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JP3073543B2 - 水性被覆組成物 - Google Patents

水性被覆組成物

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JP3073543B2
JP3073543B2 JP03100889A JP10088991A JP3073543B2 JP 3073543 B2 JP3073543 B2 JP 3073543B2 JP 03100889 A JP03100889 A JP 03100889A JP 10088991 A JP10088991 A JP 10088991A JP 3073543 B2 JP3073543 B2 JP 3073543B2
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義則 加藤
正博 青木
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ビーエーエスエフディスパージョン株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光沢、耐久性、耐水性
および基材に対して優れた付着性を示す皮膜を与える水
性被覆組成物に関する。本発明の水性被覆組成物は、光
沢や耐水性が要求される建築物の塗料であるグロスペイ
ント、基材付着性が要求されるシーラー及びその双方の
特性が要求されるワンコートフィニッシュペイント、弾
性ワンコート塗料等に有用なものである。
【0002】
【従来の技術】従来、水性被覆組成物ととしては、例え
ば連鎖移動剤を用いた低分子量の樹脂水性分散液が提案
されている。この組成物は、低分子量のため光沢性に優
れる皮膜を与えるが、その皮膜は耐水性や耐久性に劣る
という問題を抱えている。一方、耐水性を改良する皮膜
を与えるために高分子量の樹脂水性分散液を用いた場合
には、皮膜の光沢性が悪くなるという問題を生じる。
【0003】そこで、耐水性を低下させずに優れた光沢
性を有する皮膜を与える水性被覆組成物として、特定の
条件で製造されかつ特定の分子量分布を有する二種の樹
脂エマルジョン成分からなる被覆組成物が提案されてい
る(特公昭63−18632号公報)。この組成物は、光沢お
よび耐水性については満足する皮膜を与えることができ
るが、基材に対する付着力が必ずしも充分でない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、光沢性、耐
久性、耐水性および基材付着性の優れた皮膜を与える水
性被覆組成物を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記A
成分およびB成分よりなり、A成分とB成分が固型分重
量部で1:5〜5:1の割合で混合していることを特徴
とする水性被覆組成物が提供される。 A成分: 重合可能な不飽和二重結合を有する単量体1
00重量部に対して連鎖移動剤を0.03〜0.4未満
重量部を含有する混合物を乳化重合して得られる樹脂水
性分散液。 B成分: 架橋性モノマー0.1〜10重量%および重
合可能な不飽和二重結合を有する単量体99.9〜90
重量%の混合物100重量部に対して連鎖移動剤0.4
〜5重量部を含有する混合物を乳化重合して得られる樹
脂水性分散液。
【0006】(発明の具体的説明) 1. 樹脂水性分散液:A成分 本発明組成物を構成するA成分の樹脂水性分散液は、重
合可能な不飽和二重結合を有する単量体100重量部に
対して、連鎖移動剤0.03〜0.4未満重量部を含有
する混合物を乳化重合して得られるものである。
【0007】(連鎖移動剤) 本発明で用いられる連鎖移動剤は、ビニル単量体の重合
および共重合に通常使用されるものであればいかなるも
のでもよい。例えば、メチルメルカプタン、t−ブチル
メルカプタン、デシルメルカプタン、ベンジルメルカプ
タン、ラウリルメルカプタン、ステアリルメルカプタ
ン、n−ドデシルメルカプタン、、t−ドデシルメルカ
プタン、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸等の
メルカプタン;メタノール、プロパノール、ブタノー
ル、イソブタノール、t−ブタノール、ヘキサノール、
ベンジルアルコール、アリルアルコール等のアルコール
類;クロルエタン、フルオロエタン、トリクロエチレン
等のハロゲン化炭化水素類などを挙げることができる。
【0008】これらの連鎖移動剤の使用により、適度
な、任意の分子量に単量体を乳化重合させることができ
る。連鎖移動剤の使用量は、A成分の分散液が耐水性を
低下させることなく光沢を上げるためのものであるか
ら、単量体の0.03〜0.4未満重量部であり、この
範囲未満であると樹脂が高分子になりすぎるため塗膜に
した場合に光沢が乏しくなり、一方この範囲を越える
と、逆に耐水性が低下する。
【0009】(不飽和二重結合を含む単量体)本発明で
用いられる単量体としては、得られる水性樹脂分散液中
の共重合体のガラス転移温度が−80〜+70℃を与え
る単量体の一種または二種以上が用いられる。例えば下
記のものを挙げることができる。
【0010】(a) アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、
アクリル酸t−ブチル、アクリル酸2エチルヘキシルの
ごときアクリル酸低級アルキルエステル;メタクリル酸
メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピ
ル、メタクリル酸ブチルのごときメタクリル酸低級アル
キルエステル;スチレン;α−メチルスチレン;アクリ
ルニトリル;メタクリロニトリル;酢酸ビニル、プロピ
オン酸ビニル、エチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン
より選ばれる単量体80〜99.5重量部と
【0011】(b) アクリルアミド;メタクリルアミド;
N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタク
リルアミド;グリシジルメタクリレート等のアミド基を
有する単量体及びその誘導体;アクリル酸、メタクリル
酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸;ヒドロキシエ
チルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、
ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチル
アクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート等の水
酸基を有する単量体;N−フェニルマレイミド、N−
(メチル)フェニルマレイミド、N−(ヒドロキシ)フ
ェニルマレイミド、N−(メトキシ)フェニルマレイミ
ド、N−安息香酸マレイミド、N−メチルマレイミド、
N−エチルマレイミド、N−n−プロピルマレイミド、
N−イソプロピルマレイミド、N−n−ブチルマレイミ
ド、N−イソブチルマレイミド、N−t−ブチルマレイ
ミドなどより選ばれた官能性単量体20〜0.5重量部
との混合物である。
【0012】(重合法)上記した連鎖移動剤および単量
体を含有する混合物を乳化重合することによりA成分の
樹脂水性分散液が得られる。乳化重合は通常の方法で行
うことができる。即ち、乳化剤や保護コロイドを含む水
中に上記混合物を加え、過硫酸カリウムなどの重合開始
剤の存在下に、90〜95℃に加熱すること、または還
元剤の存在下にレドクッス重合することにより重合体が
得られる。得られた重合体分散液は、通常40〜60重
量%程度の重合体濃度のものであるが、必要に応じてこ
れを更に水で希釈して使用することができる。分散液中
の樹脂粒径は一般には0.03〜1ミクロンである。
【0013】乳化剤としては、ジアルキルスルホンこは
く酸ナトリウム、アルキルスルホン酸のアルカリ塩、オ
キシアルキル化されたアルコールまたはアルキルフェノ
ールのアルカリ金属塩、脂肪酸のアルカリ塩などのアニ
オン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤の各種のもの
が使用できる。又、分子中に不飽和二重結合を有する反
応性乳化剤を使用してもよい。その使用量は、通常樹脂
分に対し0.2〜10重量%の割合である。また、目的
によっては、カチオン性界面活性剤を単独で、あるいは
ノニオン性界面活性剤と併用して使用することもでき
る。
【0014】2. 樹脂水性分散液:B成分 本発明組成物を構成するB成分の樹脂水性分散液は、架
橋性モノマー0.1〜10重量%および重合可能な不飽
和二重結合を有する単量体99.9〜90重量%の混合
物100重量部に対して連鎖移動剤0.4〜5重量部を
含有する混合物を乳化重合して得られるものである。
【0015】B成分の製造に用いられる連鎖移動剤およ
び不飽和単量体は、上記A成分について記載したものか
ら選ぶことができ、A成分の製造に使用したものと同じ
でも、異なるものでもよい。しかし、連鎖移動剤の使用
量は、B成分の樹脂分散液が光沢性および基材付着性を
向上させるためのものであることから、単量体混合物の
0.4〜5重量部であり、この範囲未満であると樹脂が
高分子になりすぎるため、塗膜にした場合に基材付着性
が充分でなく、この範囲を越えると逆に皮膜の耐水性が
低下する。
【0016】(架橋性モノマー)本発明で用いられる架
橋性モノマーとしては、ブタンジオールジアクリレー
ト、ジビニルベンゼン、ジメタクリル酸エチレングリコ
ール、ジメタクリル酸1,3−ブチレングリコール、ト
リメタクリル酸トリメチロールプロパン等の1分子中に
反応性二重結合を2個以上有するモノマーであり、その
他にグリシジルメタクリレートやN−メチロールアクリ
ルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等を使用し
てもよい。これら架橋性モノマーの使用量は、単量体混
合物中の0.1〜10重量%であり、この範囲未満では
得られる皮膜の耐水性の向上が図れず、この範囲を越え
ると、光沢性基材付着性が低下する。
【0017】(重合法) 上記の連鎖移動剤、不飽和単量体および架橋性モノマー
を乳化重合することによりB成分の樹脂分散液が得られ
るが、重合法は上記A成分の場合と同様である。
【0018】3. 水性被覆組成物 本発明の水性被覆組成物は、上記A成分およびB成分が
混合されてなるものである。両成分の混合割合は、その
固型分重量で、A成分:B成分が1:5〜5:1であ
る。A成分がB成分に対して5を越えると得られる皮膜
の耐水性はよいが光沢性および基材付着性の低下が見ら
れ、A成分がB成分5に対して1未満であると、逆に光
沢成分および基材付着性には優れるが耐水性に低下が見
られる。
【0019】A成分とB成分との混合方法としては、両
成分を別々に調製して混ぜ合わせてもよいし、A成分の
樹脂水性分散液の調製後に、B成分の単量体混合物を加
えて重合を行う多段重合方法でもよい。
【0020】本発明の水性被覆組成物は基本的には上記
AおよびBの二成分よりなるが、更に目的に合わせて分
散剤、湿潤剤、消泡剤、溶剤、造膜助剤、可塑剤、凍結
防止剤、増粘剤、AE剤、減水剤、急結剤、硬化促進
剤、凝結遅延剤などの各種添加剤を配合することもでき
る。
【0021】
【実施例】次に、本発明を実施例および比較例を挙げて
詳細に説明する。例中の部および%は特に例記しない限
り重量部および重量%である。樹脂水性分散液の製造例 第1表に示す単量体混合物100部、アニオン性界面活
性剤としてポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル
硫酸塩、ノニオン性界面活性剤としてポリオキシエチレ
ンノニルフェニルエーテルあわせて2部、過硫酸カリウ
ム1.0部およびイオン交換水100部の混合物を90
℃で4.5時間乳化重合させて、固型分濃度が50%、
樹脂平均粒径0.3ミクロンのエマルジョンを得た。
【0022】得られた樹脂水性分散液の樹脂固型分10
0重量部に対して、増粘剤3重量部、湿潤剤0.8重量
部、消泡剤2重量部、造膜助剤14重量部および顔料容
積濃度(PVC)が約21%となるように顔料を配合し
て塗料を調製した。この塗料を用いて、次の方法で光沢
性、耐水性、基材付着性、耐候性、温冷サイクル試験を
行い評価した。その結果を第1表に示す。
【0023】〔塗料の評価方法〕 光沢性 塗料ガラス板に150μ/wet厚で被覆し20℃65%
RHで48時間乾燥後、60°鏡面光沢を測定した(J
IS K−5660)。
【0024】 耐水性 塗料をフレキシブル板(150×70mm)に刷毛で2回塗り
した後、20℃、湿度65%下で、7日間乾燥させ試験
片とした。その後、水浸7日間後の塗膜状態を観察し
た。塗膜の状態は、日本塗料検査協会の塗膜の評価基準
に準じて判定した。 [評価]:ふくれのないものを10とする。ふくれのあ
るものは、ふくれた部分の総合面積とふくれの大きさを
(平均径)とを標準判定写真と比べて等級記号で示す。
大きさのことなったふくれが混在するときは、大きさ別
に評価する。標準判定写真の等級記号は、ふくれた部分
の総合面積と大きさとの組合わせによって下表のように
構成されている。
【0025】
【表1】
【0026】 基材付着性 耐水性評価のときと同様にして作成した試験片にカッタ
ーナイフで2mm幅の切り込みを入れて25個のゴバン目
を作り、粘着テープによる剥離テストを行った。ゴバン
めの残り数を表示した。
【0027】 耐候性 耐水性評価のときと同様にして作成した試験片をスガ試
験機(株)の耐候試験機スーパーロングサンシャインW
−O−M(商品名)で250時間照射後の塗膜の光沢保
持率を測定した。 塗膜の光沢保持率(%)=〔(250時間照射後の光沢値)÷
(照射前のブランク時の光沢値)〕×100 なお、光沢値は、60°反射光沢を測定した。
【0028】 温冷サイクル試験 耐水性評価のときと同様にして作成した試験片を、(2
0℃±3℃水中浸漬16時間→−20℃±3℃水中浸漬
4時間→50℃±3℃水中浸漬4時間)を1サイクルと
して、10サイクル後の塗膜状態を観察した。異常なし
のときは○、クラック1部発生は△、クラック全面発生
のときは×で示す。
【0029】水性被覆組成物の製造例 実施例1〜6および比較例1〜8 上記製造例で得られた樹脂水性分散液を用いて、第2表
に示す組成の水性被覆組成物を製造した。得られた組成
物を用いて、光沢性、耐水性、基材付着性、耐候性、温
冷サイクル試験を行い評価した。結果を第2表に示す。
【0030】
【発明の効果】第2表に示した結果から明らかなよう
に、本発明の水性被覆組成物は、光沢性、耐水性および
基材付着性に優れている。
【0031】
【表2】
【0032】
【表3】
【0033】
【表4】
【0034】
【表5】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C09D 201/00 C09D 201/00 (56)参考文献 特開 昭54−54164(JP,A) 特開 昭52−51484(JP,A) 特開 昭62−236810(JP,A) 特開 昭60−53552(JP,A) 特開 昭53−28687(JP,A) 特開 昭56−152802(JP,A) 特開 昭63−113008(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09D 5/02 C09D 125/08 - 125/14 C09D 127/06 C09D 133/06 - 133/12 C09D 133/20 C09D 201/00 - 201/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記A成分およびB成分よりなり、A成
    分とB成分が固型分重量部で1:5〜5:1の割合で混
    合していることを特徴とする水性被覆組成物。 A成分: 重合可能な不飽和二重結合を有する単量体1
    00重量部に対して連鎖移動剤を0.03〜0.4未満
    重量部を含有する混合物を乳化重合して得られる樹脂水
    性分散液。 B成分: 架橋性モノマー0.1〜10重量%および重
    合可能な不飽和二重結合を有する単量体99.9〜90
    重量%の混合物100重量部に対して連鎖移動剤0.4
    〜5重量部を含有する混合物を乳化重合して得られる樹
    脂水性分散液。
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JPH1046053A (ja) * 1996-08-01 1998-02-17 Mitsubishi Chem Basf Co Ltd 無機多孔質基材用水性下塗剤
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