それぞれ以下のものを使用した。
材料
樹脂：アクリル系合成樹脂エマルション、大日本インキ化学工業（株）製、ボンコート９３０、固形分５０％、
リン酸エステル：ホ゜リオキシエチレンラウリルエーテルリン酸エステル、第一工業製薬（株）製、
プライサーフＡＬ、　　　ＨＬＢ値：５．６
プライサーフＡ２０７Ｈ、ＨＬＢ値：７．１
プライサーフＡ２０８Ｆ、ＨＬＢ値：８．７
プライサーフＡ２１２Ｃ、ＨＬＢ値：９．４
プライサーフＡ２１２Ｅ、ＨＬＢ値：１０．３
プライサーフＡ２１９Ｂ、ＨＬＢ値：１６．２
コロイダルシリカ：日産化学（株）製、スノーテックス
【００２８】
ただし、比較例２および３のリン酸エステルについては、ＨＬＢ値が５．０および１８．０のアルキルエチレングリコールにオキシ塩化リンを反応させて得られたリン酸エステルを使用した。
【００２９】
油煙汚染試験
主に油煙発生装置と試料回転装置とからなる試験機の内部を７０℃に保ち、該試験機に油煙を循環させつつ試験体を６０分間回転暴露させる。暴露後、１％アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液で洗浄し、余分の油煙を完全除去した後、測色色差計（日本電色工業（株）製、ＺＥ２０００）でＹ値を測定し、次式により汚染回復率を求めた。
汚染回復率（％）＝（汚染後の拡散反射率Ｙ_１／汚染前の拡散反射率Ｙ_０）×１００
【００３０】
暴露試験
４５度に傾斜させた暴露台に各試験体を載置し、これを屋外に設置して７３０日暴露試験を行った。そして、暴露試験後の試験体と暴露させずに保管しておいた試験体とを目視によって対比し、両者の色合いの違いをグレースケールによる値（０〜５．０）を用いて評価した。
【００３１】
表１によると、ＨＬＢ値が５．６〜１６．２である実施例１〜６の水系塗料組成物では、油煙汚染に対する汚染回復率と、暴露テストに対するグレースケール値のいずれにおいても良好な試験結果が得られていることがわかる。特に、ＨＬＢ値が７〜１１の範囲である実施例２〜５によれば、双方の試験結果で非常に優れた耐汚染効果が得られていることがわかる。
【００３２】
（試験例２）
次に、試験例２として、水系塗料組成物中においてリン酸エステルに対するコロイダルシリカの添加量を一定に保ちつつ、樹脂固形分に対するリン酸エステルの配合量を変化させた場合の汚染防止効果を確認した。具体的には、下記表３に示す配合の実施例および比較例の添加剤をそれぞれ調製し、前記試験例１と同様にして塗材として塗布して試験体を作製した。そして、該試験体を用いて前記と同様の油煙汚染テストおよび暴露テストを行った。結果を表２に示す。
【００３３】
【表３】

【００３４】
表３に示したように、リン酸エステルの添加量が樹脂固形分に対して０．２〜１０重量％である実施例７〜１１では、油煙汚染に対する汚染回復率、および暴露テストに対するグレースケール値のいずれにおいても良好な結果が得られていることがわかる。
【００３５】
（試験例３）
アルキルリン酸エステルに対するコロイダルシリカの添加量を変化させ、汚染防止効果を確認した。具体的には、下記表４に示す配合の実施例および比較例の水系塗料組成物を調製し、前記試験例１と同様にして試験体を作製した。そして、該試験体を用いて前記油煙汚染テストおよび暴露テストを行った。結果を併せて表４に示す。
【００３６】
【表４】

【００３７】
表４に示したように、コロイダルシリカの添加量をリン酸エステルの５０〜２００重量％とした実施例１２〜１６では、いずれも油煙汚染に対する汚染回復率、および暴露テストに対する耐汚染性について良好な結果が得られていることがわかる。
【００３８】
（試験例４）
アルキルリン酸エステルの代わりにスルホン酸塩系、およびカルボン酸塩系のエステルを用い、表５に示した配合の試験体を作製し、該試験体を用いて前記油煙汚染テストおよび暴露テストを行った。結果を表５に示す。
【００３９】
【表５】

【００４０】
表５に示したように、ＨＬＢ値が同程度のエステルを用いた場合であっても、カルボン酸エステルやスルホン酸エステルを用いた比較例８〜１０では耐汚染性や暴露試験結果が劣っていることがわかる。これに対し、リン酸エステルを用いた本発明の実施例４〜６では汚染回復率、暴露試験結果ともに優れた結果が得られていることがわかる。
【００４１】
（試験例５）
試験例５としては、顔料を配合した水性塗料組成物を用い、アルキルリン酸エステルおよびコロイダルシリカの有無による汚染防止効果に及ぼす影響を確認した。
【００４２】
試験体の作製
まず、下記表６に示す配合よりなる実施例１７および比較例１１の水系塗料組成物を調製し、該水系塗料組成物をＪＩＳ　Ａ　５４３０に準ずる４ｍｍ厚のスレート板を基材として、その上に２．５ｋｇ／ｍ^２となるようにアプリケーターで塗布し、２０℃で７日間養生したものを試験体とした。
【００４３】
斯かる実施例および比較例の試験体について、上記と同様の油煙汚染試験および暴露試験を行った。結果を併せて表６に示す。
【００４４】
【表６】

【００４５】
表６によると、耐汚染性については実施例および比較例の双方で良好な結果が得られているが、暴露試験結果についてはアルキルリン酸エステル及びコロイダルシリカの有無によって結果に大きな差が生じていることがわかる。即ち、これらを添加しない比較例９ではグレースケール値が２．５となって試験前後における色合いの差が大きくなっているのに対し、実施例１６ではグレースケール値が４〜４．５という良好な結果が得られたことを示している。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る水系塗料組成物によれば、施工直後の早期の段階から安定的に低汚染化作用を発現させることができる。
また、安価なコロイダルシリカを用いることにより、このような低汚染化効果のある塗料を安価に提供することが可能となる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a water-based coating composition that can be used as a coating, a coating material, or a top coat, and that can exhibit low contamination from an early stage after construction.
[0002]
[Prior art]
In general, paints or coating materials are applied to those used outdoors, such as buildings and bridges, in order to protect the base material and improve the design. In addition, these paints and the like tend to be gradually deteriorated and contaminated by being exposed to ultraviolet rays, wind and rain, oil fumes and dust, etc., so as to impart weather resistance and water repellency to these paints. In some cases, a resin called a so-called top coat, such as a fluorocarbon copolymer resin, is applied for protection.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the surface of such a top coat also gradually starts to deteriorate or contaminate immediately after construction due to dust and oil in the air, exhaust gas, acid rain, and other various chemical components.
[0004]
Conventionally, in order to reduce the pollution of these paints, coating materials or top coats, a predetermined ratio of an organosilicate or a condensate thereof and a surfactant which promotes hydrolysis of the organosilicate is added to the paint composition. In addition, a method for making the surface hydrophilic is known (JP-A-2000-309749).
[0005]
However, since such an organosilicate or a condensate thereof is very expensive, if it is added to the coating composition so as to exhibit the desired low contamination, the coating composition becomes expensive and the coating becomes expensive. There is a problem. Further, the organosilicate or its condensate develops low pollution only after being hydrophilized by hydrolysis, but even if a surfactant for promoting hydrolysis is added, other factors may be present. In some cases, this hydrolysis reaction does not proceed smoothly, and there is a problem that it is difficult to stably exhibit the effect.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a coating composition that can stably reduce pollution from an early stage immediately after construction and that can achieve such a low pollution effect at relatively low cost. I do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a compound represented by the following general formula:

(Wherein, R ¹ is an alkyl group or an alkyl allyl group, R ² is a hydrogen atom or a R ¹ (CH ₂ CH ₂ O) n group, and n is an integer of 2 to 25), and the HLB value is The alkyl phosphate ester having a ratio of 5.6 to 16.2, preferably 7 to 11 is 0.2 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin solid content of the water-based coating composition, and the colloidal silica is an alkyl phosphate. Provided is a water-based coating composition, which is contained in an amount of 50 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of a solid content of an acid ester.
[0008]
The present invention also provides a water-based coating composition, wherein the alkyl phosphate is preferably an ammonium salt.
[0009]
Colloidal silica immediately lowers the contamination of the coating film because the surface of the coating film formed by drying the water-based coating composition is immediately rendered hydrophilic by the silanol groups.
Alkyl phosphates having an HLB value of 5.6 to 16.2 exhibit a cleaning effect by gradually bleeding out from the coating film.
Furthermore, when the ammonium salt of the alkyl phosphate ester is used, the surface of the colloidal silica is activated in the water-based coating composition to make the desorption of contaminants smoother, and the synergistic effect in combination with the above-mentioned cleaning effect is more effective. An excellent pollution prevention effect can be achieved.
[0010]
In the present invention, the water-based coating composition refers to a coating material containing an aggregate, a paint containing a pigment, and a coating material containing no aggregate or a pigment (for example, a top coat). And the like).
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0012]
As the alkyl phosphate in the present invention, those represented by the above formula (1) and having an HLB value of 5.6 to 16.2, preferably an HLB value of 7 to 11 are used. Specifically, examples of the alkyl phosphate include polyoxyethylene alkyl ether phosphates such as polyoxyethylene lauryl ether phosphate and polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as polyoxyethylene diethylenated phenol ether phosphate. Phosphate esters and the like can be mentioned.
Such an alkyl phosphate ester is, for example, a sulfonate type, a sulfate type, and an excellent stain prevention effect in the water-based coating composition according to the present invention as compared with other surfactants such as a carboxylate type. To play.
[0013]
In addition, any of alkali metal salts such as sodium and potassium or ammonium salts can be used as long as the above alkyl phosphate ester is formed in the water-based coating composition.
However, when an alkali ion such as a sodium ion or a potassium ion is added to the water-based coating composition according to the present invention, the charge balance on the surface of the colloidal silica may be lost, and the colloidal silica may be destabilized. Therefore, it is preferable to use an ammonium salt of an alkyl phosphoric acid ester that does not contain such an alkali ion.
[0014]
When the HLB value is less than 5.6, the hydrophobicity of the alkyl phosphate ester becomes too high, so that the alkyl phosphate ester does not easily bleed out from the coating film, and the emulsifying action is weakened, resulting in an interface failure. The cleaning effect as an activator will not be exhibited well. On the other hand, when the HLB value exceeds 15.6, on the contrary, the hydrophilicity becomes too high, and the phosphate ester bleeds out from the coating film quickly. Absent.
[0015]
The content of the phosphate is 0.2 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin solid content. If the amount is less than 0.2 parts by weight, the initial stain resistance cannot be sufficiently exhibited, and if the amount is more than 10 parts by weight, the water resistance of the coating film will be greatly reduced. Not preferred.
[0016]
The colloidal silica in the present invention is also called a silica sol, and is a colloidal suspension in which negatively charged amorphous silica (silicon dioxide) is colloidally dispersed in water as a dispersion medium. The size of the colloid particles is not particularly limited, but for example, those having a size of about 10 to 30 nm can be suitably used.
[0017]
The content of colloidal silica is 50 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the phosphate ester. If it is less than 50 parts by weight, it is difficult to form a silicate layer covering the surface of the coating film, and even if it contains more than 200 parts by weight, the water resistance of the coating film cannot be further improved and the cost increases. It is not preferable because it causes.
[0018]
As the synthetic resin that constitutes the coating composition of the present invention, an acrylic resin, an ethylene-vinyl acetate resin, a urethane resin, a vinyl chloride resin, or the like that can form a coating film only by forming a film is used. be able to. A two-component reaction-curable two-component synthetic resin emulsion containing a hydroxyl group reactive with an isocyanate group containing a water-soluble polyisocyanate, or a synthetic resin emulsion containing an epoxy group containing a polyamine or polyamide. Types can also be used. Among them, an acrylic resin is particularly preferable in that it is inexpensive and has good weather resistance and water resistance.
[0019]
Further, since the synthetic resin needs to disperse colloidal silica, it is necessary to prepare an aqueous synthetic resin emulsion using water as a solvent. Further, in consideration of the dispersibility of colloidal silica, the synthetic resin emulsion preferably has a pH of 8 to 9. When the pH is 8 to 9, the state of dispersion of the colloidal silica is good, and the colloidal silica can be stably present in the coating composition. Then, the colloidal silica thus stably present is uniformly dispersed in the coating film, and the low contamination property of the entire coating film becomes more uniform.
[0020]
According to the water-based coating composition of the present invention, the surface of the coating film is cleaned by the surfactant effect of the phosphate ester. In other words, the phosphate ester gradually eluted from the coating film usually applied to a thickness of several mm is adsorbed on the surface of the contaminant attached to the coating film surface, and the contaminant is washed away along with rainwater by emulsification. . Then, the phosphate ester remaining in the coating film is sequentially eluted so as to compensate for the phosphate ester that has flowed out in this manner, so that the initial low contamination can be maintained.
[0021]
On the other hand, colloidal silica is formed by dispersing amorphous silica particles having a size of several tens of nm in water to form a colloid. When this is applied together with a coating composition and dried, the amorphous silica particles The silanol groups render the coating film surface hydrophilic, thereby reducing the contamination of the coating film.
Therefore, the colloidal silica used in the present invention does not impart low contamination to the coating film only through a chemical reaction, unlike the organosilicate used in the prior art, but only by drying the coating film. Since it imparts low-contamination to the surface, it has an excellent low-contamination action stably and immediately after construction.
[0022]
In addition, the water-based coating composition according to the present invention may contain additives such as a thickener, an antifoaming agent, a viscosity modifier, a film-forming auxiliary, a hydrophilic auxiliary, other ultraviolet absorbers, and light stabilizing agents, if necessary. Agents and the like can be appropriately added. Further, by adding an aggregate such as a crushed natural stone or a crushed artificial stone, it can be used as a coating material.
[0023]
【Example】
(Test Example 1)
As Test Example 1, the effect of changing the HLB value of the phosphate ester on the effect of preventing contamination was confirmed.
[0024]
Preparation of test body First, additives for the aqueous coating compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 having the formulations shown in Table 1 below were prepared.
[Table 1]

[0025]
Next, the above-mentioned additives (colloidal silica + phosphate ester) were mixed with coating material raw materials shown in Table 2 below to prepare coating materials of Examples and Comparative Examples. The coating material was applied on a slate plate having a thickness of 4 mm according to JIS A 5430 as a base material at 2.5 kg / m ^{2 using an} applicator, and cured at 20 ° C. for 7 days. did.
As the value of X in Table 2, the total amount of the phosphate ester and colloidal silica with respect to 100 parts by weight of the resin solid content shown in Table 1 was calculated by dividing the total amount of the resin solid content (that is, 18 parts by weight x 0.5). The amount added is shown as an amount.
[0026]
[Table 2]

[0027]
The following were used as the resin emulsion, phosphate ester, and colloidal silica, respectively.
Materials Resin: acrylic synthetic resin emulsion, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., Boncoat 930, solid content 50%,
Phosphate ester: Polyoxyethylene lauryl ether phosphate, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
Price Surf AL, HLB value: 5.6
Price Surf A207H, HLB value: 7.1
Price Surf A208F, HLB value: 8.7
Price Surf A212C, HLB value: 9.4
Price Surf A212E, HLB value: 10.3
Price Surf A219B, HLB value: 16.2
Colloidal silica: Snowtex manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. [0028]
However, for the phosphoric esters of Comparative Examples 2 and 3, phosphoric esters obtained by reacting phosphorus oxychloride with alkylethylene glycols having HLB values of 5.0 and 18.0 were used.
[0029]
Oil smoke pollution test The inside of a test machine mainly comprising an oil smoke generator and a sample rotating device is kept at 70 ° C, and the test specimen is rotated and exposed to the test machine for 60 minutes while circulating the oil smoke. After the exposure, the sample was washed with a 1% aqueous solution of sodium alkylbenzene sulfonate to completely remove excess oily smoke, and then the Y value was measured with a colorimeter (ZE2000, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.). The recovery rate was determined.
Contamination recovery rate (%) = (Diffuse reflectance Y ₁ after contamination / Diffuse reflectance Y ₀ before contamination) × 100
[0030]
Exposure test Each test specimen was placed on an exposure table inclined at 45 degrees, and was placed outdoors to perform an exposure test for 730 days. Then, the test body after the exposure test and the test body stored without being exposed were visually compared, and the difference in color between the two was evaluated using a gray scale value (0 to 5.0).
[0031]
According to Table 1, in the water-based coating compositions of Examples 1 to 6 having an HLB value of 5.6 to 16.2, a good test was obtained in both the contamination recovery rate against soot pollution and the gray scale value for the exposure test. It can be seen that the result was obtained. In particular, according to Examples 2 to 5 in which the HLB value is in the range of 7 to 11, it can be seen from the results of both tests that a very excellent stain resistance effect is obtained.
[0032]
(Test Example 2)
Next, as Test Example 2, the effect of preventing contamination when the amount of the phosphate ester relative to the resin solid content was changed while maintaining the addition amount of the colloidal silica relative to the phosphate ester in the water-based coating composition was confirmed. did. Specifically, additives of Examples and Comparative Examples having the formulations shown in Table 3 below were prepared, and applied as coating materials in the same manner as in Test Example 1 to prepare test specimens. Then, using the test specimen, the same oil smoke pollution test and exposure test as described above were performed. Table 2 shows the results.
[0033]
[Table 3]

[0034]
As shown in Table 3, in Examples 7 to 11 in which the addition amount of the phosphoric acid ester was 0.2 to 10% by weight based on the resin solid content, the contamination recovery rate against soot pollution, and the gray scale for the exposure test It can be seen that good results were obtained at any of the values.
[0035]
(Test Example 3)
The effect of preventing contamination was confirmed by changing the amount of colloidal silica added to the alkyl phosphate. Specifically, aqueous coating compositions of Examples and Comparative Examples having the formulations shown in Table 4 below were prepared, and test specimens were prepared in the same manner as in Test Example 1. Then, the oil smoke pollution test and the exposure test were performed using the test specimen. Table 4 also shows the results.
[0036]
[Table 4]

[0037]
As shown in Table 4, in Examples 12 to 16 in which the amount of colloidal silica added was 50 to 200% by weight of the phosphoric acid ester, all were good in the stain recovery rate against oily smoke pollution and the stain resistance against the exposure test. It can be seen that excellent results have been obtained.
[0038]
(Test Example 4)
Using a sulfonate-based ester and a carboxylate-based ester in place of the alkyl phosphate ester, a test sample having the composition shown in Table 5 was prepared, and the oil smoke pollution test and the exposure test were performed using the test sample. Was. Table 5 shows the results.
[0039]
[Table 5]

[0040]
As shown in Table 5, even when the ester having the same HLB value was used, Comparative Examples 8 to 10 using the carboxylic acid ester and the sulfonic acid ester were inferior in the stain resistance and the exposure test result. You can see that there is. In contrast, it can be seen that in Examples 4 to 6 of the present invention using the phosphate ester, excellent results were obtained in both the contamination recovery rate and the exposure test results.
[0041]
(Test Example 5)
In Test Example 5, the effect of the presence or absence of an alkyl phosphate and colloidal silica on the effect of preventing contamination was confirmed using an aqueous coating composition containing a pigment.
[0042]
Preparation of test body First, aqueous coating compositions of Example 17 and Comparative Example 11 having the composition shown in Table 6 below were prepared, and the aqueous coating compositions were slate-plated to a thickness of 4 mm according to JIS A 5430. Was applied with an applicator at 2.5 kg / m ² and cured at 20 ° C. for 7 days to obtain a test specimen.
[0043]
The test pieces of the examples and comparative examples were subjected to the same oil smoke pollution test and exposure test as described above. Table 6 also shows the results.
[0044]
[Table 6]

[0045]
According to Table 6, good results were obtained in both the Examples and Comparative Examples for the stain resistance, but the results of the exposure test showed a large difference depending on the presence or absence of the alkyl phosphate and colloidal silica. You can see that there is. That is, in Comparative Example 9 in which these were not added, the gray scale value was 2.5, and the difference in hue before and after the test was large, whereas in Example 16, the gray scale value was as good as 4 to 4.5. It shows that a good result was obtained.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the water-based coating composition of the present invention, the effect of reducing pollution can be stably exhibited from an early stage immediately after construction.
In addition, by using inexpensive colloidal silica, it is possible to provide a coating material having such a low pollution effect at low cost.

Claims

The following general formula

(Wherein, R ¹ is an alkyl group or an alkyl allyl group, R ² is a hydrogen atom or a R ¹ (CH ₂ CH ₂ O) n group, and n is an integer of 2 to 25), and the HLB value is The alkyl phosphate ester having a ratio of 5.6 to 16.2 is 0.2 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin solid content of the water-based coating composition, and the colloidal silica has an alkyl phosphate ester solid content of 100 parts by weight. 50 to 200 parts by weight with respect to parts by weight,
A water-based coating composition characterized by being contained.

The HLB value of the said alkyl phosphate ester is 7-11, The water-based coating composition of Claim 1 characterized by the above-mentioned.

3. The water-based coating composition according to claim 1, wherein the alkyl phosphate is an ammonium salt.