JP2025006506A - Pigment dispersion and aqueous coating composition, and methods for producing same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、顔料分散液および水性塗料組成物、ならびにこれらの製造方法に関する。 The present invention relates to a pigment dispersion and an aqueous paint composition, as well as methods for producing the same.
近年、環境保全のため、工場等からの揮発性有機化合物(VOC)の排出低減が求められている。VOCの排出低減の手法の一つとして、水性の塗料組成物が提案されている。しかしながら、顔料は一般に水性溶媒に濡れにくく、分散性に劣る。 In recent years, there has been a demand to reduce emissions of volatile organic compounds (VOCs) from factories and other facilities in order to protect the environment. Water-based paint compositions have been proposed as one method of reducing VOC emissions. However, pigments generally do not wet well in aqueous solvents and have poor dispersibility.
これに関し、特許文献1は、特定の式で示されるカチオン性官能基を有する重合性不飽和モノマーを含む複数のモノマーの共重合体、顔料、および、酸基及び水酸基含有アクリル樹脂を含有することを特徴とする水性塗料組成物を開示している。 In this regard, Patent Document 1 discloses an aqueous coating composition that contains a copolymer of multiple monomers including a polymerizable unsaturated monomer having a cationic functional group represented by a specific formula, a pigment, and an acrylic resin containing an acid group and a hydroxyl group.
しかしながら、特許文献1の共重合体では、顔料を十分かつ安定して分散させることが難しい。 However, it is difficult to disperse the pigment sufficiently and stably with the copolymer described in Patent Document 1.
上記課題を解決するため、本発明は下記態様を提供する。
[1]
共重合体(A)と、炭化水素基含有酸性化合物(B)と、顔料(C)と、水性溶媒(D)と、を含み、
前記共重合体(A)は、
3級アミノ基および含窒素複素環基の少なくとも一方を有する含窒素重合性不飽和モノマー由来の第1セグメント(a1)、および、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由来の第2セグメント(a2)を有し、
前記炭化水素基含有酸性化合物(B)は、
炭素数5~23の飽和または不飽和の炭化水素基(b1)、および、カルボキシ基、リン酸基、スルホン酸基およびフェノール基よりなる群から選択される少なくとも1つの酸基(b2)を有する、顔料分散液。
[2]
前記共重合体(A)が有する3級アミノ基および含窒素複素環基の総当量に対する、前記炭化水素基含有酸性化合物(B)が有する酸基の当量の比(酸基/3級アミノ基および含窒素複素環基)は、0.5以上2以下である、上記[1]に記載の顔料分散液。
[3]
前記共重合体(A)は、さらに、前記含窒素重合性不飽和モノマーおよび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以外の重合性不飽和モノマー由来の、第3セグメント(a3)を有し、
前記共重合体(A)において、
前記第1セグメント(a1)の質量割合は、5質量%以上30質量%以下であり、
前記第2セグメント(a2)の質量割合は、20質量%以上80質量%以下であり、
前記第3セグメント(a3)の質量割合は、10質量%以上60質量%以下である、上記[1]または[2]に記載の顔料分散液。
[4]
前記第3セグメント(a3)は、水酸基含有重合性飽和モノマー由来のセグメント(a31)を含み、
前記共重合体(A)における、前記セグメント(a31)の質量割合は、10質量%以上30質量%以下である、上記[3]に記載の顔料分散液。
[5]
上記[1]または[2]に記載の顔料分散液と、
塗膜形成樹脂と、を含む、水性塗料組成物。
[6]
水性溶媒(D)および共重合体(A)を含む第1混合物に、炭化水素基含有酸性化合物(B)を加えて混合し、第2混合物を得る工程と、
前記第2混合物に、顔料(C)を加えて混合する工程と、を備え、
前記共重合体(A)は、
3級アミノ基および含窒素複素環基の少なくとも一方を有する含窒素重合性不飽和モノマー由来の第1セグメント(a1)、および、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由来の第2セグメント(a2)を有し、
前記炭化水素基含有酸性化合物(B)は、
炭素数5~23の飽和または不飽和の炭化水素基(b1)、および、カルボキシ基、リン酸基、スルホン酸基またはフェノール基よりなる群から選択される少なくとも1つの酸基(b2)を有する、顔料分散液の製造方法。
[7]
上記[6]記載の方法により製造された顔料分散液と、塗膜形成樹脂とを混合する工程を備える、水性塗料組成物の製造方法。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following aspects.
[1]
A composition comprising: a copolymer (A), a hydrocarbon group-containing acidic compound (B), a pigment (C), and an aqueous solvent (D);
The copolymer (A) is
a first segment (a1) derived from a nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomer having at least one of a tertiary amino group and a nitrogen-containing heterocyclic group, and a second segment (a2) derived from a polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain;
The hydrocarbon group-containing acidic compound (B) is
A pigment dispersion having (b1) a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 5 to 23 carbon atoms, and (b2) at least one acid group selected from the group consisting of a carboxy group, a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, and a phenol group.
[2]
The pigment dispersion liquid according to the above-mentioned [1], wherein a ratio of an equivalent of an acid group contained in the hydrocarbon group-containing acidic compound (B) to a total equivalent of a tertiary amino group and a nitrogen-containing heterocyclic group contained in the copolymer (A) (acid group/tertiary amino group and nitrogen-containing heterocyclic group) is 0.5 or more and 2 or less.
[3]
The copolymer (A) further has a third segment (a3) derived from a polymerizable unsaturated monomer other than the nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomer and the polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain,
In the copolymer (A),
The mass proportion of the first segment (a1) is 5 mass% or more and 30 mass% or less,
The mass ratio of the second segment (a2) is 20 mass% or more and 80 mass% or less,
The pigment dispersion liquid according to the above [1] or [2], wherein the mass ratio of the third segment (a3) is 10 mass % or more and 60 mass % or less.
[4]
The third segment (a3) includes a segment (a31) derived from a hydroxyl group-containing polymerizable saturated monomer,
The pigment dispersion liquid according to the above-mentioned [3], wherein the mass ratio of the segment (a31) in the copolymer (A) is 10 mass % or more and 30 mass % or less.
[5]
The pigment dispersion according to the above item [1] or [2],
and a film-forming resin.
[6]
A step of adding and mixing a hydrocarbon group-containing acidic compound (B) to a first mixture containing an aqueous solvent (D) and a copolymer (A) to obtain a second mixture;
and adding and mixing a pigment (C) to the second mixture,
The copolymer (A) is
a first segment (a1) derived from a nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomer having at least one of a tertiary amino group and a nitrogen-containing heterocyclic group, and a second segment (a2) derived from a polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain;
The hydrocarbon group-containing acidic compound (B) is
A method for producing a pigment dispersion liquid, comprising: a saturated or unsaturated hydrocarbon group (b1) having 5 to 23 carbon atoms; and at least one acid group (b2) selected from the group consisting of a carboxy group, a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, and a phenol group.
[7]
A method for producing an aqueous coating composition, comprising the step of mixing the pigment dispersion produced by the method described in [6] above with a coating film-forming resin.
本開示によれば、顔料の種類によらず、低粘度でかつ顔料分散性に優れた顔料分散液が提供される。 According to the present disclosure, a pigment dispersion liquid that has low viscosity and excellent pigment dispersibility is provided, regardless of the type of pigment.
顔料分散剤は、顔料を溶媒中に均一に分散させるために使用される添加剤であって、界面活性剤と同様、親水性の部位と疎水性の部位とを有している。親水性の部位には様々な種類がある。親水性の部位は、電離して陰イオンまたは陽イオンを生じ得、イオン解離性を有さない場合もある。 Pigment dispersants are additives used to disperse pigments uniformly in solvents, and like surfactants, they have hydrophilic and hydrophobic sites. There are various types of hydrophilic sites. Hydrophilic sites can ionize to produce anions or cations, and may not have ionic dissociation properties.
顔料は、通常、その表面に酸性サイト、塩基性サイトまたは不活性サイトを有しており、酸的、塩基的、疎水的あるいは親水的性質を示す。これらの性質は、顔料ごとに明確に区別できるものではなく、複合的な性質を有する場合もある。このような様々な性質を有する顔料に適した顔料分散剤を選択するのは、困難である。そこで、どのような顔料にも使用できる顔料分散剤が望まれている。しかしながら、1つの顔料分散剤(化合物)に、上記の各サイトに対応できる複数の官能基を持たせると、会合等によって、顔料分散液の粘度が増大する等の問題が生じ得る。複数種の顔料分散剤を組み合わせて使用する場合も同様に、顔料分散液の粘度が増大したり、顔料分散剤と溶媒との親和性等の点で不都合が生じ得る。顔料分散液の粘度増大は、塗料組成物の調製を困難にし、また、顔料分散液における顔料の分散性を低下させる一因になり得る。 Pigments usually have acidic, basic or inactive sites on their surface, and exhibit acidic, basic, hydrophobic or hydrophilic properties. These properties cannot be clearly distinguished for each pigment, and may have complex properties. It is difficult to select a pigment dispersant suitable for pigments with such various properties. Therefore, a pigment dispersant that can be used for any pigment is desired. However, if one pigment dispersant (compound) has multiple functional groups that can correspond to each of the above sites, problems such as an increase in the viscosity of the pigment dispersion due to association, etc. may occur. Similarly, when multiple types of pigment dispersants are used in combination, the viscosity of the pigment dispersion may increase, and problems may occur in terms of the affinity between the pigment dispersant and the solvent. An increase in the viscosity of the pigment dispersion makes it difficult to prepare a paint composition and may also be a factor in reducing the dispersibility of the pigment in the pigment dispersion.
塗膜の発色性は、塗膜中にある顔料の粒子径が小さいほど(すなわち、塗料組成物、ひいては顔料分散液における顔料の分散性が高いほど)向上する。一般に、顔料の粒子径が小さい(顔料の分散性が高い)ほど、顔料分散液の粘度は高くなる。つまり、塗膜の発色性を向上させるために、顔料分散液における顔料の分散性を高めると、顔料分散液の粘度が増大する。そのため、顔料分散液を塗膜形成樹脂と混合するのが困難になって、結果的に塗料組成物における顔料分散性が低下し得る。通常、塗膜の発色性向上(顔料分散性の向上)と顔料分散液の低粘度化とは、トレードオフの関係であると言える。 The smaller the particle size of the pigment in the coating film (i.e., the higher the dispersibility of the pigment in the paint composition and, ultimately, in the pigment dispersion), the better the color development of the coating film. In general, the smaller the particle size of the pigment (the higher the dispersibility of the pigment), the higher the viscosity of the pigment dispersion. In other words, if the dispersibility of the pigment in the pigment dispersion is increased in order to improve the color development of the coating film, the viscosity of the pigment dispersion increases. This makes it difficult to mix the pigment dispersion with the coating film-forming resin, which can result in a decrease in pigment dispersibility in the coating composition. Usually, there is a trade-off between improved color development of the coating film (improved pigment dispersibility) and lowering the viscosity of the pigment dispersion.
本開示は、顔料の性質によらず、粘度増大を引き起こすことなく、顔料を極性の溶媒(水性溶媒)中で良好に分散することのできる化合物(顔料分散剤)の組み合わせを見出しなされた。本開示に係る顔料分散液を用いて得られる塗料組成物は、高い発色性を有する。 The present disclosure has discovered a combination of compounds (pigment dispersants) that can disperse pigments well in polar solvents (aqueous solvents) without causing an increase in viscosity, regardless of the nature of the pigment. The paint composition obtained using the pigment dispersion according to the present disclosure has high color development.
本開示にかかる顔料分散液は、共重合体(A)と、炭化水素基含有酸性化合物(B)(以下、「有機酸(B)」と称する場合がある。)と、顔料(C)と、水性溶媒(D)と、を含む。共重合体(A)は、3級アミノ基および含窒素複素環基の少なくとも一方を有する含窒素重合性不飽和モノマー由来の第1セグメント(a1)、および、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由来の第2セグメント(a2)、を有する。有機酸(B)は、炭素数4~18の飽和または不飽和炭化水素基(b1)、および、カルボン酸基、リン酸基、スルホン酸基およびフェノール基よりなる群から選択される少なくとも1つの酸基(b2)を有する。 The pigment dispersion according to the present disclosure includes a copolymer (A), a hydrocarbon group-containing acidic compound (B) (hereinafter sometimes referred to as "organic acid (B)"), a pigment (C), and an aqueous solvent (D). The copolymer (A) has a first segment (a1) derived from a nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomer having at least one of a tertiary amino group and a nitrogen-containing heterocyclic group, and a second segment (a2) derived from a polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain. The organic acid (B) has a saturated or unsaturated hydrocarbon group (b1) having 4 to 18 carbon atoms, and at least one acid group (b2) selected from the group consisting of a carboxylic acid group, a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, and a phenol group.
共重合体(A)において、第1セグメント(a1)の3級アミノ基および/または含窒素複素環基(以下、「含窒素基」と称する場合がある。)および第2セグメント(a2)のポリオキシアルキレン鎖はいずれも、側鎖として配置している。共重合体(A)の主鎖は、炭素-炭素結合からなる。有機酸(B)において、酸基(b2)は通常、炭化水素基(b1)の末端に位置している。 In the copolymer (A), the tertiary amino group and/or nitrogen-containing heterocyclic group (hereinafter sometimes referred to as "nitrogen-containing group") of the first segment (a1) and the polyoxyalkylene chain of the second segment (a2) are both arranged as side chains. The main chain of the copolymer (A) is composed of carbon-carbon bonds. In the organic acid (B), the acid group (b2) is usually located at the end of the hydrocarbon group (b1).
共重合体(A)の第1セグメント(a1)にある含窒素基は、水性溶媒中で陽イオンを生じる。有機酸(B)の酸基は、水性溶媒中で陰イオンを生じる。そのため、共重合体(A)と有機酸(B)とは、水性溶媒中で互いのカウンターイオンとして存在し得る。有機酸(B)の飽和または不飽和炭化水素基(以下、単に「炭化水素基」と称する場合がある。)は、基本的には、イオン解離性を有さない。 The nitrogen-containing group in the first segment (a1) of the copolymer (A) generates a cation in an aqueous solvent. The acid group of the organic acid (B) generates an anion in an aqueous solvent. Therefore, the copolymer (A) and the organic acid (B) can exist as counter ions of each other in an aqueous solvent. The saturated or unsaturated hydrocarbon group (hereinafter sometimes simply referred to as "hydrocarbon group") of the organic acid (B) basically does not have ionic dissociation properties.
共重合体(A)と有機酸(B)との組み合わせにより、粘度増大を引き起こすことなく、種々の顔料の分散性が向上する。この理由としては、特定の理論に拘束されるものではないが以下のように考えられる。
顔料(C)が酸的性質を有する場合(以下、便宜的に「酸性顔料」と称する場合がある。典型的には、カーボンブラック)、含窒素基によって、共重合体(A)は顔料(C)に吸着し得る。具体的には、含窒素基が顔料(C)に吸着し、ポリオキシアルキレン鎖は、顔料(C)の外側に配置される。さらに、ポリオキシアルキレン鎖は、共重合体(A)の疎水性の主鎖との化学的な反発および立体反発により、顔料(C)の外側に向かって延びるように配列する。この外側に向かって延びたポリオキシアルキレン鎖によって、共重合体(A)を吸着した顔料(C)同士の凝集が抑制され得る。
The combination of the copolymer (A) and the organic acid (B) improves the dispersibility of various pigments without increasing the viscosity, and the reason for this is thought to be as follows, without being bound by any particular theory.
When the pigment (C) has acidic properties (hereinafter, for convenience, it may be referred to as an "acidic pigment"; typically, carbon black), the copolymer (A) can be adsorbed to the pigment (C) by the nitrogen-containing group. Specifically, the nitrogen-containing group is adsorbed to the pigment (C), and the polyoxyalkylene chain is arranged on the outside of the pigment (C). Furthermore, the polyoxyalkylene chain is arranged so as to extend toward the outside of the pigment (C) due to chemical repulsion and steric repulsion with the hydrophobic main chain of the copolymer (A). The polyoxyalkylene chain extending toward the outside can suppress aggregation of the pigments (C) that have adsorbed the copolymer (A).
さらに、含窒素基の近傍には、有機酸(B)の酸基がカウンターイオンとして存在し得る。そのため、電荷バランスが保たれて、顔料(C)同士の凝集はさらに抑制される。 Furthermore, the acid group of the organic acid (B) may be present as a counter ion near the nitrogen-containing group. This maintains the charge balance, further suppressing aggregation of the pigments (C).
加えて、共重合体(A)の主鎖と有機酸(B)の炭化水素基とはいずれも疎水性であって、親和性が高い。そのため、顔料(C)には、共重合体(A)に加えて有機酸(B)も強固に吸着することができる。一方、ポリオキシアルキレン鎖は、水性溶媒(D)との親和性が高い。つまり、共重合体(A)および有機酸(B)を吸着した顔料(C)は、共重合体(A)および有機酸(B)の疎水性の部分が親水性のポリオキシアルキレン鎖によって囲まれた状態で水性溶媒(D)中に分散するため、凝集し難く、また、この状態を維持したまま分散できると考えられる。 In addition, the main chain of the copolymer (A) and the hydrocarbon group of the organic acid (B) are both hydrophobic and have a high affinity. Therefore, the pigment (C) can strongly adsorb the organic acid (B) in addition to the copolymer (A). On the other hand, the polyoxyalkylene chain has a high affinity with the aqueous solvent (D). In other words, the pigment (C) that has adsorbed the copolymer (A) and the organic acid (B) is dispersed in the aqueous solvent (D) with the hydrophobic parts of the copolymer (A) and the organic acid (B) surrounded by the hydrophilic polyoxyalkylene chain, so it is difficult to aggregate and is thought to be able to be dispersed while maintaining this state.
別の見方をすれば、ポリオキシアルキレン鎖を有する共重合体(A)は、比較的長鎖の炭化水素基を有する有機酸(B)を、水性溶媒(D)中で均一に分散させている。炭化水素基(b1)を有する有機酸(B)は、水性溶媒(D)の表面張力を低下することができる。水性溶媒(D)の表面張力の低下により、顔料(C)の水性溶媒に対する濡れ性が向上する。上記の通り、有機酸(B)は顔料(C)とともに水性溶媒(D)中で均一に分散しているため、表面張力の低下効果はより高くなって、顔料(C)の水性溶媒(D)に対する濡れ性はさらに向上し得る。その結果、顔料(C)同士の凝集力はさらに弱まり、水性溶媒(D)中での顔料分散性は一層向上する。顔料(C)の分散安定性も向上し得る。 From another perspective, the copolymer (A) having a polyoxyalkylene chain disperses the organic acid (B) having a relatively long-chain hydrocarbon group uniformly in the aqueous solvent (D). The organic acid (B) having a hydrocarbon group (b1) can reduce the surface tension of the aqueous solvent (D). The reduction in the surface tension of the aqueous solvent (D) improves the wettability of the pigment (C) to the aqueous solvent. As described above, the organic acid (B) is uniformly dispersed in the aqueous solvent (D) together with the pigment (C), so the surface tension reduction effect is further enhanced, and the wettability of the pigment (C) to the aqueous solvent (D) can be further improved. As a result, the cohesive force between the pigments (C) is further weakened, and the pigment dispersibility in the aqueous solvent (D) is further improved. The dispersion stability of the pigment (C) can also be improved.
有機酸(B)を併用することにより、第1セグメント(a1)および第2セグメント(a2)を有するものである限り、共重合体(A)を比較的自由に選択することができる。言い換えれば、水性塗料組成物の調製に際し、設計の自由度が広がって、顔料(C)により適した共重合体(A)を使用することができる。 By using the organic acid (B) in combination, the copolymer (A) can be selected relatively freely, so long as it has the first segment (a1) and the second segment (a2). In other words, when preparing the aqueous paint composition, the design freedom is expanded, and a copolymer (A) that is more suitable for the pigment (C) can be used.
顔料(C)が塩基的性質を有する場合(以下、便宜的に「塩基性顔料」と称する場合がある。)、酸基(b2)によって、有機酸(B)が顔料(C)に吸着する。酸基の近傍には、カウンターイオンである含窒素基が存在し得る。つまり、この場合も、共重合体(A)と有機酸(B)とは互いに近傍に存在することができる。そのため、共重合体(A)のポリオキシアルキレン鎖は、有機酸(B)の炭化水素基(b1)および共重合体(A)の疎水性の主鎖との化学的な反発および立体反発により、顔料(C)の外側に向かって延びるように配列し、顔料同士の凝集を抑制する。その他、酸性顔料の場合と同様、有機酸(B)による水性溶媒の表面張力の低下効果等によって、顔料分散性、さらには顔料(C)の分散安定性が向上する。 When the pigment (C) has basic properties (hereinafter, for convenience, it may be referred to as "basic pigment"), the organic acid (B) is adsorbed to the pigment (C) by the acid group (b2). A nitrogen-containing group, which is a counter ion, may be present in the vicinity of the acid group. In other words, in this case, the copolymer (A) and the organic acid (B) can be present in the vicinity of each other. Therefore, the polyoxyalkylene chain of the copolymer (A) is arranged so as to extend toward the outside of the pigment (C) due to chemical and steric repulsion with the hydrocarbon group (b1) of the organic acid (B) and the hydrophobic main chain of the copolymer (A), suppressing the aggregation of the pigments. In addition, as in the case of acidic pigments, the effect of the organic acid (B) in reducing the surface tension of the aqueous solvent improves the pigment dispersibility and further the dispersion stability of the pigment (C).
顔料(C)が疎水的性質を有する場合(以下、便宜的に「疎水性顔料」と称する場合がある。典型的には、フタロシアニンブルー)、炭化水素基(b1)との疎水性相互作用によって、有機酸(B)が顔料(C)に吸着する。そのため、塩基性顔料の場合と同様の作用により、顔料(C)の分散性および分散安定性が向上する。 When the pigment (C) has hydrophobic properties (hereinafter, for convenience, it may be referred to as a "hydrophobic pigment"; typically, phthalocyanine blue), the organic acid (B) is adsorbed to the pigment (C) by hydrophobic interaction with the hydrocarbon group (b1). Therefore, the dispersibility and dispersion stability of the pigment (C) are improved by the same action as in the case of a basic pigment.
上記の通り、酸性顔料に吸着し易い基を有する共重合体(A)と、塩基性あるいは疎水性顔料に吸着し易い基を有する有機酸(B)とを併用することにより、種々の顔料(C)を分散することができる。さらに、共重合体(A)と有機酸(B)とが互いにカウンターイオンとして存在することにより、電荷バランスが維持され、表面張力の低下効果が高まって、顔料分散液中において顔料(C)は微細化された状態で、安定して存在することができる。加えて、含窒素基と酸基とが、別々の化合物に設けられていることにより、両者の間に相互作用が生じることが抑制されて、顔料分散液の粘度増大が抑制される。ポリオキシアルキレン鎖は非イオン乖離性であるため、同じ化合物内にある含窒素基との間で相互作用を生じ難い。 As described above, various pigments (C) can be dispersed by using a copolymer (A) having a group that easily adsorbs to an acidic pigment in combination with an organic acid (B) having a group that easily adsorbs to a basic or hydrophobic pigment. Furthermore, since the copolymer (A) and the organic acid (B) exist as counter ions, the charge balance is maintained, the effect of reducing the surface tension is enhanced, and the pigment (C) can exist stably in a finely divided state in the pigment dispersion. In addition, since the nitrogen-containing group and the acid group are provided in separate compounds, the occurrence of an interaction between the two is suppressed, and an increase in the viscosity of the pigment dispersion is suppressed. Since the polyoxyalkylene chain is non-ionic dissociable, it is difficult for an interaction to occur between the nitrogen-containing group in the same compound.
本開示に係る顔料分散液は、顔料を微細化された状態で含有するにもかかわらず、低粘度である。そのため、水性塗料組成物を調製の際、顔料分散液と塗膜形成樹脂とを容易に混合することができて、水性塗料組成物中における顔料分散性も向上する。 The pigment dispersion according to the present disclosure has a low viscosity, even though it contains finely divided pigments. Therefore, when preparing an aqueous paint composition, the pigment dispersion can be easily mixed with a coating film-forming resin, and the pigment dispersibility in the aqueous paint composition is improved.
[顔料分散液]
本開示に係る顔料分散液は、共重合体(A)と、有機酸(B)と、顔料(C)と、水性溶媒(D)と、を含む。共重合体(A)は、含窒素基を有する含窒素重合性不飽和モノマー由来の第1セグメント(a1)、および、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由来の第2セグメント(a2)、を有する。有機酸(B)は、炭素数4~18の炭化水素基(b1)および酸基(b2)を有する。顔料分散液は、水性溶媒(D)を含み、水性である。
[Pigment dispersion]
The pigment dispersion according to the present disclosure includes a copolymer (A), an organic acid (B), a pigment (C), and an aqueous solvent (D). The copolymer (A) has a first segment (a1) derived from a nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomer having a nitrogen-containing group, and a second segment (a2) derived from a polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain. The organic acid (B) has a hydrocarbon group (b1) having 4 to 18 carbon atoms and an acid group (b2). The pigment dispersion includes the aqueous solvent (D) and is aqueous.
上記の共重合体(A)および有機酸(B)によって、粘度増大を引き起こすことなく、種々の顔料(C)を水性溶媒(D)中で良好に分散させることができる。すなわち、本開示に係る顔料分散液は低粘度であり、当該顔料分散液において、顔料は良く分散している(換言すれば、顔料の平均粒子径が小さい)。 The above-mentioned copolymer (A) and organic acid (B) allow various pigments (C) to be well dispersed in the aqueous solvent (D) without causing an increase in viscosity. In other words, the pigment dispersion according to the present disclosure has a low viscosity, and the pigment is well dispersed in the pigment dispersion (in other words, the average particle size of the pigment is small).
共重合体(A)と有機酸(B)とは、例えば、共重合体(A)が有する含窒素基の総当量に対する、有機酸(B)が有する酸基(b2)の当量の比(酸基/含窒素基)が、0.5以上2以下になるように、配合され得る。当量比(酸基/含窒素基)が0.5以上であると、顔料分散性の向上効果がより得られ易い。当量比(酸基/含窒素基)が2以下であると、共重合体(A)による有機酸(B)の分散効果がより高まって、分散安定性の向上効果がより得られ易い。当量比(酸基/含窒素基)は、0.6以上であってよく、0.8以上であってよい。当量比(酸基/含窒素基)は、1.8以下であってよく、1.5以下であってよい。 The copolymer (A) and the organic acid (B) can be blended so that the ratio of the equivalent of the acid group (b2) of the organic acid (B) to the total equivalent of the nitrogen-containing group of the copolymer (A) (acid group/nitrogen-containing group) is 0.5 or more and 2 or less. When the equivalent ratio (acid group/nitrogen-containing group) is 0.5 or more, the effect of improving the pigment dispersibility is more easily obtained. When the equivalent ratio (acid group/nitrogen-containing group) is 2 or less, the dispersion effect of the organic acid (B) by the copolymer (A) is more enhanced, and the effect of improving the dispersion stability is more easily obtained. The equivalent ratio (acid group/nitrogen-containing group) may be 0.6 or more, or may be 0.8 or more. The equivalent ratio (acid group/nitrogen-containing group) may be 1.8 or less, or may be 1.5 or less.
顔料(C)は、例えば、共重合体(A)の固形分100質量部に対して、30質量部以上3000質量部以下配合される。顔料(C)の上記配合量は、45質量部以上であってよく、60質量部以上であってよい。顔料(C)の上記配合量は、2800質量部以下であってよく、2700質量部以下であってよい。 For example, the pigment (C) is blended in an amount of 30 parts by mass or more and 3000 parts by mass or less per 100 parts by mass of the solid content of the copolymer (A). The blended amount of the pigment (C) may be 45 parts by mass or more, or may be 60 parts by mass or more. The blended amount of the pigment (C) may be 2800 parts by mass or less, or may be 2700 parts by mass or less.
顔料分散液の固形分濃度は、例えば、5質量%以上90質量%以下である。顔料分散液の固形分濃度は、8質量%以上であってよく、10質量%以上であってよい。顔料分散液の固形分濃度は、88質量%以下であってよく、85質量%以下であってよい。 The solid content concentration of the pigment dispersion is, for example, 5% by mass or more and 90% by mass or less. The solid content concentration of the pigment dispersion may be 8% by mass or more, or 10% by mass or more. The solid content concentration of the pigment dispersion may be 88% by mass or less, or 85% by mass or less.
顔料分散液の固形分濃度は、JIS K 5601-1-2 加熱残分測定方法に従って測定される。 The solids concentration of the pigment dispersion is measured according to JIS K 5601-1-2 Heat Residue Measurement Method.
顔料(C)は、顔料分散液中で微分散されている。顔料(C)の顔料分散液中での平均粒子径は、例えば、当該顔料(C)の一次粒子径の、90%以上1000%以下であり得る。顔料(C)の顔料分散液中での平均粒子径がこの範囲であると、顔料(C)の凝集が抑制されており、微粒子化しているといえる。顔料(C)の顔料分散液中での平均粒子径は、当該顔料(C)の一次粒子径の、900%以下であってよく、800%以下であってよい。 Pigment (C) is finely dispersed in the pigment dispersion. The average particle size of pigment (C) in the pigment dispersion can be, for example, 90% or more and 1000% or less of the primary particle size of the pigment (C). When the average particle size of pigment (C) in the pigment dispersion is within this range, it can be said that the aggregation of pigment (C) is suppressed and the pigment is microparticulated. The average particle size of pigment (C) in the pigment dispersion can be 900% or less, or 800% or less of the primary particle size of the pigment (C).
平均粒子径は、体積平均粒子径D50を意味する。体積平均粒子径D50は、レーザ回折・散乱方式の粒度分布測定装置(例えば、商品名:UPA-150、マイクロトラック社製)を用いた体積基準の粒度分布における、50%平均粒子径(D50)である。 The average particle size refers to the volume average particle size D50. The volume average particle size D50 is the 50% average particle size (D50) in the volume-based particle size distribution measured using a laser diffraction/scattering particle size distribution measuring device (for example, product name: UPA-150, manufactured by Microtrac).
顔料分散液は、顔料の種類に応じて様々な粘度を有する。顔料分散液の粘度は、塗料組成物が調製し易い点で、低いことが望ましい。顔料分散液の25℃条件下・回転速度5rpmにおける粘度は、例えば、5000cps以下であってよく、2000cps以下であってよい。顔料分散液の粘度の下限値は、顔料(C)の種類および大きさ等により適宜設定され、特に限定されない。 Pigment dispersions have various viscosities depending on the type of pigment. It is desirable for the viscosity of the pigment dispersion to be low so that the coating composition can be easily prepared. The viscosity of the pigment dispersion at 25°C and a rotation speed of 5 rpm may be, for example, 5000 cps or less, or 2000 cps or less. The lower limit of the viscosity of the pigment dispersion is appropriately set depending on the type and size of the pigment (C), and is not particularly limited.
本開示に係る顔料分散液は、共重合体(A)および/または有機酸(B)以外の顔料分散剤を用いて、同じ顔料を同程度の粒子径になるまで分散させた他の顔料分散液よりも、十分に低粘度である。例えば、本開示に係る顔料分散液の粘度は、上記の他の顔料分散液の粘度の1/2以下程度であり得、1/3以下程度であり得る。あるいは、本開示に係る顔料分散液は、共重合体(A)および/または有機酸(B)以外の顔料分散剤を用いて、粘度の増大が生じない程度に分散させたさらに他の顔料分散液よりも、顔料の粒子径は小さくなり得る。例えば、本開示に係る顔料分散液に含まれる顔料の平均粒子径は、上記のさらに他の顔料分散液に含まれる顔料の平均粒子径の80%以下程度であり得、75%以下程度であり得、70%以下程度であり得る。 The pigment dispersion according to the present disclosure has a sufficiently lower viscosity than other pigment dispersions in which the same pigment is dispersed to a similar particle size using a pigment dispersant other than the copolymer (A) and/or the organic acid (B). For example, the viscosity of the pigment dispersion according to the present disclosure may be about 1/2 or less, or about 1/3 or less, of the viscosity of the other pigment dispersions described above. Alternatively, the pigment dispersion according to the present disclosure may have a smaller pigment particle size than yet another pigment dispersion in which the same pigment is dispersed to a degree that does not cause an increase in viscosity using a pigment dispersant other than the copolymer (A) and/or the organic acid (B). For example, the average particle size of the pigment contained in the pigment dispersion according to the present disclosure may be about 80% or less, about 75% or less, or about 70% or less of the average particle size of the pigment contained in the yet another pigment dispersion described above.
(A)共重合体
共重合体(A)は、含窒素基を有する含窒素重合性不飽和モノマー(以下、「含窒素モノマー」と称する場合がある。)由来の第1セグメント(a1)、および、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(以下、「親水性モノマー」と称する場合がある。)由来の第2セグメント(a2)を有する。
(A) Copolymer The copolymer (A) has a first segment (a1) derived from a nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomer having a nitrogen-containing group (hereinafter may be referred to as a "nitrogen-containing monomer"), and a second segment (a2) derived from a polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain (hereinafter may be referred to as a "hydrophilic monomer").
第1セグメント(a1)は、少なくとも1つの含窒素基を有する。含窒素基は、水性溶媒中で陽イオンを生じて、酸性顔料に吸着することができる。加えて、含窒素基は、水性塗料組成物に配合される成分(典型的には、硬化剤)と化学的に反応する活性水素を有していないため、水性塗料組成物の硬化反応を阻害し難い。 The first segment (a1) has at least one nitrogen-containing group. The nitrogen-containing group generates a cation in an aqueous solvent and can be adsorbed to an acidic pigment. In addition, the nitrogen-containing group does not have an active hydrogen that chemically reacts with a component (typically a curing agent) blended in the aqueous coating composition, and therefore is unlikely to inhibit the curing reaction of the aqueous coating composition.
第2セグメント(a2)は、少なくとも1つのポリオキシアルキレン鎖を有する。ポリオキシアルキレン鎖は、顔料同士が接近することを阻害して、凝集抑制に寄与するとともに、共重合体(A)の親水性を高める。 The second segment (a2) has at least one polyoxyalkylene chain. The polyoxyalkylene chain inhibits the pigments from approaching each other, contributing to the suppression of aggregation and increasing the hydrophilicity of the copolymer (A).
共重合体(A)は、さらに、含窒素モノマーおよび親水性モノマー以外の重合性不飽和モノマー由来の、第3セグメント(a3)を有していてよい。 The copolymer (A) may further have a third segment (a3) derived from a polymerizable unsaturated monomer other than the nitrogen-containing monomer and the hydrophilic monomer.
第1セグメント(a1)の質量割合は5質量%以上30質量%以下であり、第2セグメント(a2)の質量割合は20質量%以上80質量%以下であり、第3セグメント(a3)の質量割合は10質量%以上60質量%以下であってよい。 The mass percentage of the first segment (a1) may be 5% by mass or more and 30% by mass or less, the mass percentage of the second segment (a2) may be 20% by mass or more and 80% by mass or less, and the mass percentage of the third segment (a3) may be 10% by mass or more and 60% by mass or less.
第1セグメント(a1)の質量割合が5質量%以上であると、顔料への吸着性能が向上する。第1セグメント(a1)の質量割合が30質量%以下であると、共重合体(A)の親水性が過度に高くなることが抑制されて、塗膜の耐水性の低下が抑制される。第1セグメント(a1)の質量割合は、7質量%以上であってよく、10質量%以上であってよく、12質量%以上であってよい。第1セグメント(a1)の質量割合は、27質量%以下であってよく、25質量%以下であってよく、22質量%以下であってよい。 When the mass proportion of the first segment (a1) is 5% by mass or more, the adsorption performance to the pigment is improved. When the mass proportion of the first segment (a1) is 30% by mass or less, the hydrophilicity of the copolymer (A) is prevented from becoming excessively high, and the deterioration of the water resistance of the coating film is prevented. The mass proportion of the first segment (a1) may be 7% by mass or more, 10% by mass or more, or 12% by mass or more. The mass proportion of the first segment (a1) may be 27% by mass or less, 25% by mass or less, or 22% by mass or less.
第2セグメント(a2)の質量割合が20質量%以上であると、共重合体(A)を吸着した顔料の分散性が向上する。第2セグメント(a2)の質量割合が80質量%以下であると、共重合体(A)の親水性が過度に高くなることが抑制されて、塗膜の耐水性の低下が抑制される。第2セグメント(a2)の質量割合は、30質量%以上であってよく、35質量%以上であってよく、40質量%以上であってよい。第2セグメント(a2)の質量割合は、75質量%以下であってよく、70質量%以下であってよく、65質量%以下であってよい。 When the mass proportion of the second segment (a2) is 20% by mass or more, the dispersibility of the pigment adsorbed with the copolymer (A) is improved. When the mass proportion of the second segment (a2) is 80% by mass or less, the hydrophilicity of the copolymer (A) is prevented from becoming excessively high, and the deterioration of the water resistance of the coating film is prevented. The mass proportion of the second segment (a2) may be 30% by mass or more, 35% by mass or more, or 40% by mass or more. The mass proportion of the second segment (a2) may be 75% by mass or less, 70% by mass or less, or 65% by mass or less.
第3セグメント(a3)の質量割合は、例えば、10質量%以上60質量%以下であってよい。第3セグメント(a3)の質量割合は、15質量%以上であってよく、20質量%以上であってよい。第3セグメント(a3)の質量割合は、55質量%以下であってよく、50質量%以下であってよい。 The mass proportion of the third segment (a3) may be, for example, 10% by mass or more and 60% by mass or less. The mass proportion of the third segment (a3) may be 15% by mass or more, or 20% by mass or more. The mass proportion of the third segment (a3) may be 55% by mass or less, or 50% by mass or less.
第3セグメント(a3)は、水酸基含有重合性不飽和モノマーに由来するセグメント(以下、水酸基含有セグメント(a31)と称する。)を含んでいてよい。水酸基は、水性塗料組成物に配合される成分と化学的に反応することができる。顔料に吸着した共重合体(A)が、硬化剤と化学的に反応することにより、顔料が塗膜から脱落(ブリードアウト)することが抑制される。水酸基含有セグメント(a31)の質量割合は、10質量%以上30質量%以下であってよい。水酸基含有セグメント(a31)の質量割合がこの範囲であると、ブリードアウトの抑制効果が発揮され易くなり、また、顔料分散液の粘度増大が生じ難い。水酸基含有セグメント(a31)の質量割合は、12質量%以上であってよく、15質量%以上であってよい。水酸基含有セグメント(a31)の質量割合は、25質量%以下であってよく、20質量%以下であってよい。 The third segment (a3) may contain a segment derived from a hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomer (hereinafter referred to as hydroxyl-containing segment (a31)). The hydroxyl group can chemically react with the components blended in the aqueous coating composition. The copolymer (A) adsorbed to the pigment reacts chemically with the curing agent, thereby suppressing the pigment from falling off (bleeding out) from the coating film. The mass ratio of the hydroxyl-containing segment (a31) may be 10% by mass or more and 30% by mass or less. When the mass ratio of the hydroxyl-containing segment (a31) is in this range, the effect of suppressing bleed-out is easily exerted, and the viscosity of the pigment dispersion is less likely to increase. The mass ratio of the hydroxyl-containing segment (a31) may be 12% by mass or more, or 15% by mass or more. The mass ratio of the hydroxyl-containing segment (a31) may be 25% by mass or less, or 20% by mass or less.
第1セグメント(a1)の全構成単位に対する含有量は、共重合体(A)を合成する際に用いられる含窒素重合性不飽和モノマーの仕込み質量を、すべての原料モノマーの総仕込み質量で除すことにより算出することができる。その他のセグメントの全構成単位に対する含有量も同様に、共重合体(A)を合成する際に用いられる、当該セグメントを形成するモノマーの仕込み質量を、すべての原料モノマーの総仕込み質量で除すことにより算出することができる。 The content of the first segment (a1) relative to all structural units can be calculated by dividing the charged mass of the nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomer used in synthesizing the copolymer (A) by the total charged mass of all raw material monomers. Similarly, the content of all structural units of the other segments can be calculated by dividing the charged mass of the monomer forming the segment used in synthesizing the copolymer (A) by the total charged mass of all raw material monomers.
共重合体(A)の重量平均分子量は、10,000以上40,000以下であってよい。共重合体(A)の重量平均分子量は、15,000以上であってよく、20,000以上であってよい。共重合体(A)の重量平均分子量は、38,000以下であってよく、35,000以下であってよい。 The weight average molecular weight of copolymer (A) may be 10,000 or more and 40,000 or less. The weight average molecular weight of copolymer (A) may be 15,000 or more and may be 20,000 or more. The weight average molecular weight of copolymer (A) may be 38,000 or less and may be 35,000 or less.
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で測定したクロマトグラムから、標準ポリスチレンの分子量を基準にして算出できる。酸価および水酸基価は、JISの規定に基づいて、調製に用いられるモノマー組成から算出される。 The weight average molecular weight can be calculated from a chromatogram measured by gel permeation chromatography, based on the molecular weight of standard polystyrene. The acid value and hydroxyl value are calculated from the monomer composition used in the preparation, in accordance with JIS regulations.
(含窒素重合性不飽和モノマー)
含窒素重合性不飽和モノマー(含窒素モノマー)は、1分子中に、3級アミノ基および含窒素複素環基の少なくとも一方と、重合性不飽和基とを有する。3級アミノ基および含窒素複素環基は塩基性である。そのため、含窒素モノマー由来の(a1)第1セグメントは、酸性サイトを有する顔料(例えば、カーボンブラック)に良好に吸着することができる。
(Nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomer)
The nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomer (nitrogen-containing monomer) has at least one of a tertiary amino group and a nitrogen-containing heterocyclic group, and a polymerizable unsaturated group in one molecule. The tertiary amino group and the nitrogen-containing heterocyclic group are basic. Therefore, the (a1) first segment derived from the nitrogen-containing monomer can be well adsorbed to a pigment having an acidic site (e.g., carbon black).
3級アミノ基含有モノマーとしては、例えば、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)アクリレート、N,N-ジt-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノブチル(メタ)アクリレートなどのN,N-ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどのN,N-ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドが挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。 Examples of tertiary amino group-containing monomers include N,N-dialkylaminoalkyl (meth)acrylates such as N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylate, N,N-di-t-butylaminoethyl (meth)acrylate, and N,N-dimethylaminobutyl (meth)acrylate; and N,N-dialkylaminoalkyl (meth)acrylamides such as N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylamide, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylamide, and N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide. These may be used alone or in combination of two or more.
なかでも、N,N-ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートであってよく、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートおよびN,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートであってよい。 Among these, N,N-dialkylaminoalkyl(meth)acrylate may be used, and N,N-dimethylaminoethyl(meth)acrylate and N,N-diethylaminoethyl(meth)acrylate may be used.
本明細書において「(メタ)アクリル」は、アクリルおよびメタクリルの両方を含む概念である。 In this specification, "(meth)acrylic" is a concept that includes both acrylic and methacrylic.
含窒素複素環基としては、例えば、ピリジン環基、キノリン環基、チアゾール環基、オキサゾール環基、ベンゾチアゾール環基、イミダゾール環基、ピラゾール環基、イミダゾリン環基、ピリミジン環基、ピラジン環基、トリアゾール環基、テトラゾール環基が挙げられる。 Examples of nitrogen-containing heterocyclic groups include pyridine ring groups, quinoline ring groups, thiazole ring groups, oxazole ring groups, benzothiazole ring groups, imidazole ring groups, pyrazole ring groups, imidazoline ring groups, pyrimidine ring groups, pyrazine ring groups, triazole ring groups, and tetrazole ring groups.
ピリジン環を有する重合性不飽和モノマー(ビニルモノマー)としては、例えば、2-ビニルピリジン、4-ビニルピリジンが挙げられる。チアゾール環を有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2-ビニルチアゾ-ル、4-メチル-5-ビニルチアゾールが挙げられる。オキサゾール環を有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2-フェニル-5-ビニルオキサゾールが挙げられる。ベンゾチアゾール環を有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2-ビニルベンゾチアゾール、2-[2-(1-ナフチル)ビニル]ベンゾチアゾール、2-[2-(ジメチルアミノ)ビニル]ベンゾチアゾールが挙げられる。イミダゾール環を有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、1-ビニルイミダゾール、2-メチル-1-ビニルイミダゾール、2-ビニルイミダゾール、4-ビニルイミダゾール、2-フェニル-1-ビニルイミダゾール、1-ビニルカルバゾール、(メタ)アクリル酸2-(1H-イミダゾール-1-イル)エチルが挙げられる。ピラゾール環を有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、1-ビニルピラゾール、3-ビニルピラゾールが挙げられる。イミダゾリン環を有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、1-ビニル-2-イミダゾリン、1-ビニル-2-メチルイミダゾリン、2-ビニル-2-イミダゾリン、(メタ)アクリル酸2-(1H-イミダゾリン-1-イル)エチルが挙げられる。ピリミジン環を有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、5-ビニルピリミジン、2,4-ジクロロ-6-ビニルピリミジンが挙げられる。ピラジン環を有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2-ビニルピラジン、2,5-ジメチル-3-ビニルピラジン、2-メチル-5-ビニルピラジンが挙げられる。トリアゾール環を有するビニルモノマーとしては、例えば、2,4-ジアミノ-6-ビニルトリアジンが挙げられる。テトラゾール環を有する重合性不飽和モノマーとしては、例えば、1-ビニル-1H-テトラゾール、2-ビニル-2H-テトラゾール、5-ビニル-1H-テトラゾール、1-メチル-5-ビニル-1H-テトラゾールが挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。 Examples of polymerizable unsaturated monomers (vinyl monomers) having a pyridine ring include 2-vinylpyridine and 4-vinylpyridine. Examples of polymerizable unsaturated monomers having a thiazole ring include 2-vinylthiazole and 4-methyl-5-vinylthiazole. Examples of polymerizable unsaturated monomers having an oxazole ring include 2-phenyl-5-vinyloxazole. Examples of polymerizable unsaturated monomers having a benzothiazole ring include 2-vinylbenzothiazole, 2-[2-(1-naphthyl)vinyl]benzothiazole, and 2-[2-(dimethylamino)vinyl]benzothiazole. Examples of polymerizable unsaturated monomers having an imidazole ring include 1-vinylimidazole, 2-methyl-1-vinylimidazole, 2-vinylimidazole, 4-vinylimidazole, 2-phenyl-1-vinylimidazole, 1-vinylcarbazole, and 2-(1H-imidazol-1-yl)ethyl (meth)acrylate. Examples of polymerizable unsaturated monomers having a pyrazole ring include 1-vinylpyrazole and 3-vinylpyrazole. Examples of polymerizable unsaturated monomers having an imidazoline ring include 1-vinyl-2-imidazoline, 1-vinyl-2-methylimidazoline, 2-vinyl-2-imidazoline, and 2-(1H-imidazolin-1-yl)ethyl (meth)acrylate. Examples of polymerizable unsaturated monomers having a pyrimidine ring include 5-vinylpyrimidine and 2,4-dichloro-6-vinylpyrimidine. Examples of polymerizable unsaturated monomers having a pyrazine ring include 2-vinylpyrazine, 2,5-dimethyl-3-vinylpyrazine, and 2-methyl-5-vinylpyrazine. Examples of vinyl monomers having a triazole ring include 2,4-diamino-6-vinyltriazine. Examples of polymerizable unsaturated monomers having a tetrazole ring include 1-vinyl-1H-tetrazole, 2-vinyl-2H-tetrazole, 5-vinyl-1H-tetrazole, and 1-methyl-5-vinyl-1H-tetrazole. These may be used alone or in combination of two or more.
なかでも、ピリジン環基を有するビニルモノマーおよびイミダゾール環基を有するビニルモノマーの少なくとも一方であってよい。 Among these, it may be at least one of a vinyl monomer having a pyridine ring group and a vinyl monomer having an imidazole ring group.
なかでも、含窒素モノマーは、N,N-ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートであってよい。これにより、顔料の分散性はさらに向上する。望ましいN,N-ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートは、下記一般式で表される。
式中、Aは、水素またはメチル基を表わし、B1およびB2はそれぞれ独立して、炭素数1~4の直鎖または分岐した炭化水素基を表わし、nは1~3の整数である。式中、Aはメチル基であってよく、B1およびB2は、炭素数1または2の炭化水素基であってよく、nは1または2であってよい。 In the formula, A represents hydrogen or a methyl group, B1 and B2 each independently represent a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 3. In the formula, A may be a methyl group, B1 and B2 may be a hydrocarbon group having 1 or 2 carbon atoms, and n may be 1 or 2.
(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)
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(親水性モノマー)は、1分子中に、ポリオキシアルキレン鎖と、重合性不飽和基とを有する。親水性モノマー由来の(a2)第2セグメントは、共重合体(A)に親水性を付与する。
(Polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain)
The polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain (hydrophilic monomer) has a polyoxyalkylene chain and a polymerizable unsaturated group in one molecule. The second segment (a2) derived from the hydrophilic monomer imparts hydrophilicity to the copolymer (A).
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およびポリオキシプロピレンブロックを含む鎖が挙げられる。全ポリオキシアルキレン鎖中のポリオキシエチレン鎖の割合は65質量%以上、70質量%以上、75質量%以上、80質量%以上であってよい。一態様において、ポリオキシアルキレン鎖は、ポリオキシエチレンにより構成される。 Examples of polyoxyalkylene chains include polyoxyethylene chains, polyoxypropylene chains, polyoxyethylene blocks, and chains containing polyoxypropylene blocks. The proportion of polyoxyethylene chains in all polyoxyalkylene chains may be 65% by mass or more, 70% by mass or more, 75% by mass or more, or 80% by mass or more. In one embodiment, the polyoxyalkylene chain is composed of polyoxyethylene.
ポリオキシアルキレン鎖の分子量は、例えば、200以上5,000以下である。分散安定性の観点から、ポリオキシアルキレン鎖の分子量は、300以上であってよく、400以上であってよく、800以上であってよく、1,000以上であってよい。ポリオキシアルキレン鎖の分子量は、3,500以下であってよく、2,500以下であってよい。特に、ポリオキシアルキレン鎖の分子量が800以上であると、長期にわたる分散安定性が得られ易い。 The molecular weight of the polyoxyalkylene chain is, for example, 200 or more and 5,000 or less. From the viewpoint of dispersion stability, the molecular weight of the polyoxyalkylene chain may be 300 or more, 400 or more, 800 or more, or 1,000 or more. The molecular weight of the polyoxyalkylene chain may be 3,500 or less, or 2,500 or less. In particular, if the molecular weight of the polyoxyalkylene chain is 800 or more, long-term dispersion stability is likely to be obtained.
親水性モノマーとしては、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-ブトキシテトラエチレングリコール(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、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)アクリレート等のポリオキシエチレン鎖を有するアクリレート;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、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のポリオキシプロピレン鎖を有するアクリレートが挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。 Examples of hydrophilic monomers include acrylates having a polyoxyethylene chain, such as tetraethylene glycol (meth)acrylate, methoxytetraethylene glycol (meth)acrylate, ethoxytetraethylene glycol (meth)acrylate, n-butoxytetraethylene glycol (meth)acrylate, polyethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, and ethoxypolyethylene glycol (meth)acrylate; and acrylates having a polyoxypropylene chain, such as tetrapropylene glycol (meth)acrylate, methoxytetrapropylene glycol (meth)acrylate, ethoxytetrapropylene glycol (meth)acrylate, n-butoxytetrapropylene glycol (meth)acrylate, and polypropylene glycol (meth)acrylate. These may be used alone or in combination of two or more.
(その他の重合性不飽和モノマー)
その他の重合性不飽和モノマー(以下、「その他の原料モノマー」と称する場合がある。)は、1分子中に重合性不飽和基を有する一方、ポリオキシアルキレン鎖および含窒素基を有さない。その他の原料モノマー由来の(a3)第3セグメントは、共重合体(A)に様々な機能を付与し得る。
(Other polymerizable unsaturated monomers)
The other polymerizable unsaturated monomer (hereinafter sometimes referred to as "other raw material monomer") has a polymerizable unsaturated group in one molecule, but does not have a polyoxyalkylene chain or a nitrogen-containing group. The third segment (a3) derived from the other raw material monomer can impart various functions to the copolymer (A).
その他の原料モノマーは、カルボキシ基、リン酸基、スルホン酸基およびフェノール基等の酸基を有さないことが望ましい。酸基と含窒素基との間で相互作用が働くと、共重合体(A)に分子間力が生じて、顔料分散液の粘度が過剰に高くなり得るためである。 It is desirable that the other raw material monomers do not have acid groups such as carboxy groups, phosphate groups, sulfonic acid groups, and phenol groups. This is because if an interaction occurs between the acid groups and the nitrogen-containing groups, intermolecular forces will be generated in the copolymer (A), which may cause the viscosity of the pigment dispersion to become excessively high.
その他の原料モノマーは、1分子中に、水酸基と、重合性不飽和基とを有していてよい。水酸基は、水性塗料組成物に配合される硬化剤と化学的に反応することができるため、得られる塗膜の耐水性が向上し得る。さらに、顔料(C)に吸着した共重合体(A)が、硬化剤と化学的に反応することにより、顔料が塗膜から脱落(ブリードアウト)することが抑制され易くなる。 The other raw material monomers may have a hydroxyl group and a polymerizable unsaturated group in one molecule. The hydroxyl group can chemically react with the curing agent blended in the aqueous paint composition, which can improve the water resistance of the resulting coating film. Furthermore, the copolymer (A) adsorbed to the pigment (C) can chemically react with the curing agent, which can help prevent the pigment from falling off (bleeding out) from the coating film.
水酸基含有重合性不飽和モノマー(以下、「水酸基含有モノマー」と称する場合がある。)としては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ-ト、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ-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)アクリレートなどの(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;(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;アリルアルコ-ルが挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。 Examples of hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomers (hereinafter sometimes referred to as "hydroxyl group-containing monomers") include monoesters of (meth)acrylic acid and dihydric alcohols having 2 to 8 carbon atoms, such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth)acrylate; ε-caprolactone-modified monoesters of (meth)acrylic acid and dihydric alcohols having 2 to 8 carbon atoms; and allyl alcohol. These may be used alone or in combination of two or more.
水酸基含有モノマー以外の、その他の原料モノマーとしては、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、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート;スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエンなどのビニル芳香族化合物;(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、酢酸ビニルが挙げられる。れらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。 Other raw material monomers besides the hydroxyl group-containing monomers include, for example, alkyl (meth)acrylates such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, i-propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, i-butyl (meth)acrylate, and tert-butyl (meth)acrylate; vinyl aromatic compounds such as styrene, α-methylstyrene, and vinyl toluene; (meth)acrylonitrile, (meth)acrylamide, and vinyl acetate. These may be used alone or in combination of two or more.
(B)有機酸
有機酸(B)は、炭化水素基(b1)および酸基(b2)を有する。酸基(b2)は、典型的には、炭化水素基(b1)の末端に位置している。
(B) Organic Acid The organic acid (B) has a hydrocarbon group (b1) and an acid group (b2). The acid group (b2) is typically located at the terminal of the hydrocarbon group (b1).
炭化水素基(b1)は、飽和していてよく、不飽和であってもよい。炭化水素基(b1)は、鎖状であってよく、脂環式であってよく、芳香環を有していてよい。なかでも、発色性の観点から、炭化水素基(b1)は、鎖状であってよい。鎖状の炭化水素基(b1)は、直鎖であってよく、分岐していてもよい。 The hydrocarbon group (b1) may be saturated or unsaturated. The hydrocarbon group (b1) may be linear, alicyclic, or may have an aromatic ring. In particular, from the viewpoint of color development, the hydrocarbon group (b1) may be linear. The chain-like hydrocarbon group (b1) may be linear or branched.
炭化水素基(b1)の炭素数は5~23である。有機酸(B)がある程度長い炭化水素基(b1)を有することにより、疎水性顔料が有機酸(B)に吸着し易くなったり、ポリオキシアルキレン鎖が外側に向かって延びやすくなったり、水性溶媒の表面張力が低下し易くなったりする。加えて、水性塗料組成物を調製する際、有機酸(B)を吸着した顔料から有機酸(B)が解離することが抑制されて、顔料の水性塗料組成物中での分散性も維持される。一方、炭化水素基(b1)の炭素数が過度に大きいと、水性溶媒中に顔料を均一に分散させることが難しい。炭化水素基(b1)の炭素数は、6以上であってよく、7以上であってよく、12以上であってよい。炭化水素基(b1)の炭素数は、21以下であってよく、19以下であってよい。 The number of carbon atoms in the hydrocarbon group (b1) is 5 to 23. When the organic acid (B) has a relatively long hydrocarbon group (b1), the hydrophobic pigment is more easily adsorbed to the organic acid (B), the polyoxyalkylene chain is more easily extended outward, and the surface tension of the aqueous solvent is more easily reduced. In addition, when preparing the aqueous paint composition, the organic acid (B) is prevented from dissociating from the pigment to which the organic acid (B) is adsorbed, and the dispersibility of the pigment in the aqueous paint composition is also maintained. On the other hand, if the number of carbon atoms in the hydrocarbon group (b1) is excessively large, it is difficult to uniformly disperse the pigment in the aqueous solvent. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group (b1) may be 6 or more, 7 or more, or 12 or more. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group (b1) may be 21 or less, or 19 or less.
酸基(b2)は、カルボキシ基、リン酸基、スルホン酸基およびフェノール基よりなる群から選択される少なくとも1つである。有機酸(B)は、複数の同種または異種の酸基(b2)を有していてよく、酸基(b2)を1つ有していてよい。 The acid group (b2) is at least one selected from the group consisting of a carboxy group, a phosphate group, a sulfonic acid group, and a phenol group. The organic acid (B) may have a plurality of the same or different acid groups (b2), or may have one acid group (b2).
カルボキシ基を有する有機酸(B)としては、例えば、1価、2価および3価の有機カルボン酸が挙げられる。1価の有機カルボン酸としては、例えば、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、イソステアリン酸、ウンデシレン酸、ペトロセリン酸、オレイン酸、リシノール酸、リノール酸、リノレン酸、シクロヘキサンカルボン酸が挙げられる。2価の有機カルボン酸としては、例えば、フマル酸、マレイン酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸が挙げられる。3価の有機カルボン酸としては、例えば、アコニット酸が挙げられる。カルボキシ基を有する有機酸(B)の他の例としては、例えば、アミノ酸およびその誘導体(トリメチルグリシンなどのトリメチル化アミノ酸など)が挙げられる。 Examples of organic acids (B) having a carboxy group include monovalent, divalent and trivalent organic carboxylic acids. Examples of monovalent organic carboxylic acids include caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, behenic acid, isostearic acid, undecylenic acid, petroselinic acid, oleic acid, ricinoleic acid, linoleic acid, linolenic acid and cyclohexane carboxylic acid. Examples of divalent organic carboxylic acids include fumaric acid, maleic acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid and 1,4-cyclohexane dicarboxylic acid. Examples of trivalent organic carboxylic acids include aconitic acid. Other examples of organic acids (B) having a carboxy group include amino acids and their derivatives (e.g. trimethylated amino acids such as trimethylglycine).
リン酸基を有する有機酸(B)としては、例えば、アルキルホスホン酸(例えばオクチルホスホン酸など)、アルケニルホスホン酸(例えば、リン酸オレイル)フェニルホスフィン酸が挙げられる。 Examples of organic acids (B) having a phosphate group include alkylphosphonic acids (e.g., octylphosphonic acid), alkenylphosphonic acids (e.g., oleyl phosphate), and phenylphosphinic acid.
スルホン酸基を有する有機酸(B)としては、例えば、パラフェニルベンゼンスルホン酸、β-ナフタレンスルホン酸、ナフトール-1-スルホン酸、p-トルエンスルホン酸、p-ベンゼンクロルスルホン酸、5-クロル-α,α-ビス(3,5-ジクロル-2-ヒドロキシフェニル)トルエンスルホン酸が挙げられる。 Examples of organic acids (B) having a sulfonic acid group include paraphenylbenzenesulfonic acid, β-naphthalenesulfonic acid, naphthol-1-sulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, p-benzenechlorosulfonic acid, and 5-chloro-α,α-bis(3,5-dichloro-2-hydroxyphenyl)toluenesulfonic acid.
フェノール基を有する有機酸(B)としては、例えば、ノニルフェノール、t-ブチルフェノール、t-ブチルカテコールが挙げられる。 Examples of organic acids (B) having a phenol group include nonylphenol, t-butylphenol, and t-butylcatechol.
(C)顔料
顔料としては、例えば、着色顔料、体質顔料、防錆顔料、光輝性顔料が挙げられる。
着色顔料は、無機物であってよく、有機物であってよい。着色顔料は、有彩色であってよく、無彩色であってよい。有機着色顔料としては、例えば、アゾキレート系顔料、不溶性アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、フタロシアニン系顔料、インジゴ顔料、ペリノン系顔料、ペリレン系顔料、ジオキサン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、金属錯体顔料が挙げられる。無機着色顔料としては、例えば、黄鉛、黄色酸化鉄、ベンガラ、カーボンブラック、二酸化チタンが挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。
(C) Pigment Examples of the pigment include color pigments, extender pigments, anti-rust pigments, and luster pigments.
The color pigment may be inorganic or organic. The color pigment may be chromatic or achromatic. Examples of organic color pigments include azo chelate pigments, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, phthalocyanine pigments, indigo pigments, perinone pigments, perylene pigments, dioxane pigments, quinacridone pigments, isoindolinone pigments, and metal complex pigments. Examples of inorganic color pigments include yellow lead, yellow iron oxide, red iron oxide, carbon black, and titanium dioxide. These may be used alone or in combination of two or more.
体質顔料としては、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、クレー、タルクが挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。 Examples of extender pigments include calcium carbonate, barium sulfate, clay, and talc. These may be used alone or in combination of two or more.
光輝性顔料としては、例えば、干渉マイカ、ホワイトマイカおよび着色マイカなどのマイカ顔料;グラファイト顔料;ガラスフレーク顔料;アルミニウム、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、スズ、酸化アルミニウム、酸化クロム、これらを含む合金などの金属顔料が挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。光輝性顔料は、着色されていてもよい。 Examples of luster pigments include mica pigments such as interference mica, white mica, and colored mica; graphite pigments; glass flake pigments; and metal pigments such as aluminum, copper, zinc, iron, nickel, tin, aluminum oxide, chromium oxide, and alloys containing these. These may be used alone or in combination of two or more. Luster pigments may be colored.
(D)水性溶媒
水性溶媒(D)は、顔料分散液の全溶媒の50質量%以上を占める。水性溶媒(D)としては、例えば、水、水と親水性溶媒との混合物が挙げられる。
(D) Aqueous Solvent The aqueous solvent (D) accounts for 50% by mass or more of the total solvent in the pigment dispersion. Examples of the aqueous solvent (D) include water and a mixture of water and a hydrophilic solvent.
親水性溶媒としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤;エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、ジ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ジブチルエーテル、トリ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、プロピ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プロピルエーテル、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アセテート等のグリコールエーテル系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤;アセトン等のケトン系溶剤;並びに、N-メチル-2-ピロリドン等を挙げることができる。これらは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いられる。 Examples of hydrophilic solvents include glycol-based solvents such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, and triethylene glycol; glycol ether-based solvents such as ethylene glycol monobutyl ether (butyl cellosolve), diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether acetate; alcohol-based solvents such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol; ketone-based solvents such as acetone; and N-methyl-2-pyrrolidone. These may be used alone or in combination of two or more.
(その他)
顔料分散液は、その他の成分、例えば消泡剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、表面調整剤、造膜助剤、防錆剤を含んでよい。
(others)
The pigment dispersion may contain other components such as a defoamer, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antioxidant, a surface conditioner, a film-forming assistant, and a rust inhibitor.
[顔料分散液の製造方法]
本開示に係る顔料分散液は、水性溶媒(D)および共重合体(A)を含む第1混合物に、有機酸(B)を加えて混合し、第2混合物を得る工程と、第2混合物に、顔料(C)を加えて混合する工程と、を備える方法により製造される。
[Method of producing pigment dispersion]
The pigment dispersion according to the present disclosure is produced by a method including a step of adding an organic acid (B) to a first mixture containing an aqueous solvent (D) and a copolymer (A) and mixing the resulting mixture to obtain a second mixture, and a step of adding a pigment (C) to the second mixture and mixing the resulting mixture.
共重合体(A)を先に水性溶媒(D)と混合した後、有機酸(B)を混合することにより、有機酸(B)が水性溶媒(D)に溶解および/または分散し易くなって、顔料(C)の分散性がより向上する。 By first mixing the copolymer (A) with the aqueous solvent (D) and then mixing the organic acid (B), the organic acid (B) becomes more easily dissolved and/or dispersed in the aqueous solvent (D), and the dispersibility of the pigment (C) is further improved.
各混合は、例えば、ディスパー(攪拌機)により行われる。ディスパーとしては、例えば、プロペラミキサー、パドルミキサー、アンカーミキサーなどの低速撹拌機;ホモミキサー、ディスパーミキサー、ウルトラミキサーなどの高速撹拌機が挙げられる。 Each mixing is carried out, for example, using a disperser (agitator). Examples of dispersers include low-speed agitators such as a propeller mixer, paddle mixer, and anchor mixer; and high-speed agitators such as a homo mixer, disperser mixer, and ultra mixer.
得られた顔料分散液は、さらに、分散メディア(ビーズ)を用いる分散機によって、混合されてよい。これにより、顔料(C)の微粒子化が促進される。分散機の具体例として、ウルトラアペックスミル、商品名:デュアルアペックスミル(寿工業株式会社)ペイントコンディショナー、ピコグレンミル、商品名:エコミル(淺田鉄工株式会社)、スターミルZRS、スターミル、ナノゲッター、商品名:マックスナノゲッター(アシザワ・ファインテック株式会社)、商品名:マイクロメディア(ビューラー株式会社)、商品名:MSCミル(日本コークス工業株式会社)、商品名:NPM(株式会社シンマルエンタープライゼス)、サンドグラインド(SG)ミルが挙げられる。 The obtained pigment dispersion may be further mixed by a dispersing machine using dispersion media (beads). This promotes the fine particle formation of the pigment (C). Specific examples of dispersing machines include Ultra Apex Mill, product name: Dual Apex Mill (Kotobuki Industries Co., Ltd.), Paint Conditioner, Picograin Mill, product name: Eco Mill (Asada Iron Works Co., Ltd.), Star Mill ZRS, Star Mill, Nano Getter, product name: Max Nano Getter (Ashizawa Finetech Co., Ltd.), product name: Micro Media (Buehler Co., Ltd.), product name: MSC Mill (Nippon Coke & Engineering Co., Ltd.), product name: NPM (Shinmaru Enterprises Co., Ltd.), and Sand Grind (SG) Mill.
分散メディアの材質としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ガラス、スチール、ステンレス、陶磁器が挙げられる。分散メディアの粒子径は、例えば、0.3mm以下であってよく、0.1mm以下であってよく、0.05mm以下であってよい。これにより、顔料(C)の微粒子化をさらに促進できる。 Examples of materials for the dispersion media include alumina, zirconia, silicon carbide, silicon nitride, glass, steel, stainless steel, and ceramics. The particle size of the dispersion media may be, for example, 0.3 mm or less, 0.1 mm or less, or 0.05 mm or less. This can further promote the fine particle size of the pigment (C).
分散機のアジテーター回転速度は、例えば、500rpm以上5000rpm以下であってよい。混合時間は、例えば、30分以上200分以下であってよい。混合温度は、例えば、5℃以上45℃以下であってよい。 The agitator rotation speed of the dispersing machine may be, for example, 500 rpm or more and 5000 rpm or less. The mixing time may be, for example, 30 minutes or more and 200 minutes or less. The mixing temperature may be, for example, 5°C or more and 45°C or less.
[水性塗料組成物]
水性塗料組成物は、上記の顔料分散液と塗膜形成樹脂とを含み得る。水性塗料組成物は、さらに、塗膜形成樹脂と反応可能な硬化剤および水性溶媒を含み得る。水性溶媒としては、顔料分散液に含まれるものとして例示された水性溶媒とおなじものが挙げられる。水性塗料組成物は、塗装時に適した溶媒によってさらに希釈されて使用され得る。
[Water-based paint composition]
The aqueous coating composition may contain the above-mentioned pigment dispersion and a coating film-forming resin. The aqueous coating composition may further contain a curing agent capable of reacting with the coating film-forming resin and an aqueous solvent. The aqueous solvent may be the same as the aqueous solvent exemplified as that contained in the pigment dispersion. The aqueous coating composition may be further diluted with a solvent suitable for coating.
顔料(C)は、水性塗料組成物中においても、十分にかつ安定して分散されている。そのため、得られる塗膜は、優れた発色性を有する。発色性とは、艶感、透明感、色味の深さ等を、顔料の種類に応じて総合的に評価して得られる。「優れた発色性を有する」とは、顔料から想定される色彩が、塗膜において表現されていると言い換え得ることもできる。 The pigment (C) is sufficiently and stably dispersed even in the aqueous coating composition. Therefore, the resulting coating film has excellent color development. Color development is determined by comprehensively evaluating the gloss, transparency, depth of color, etc. according to the type of pigment. "Having excellent color development" can also be said to mean that the color expected from the pigment is expressed in the coating film.
顔料分散液は、水性塗料組成物に含まれる塗膜形成樹脂の固形分100質量部に対して、例えば顔料(C)が1質量部以上30質量部以下になるように、配合される。顔料(C)の上記配合量は、2質量部以上であってよく、3質量部以上であってよい。顔料(C)の上記配合量は、25質量部以下であってよく、20質量部以下であってよい。 The pigment dispersion is blended so that, for example, the pigment (C) is present in an amount of 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less per 100 parts by mass of the solid content of the film-forming resin contained in the aqueous paint composition. The blended amount of pigment (C) may be 2 parts by mass or more, or may be 3 parts by mass or more. The blended amount of pigment (C) may be 25 parts by mass or less, or may be 20 parts by mass or less.
水性塗料組成物の固形分濃度は、例えば、3質量%以上50質量%以下である。水性塗料組成物の固形分濃度は、5質量%以上であってよく、7質量%以上であってよい。水性塗料組成物の固形分濃度は、45質量%以下であってよく、40質量%以下であってよい。 The solids concentration of the aqueous paint composition is, for example, 3% by mass or more and 50% by mass or less. The solids concentration of the aqueous paint composition may be 5% by mass or more, or 7% by mass or more. The solids concentration of the aqueous paint composition may be 45% by mass or less, or 40% by mass or less.
水性塗料組成物の固形分濃度は、JIS K 5601-1-2 加熱残分測定方法に従って測定される。 The solids concentration of the aqueous coating composition is measured according to JIS K 5601-1-2 Heat Residue Measurement Method.
(塗膜形成樹脂)
塗膜形成樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂が挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは、2種以上を組み合わせて用いられる。なかでも、アクリル樹脂であってよい。
(Film-forming resin)
Examples of the film-forming resin include acrylic resin, acrylic silicone resin, polyester resin, polyurethane resin, epoxy resin, fluororesin, and silicone resin. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, acrylic resin is preferable.
塗膜形成樹脂は、水酸基含有樹脂を含んでいてよい。水酸基含有樹脂としては、例えば、水酸基含有アクリル樹脂、水酸基含有ポリエステル樹脂、ポリカーボネートポリオール樹脂、ポリエーテルポリオール樹脂、ポリカプロラクトンポリオール樹脂が挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは、2種以上を組み合わせて用いられる。なかでも、水酸基含有アクリル樹脂であってよい。 The coating film-forming resin may contain a hydroxyl-containing resin. Examples of hydroxyl-containing resins include hydroxyl-containing acrylic resins, hydroxyl-containing polyester resins, polycarbonate polyol resins, polyether polyol resins, and polycaprolactone polyol resins. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, hydroxyl-containing acrylic resins may be used.
水酸基含有樹脂の水酸基価(OHV)は、例えば、20mgKOH/g以上180mgKOH/g以下であってよい。水酸基含有樹脂の水酸基価が20mgKOH/g以上であると、塗膜の破断強度が高くなり易い。水酸基含有樹脂の水酸基価が180mgKOH/g以下であると、塗膜の親水化が抑制されて、耐水性が向上し易い。水酸基含有樹脂の水酸基価は、30mgKOH/g以上であってよく、40mgKOH/g以上であってよい。水酸基含有樹脂の水酸基価は、150mgKOH/g以下であってよく、140mgKOH/g以下であってよく、100mgKOH/g以下であってよく、80mgKOH/g以下であってよい。 The hydroxyl value (OHV) of the hydroxyl-containing resin may be, for example, 20 mgKOH/g or more and 180 mgKOH/g or less. When the hydroxyl value of the hydroxyl-containing resin is 20 mgKOH/g or more, the breaking strength of the coating film is likely to be high. When the hydroxyl value of the hydroxyl-containing resin is 180 mgKOH/g or less, the hydrophilization of the coating film is suppressed, and the water resistance is likely to be improved. The hydroxyl value of the hydroxyl-containing resin may be 30 mgKOH/g or more, or 40 mgKOH/g or more. The hydroxyl value of the hydroxyl-containing resin may be 150 mgKOH/g or less, 140 mgKOH/g or less, 100 mgKOH/g or less, or 80 mgKOH/g or less.
水酸基含有樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、例えば、2,000以上50,000以下であってよい。 The weight average molecular weight (Mw) of the hydroxyl-containing resin (A) may be, for example, 2,000 or more and 50,000 or less.
重量平均分子量は、ポリスチレンを標準とするGPC法において決定される。酸価および水酸基価は、JISの規定に基づいて、調製に用いられるモノマー組成から算出される。 The weight average molecular weight is determined by the GPC method using polystyrene as the standard. The acid value and hydroxyl value are calculated from the monomer composition used in the preparation, based on JIS regulations.
塗膜形成樹脂は、エマルションとして含まれてよく、ディスパージョンとして含まれてよく、溶媒に溶解した状態で含まれていてよい。例えば、アクリル樹脂ディスパージョンは、上記α,β-エチレン性不飽和モノマーを溶液重合し、塩基性化合物を用いて分散化することにより、調製することができる。水溶性のアクリル樹脂は、例えば、上記α,β-エチレン性不飽和モノマーを溶液重合し、塩基性化合物を用いて水溶化することにより調製することができる。 The film-forming resin may be included as an emulsion, a dispersion, or dissolved in a solvent. For example, an acrylic resin dispersion can be prepared by solution polymerizing the above-mentioned α,β-ethylenically unsaturated monomer and dispersing it using a basic compound. A water-soluble acrylic resin can be prepared, for example, by solution polymerizing the above-mentioned α,β-ethylenically unsaturated monomer and dispersing it using a basic compound.
水酸基含有アクリル樹脂のエマルションは、例えば、α,β-エチレン性不飽和モノマーの乳化重合によって調製することができる。α,β-エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル、酸基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマー、および水酸基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーが挙げられる。モノマーは、1種を単独で、あるいは、2種以上を組み合わせて用いられる。 The emulsion of the hydroxyl-containing acrylic resin can be prepared, for example, by emulsion polymerization of α,β-ethylenically unsaturated monomers. Examples of the α,β-ethylenically unsaturated monomers include (meth)acrylic acid esters, α,β-ethylenically unsaturated monomers having an acid group, and α,β-ethylenically unsaturated monomers having a hydroxyl group. The monomers can be used alone or in combination of two or more.
(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t-ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタジエニル、(メタ)アクリル酸ジヒドロジシクロペンタジエニルが挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルは、アクリル酸エステルおよびメタアクリル酸エステルを表わす。 Examples of (meth)acrylic acid esters include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, t-butylcyclohexyl (meth)acrylate, dicyclopentadienyl (meth)acrylate, and dihydrodicyclopentadienyl (meth)acrylate. (Meth)acrylic acid esters refer to acrylic acid esters and methacrylic acid esters.
酸基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、2-アクリロイルオキシエチルフタル酸、2-アクリロイルオキシエチルコハク酸、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、イソクロトン酸、α-ハイドロ-ω-((1-オキソ-2-プロペニル)オキシ)ポリ(オキシ(1-オキソ-1,6-ヘキサンジイル))、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、3-ビニルサリチル酸、3-ビニルアセチルサリチル酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、p-ヒドロキシスチレン、2,4-ジヒドロキシ-4’-ビニルベンゾフェノンが挙げられる。 Examples of α,β-ethylenically unsaturated monomers having an acid group include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, 2-acryloyloxyethyl phthalic acid, 2-acryloyloxyethyl succinic acid, ω-carboxy-polycaprolactone mono(meth)acrylate, isocrotonic acid, α-hydro-ω-((1-oxo-2-propenyl)oxy)poly(oxy(1-oxo-1,6-hexanediyl)), maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, 3-vinylsalicylic acid, 3-vinylacetylsalicylic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, p-hydroxystyrene, and 2,4-dihydroxy-4'-vinylbenzophenone.
水酸基を有するα,β-エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、アリルアルコール、メタリルアルコール、および、これらとε-カプロラクトンとの付加物が挙げられる。 Examples of α,β-ethylenically unsaturated monomers having a hydroxyl group include hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, hydroxybutyl (meth)acrylate, allyl alcohol, methallyl alcohol, and adducts of these with ε-caprolactone.
その他のα,β-エチレン性不飽和モノマーが併用されてよい。その他のα,β-エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、重合性アミド化合物、重合性芳香族化合物、重合性ニトリル、重合性アルキレンオキシド化合物、多官能ビニル化合物、重合性アミン化合物、α-オレフィン、ジエン、重合性カルボニル化合物、重合性アルコキシシリル化合物、重合性のその他の化合物が挙げられる。 Other α,β-ethylenically unsaturated monomers may be used in combination. Examples of other α,β-ethylenically unsaturated monomers include polymerizable amide compounds, polymerizable aromatic compounds, polymerizable nitriles, polymerizable alkylene oxide compounds, polyfunctional vinyl compounds, polymerizable amine compounds, α-olefins, dienes, polymerizable carbonyl compounds, polymerizable alkoxysilyl compounds, and other polymerizable compounds.
乳化重合の方法は、特に限定されない。例えば、水、または必要に応じてアルコール、エーテル(例えば、ジプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルなど)などのような有機溶媒を含む水性媒体中に乳化剤を溶解させ、加熱撹拌下、α,β-エチレン性不飽和モノマーおよび重合開始剤を滴下する。α,β-エチレン性不飽和モノマーは、乳化剤によって、予め乳化させておいてよい。 The emulsion polymerization method is not particularly limited. For example, an emulsifier is dissolved in an aqueous medium containing water or, if necessary, an organic solvent such as an alcohol or ether (e.g., dipropylene glycol methyl ether, propylene glycol methyl ether, etc.), and an α,β-ethylenically unsaturated monomer and a polymerization initiator are added dropwise while heating and stirring. The α,β-ethylenically unsaturated monomer may be emulsified in advance with an emulsifier.
重合開始剤および乳化剤は、当業者に通常使用されているものを用いることができる。必要に応じて、メルカプタン(例えば、ラウリルメルカプタン)およびα-メチルスチレンダイマーなどの連鎖移動剤を用いて分子量を調節してもよい。反応温度、反応時間などは、当業者に通常用いられる範囲で適宜選択することができる。得られたアクリル樹脂エマルションは、必要に応じて塩基で中和される。 Polymerization initiators and emulsifiers that are commonly used by those skilled in the art can be used. If necessary, the molecular weight can be adjusted using chain transfer agents such as mercaptans (e.g., lauryl mercaptan) and α-methylstyrene dimer. The reaction temperature, reaction time, and the like can be appropriately selected within the ranges commonly used by those skilled in the art. The obtained acrylic resin emulsion is neutralized with a base as necessary.
乳化重合により得られる水酸基含有アクリル樹脂は、数平均分子量が3,000以上であってよい。水酸基含有アクリル樹脂は、水酸基価(固形分水酸基価)が20mgKOH/g以上180mgKOH/g以下であってよい。水酸基含有アクリル樹脂は、酸価(固形分酸価)が1mgKOH/g以上80mgKOH/g以下であってよい。 The hydroxyl-containing acrylic resin obtained by emulsion polymerization may have a number average molecular weight of 3,000 or more. The hydroxyl-containing acrylic resin may have a hydroxyl value (solid content hydroxyl value) of 20 mgKOH/g or more and 180 mgKOH/g or less. The hydroxyl-containing acrylic resin may have an acid value (solid content acid value) of 1 mgKOH/g or more and 80 mgKOH/g or less.
(硬化剤)
水性塗料組成物は、硬化剤を含んでいてよい。硬化剤は、塗膜形成樹脂と反応して、これとともに硬化塗膜を形成する。
(Hardening agent)
The aqueous coating composition may include a curing agent that reacts with the film-forming resin to form a cured coating therewith.
硬化剤としては、例えば、メラミン樹脂、ブロックイソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、金属イオンが挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは、2種以上を組み合わせて用いられる。なかでも、メラミン樹脂およびブロックイソシアネート化合物の少なくとも1種を用いてよい。 Examples of the curing agent include melamine resin, blocked isocyanate compound, epoxy compound, aziridine compound, carbodiimide compound, oxazoline compound, and metal ion. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, at least one of melamine resin and blocked isocyanate compound may be used.
メラミン樹脂は、水溶性であってよく、非水溶性であってよい。メラミン樹脂は、メラミン核(トリアジン核)の周囲に、3個の窒素原子を介して水素原子または置換基(アルキルエーテル基、メチロール基など)が結合した構造を含む。メラミン樹脂は、一般的には、複数のメラミン核が互いに結合した多核体により構成される。メラミン樹脂は、1個のメラミン核からなる単核体であってもよい。 The melamine resin may be water-soluble or water-insoluble. The melamine resin contains a structure in which hydrogen atoms or substituents (alkyl ether groups, methylol groups, etc.) are bonded to the periphery of a melamine nucleus (triazine nucleus) via three nitrogen atoms. The melamine resin is generally composed of a polynuclear body in which multiple melamine nuclei are bonded to each other. The melamine resin may be a mononuclear body consisting of one melamine nucleus.
市販のメラミン樹脂を用いてもよい。市販のメラミン樹脂としては、例えば、Allnex社製のサイメルシリーズ(商品名)、具体的には、サイメル202、サイメル204、サイメル211、サイメル232、サイメル235、サイメル236、サイメル238、サイメル250、サイメル251、サイメル254、サイメル266、サイメル267、サイメル272、サイメル285、サイメル301、サイメル303、サイメル325、サイメル327、サイメル350、サイメル370、サイメル701、サイメル703、サイメル1141;三井化学社製のユーバン(商品名)シリーズが挙げられる。これらは、1種を単独で、あるいは、2種以上を組み合わせて用いられる。 Commercially available melamine resins may be used. Examples of commercially available melamine resins include the Cymel series (trade name) manufactured by Allnex, specifically Cymel 202, Cymel 204, Cymel 211, Cymel 232, Cymel 235, Cymel 236, Cymel 238, Cymel 250, Cymel 251, Cymel 254, Cymel 266, Cymel 267, Cymel 272, Cymel 285, Cymel 301, Cymel 303, Cymel 325, Cymel 327, Cymel 350, Cymel 370, Cymel 701, Cymel 703, and Cymel 1141; and the U-Ban (trade name) series manufactured by Mitsui Chemicals. These may be used alone or in combination of two or more.
ブロックイソシアネート化合物は、トリメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、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などからなるポリイソシアネートに、活性水素を有するブロック剤を付加させることによって、調製することができる。 Blocked isocyanate compounds can be prepared by adding a blocking agent having an active hydrogen to a polyisocyanate such as trimethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, or isophorone diisocyanate.
硬化剤の含有量は、水性塗料組成物に含まれる樹脂固形分の10質量%以上80質量以下であってよい。硬化剤の上記含有量は、15質量%以上であってよい。硬化剤の上記含有量は、60質量%以下であってよい。 The content of the curing agent may be 10% by mass or more and 80% by mass or less of the resin solids contained in the aqueous coating composition. The content of the curing agent may be 15% by mass or more. The content of the curing agent may be 60% by mass or less.
(その他)
水性塗料組成物は、その他の成分、例えば消泡剤、紫外線吸収剤、光安定剤(例えば、ヒンダードアミン)、酸化防止剤、表面調整剤、造膜助剤、防錆剤を含んでよい。
(others)
The aqueous coating composition may contain other components such as a defoamer, an ultraviolet absorber, a light stabilizer (e.g., a hindered amine), an antioxidant, a surface conditioner, a film-forming assistant, and a rust inhibitor.
[水性塗料組成物の製造方法]
本開示に係る水性塗料組成物は、上記の方法により製造された顔料分散液と、塗膜形成樹脂とを、混合する工程を備える方法により製造される。
[Method of producing aqueous coating composition]
The aqueous coating composition according to the present disclosure is produced by a method comprising a step of mixing the pigment dispersion produced by the above-mentioned method with a coating film-forming resin.
混合条件および混合装置は、顔料分散液の製造方法で挙げられたものと同様であってよい。 The mixing conditions and mixing equipment may be the same as those mentioned in the method for producing the pigment dispersion.
[塗装物品]
本開示に係る水性塗料組成物により、優れた発色性を有する塗膜を備える塗装物品が得られる。かかる塗装物品は、被塗物と、上記水性塗料組成物により形成されるベースコート塗膜とを備える。塗装物品は、被塗物と、上記水性塗料組成物により形成されるベースコート塗膜と、ベースコート塗膜上に配置されたクリヤー塗膜とを備えてよい。
[Painted items]
The aqueous coating composition according to the present disclosure provides a coated article having a coating film with excellent color development. The coated article includes a substrate and a base coat coating film formed from the aqueous coating composition. The coated article may include a substrate, a base coat coating film formed from the aqueous coating composition, and a clear coating film disposed on the base coat coating film.
ベースコート塗膜は、1層あるいは2層以上であってよい。少なくとも1層のベースコート塗膜が、本開示に係る水性塗料組成物から形成されている。各ベースコート塗膜に含まれる成分は同じであってもよいし、異なっていてもよい。 The base coat film may be one layer or two or more layers. At least one base coat film is formed from the aqueous paint composition according to the present disclosure. The components contained in each base coat film may be the same or different.
(被塗物)
被塗物の材質としては、例えば、金属、プラスチック、発泡体が挙げられる。なかでも、金属(特に、鋳物)であってよく、電着塗装可能な金属であってよい。このような金属としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム、スズ、亜鉛などおよびこれらの金属を含む合金が挙げられる。
(Substrate)
Examples of the material of the object to be coated include metals, plastics, and foams. In particular, the object may be a metal (particularly a casting), and may be a metal that can be electrocoated. Examples of such metals include iron, copper, aluminum, tin, zinc, and alloys containing these metals.
被塗物の形状は特に限定されず、平板状であってよく、立体的に成形されていてよい。被塗物として、具体的には、乗用車、トラック、オートバイ、バスなどの自動車車体およびその部品が挙げられる。 The shape of the object to be coated is not particularly limited, and may be flat or three-dimensionally shaped. Specific examples of objects to be coated include automobile bodies and parts thereof, such as passenger cars, trucks, motorcycles, and buses.
金属製の被塗物は、リン酸系化成処理剤、ジルコニウム系化成処理剤などを用いた化成処理、および、電着塗装が施されていてよい。電着塗料組成物は、カチオン型であってよく、アニオン型であってよい。カチオン型の電着塗料組成物は、防食性に優れた塗膜を形成することができる。 The metal substrate may be subjected to a chemical conversion treatment using a phosphoric acid-based chemical conversion treatment agent, a zirconium-based chemical conversion treatment agent, or the like, and may be subjected to electrodeposition coating. The electrodeposition coating composition may be of the cationic type or the anionic type. The cationic type electrodeposition coating composition can form a coating film with excellent corrosion resistance.
金属製の被塗物は、電着塗膜と、その上に設けられた中塗り塗膜とを備えていてよい。中塗り塗膜は、通常、複層塗膜の付着性および耐久性の向上を目的として設けられる。中塗り用の塗料組成物は、例えば、塗膜形成樹脂、硬化剤、着色顔料および体質顔料を含み得る。塗膜形成樹脂および硬化剤としては、本開示に係る水性塗料組成物に含まれるものと同様のものが挙げられる。 The metal substrate may have an electrocoating film and an intermediate coating film formed thereon. The intermediate coating film is usually formed for the purpose of improving the adhesion and durability of the multi-layer coating film. The intermediate coating composition may contain, for example, a film-forming resin, a hardener, a color pigment, and an extender pigment. Examples of the film-forming resin and hardener include those contained in the aqueous coating composition according to the present disclosure.
(ベースコート塗膜)
少なくとも1層のベースコート塗膜は、上記の水性塗料組成物から形成されている。ベースコート塗膜の厚さは、0.2μm以上50μm以下であってよい。ベース塗膜の厚さは、3μm以上であってよい。ベース塗膜の厚さは、40μm以下であってよく、30μm以下であってよく、20μm以下であってよい。
(Base coat film)
At least one layer of base coat film is formed from the above-mentioned aqueous coating composition. The thickness of the base coat film may be 0.2 μm or more and 50 μm or less. The thickness of the base film may be 3 μm or more. The thickness of the base film may be 40 μm or less, 30 μm or less, or 20 μm or less.
(クリヤー塗膜)
クリヤー塗膜は、ベース塗膜を保護する。クリヤー塗膜の厚さは、例えば、10μm以上80μm以下であってよい。クリヤー塗膜の厚さは、20μm以上であってよい。クリヤー塗膜の厚さは、60μm以下であってよい。
(Clear coating)
The clear coating film protects the base coating film. The thickness of the clear coating film may be, for example, 10 μm or more and 80 μm or less. The thickness of the clear coating film may be 20 μm or more. The thickness of the clear coating film may be 60 μm or less.
クリヤー塗膜は、クリヤー塗料組成物により形成される。クリヤー塗料組成物は、溶剤系であってよく、水性であってよく、粉体型であってよい。溶剤系クリヤー塗料組成物は、透明性あるいは耐酸エッチング性などの点から、塗膜形成樹脂としてアクリル樹脂および/またはポリエステル樹脂と、硬化剤としてアミノ樹脂および/またはイソシアネートと、を含んでよい。溶剤系クリヤー塗料組成物は、また、カルボン酸および/またはエポキシ基を有する、アクリル樹脂および/またはポリエステル樹脂を含んでよい。 The clear coating film is formed by a clear coating composition. The clear coating composition may be solvent-based, water-based, or powder-type. From the viewpoint of transparency or acid etching resistance, the solvent-based clear coating composition may contain an acrylic resin and/or a polyester resin as a coating film-forming resin, and an amino resin and/or an isocyanate as a curing agent. The solvent-based clear coating composition may also contain an acrylic resin and/or a polyester resin having a carboxylic acid and/or an epoxy group.
クリヤー塗料組成物は、透明性および本開示に係る塗料組成物の効果を損なわない範囲で、上記の各種顔料を含み得る。クリヤー塗料組成物は、必要に応じて種々の添加剤を含み得る。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、消泡剤、表面調整剤、ピンホール防止剤が挙げられる。 The clear coating composition may contain the above-mentioned various pigments to the extent that the transparency and the effect of the coating composition according to the present disclosure are not impaired. The clear coating composition may contain various additives as necessary. Examples of additives include ultraviolet absorbers, antioxidants, defoamers, surface conditioners, and pinhole inhibitors.
[塗装物品の製造方法]
被塗物と、ベースコート塗膜と、クリヤー塗膜とを備える塗装物品を例に挙げて、塗装物品の製造方法を説明する。
[Method of manufacturing coated articles]
The method for producing a coated article will be described using as an example a coated article having a substrate, a base coat film, and a clear coat film.
ベースコート塗膜とクリヤー塗膜とを備える塗装物品は、例えば、被塗物に、本開示に係る水性塗料組成物およびクリヤー塗料組成物を順次塗装した後、両者を同時に硬化させることにより得られる。水性塗料組成物の塗装の後、クリヤー塗料組成物を塗装する前に、プレヒートを行ってもよい。 A coated article having a base coat film and a clear coat film can be obtained, for example, by sequentially coating an aqueous coating composition according to the present disclosure and a clear coating composition on a substrate, and then curing both compositions simultaneously. After coating the aqueous coating composition, preheating may be performed before coating the clear coating composition.
塗装方法としては、例えば、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、静電スプレー塗装、エアー静電スプレー塗装による多ステージ塗装(好ましくは2ステージ塗装)、エアー静電スプレー塗装と回転霧化式の静電塗装機とを組み合わせた塗装が挙げられる。 Examples of painting methods include air spray painting, airless spray painting, electrostatic spray painting, multi-stage painting using air electrostatic spray painting (preferably two-stage painting), and a combination of air electrostatic spray painting and a rotary atomizer-type electrostatic paint sprayer.
各塗料組成物の硬化は、例えば、加熱温度80℃~180℃(好ましくは100℃~160℃)、加熱時間5分~60分(好ましくは10分~30分)の条件で行われる。 The curing of each coating composition is carried out, for example, at a heating temperature of 80°C to 180°C (preferably 100°C to 160°C) for a heating time of 5 to 60 minutes (preferably 10 to 30 minutes).
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。実施例中、「部」および「%」は、ことわりのない限り、質量基準による。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but is not limited thereto. In the examples, "parts" and "%" are by weight unless otherwise specified.
[製造例1-1]共重合体(A-1)の製造
攪拌機、温度調節機、冷却管、滴下装置を備えた反応容器に、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル78部を仕込み、攪拌しながら120℃まで昇温し、還流させた。
次いで、メタクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル15部、ポリオキシアルキレン構造を有するモノマー(製品名:PME-1000、日油社製、メトキシポリエチレングリコール-メタクリレート)60部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル19部およびアクリル酸ブチル6部を含むモノマー混合物、カヤエステルO(日油社製)0.5部、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル76部の溶液を、3時間かけて滴下し、反応させた。後ショットとして、さらに重合開始剤としてカヤエステルO(日油社製)0.3部をジプロピレングリコールモノメチルエーテル11部に溶解した重合開始剤溶液を0.5時間かけて滴下し、0.5時間撹拌を続けて重合させて、共重合体(A-1)を得た。続いて、溶媒を90℃で減圧蒸留によって留去した後、共重合体(A-1)1000部に対して、イオン交換水100部を入れて、撹拌し、共重合体(A-1)の水溶液を得た(固形分50質量%)。
得られた共重合体(A-1)は、水酸基価82mgKOH/g、重量平均分子量30,000を有していた。
Production Example 1-1 Production of Copolymer (A-1) 78 parts of dipropylene glycol monomethyl ether was charged into a reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature controller, a cooling tube, and a dropping device, and the temperature was raised to 120° C. with stirring to reflux.
Next, a solution of 15 parts of 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate, 60 parts of a monomer having a polyoxyalkylene structure (product name: PME-1000, manufactured by NOF Corp., methoxypolyethylene glycol-methacrylate), 19 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate and 6 parts of butyl acrylate, 0.5 parts of Kayaester O (manufactured by NOF Corp.), and 76 parts of dipropylene glycol monomethyl ether was added dropwise over 3 hours and reacted. As a post-shot, a polymerization initiator solution in which 0.3 parts of Kayaester O (manufactured by NOF Corp.) was dissolved in 11 parts of dipropylene glycol monomethyl ether was further added dropwise over 0.5 hours as a polymerization initiator, and the mixture was polymerized by stirring for 0.5 hours to obtain a copolymer (A-1). Next, the solvent was distilled off by vacuum distillation at 90° C., and then 100 parts of ion-exchanged water was added relative to 1,000 parts of the copolymer (A-1), and the mixture was stirred to obtain an aqueous solution of the copolymer (A-1) (solid content 50% by mass).
The resulting copolymer (A-1) had a hydroxyl value of 82 mg KOH/g and a weight average molecular weight of 30,000.
[製造例1-2~1-14]共重合体(A-2)~(A-12)、(a-1)および(a-2)の製造
下記表に示されるモノマーを表1に記載の配合量で用いたこと以外は、製造例1-1と同様の手順で、共重合体(A-2)~(A-12)、(a-1)および(a-2)を調製した。
[Production Examples 1-2 to 1-14] Production of Copolymers (A-2) to (A-12), (a-1), and (a-2) Copolymers (A-2) to (A-12), (a-1), and (a-2) were prepared in the same manner as in Production Example 1-1, except that the monomers shown in the following table were used in the amounts shown in Table 1.
[製造例2]アクリル樹脂エマルションの製造
反応容器に脱イオン水633部を加え、窒素気流中で混合撹拌しながら80℃に昇温した。別途、スチレン(ST)75.65質量部、メチルメタクリレート(MMA)178.96質量部、n-ブチルアクリレート(BA)75.94質量部、2-エチルヘキシルアクリレート(2-EHA)64.45質量部、およびヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)105質量部を混合して、1段目のモノマー混合物を調製した。次いで、このモノマー混合物と、アクアロンHS-10(ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル硫酸エステル、第一工業製薬社製)25部と、アデカリアソープNE-20(α-[1-[(アリルオキシ)メチル]-2-(ノニルフェノキシ)エチル]-ω-ヒドロキシオキシエチレン、旭電化社製)25.0部と、脱イオン水400部とを混合して、モノマー乳化物を調製した。別途、過硫酸アンモニウム1.2部、および脱イオン水500部からなる開始剤溶液を調製した。上記の反応容器に、モノマー乳化物と開始剤溶液とを、1.5時間かけて並行して滴下した。滴下終了後、1時間、同じ温度で熟成を行った。
[Production Example 2] Production of acrylic resin emulsion 633 parts of deionized water was added to a reaction vessel, and the temperature was raised to 80° C. while mixing and stirring in a nitrogen stream. Separately, 75.65 parts by mass of styrene (ST), 178.96 parts by mass of methyl methacrylate (MMA), 75.94 parts by mass of n-butyl acrylate (BA), 64.45 parts by mass of 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA), and 105 parts by mass of hydroxyethyl methacrylate (HEMA) were mixed to prepare a first-stage monomer mixture. Next, this monomer mixture was mixed with 25 parts of Aqualon HS-10 (polyoxyethylene alkylpropenyl phenyl ether sulfate, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), 25.0 parts of Adeka Reasoap NE-20 (α-[1-[(allyloxy)methyl]-2-(nonylphenoxy)ethyl]-ω-hydroxyoxyethylene, manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.), and 400 parts of deionized water to prepare a monomer emulsion. Separately, an initiator solution consisting of 1.2 parts of ammonium persulfate and 500 parts of deionized water was prepared. The monomer emulsion and the initiator solution were dropped in parallel into the above reaction vessel over a period of 1.5 hours. After completion of the dropwise addition, the mixture was aged at the same temperature for 1 hour.
さらに、別途、スチレン(ST)53.65質量部、メチルメタクリレート(MMA)178.96質量部、n-ブチルアクリレート(BA)75.94質量部、2-エチルヘキシルアクリレート(2-EHA)64.45質量部、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)105質量部、およびアクリル酸22質量部を混合して、2段目のモノマー混合物を調製した。次いで、このモノマー混合物と、アクアロンHS-10 10部と、脱イオン水250部とを混合して、モノマーの乳化物を調製した。別途、過硫酸アンモニウム3.0部、および脱イオン水500部からなる開始剤溶液を調製した。上記の反応容器に、モノマー乳化物と開始剤溶液とを、1.5時間かけて並行して滴下した。滴下終了後、2時間、同じ温度で熟成を行った。 Separately, 53.65 parts by mass of styrene (ST), 178.96 parts by mass of methyl methacrylate (MMA), 75.94 parts by mass of n-butyl acrylate (BA), 64.45 parts by mass of 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA), 105 parts by mass of hydroxyethyl methacrylate (HEMA), and 22 parts by mass of acrylic acid were mixed to prepare a second-stage monomer mixture. Next, this monomer mixture was mixed with 10 parts of Aqualon HS-10 and 250 parts of deionized water to prepare a monomer emulsion. Separately, an initiator solution consisting of 3.0 parts of ammonium persulfate and 500 parts of deionized water was prepared. The monomer emulsion and the initiator solution were dropped in parallel into the above reaction vessel over a period of 1.5 hours. After the end of the dropwise addition, the mixture was aged at the same temperature for 2 hours.
次いで、反応物を40℃まで冷却し、400メッシュフィルターで濾過した。最後に、この反応物に、脱イオン水100部およびジメチルアミノエタノール1.6部を加えて、pH6.5に調整した。このようにして、平均粒子径150nm、固形分35質量%、固形分酸価20mgKOH/g、水酸基価100mgKOH/gのアクリル樹脂エマルションを得た。 The reaction mixture was then cooled to 40°C and filtered through a 400 mesh filter. Finally, 100 parts of deionized water and 1.6 parts of dimethylaminoethanol were added to the reaction mixture to adjust the pH to 6.5. In this way, an acrylic resin emulsion was obtained with an average particle size of 150 nm, a solid content of 35 mass%, a solid content acid value of 20 mgKOH/g, and a hydroxyl value of 100 mgKOH/g.
[製造例3]水溶性アクリル樹脂の製造
反応容器にトリプロピレングリコールメチルエーテル23.89部およびプロピレングリコールメチルエーテル16.11部を加え、窒素気流中で混合撹拌しながら105℃に昇温した。次いで、メタクリル酸メチル13.1部、アクリル酸エチル68.4部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル11.6部およびメタクリル酸6.9部を含むモノマー混合物を作成し、そのモノマー混合物100部、トリプロピレングリコールメチルエーテル10.0部およびターシャルブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート1部からなる開始剤溶液を、3時間にわたり並行して反応容器に滴下した。滴下終了後、0.5時間、同じ温度で熟成を行った。
[Production Example 3] Production of water-soluble acrylic resin 23.89 parts of tripropylene glycol methyl ether and 16.11 parts of propylene glycol methyl ether were added to a reaction vessel, and the temperature was raised to 105 ° C. while mixing and stirring in a nitrogen stream. Next, a monomer mixture containing 13.1 parts of methyl methacrylate, 68.4 parts of ethyl acrylate, 11.6 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, and 6.9 parts of methacrylic acid was prepared, and an initiator solution consisting of 100 parts of the monomer mixture, 10.0 parts of tripropylene glycol methyl ether, and 1 part of tertiary butyl peroxy 2-ethylhexanoate was dropped into the reaction vessel in parallel over 3 hours. After the dropwise addition, the mixture was aged at the same temperature for 0.5 hours.
さらに、トリプロピレングリコールメチルエーテル5.0部およびターシャルブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート0.3部からなる開始剤溶液を0.5時間にわたり反応容器に滴下した。滴下終了後、2時間、同じ温度で熟成を行った。 Furthermore, an initiator solution consisting of 5.0 parts of tripropylene glycol methyl ether and 0.3 parts of tertiary butyl peroxy 2-ethylhexanoate was added dropwise to the reaction vessel over a period of 0.5 hours. After the addition was completed, the mixture was aged at the same temperature for 2 hours.
脱溶剤装置により、減圧下(70torr)110℃で溶剤を16.1部留去した後、脱イオン水204部およびジメチルアミノエタノール7.1部を加えて水溶性アクリル樹脂溶液を得た。得られた水溶性アクリル樹脂溶液の固形分は30質量%であり、固形分酸価40mgKOH/g、水酸基価50mgKOH/g、粘度は140ポイズ(E型粘度計1rpm/25℃)であった。 After 16.1 parts of the solvent was distilled off at 110°C under reduced pressure (70 torr) using a solvent remover, 204 parts of deionized water and 7.1 parts of dimethylaminoethanol were added to obtain a water-soluble acrylic resin solution. The solid content of the resulting water-soluble acrylic resin solution was 30% by mass, with a solid acid value of 40 mg KOH/g, a hydroxyl value of 50 mg KOH/g, and a viscosity of 140 poise (E-type viscometer 1 rpm/25°C).
重量平均分子量は、GPC装置として「HLC8220GPC」(商品名、東ソー(株)製)、カラムとして「Shodex KF-606M」、「Shodex KF-603」(いずれも昭和電工(株)製、商品名)の4本を用いて、移動相:テトラヒドロフラン、測定温度:40℃、流速:0.6cc/分、検出器:RIの条件で測定した。 The weight average molecular weight was measured using a GPC device "HLC8220GPC" (product name, manufactured by Tosoh Corporation) and four columns "Shodex KF-606M" and "Shodex KF-603" (both product names, manufactured by Showa Denko K.K.), under the following conditions: mobile phase: tetrahydrofuran, measurement temperature: 40°C, flow rate: 0.6 cc/min, detector: RI.
酸価および水酸基価は、JISの規定に基づいて、調製に用いられるモノマー組成から算出した。 The acid value and hydroxyl value were calculated from the monomer composition used in the preparation, based on JIS regulations.
実施例および比較例で使用された有機酸(B)の詳細を、表2に示す。 Details of the organic acids (B) used in the examples and comparative examples are shown in Table 2.
[実施例1]顔料分散液(青)の製造
攪拌機に、共重合体(A-1)8.3部(固形分質量)およびイオン交換水60部を入れて撹拌し、第1混合物を得た。第1混合物に有機酸(B-1)2.2部を加えて撹拌し、さらに消泡剤(BYK-011、ALTNA社製)0.5部を加えて撹拌し、第2混合物を得た。第2混合物にフタロシアニンブルー(青色顔料、東洋カラー社製、商品名:LIONOL BLUE 7186-PM)15部を加えて撹拌し、さらに全体が100部となるようにイオン交換水を加えた。得られた混合液を、体積充填率70%で0.5mmのジルコニアビーズを分散メディアとして充填したバッチ式SGミルにて分散して、顔料分散液(青)を得た。
[Example 1] Production of pigment dispersion (blue) 8.3 parts (solid content mass) of copolymer (A-1) and 60 parts of ion-exchanged water were added to a stirrer and stirred to obtain a first mixture. 2.2 parts of organic acid (B-1) were added to the first mixture and stirred, and 0.5 parts of defoamer (BYK-011, manufactured by ALTNA) were further added and stirred to obtain a second mixture. 15 parts of phthalocyanine blue (blue pigment, manufactured by Toyo Color Co., Ltd., product name: LIONOL BLUE 7186-PM) were added to the second mixture and stirred, and ion-exchanged water was further added so that the total amount became 100 parts. The obtained mixture was dispersed in a batch-type SG mill filled with 0.5 mm zirconia beads as a dispersion medium at a volume filling rate of 70%, to obtain a pigment dispersion (blue).
[実施例2~19、比較例1~8]顔料分散液(青)の製造
共重合体(A)の種類または量、有機酸(B)の種類または量を、表3に記載の通り変更したこと以外は、実施例1と同様の手順により、顔料分散液(青)を調製した。
[Examples 2 to 19, Comparative Examples 1 to 8] Preparation of Pigment Dispersion Liquid (Blue) Pigment dispersion liquids (blue) were prepared in the same manner as in Example 1, except that the type or amount of copolymer (A) and the type or amount of organic acid (B) were changed as shown in Table 3.
[実施例20]の製造
攪拌機に、共重合体(A-1)2.8部(固形分質量)およびイオン交換水19部を入れて撹拌し、第1混合物を得た。第1混合物に有機酸(B-1)0.8部を加えて撹拌し、その後、消泡剤(BYK-011、ALTNA社製)0.5部を加えて撹拌し、第2混合物を得た。第2混合物に酸化チタン(白色顔料、石原産業製CR-97)73.0部を加えて撹拌し、さらに全体が100部となるようにイオン交換水を加えた。得られた混合液を、体積充填率70%で0.6mmのジルコンビーズを分散メディアとして充填したペイントコンディショナーにて分散して、顔料分散液(白)を得た。
[Production of Example 20] 2.8 parts (solid content mass) of copolymer (A-1) and 19 parts of ion-exchanged water were added to a stirrer and stirred to obtain a first mixture. 0.8 parts of organic acid (B-1) were added to the first mixture and stirred, and then 0.5 parts of defoamer (BYK-011, manufactured by ALTNA) were added and stirred to obtain a second mixture. 73.0 parts of titanium oxide (white pigment, manufactured by Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. CR-97) were added to the second mixture and stirred, and ion-exchanged water was added so that the total amount became 100 parts. The obtained mixture was dispersed in a paint conditioner filled with 0.6 mm zircon beads as a dispersion medium at a volume filling rate of 70%, to obtain a pigment dispersion (white).
[実施例21および比較例9、10]顔料分散液(白)の製造
共重合体(A)の種類または量、有機酸(B)の種類または量を、表4に記載の通り変更したこと以外は、実施例20と同様の手順により、顔料分散液(白)を得た。
[Example 21 and Comparative Examples 9 and 10] Production of Pigment Dispersion Liquid (White) Pigment dispersion liquids (white) were obtained by the same procedure as in Example 20, except that the type or amount of copolymer (A) and the type or amount of organic acid (B) were changed as shown in Table 4.
[実施例22]顔料分散液(黒)の製造
攪拌機に、共重合体(A-1)12.5部(固形分質量)およびイオン交換水50.0部を入れて撹拌し、第1混合物を得た。第1混合物に有機酸(B-1)3.2部を加えて撹拌し、その後、消泡剤(BYK-011、ALTNA社製)0.5部を加えて撹拌し、第2混合物を得た。第2混合物にカーボンブラック(黒色顔料、BILRA CARBON製ラーベン5000)17.5部を加えて撹拌し、さらに全体が100部となるようにイオン交換水を加えた。得られた混合液を、体積充填率70%で0.5mmのジルコンビーズを分散メディアとして充填したバッチ式SGミルにて分散して、顔料分散液(黒)を得た。
[Example 22] Production of pigment dispersion (black) 12.5 parts (solid content mass) of copolymer (A-1) and 50.0 parts of ion-exchanged water were added to a stirrer and stirred to obtain a first mixture. 3.2 parts of organic acid (B-1) were added to the first mixture and stirred, and then 0.5 parts of defoamer (BYK-011, manufactured by ALTNA) were added and stirred to obtain a second mixture. 17.5 parts of carbon black (black pigment, Raven 5000 manufactured by BILRA CARBON) were added to the second mixture and stirred, and ion-exchanged water was added so that the total amount became 100 parts. The obtained mixture was dispersed in a batch-type SG mill filled with 0.5 mm zircon beads as a dispersion medium at a volume filling rate of 70%, to obtain a pigment dispersion (black).
[実施例23および比較例11、12]顔料分散液(黒)の製造
共重合体(A)の種類または量、有機酸(B)の種類または量を、表5に記載の通り変更したこと以外は、実施例22と同様の手順により、顔料分散液(黒)を得た。
[Example 23 and Comparative Examples 11 and 12] Production of Pigment Dispersion Liquid (Black) Pigment dispersion liquids (black) were obtained in the same manner as in Example 22, except that the type or amount of the copolymer (A) and the type or amount of the organic acid (B) were changed as shown in Table 5.
[実施例24]顔料分散液(赤)の製造
攪拌機に、共重合体(A-1)7.8部(固形分質量)およびイオン交換水45.0部を入れて撹拌し、第1混合物を得た。第1混合物に有機酸(B-1)2.0部を加えて撹拌し、その後、消泡剤(BYK-011、ALTNA社製)0.5部を加えて撹拌し、第2混合物を得た。第2混合物にジケトピロロピロール(赤色顔料、BASF製Irgazin Rubine L 4025)34.5部を加えて撹拌し、さらに全体が100部となるようにイオン交換水を加えた。得られた混合液を、得られた顔料分散液を、体積充填率70%で0.6mmのジルコンビーズを分散メディアとして充填したバッチ式SGミルにて分散して、顔料分散液(赤)を得た。
[Example 24] Production of pigment dispersion (red) 7.8 parts (solid content mass) of copolymer (A-1) and 45.0 parts of ion-exchanged water were added to a stirrer and stirred to obtain a first mixture. 2.0 parts of organic acid (B-1) were added to the first mixture and stirred, and then 0.5 parts of defoamer (BYK-011, manufactured by ALTNA) were added and stirred to obtain a second mixture. 34.5 parts of diketopyrrolopyrrole (red pigment, Irgazin Rubine L 4025 manufactured by BASF) were added to the second mixture and stirred, and ion-exchanged water was added so that the total amount became 100 parts. The resulting mixture and the resulting pigment dispersion were dispersed in a batch-type SG mill filled with 0.6 mm zircon beads as a dispersion medium at a volume filling rate of 70%, to obtain a pigment dispersion (red).
[比較例13]顔料分散液(赤)の製造
共重合体(A)の種類または量、有機酸(B)の種類または量を、表6に記載の通り変更したこと以外は、実施例24と同様の手順により、顔料分散液(赤)を得た。
Comparative Example 13 Production of Pigment Dispersion (Red) A pigment dispersion (red) was obtained by the same procedure as in Example 24, except that the type or amount of copolymer (A) and the type or amount of organic acid (B) were changed as shown in Table 6.
[評価]
実施例および比較例の顔料分散液に関し、下記評価を行った。
(1)平均粒子径
顔料分散液をイオン交換水にて無限希釈し、動的光散乱法にて、粒度分布測定装置(商品名:UPA-150、マイクロトラック社製)を用いて、顔料分散液中の顔料の50%体積粒径(D50)を測定した。粒子径が小さいほど、顔料分散性が高いといえる。
[evaluation]
The pigment dispersions of the Examples and Comparative Examples were evaluated as follows.
(1) Average particle size The pigment dispersion was diluted infinitely with ion-exchanged water, and the 50% volume particle size (D50) of the pigment in the pigment dispersion was measured by dynamic light scattering using a particle size distribution measuring device (product name: UPA-150, manufactured by Microtrac). It can be said that the smaller the particle size, the higher the pigment dispersibility.
(2)粘度
粘度測定装置(商品名:VISCOMETER TV-25、東機産業社製)を用いて、25℃条件下・回転速度5rpmにおける粘度を測定した。
(2) Viscosity The viscosity was measured using a viscosity measuring device (product name: VISCOMETER TV-25, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at 25° C. and a rotation speed of 5 rpm.
(3)塗膜の発色性
(3-1)青色顔料、赤色顔料、黒色顔料を含む顔料分散液
製造例3の水溶性アクリル樹脂(固形分30%)210部、サイメル327(混合アルキル化型メラミン樹脂、Allnex社製、固形分90%)30部を混合し、クリアベースを調製した。クリアベースに、クリアベースの固形分90質量部に対する顔料の質量が10部になるように、顔料分散液を混合して、評価用の水性塗料組成物を得た。
(3) Color development of coating film (3-1) Pigment dispersion containing blue pigment, red pigment, and black pigment A clear base was prepared by mixing 210 parts of the water-soluble acrylic resin (solid content 30%) of Production Example 3 and 30 parts of Cymel 327 (mixed alkylated melamine resin, manufactured by Allnex, solid content 90%). The pigment dispersion was mixed into the clear base so that the mass of the pigment was 10 parts per 90 parts by mass of the solid content of the clear base, to obtain an aqueous coating composition for evaluation.
得られた評価用の水性塗料組成物を15cm×10cmのガラス板に塗装し、140℃で20分間加熱硬化させて、評価用塗膜を得た。得られた評価用塗膜の外観を目視して、下記基準により発色性を評価した。評価結果を表3~5、7および8に示す。評価がB超であると、発色性に優れるといえる。 The resulting aqueous coating composition for evaluation was applied to a 15 cm x 10 cm glass plate and cured by heating at 140°C for 20 minutes to obtain a coating film for evaluation. The appearance of the resulting coating film for evaluation was visually inspected and the color development was evaluated according to the following criteria. The evaluation results are shown in Tables 3 to 5, 7, and 8. A rating of more than B can be said to be excellent in color development.
・顔料分散液(青)により形成された塗膜の評価基準
A:透明感があり、青みも強い
A-:透明感があるが、青みはやや弱い
B:若干の白濁り感があり、青みがやや弱い
C:白濁りがあり、青みも弱い
Evaluation criteria for coating film formed from pigment dispersion (blue) A: Transparent and strong blue A-: Transparent, but slightly weak blue B: Slightly cloudy and slightly weak blue C: Cloudy and weak blue
・顔料分散液(黒)により形成された塗膜の評価基準
A:艶があり、漆黒性が高い
B:基準AとCとの間
C:白ぼけている
Evaluation criteria for coating film formed from pigment dispersion (black) A: Glossy and highly jet black B: Between criteria A and C C: White and dull
・顔料分散液(赤)により形成された塗膜の評価基準
A:透明感があり、赤みが濃い
B:若干の白濁り感があり、赤みがやや弱い
C:濁り感がある
Evaluation criteria for coating film formed with pigment dispersion (red) A: Transparent, deep red B: Slightly cloudy, slightly less red C: Cloudy
(3-2)白色顔料を含む顔料分散液
顔料分散液を15cm×10cmのガラス板に塗布し、140℃で20分間加熱して、評価用塗膜を得た。得られた評価用塗膜を、23℃条件下で静置した後、マクログロス光沢計(BYK Gardner製)を用いて、60°光沢値を測定した。60°光沢値を下記基準により評価した。評価結果を表6に示す。60°光沢値が高いほど、白色の発色性が高い。評価がB超であると、発色性に優れるといえる。
(3-2) Pigment dispersion containing white pigment The pigment dispersion was applied to a 15 cm x 10 cm glass plate and heated at 140°C for 20 minutes to obtain a coating film for evaluation. The obtained coating film for evaluation was allowed to stand at 23°C, and then the 60° gloss value was measured using a macrogloss glossmeter (manufactured by BYK Gardner). The 60° gloss value was evaluated according to the following criteria. The evaluation results are shown in Table 6. The higher the 60° gloss value, the higher the white color development. A rating of more than B can be said to be excellent in color development.
・顔料分散液(白)により形成された塗膜の評価基準
A:60°光沢値が80以上
B:60°光沢値が60以上80未満
C:60°光沢値が60未満
Evaluation criteria for coating film formed with pigment dispersion (white) A: 60° gloss value of 80 or more B: 60° gloss value of 60 or more and less than 80 C: 60° gloss value of less than 60
実施例1~24の顔料分散液では、いずれも顔料の平均粒子径が小さく、粘度が低く抑えられていた。 In the pigment dispersions of Examples 1 to 24, the average pigment particle size was small and the viscosity was kept low.
比較例1および2においては、顔料(C)の平均粒子径が大きかった。比較例1および2の顔料分散液は、有機酸(B)を含まないため、疎水性顔料であるフタロシアニンブルーが十分に分散されなかったものと考えられる。比較例3においては、有機酸(B)に替えてオレイルアミンを用いたところ、顔料(C)の平均粒子径が大きかった。比較例3で使用されたオレイルアミンは、共重合体(A)のカウンターイオンとして機能できず、電荷バランスが崩れ、顔料(C)同士の凝集が抑制されなかったためと考えられる。比較例4においては、有機酸(B)に替えてポリオキシエチレンオレイルエーテルを用いたところ、顔料(C)の平均粒子径を十分に小さくすることができず、さらには顔料分散液の粘度が増大した。比較例4で使用されたポリオキシエチレンオレイルエーテルは、共重合体(A)のカウンターイオンとして十分に機能できなかったため顔料(C)同士の凝集が十分に抑制されず、さらにはポリオキシエチレンオレイルエーテルとフタロシアニンブルーとの間で特異的相互作用が生じ、粘度が極めて大きくなったものと考えられる。比較例5および6においては、顔料(C)の平均粒子径が大きく、顔料分散液の粘度も高かった。比較例5および6で使用された有機酸は、炭化水素基が短いため、顔料同士の凝集が十分に抑制されなかったと考えられる。比較例7においては、顔料(C)の平均粒子径が大きかった。比較例7で用いられた共重合体(A)は含窒素基を有していないため、有機酸(B)のカウンターイオンとして機能できず、顔料(C)同士の凝集が抑制されなかったためと考えられる。 In Comparative Examples 1 and 2, the average particle size of the pigment (C) was large. The pigment dispersions of Comparative Examples 1 and 2 did not contain organic acid (B), so it is believed that the hydrophobic pigment phthalocyanine blue was not sufficiently dispersed. In Comparative Example 3, when oleylamine was used instead of organic acid (B), the average particle size of the pigment (C) was large. It is believed that the oleylamine used in Comparative Example 3 could not function as a counter ion of the copolymer (A), the charge balance was lost, and the aggregation of the pigments (C) was not suppressed. In Comparative Example 4, when polyoxyethylene oleyl ether was used instead of organic acid (B), the average particle size of the pigment (C) could not be sufficiently reduced, and the viscosity of the pigment dispersion increased. It is believed that the polyoxyethylene oleyl ether used in Comparative Example 4 could not function sufficiently as a counter ion of the copolymer (A), so the aggregation of the pigments (C) was not sufficiently suppressed, and further, a specific interaction occurred between polyoxyethylene oleyl ether and phthalocyanine blue, resulting in an extremely high viscosity. In Comparative Examples 5 and 6, the average particle size of the pigment (C) was large, and the viscosity of the pigment dispersion was also high. It is believed that the organic acid used in Comparative Examples 5 and 6 had a short hydrocarbon group, and therefore aggregation between the pigments was not sufficiently suppressed. In Comparative Example 7, the average particle size of the pigment (C) was large. It is believed that this is because the copolymer (A) used in Comparative Example 7 did not have a nitrogen-containing group, and therefore could not function as a counter ion for the organic acid (B), and therefore aggregation between the pigments (C) was not suppressed.
比較例1~7の顔料分散液を用いて製造された水性塗料組成物により形成された塗膜は、いずれも特に透明感が低かった。 The coating films formed from the aqueous coating compositions produced using the pigment dispersions of Comparative Examples 1 to 7 all had particularly low transparency.
比較例8では、顔料を分散させることができなかった。これは、比較例8で用いられた共重合体がポリオキシアルキレン鎖を有していないため、水性溶媒との親和性が低くなって、共重合体自身が水性溶媒中に分散することができず、その結果、顔料(C)を分散させることもできなかったためと考えられる。 In Comparative Example 8, the pigment could not be dispersed. This is thought to be because the copolymer used in Comparative Example 8 did not have a polyoxyalkylene chain, and therefore had low affinity with the aqueous solvent, so the copolymer itself could not be dispersed in the aqueous solvent, and as a result, the pigment (C) could not be dispersed.
比較例9~13では、有機酸(B)を使用しなかった。
比較例9においては、顔料(C)の平均粒子径が大きく、特に、粘度の増大が確認された。比較例9では有機酸(B)が使用されなかったため、一般に塩基性である酸化チタンが樹脂成分を吸着することが困難であったため、分散され難かったものと考えられる。さらに、酸化チタンは比重が大きいため沈降し易いことに加え、分散が不十分であったことから、過剰な粘度の増大を招いたものと考えられる。比較例10では、酸化チタンを分散させることも困難であり、評価試験を行うことができなかった。
In Comparative Examples 9 to 13, no organic acid (B) was used.
In Comparative Example 9, the average particle size of the pigment (C) was large, and in particular, an increase in viscosity was confirmed. Since no organic acid (B) was used in Comparative Example 9, it is believed that titanium oxide, which is generally basic, had difficulty in adsorbing the resin component, and therefore was difficult to disperse. Furthermore, titanium oxide has a large specific gravity and is prone to settling, and in addition, it was insufficiently dispersed, which is believed to have led to an excessive increase in viscosity. In Comparative Example 10, it was also difficult to disperse titanium oxide, and an evaluation test could not be performed.
比較例11および12においては、酸性顔料であるカーボンブラックを使用しているため、共重合体(A)によって分散することはできたものの、顔料(C)の平均粒子径は比較的大きく、分散性は不十分であった。比較例12では、粘度の増大も確認された。 In Comparative Examples 11 and 12, carbon black, an acidic pigment, was used, and although it could be dispersed by copolymer (A), the average particle size of pigment (C) was relatively large and dispersibility was insufficient. In Comparative Example 12, an increase in viscosity was also confirmed.
比較例13においては、顔料の平均粒子径は比較的小さいものの、発色性に劣っていた。これは、顔料分散液における顔料の分散状態が不安定であるため、水性塗料組成物を製造する際に、顔料が部分的に凝集したものと考えられる。 In Comparative Example 13, the average particle size of the pigment was relatively small, but the color development was poor. This is thought to be because the pigment's dispersion state in the pigment dispersion liquid was unstable, causing partial aggregation of the pigment during the production of the aqueous paint composition.
[実施例25]水性塗料組成物および塗装物品の製造
(1)水性塗料組成物の製造
製造例2のアクリル樹脂エマルションを160部、ジメチルアミノエタノール1部、製造例3の水溶性アクリル樹脂を33部(固形分30質量%)、メラミン樹脂(サイメル204、三井サイテック社製、混合アルキル化型メラミン樹脂、固形分80%)を38部、2官能ポリエーテルポリオール(プライムポールPX-1000、三洋化成工業社製)を10部、および、実施例1の顔料分散液(固形分26%)を30部混合し、脱イオン水で希釈して、固形分濃度20%の水性塗料組成物を製造した。
Example 25 Production of Aqueous Coating Composition and Coated Article (1) Production of Aqueous Coating Composition 160 parts of the acrylic resin emulsion of Production Example 2, 1 part of dimethylaminoethanol, 33 parts of the water-soluble acrylic resin of Production Example 3 (solids content 30% by mass), 38 parts of a melamine resin (Cymel 204, manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd., mixed alkylated melamine resin, solids content 80%), 10 parts of a bifunctional polyether polyol (Primepol PX-1000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), and 30 parts of the pigment dispersion of Example 1 (solids content 26%) were mixed and diluted with deionized water to produce an aqueous coating composition with a solids concentration of 20%.
(2)塗装物品の製造
リン酸亜鉛処理した厚み0.8mm、縦30cm、横40cmのダル鋼板に、カチオン電着塗料組成物である「パワートップU-50)」(日本ペイント・オートモーティブコーティングス社製)を、乾燥膜厚が20μmとなるように電着塗装し、160℃で30分間焼き付けた。得られた塗板に、中塗り塗料組成物「OP-30P ミドルグレー」(日本ペイント・オートモーティブコーティングス社製、ポリエステル・メラミン系塗料、25秒(No.4フォードカップを使用し、20℃で測定)に予め希釈)を、アネスト岩田製エアスプレーガンW-101-132Gを用いて乾燥膜厚35μmとなるようにエアスプレー塗装し、140℃で30分間焼き付け硬化させた。このようにして、電着塗膜と中塗り塗膜とを有する被塗物を得た。
(2) Production of Coated Articles A zinc phosphate-treated dull steel plate having a thickness of 0.8 mm, length of 30 cm, and width of 40 cm was electrocoated with a cationic electrodeposition coating composition "Power Top U-50" (manufactured by Nippon Paint Automotive Coatings) to a dry film thickness of 20 μm, and baked at 160° C. for 30 minutes. An intermediate coating composition "OP-30P Middle Gray" (manufactured by Nippon Paint Automotive Coatings, polyester-melamine paint, pre-diluted for 25 seconds (measured at 20° C. using a No. 4 Ford cup)) was air spray coated on the resulting coated plate using an air spray gun W-101-132G manufactured by Anest Iwata to a dry film thickness of 35 μm, and baked and cured at 140° C. for 30 minutes. In this way, a coated article having an electrodeposition coating film and an intermediate coating film was obtained.
被塗物に、水性ベース塗料組成物(日本ペイント・オートモーティブコーティングス社製、水性ベースAR-3020-1(グレーメタリック))を、室温23℃、湿度68%の条件下で乾燥膜厚12μmになるようにエアスプレー塗装した。4分間のセッティングを行った後、80℃で5分間のプレヒートを行った。次いで、上記で製造された水性塗料組成物を、室温23℃、湿度68%の条件下で乾燥膜厚12μmになるようにエアスプレー塗装した。4分間のセッティングを行った後、80℃で5分間のプレヒートを行った。 An aqueous base paint composition (Nippon Paint Automotive Coatings, aqueous base AR-3020-1 (gray metallic)) was air-sprayed onto the substrate at a room temperature of 23°C and a humidity of 68% to a dry film thickness of 12 μm. After setting for 4 minutes, the coating was preheated at 80°C for 5 minutes. Next, the aqueous paint composition prepared above was air-sprayed onto the substrate at a room temperature of 23°C and a humidity of 68% to a dry film thickness of 12 μm. After setting for 4 minutes, the coating was preheated at 80°C for 5 minutes.
続いて、クリヤー塗料(日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社製、ポリウレエクセル O-1200 (商品名)、ポリイソシアネート化合物含有2液アクリルウレタン系有機溶剤型クリヤー塗料)を回転霧化式の静電塗装機を用いて、乾燥膜厚が35μmとなるように塗装した。最後に、80℃で20分間加熱して、複層塗膜を有する塗装物品を得た。得られた塗膜は、透明感があり、青みも強く感じられた。 Next, a clear paint (PolyureExcel O-1200 (product name), a two-component acrylic urethane organic solvent-based clear paint containing a polyisocyanate compound, manufactured by Nippon Paint Automotive Coatings Co., Ltd.) was applied using a rotary atomizing electrostatic coater so that the dry film thickness was 35 μm. Finally, the product was heated at 80°C for 20 minutes to obtain a coated article with a multi-layer coating. The resulting coating was transparent and had a strong bluish tint.
本開示は以下の態様を含む。
[1]
共重合体(A)と、炭化水素基含有酸性化合物(B)と、顔料(C)と、水性溶媒(D)と、を含み、
前記共重合体(A)は、
3級アミノ基および含窒素複素環基の少なくとも一方を有する含窒素重合性不飽和モノマー由来の第1セグメント(a1)、および、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由来の第2セグメント(a2)を有し、
前記炭化水素基含有酸性化合物(B)は、
炭素数5~23の飽和または不飽和の炭化水素基(b1)、および、カルボキシ基、リン酸基、スルホン酸基およびフェノール基よりなる群から選択される少なくとも1つの酸基(b2)を有する、顔料分散液。
[2]
前記共重合体(A)が有する3級アミノ基および含窒素複素環基の総当量に対する、前記炭化水素基含有酸性化合物(B)が有する酸基の当量の比(酸基/3級アミノ基および含窒素複素環基)は、0.5以上2以下である、上記[1]の顔料分散液。
[3]
前記共重合体(A)は、さらに、前記含窒素重合性不飽和モノマーおよび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以外の重合性不飽和モノマー由来の、第3セグメント(a3)を有し、
前記共重合体(A)において、
前記第1セグメント(a1)の質量割合は、5質量%以上30質量%以下であり、
前記第2セグメント(a2)の質量割合は、20質量%以上80質量%以下であり、
前記第3セグメント(a3)の質量割合は、10質量%以上60質量%以下である、上記[1]または[2]の顔料分散液。
[4]
前記第3セグメント(a3)は、水酸基含有重合性飽和モノマー由来のセグメント(a31)を含み、
前記共重合体(A)における、前記セグメント(a31)の質量割合は、10質量%以上30質量%以下である、上記[3]の顔料分散液。
[5]
上記[1]~[4]のいずれかの顔料分散液と、
塗膜形成樹脂と、を含む、水性塗料組成物。
[6]
水性溶媒(D)および共重合体(A)を含む第1混合物に、炭化水素基含有酸性化合物(B)を加えて混合し、第2混合物を得る工程と、
前記第2混合物に、顔料(C)を加えて混合する工程と、を備え、
前記共重合体(A)は、
3級アミノ基および含窒素複素環基の少なくとも一方を有する含窒素重合性不飽和モノマー由来の第1セグメント(a1)、および、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由来の第2セグメント(a2)、を有し、
前記炭化水素基含有酸性化合物(B)は、
炭素数5~23の飽和または不飽和の炭化水素基(b1)、および、カルボキシ基、リン酸基、スルホン酸基またはフェノール基よりなる群から選択される少なくとも1つの酸基(b2)を有する、顔料分散液の製造方法。
[7]
上記[6]記載の方法により製造された顔料分散液と、塗膜形成樹脂とを混合する工程を備える、水性塗料組成物の製造方法。
The present disclosure includes the following aspects.
[1]
A composition comprising a copolymer (A), a hydrocarbon group-containing acidic compound (B), a pigment (C), and an aqueous solvent (D),
The copolymer (A) is
a first segment (a1) derived from a nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomer having at least one of a tertiary amino group and a nitrogen-containing heterocyclic group, and a second segment (a2) derived from a polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain;
The hydrocarbon group-containing acidic compound (B) is
A pigment dispersion having (b1) a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 5 to 23 carbon atoms, and (b2) at least one acid group selected from the group consisting of a carboxy group, a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, and a phenol group.
[2]
The pigment dispersion liquid according to the above-mentioned [1], wherein a ratio of an equivalent of an acid group contained in the hydrocarbon group-containing acidic compound (B) to a total equivalent of a tertiary amino group and a nitrogen-containing heterocyclic group contained in the copolymer (A) (acid group/tertiary amino group and nitrogen-containing heterocyclic group) is 0.5 or more and 2 or less.
[3]
The copolymer (A) further has a third segment (a3) derived from a polymerizable unsaturated monomer other than the nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomer and the polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain,
In the copolymer (A),
The mass proportion of the first segment (a1) is 5 mass% or more and 30 mass% or less,
The mass ratio of the second segment (a2) is 20 mass% or more and 80 mass% or less,
The pigment dispersion according to the above [1] or [2], wherein the mass ratio of the third segment (a3) is 10 mass % or more and 60 mass % or less.
[4]
The third segment (a3) includes a segment (a31) derived from a hydroxyl group-containing polymerizable saturated monomer,
The pigment dispersion liquid according to [3] above, wherein the mass ratio of the segment (a31) in the copolymer (A) is 10 mass % or more and 30 mass % or less.
[5]
Any one of the pigment dispersions [1] to [4] above,
and a film-forming resin.
[6]
A step of adding and mixing a hydrocarbon group-containing acidic compound (B) to a first mixture containing an aqueous solvent (D) and a copolymer (A) to obtain a second mixture;
and adding and mixing a pigment (C) to the second mixture,
The copolymer (A) is
The copolymer has a first segment (a1) derived from a nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomer having at least one of a tertiary amino group and a nitrogen-containing heterocyclic group, and a second segment (a2) derived from a polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain,
The hydrocarbon group-containing acidic compound (B) is
A method for producing a pigment dispersion liquid, comprising: a saturated or unsaturated hydrocarbon group (b1) having 5 to 23 carbon atoms; and at least one acid group (b2) selected from the group consisting of a carboxy group, a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, and a phenol group.
[7]
A method for producing an aqueous coating composition, comprising the step of mixing the pigment dispersion produced by the method described in [6] above with a coating film-forming resin.
本発明の顔料分散液は、顔料の種類によらず、また、粘度増大を引き起こすことなく、顔料を十分にかつ安定して分散することができるため、種々の水性塗料組成物に用いることができる。 The pigment dispersion of the present invention can be used in a variety of aqueous paint compositions because it can disperse pigments sufficiently and stably regardless of the type of pigment and without causing an increase in viscosity.
Claims (7)
前記共重合体(A)は、
3級アミノ基および含窒素複素環基の少なくとも一方を有する含窒素重合性不飽和モノマー由来の第1セグメント(a1)、および、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由来の第2セグメント(a2)を有し、
前記炭化水素基含有酸性化合物(B)は、
炭素数5~23の飽和または不飽和の炭化水素基(b1)、および、カルボキシ基、リン酸基、スルホン酸基およびフェノール基よりなる群から選択される少なくとも1つの酸基(b2)を有する、顔料分散液。 A composition comprising a copolymer (A), a hydrocarbon group-containing acidic compound (B), a pigment (C), and an aqueous solvent (D),
The copolymer (A) is
a first segment (a1) derived from a nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomer having at least one of a tertiary amino group and a nitrogen-containing heterocyclic group, and a second segment (a2) derived from a polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain;
The hydrocarbon group-containing acidic compound (B) is
A pigment dispersion having (b1) a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 5 to 23 carbon atoms, and (b2) at least one acid group selected from the group consisting of a carboxy group, a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, and a phenol group.
前記共重合体(A)において、
前記第1セグメント(a1)の質量割合は、5質量%以上30質量%以下であり、
前記第2セグメント(a2)の質量割合は、20質量%以上80質量%以下であり、
前記第3セグメント(a3)の質量割合は、10質量%以上60質量%以下である、請求項1または2に記載の顔料分散液。 The copolymer (A) further has a third segment (a3) derived from a polymerizable unsaturated monomer other than the nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomer and the polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain,
In the copolymer (A),
The mass proportion of the first segment (a1) is 5 mass% or more and 30 mass% or less,
The mass ratio of the second segment (a2) is 20 mass% or more and 80 mass% or less,
The pigment dispersion according to claim 1 or 2, wherein a mass ratio of the third segment (a3) is 10 mass % or more and 60 mass % or less.
前記共重合体(A)における、前記セグメント(a31)の質量割合は、10質量%以上30質量%以下である、請求項3に記載の顔料分散液。 The third segment (a3) includes a segment (a31) derived from a hydroxyl group-containing polymerizable saturated monomer,
The pigment dispersion liquid according to claim 3 , wherein a mass ratio of the segment (a31) in the copolymer (A) is 10 mass % or more and 30 mass % or less.
塗膜形成樹脂と、を含む、水性塗料組成物。 The pigment dispersion according to claim 1 or 2,
and a film-forming resin.
前記第2混合物に、顔料(C)を加えて混合する工程と、を備え、
前記共重合体(A)は、
3級アミノ基および含窒素複素環基の少なくとも一方を有する含窒素重合性不飽和モノマー由来の第1セグメント(a1)、および、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由来の第2セグメント(a2)を有し、
前記炭化水素基含有酸性化合物(B)は、
炭素数5~23の飽和または不飽和の炭化水素基(b1)、および、カルボキシ基、リン酸基、スルホン酸基またはフェノール基よりなる群から選択される少なくとも1つの酸基(b2)を有する、顔料分散液の製造方法。 A step of adding and mixing a hydrocarbon group-containing acidic compound (B) to a first mixture containing an aqueous solvent (D) and a copolymer (A) to obtain a second mixture;
and adding and mixing a pigment (C) to the second mixture,
The copolymer (A) is
a first segment (a1) derived from a nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomer having at least one of a tertiary amino group and a nitrogen-containing heterocyclic group, and a second segment (a2) derived from a polymerizable unsaturated monomer having a polyoxyalkylene chain;
The hydrocarbon group-containing acidic compound (B) is
A method for producing a pigment dispersion liquid, comprising: a saturated or unsaturated hydrocarbon group (b1) having 5 to 23 carbon atoms; and at least one acid group (b2) selected from the group consisting of a carboxy group, a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, and a phenol group.
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