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JPS58129069A - 塗料組成物 - Google Patents

塗料組成物

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Publication number
JPS58129069A
JPS58129069A JP1305482A JP1305482A JPS58129069A JP S58129069 A JPS58129069 A JP S58129069A JP 1305482 A JP1305482 A JP 1305482A JP 1305482 A JP1305482 A JP 1305482A JP S58129069 A JPS58129069 A JP S58129069A
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JP
Japan
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group
resin
polymer
parts
fine particles
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Application number
JP1305482A
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English (en)
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JPH023829B2 (ja
Inventor
Kazunori Kanda
和典 神田
Keizo Ishii
敬三 石井
Katsuaki Kida
貴田 克明
Shinichi Ishikura
石倉 慎一
Ryuzo Mizuguchi
隆三 水口
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Nippon Paint Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paint Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Paint Co Ltd filed Critical Nippon Paint Co Ltd
Priority to JP1305482A priority Critical patent/JPS58129069A/ja
Priority to US06/460,878 priority patent/US4461870A/en
Priority to GB08302167A priority patent/GB2118192B/en
Priority to FR8301238A priority patent/FR2520372B1/fr
Priority to DE19833302738 priority patent/DE3302738A1/de
Publication of JPS58129069A publication Critical patent/JPS58129069A/ja
Priority to US06/585,595 priority patent/US4530946A/en
Publication of JPH023829B2 publication Critical patent/JPH023829B2/ja
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塗料組成物に係り、さらに詳しくは自動車用あ
るいはその他装飾用塗料として有用な新規共重合体微粒
子を含む塗料組成物に関するものである。
近年樹脂ビヒクルを含む塗料用組成物にミクロゲルと称
せられる架橋重合体像粒子を分散含有させた所謂ハイソ
リッドの塗料組成物が作業性、塗膜性能などの上から自
動本塗装その他の分野で注目を集めている。このミクロ
ゲル粒子は分散されるべき塗料用の有機溶剤に不溶であ
る程度に架橋されている重合体からなり、粒子径がミク
ロ的で、組成物中に安定に分散されている必要がある。
従来ミクロゲルの製法として各種の方法が提案されてい
るが、その1つはエチレン性不飽和単量体を架橋性の共
重合性単量体と水性媒体中で乳化重合させて微粒子共重
合体を作り、溶媒置換、共沸、遠心分離、濾過、乾燥な
どで水分を除去してミクロゲル粒子を得るものであり、
他の1つは脂肪族度化水素等の七ツマ−けとかすが重合
体は溶解しない非水性有機溶剤中でエチレン性不飽和単
量体と、架橋性の共重合性単量体を反応させ、得られる
微粒子共重合体を分取するHAD法と称せられる方法で
あった。
この内乳化重合法では比較的微細な粒子が容易に得られ
、反応熱の除去なども容易で工業的に適しているが、エ
マルジ目ン生成物から水を除去するための操作を必要と
するだけでなく、共重合させるべき単量体を水性媒体中
に分散させるためアニオン系、カチオン系などの界面活
性剤から主としてなる比較的低分子量の化合物を乳化剤
として必要とし、この界面活性剤が生成微粒子重合体に
付着しているため、塗膜を形成せしめた場合これが塗膜
内に混入し、塗膜性能に悪影響を及ぼすことはさけられ
ない。まだ乳化重合では水性媒体が用いられ、塗料化に
は芳香族系など揮発性の有機溶媒が用いられるが、乳化
重合の際に粒子分散に役立つ乳化分散剤をそのまま塗料
組成物中のミクロゲル粒子の分散に役立てることは困難
で、ミ゛クロゲルの塗料組成物中での安定分散には何ら
かの工夫を要するのである。
他方MAD法では非水性で、且つ重合体をとかさぬ溶剤
が反応媒体として用いられるからミクロゲルを分離せず
と本そのまま塗料組成物に添加できるし、又分離する場
合にも容易である利点があるが、この方法はまた乳化重
合の場合とはことなった多くの問題をかかえている。ま
ずその1つは非水性有機液体中でエチレン性不飽和単量
体と架橋性共重合性単量体を共重合させる場合、ミクロ
ゲルとするため特殊な分散安定剤を必要とする点である
。通常この分散安定剤は反応媒体の有機液体によっては
溶媒和されない重合体主鎖と、それに側鎖として結合し
ている前記有機液体により溶媒和される重合体鎖からな
るグラフト共重合体が用いられているが、ミクロゲル化
すべき単量体の種類、使用すべき非水性有機液体の種類
などにより、重合体粒子に対する親和力と溶媒に対する
親和力を勘案し、グラフト共重合体の慎重な選択が必須
である。またミクロゲルを調製する場合通常は有機液体
と(7て脂肪族炭化水素を主体とした低極性の溶剤が用
いられ、塗料化には比較的極性の大轡い有機溶剤が使用
されるので、前記のミクロゲル調製時の分散安定剤は塗
料組成物中でのミクロゲルの分散安定には殆んど無力で
あるという問題がある。この解決法の1つとして例えば
特開昭53−188284 ; 5B −188285
; 58−188286 ; 54−150489号等
ではミクロゲルを調製後そのままで塗料化の際のフィル
ム形成性重合体と同じ組成の重合体を作るべき中鰻体を
ミクロゲル粒子上で重合させて、ミクロゲルの改質処理
を行なっている。
乙のように従来のミクロゲルの製造ならびに成物の調製
には種々の問題があり、ミクロゲルの製造法としても乳
化φ重合法、NAD法、さらにはポリエステルなどの縮
重合などいづれも一長一短があり工業的に充分満足すべ
きミクロゲルの製造、ハイソリッド塗料組成物の提供は
なされていないのが現状である。
本発明者らけ先に1分子内に式−N−R−Y(式中Rは
置換基を有することもあるC1〜C6(DyルキvンJ
IL<Hフェニレン基、YH−CoolまたIJ−8o
d(基)で示される基を有するアルキド樹脂、ポリエス
テル樹脂、アクリル樹脂、メ′・ミン樹脂、ポリエーテ
ル樹脂などが両イオン性基を分子内に有するため自特異
な反応性、界面活性、電気化学的性質などを有し、重合
開始剤の存在下、水性媒体中でエチレン性7:飽和単量
体の乳化重合を行なわせる場合の乳化剤乃至は分散剤と
して極めて有用であることを知り特許出願した(特願昭
56−71864号)。
上記発明は1千しン性不飽和学量体の1種として分子内
に2コ以上のラジカル重合可能かエチレン性不飽和基を
有する単量体を用い、−!、fr、前記の両イオン性基
を分子内に有する水溶性樹脂を乳化剤として水性媒体中
で重合性単亀体の共重合を行なわせてエマルシラン樹脂
旨を得るというものであり、該エマルシラン樹脂が塗膜
化[7てもその性能を低下させるような乳化剤乃至は保
護コロイドを含まず、しかも分子内に2コ以上のラジカ
ル重合可能なエチレン性不飽和基を有する単量体が共重
合されることにより塗膜の耐水性、耐溶剤性、光沢が改
善される点に着目したものであった本発明者らはさらに
上記エマルシラン樹脂の粒子径が0.02〜0.57!
程度と極めて微細であること、水分を除去し樹脂を単離
した場合幾分凝集がみられるものの約40μ程度までと
塗膜形成に障害と々らぬ程度の粒子サイズであり、又所
望によ妙これを機械的手段で容易に微細化なしうろこと
、樹脂は架橋されていて通常の塗料化溶剤に不溶性であ
ること、また特異的な界面活性、電気化学的性質を有す
る両イオン性基含有樹脂が上記の架橋重合体微粒子に付
着されていて、ハイソリッド塗料組成物の分散微粒子重
合体として極めて好適なものであることを知り、上記の
エマルシラン樹脂から水分を除去して得られる重合体微
粒子を、フィルム形成性重合体、揮発性有機液体稀釈剤
、架橋剤からなる糸に分散させた所謂ハイソリッド型の
塗料組成物につき本願と同日付で別途に特許出願した。
(昭和57年1月  日付特許願(2)、発明の名称「
塗料組成物」) しかしながら同特許顧で示される微粒子重合体は、分子
中に式 %式% (式中Rは置換基を有することもある01〜C6+7)
フルキL/ン基モしくはフェニレン基、yq−cooa
または一303H基)で示される基を有する樹鴫旨を分
散安定剤として使用し、水性あるいけ有機媒体中で2種
以上のα、β−エチレン性不飽和基を有する単量体を共
重合させて得られる架橋共重合体微粒子であるから、水
性あるいけ有機媒体いづれを媒体とした場合にも分離さ
れる微粒子は、架橋共重合体の微粒子−表面上K、前記
の分子内に−N−R−Y基を有する樹脂が何らかの形で
付着されているものであって、塗料組成物とする場合、
該分散安定剤の親溶媒部分が溶媒中に拡がりしかも樹脂
が微粒子体に係合されている限り、微粒子1合体の安定
な分散が得られるが、何らかの理由で微粒子重合体から
離れ流れ出すと、微粒子重合体の安定性が低トし、また
系全体の粘度があがってハイソリッド塗料組成物本来の
利点がそこなわれる危険性を有しているそこで本発明者
らは前記の両イオン性基含有樹脂の分散安定剤としての
役割を期待すると共に、該樹脂を架橋共重合体微粒子に
共有結合で一体化し、微粒子体からの分散安定性樹脂の
流れ出しを防止するこうによ抄、微粒子重合体の安定な
分散性をも確保する意図で研究を続は本発明を完成する
に至った。
すなわち本発明に従えば 架橋剤と反応しうる官能基を有するフィルム形成性重合
体(A)、 該重合体を担持する揮発性の有機液体稀釈剤(B)、 前記重合体と稀釈剤の組合せ体に不溶性で安定に分散し
ている重合体微粒子(C)、および 該稀釈剤中秋溶解している架橋剤(D)とからなり、前
記の重合体微粒子(C)が分子中に式 (式中Rは置換基を有することもある01〜C6のアル
キレン基本しくけフヱニレン基、!は−CooHまたは
一〇〇sH基) で示される基と、重合反応性α、β−不飽和結合とを有
する樹脂の存在F、水性あるいは有機媒体中、2111
1以上のα、β−エチレン性不飽和篭を有する単量体の
共重合で得られる架橋共重合体微粒子である塗料組成物
が提供せられる。
好iしい実施態様に於て本発明の塗料組成物tまフィル
ム形成性重合体(A)と架橋共重合体微粒子 (C)と
が50〜99.5部と50〜0.5部の重量割合で用い
られ、また架橋剤(D)は重合体成分(A) + (C
) 100部当り5〜100部の割合で、また有機稀釈
剤(B)は重合体成分と架橋剤の合計量(A) + (
C) + (D) 100部当h to〜2000部の
重量割合で用いられる。
本発明にかかる上記塗料組成物中の、架橋剤と反応しう
る官能基を有するフィルム形成性重合体(A)は例えば
ヒドロキシル基、カルボキシル基等の官能基を有するア
クリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂など任意
の公知のフィルム形成性ポリマーであり、こJ]ら#i
通常酸価0.5〜60、ヒドロキシル価20〜200、
数平均分子量500〜toooo程度の本のである。こ
れら重合体は硬化を達成または助長するため通常架橋結
合剤(D)を配合し使用される。適当な架橋剤はジイソ
シアナート、ジエポキシド、アミノプラスト樹脂などで
重合体稀釈液中に通常溶解し、楡装時乃至は塗装後にフ
ィルム形成性重合体の官能基と反応して三次元化された
硬化塗膜を形成する。特に好ましい架橋剤は実質的な割
合のメチロール基がブタノールあるいはメタノールとの
反応でエーテル化されているメラミン・ホルムアルデヒ
ド縮合物である。
上記のフィルム形成性重合体は稀釈剤(B)中に溶解乃
至は分散して存在せしめることができ、また一部溶解、
一部分数して存在することもで話る。この場合揮発性有
機液体が用いられるが、その代表的なものとしては芳香
族法化水素例えばトルエン、キシレン、芳香族含有各種
石油留分など:エステル例えばブチルアセテート、エチ
レングリコールジアセテート、2−エトキシエチルアセ
テートなど二ケトン例えばアセトン、メチルイソブチル
ケトンなど:アルコール例えばブチルアルコルなど:脂
肪族炭化水素あるいけそれらの混合物があげられる。
本発明の塗料組成物Ktま上記のフィルム形hl性重合
体、揮発性有機液体稀釈剤、架橋剤の系にさらにその敵
本特徴的部分として特殊な新規の重合体微粒子が安定に
分散含有されている。この重合体微粒子は架橋共重合体
からなるためフィルム形成性重合体と稀釈剤の組合せ体
に不溶性である。しかも分子内に各挿環境に応じ多彩な
界面特性を示す−N−R−Y基が重合性不飽和結合と共
に含まれる樹脂(オリゴソープと称す)が分散安定剤と
して使)11されるから、微粒子重合体を製造する際の
反応媒体が水系であっても非水系であっても親媒性を示
し、微粒子重合体の分散安定効果光期待できる。さらK
また上記の分散安定剤tt歌合性f!@和結合により架
橋共重合体の構成成分として微粒子に一体九組みこまれ
、微粒子重合体から分散安定剤部分が流れ出すことはな
い。しかもこのように調製された架橋共重合体の前記オ
リゴソープは楢料組成物中の比較的極性の大きな揮発性
有am釈剤に対しても良好な親媒性を示し、従って微粒
子重合体を系内に安定に分散させるのにも役立っている
既に述べた如くフィルム形成性重合体と稀釈剤の組合せ
体に重合体微粒子が不溶性であることは、本発明九於て
重合体微粒子を架橋共重合体とすることによ妙達成され
、そのためには共重合させるべき2種以上のα、β−不
飽和単量体中に、分子内に2コ以上のラジカル重合可能
なエチレン性不飽和基を有する単量体の少なくとも1種
か、あるいは相互に反応しうる基を夫々担持する2種の
エチレン性不飽和基を有する単量体を含ませ、それらと
尚tmあるいは2種以上の他の共重合性単量体を共重合
させるのである。従って本発明に於て[2種以上のα、
β−エチレン性不飽和基を有する単量体、」という場合
、上記の如く架橋用の単量体と非架橋性の単量体の組合
せを意図していることが理解されるべきである。
尚共電合せしむべき2種以上のα、β−エチレン性不飽
和基を有する単量体中に存在させる架橋のだめの多官能
性単量体あるいは相互に曵応しうる基を夫々担持する2
種の不飽和単量体の割合に関しては、それらを全単量体
中0、旧〜20重最%、好ましくは0.1〜lO重竜X
の範囲内になるよう選択されるが、これは何ら臨界的な
本のではなく要は得られた微粒子共重合体がフィルム形
成性重合体と有機稀釈剤の組合せ体に溶解しないだけの
充分な架橋が与えられる程度に選択されるべきである。
通常この微粒子重合体の不溶解性は微粒子−を有機稀釈
剤例えばテトラヒドロフヲンKIIfi′量%加え、3
0分間娠とうし、さらに17000 r、p、m、で8
0分間遠心分離し、上澄液を除き、残渣を分取乾燥して
重量測定し、その結果と初めの重量を対比して、微粒子
が橘釈剤単独に対し許容しうる程度に不溶性であれば、
フィルム形成性重合体と稀釈剤の組合せ体にも不溶解性
であると判断される。
本発明で用いられる分子内に2コ以上のフジカル重合可
能なエチレン性不飽和基を有する単量体(多官能性単量
体)としては、多情アルコールの重合性不飽和モノカル
ボン酸エステル、多塩基酸の重合性不飽和アルコールエ
ステル、および2コ以上のビニル基で置換された芳香族
化合物などがあり、それらの例としては以下のような化
合物がある。
エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコー
ルジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタク
リレート、テトラエチレングリコールジメタクリレー)
、1.8−ブチレングリコールジメタクリレート、トリ
メチロールプロパントリアクリレート、トリメチロール
プロパントリメタクリレート、1.4−ブタンジオール
ジアクリレート、ネオベンチルグリコールジアクリレー
)、1.6−ヘキサンジオールジアクリレート、ペンタ
エリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトール
トリアクリレート、ペンタエソスリトールテトラアクリ
レート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペン
タエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリ
トールテトラメタクリレート、グリセロールジメタクリ
レート、グリセロールジアクリレート、グリセロールア
クロキシジメタクリレー)、1.1.1− ) 9スヒ
ドロキシメチルエタンジアクリレート、1,1.1− 
)リスヒドロキシメチルエタントリアクリレ−)、  
1.1.1〜トリスヒドロキシメチルエタンジメタクリ
レー)、  1,1.1− )リスヒドロキシメチルエ
タントリメタクリレート、1.1.1− )リスヒドロ
キシメチルプロパンジアクリレート、1,1.1−トリ
スヒドロキシメチルプロパントリアクリレート、1.1
.1− )リスヒドロキシメチル゛7°ロパンジメタク
リレ−ト、1,1.1− )リスヒドロキシメチルプロ
パントリメタクリレート、トリアリルシアヌレート、ト
リアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテート
、ジアリルテレフタレート、ジアリルフタレートおよび
ジビニルベンゼン。
また相互に反応しうる基をそれぞれ担持する2種のエチ
レン性不飽和基を有する単量体としては例えばグリシジ
ルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどのエポ
キシ基含有エチレン性不飽和単量体と、アクリル酸、メ
タクリル酸、クロトン酸などカルボキシル基含有エチレ
ン性不飽和単量体が最も代表的なものである。しかしな
がら相互に反応性の基としてはこれらに限定されるもの
ではなく、例えばアミンとカルボニル;エポキシドとカ
ルボン酸無水物;アミンとカルボン酸塩化物:アルキレ
ンイミンとカルボニル;オルガノアルコキシシランとカ
ルボキシル;ヒドロキシルとイソシアナト等種々のもの
が提案されており、本発明はこれらの全てを包含するも
のである。
本発明においてはこれら架橋用の単量体以外に任意のα
、β−エチレン性不飽和基を有する単量体が共重合成分
として使用され、これらの分子内に重合可能な基1コを
有する単官能性単量体は以下のグループに大別せられる
I)カルボキシル基含有単量体、例えばアクリル酸、メ
タクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フ
マル酸ナト。
I)ヒドロキンル基含有単量体、例えば2−ヒドロキシ
エチルアクリレート、ヒドロキシ10ビルアクリレート
、2−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−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、アリルアルコール
、メタアリルアルコールナト。
曹)含窒素アルキルアクリレートもしくはメ〃り■ル−
ト、例えばジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチ
ルアミノエチルメタクリレートなど。
■)重合性アミド、例えばアクリル酸アミド、メタクリ
ル酸アミドなど。
■)重合性ニトリル、例えばアクリロニトリル、メタク
リレートリルなど。
■)アルキルアクリレートもしくはメタクリレ−)、f
llij’メチルアクリレート、メチルメタクリレート
、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、n−
ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレー
トなど■)重合性芳香族化合物、例えばスチレン、α−
メチルスチレン、ビニルトルエン、t −ブチルスチレ
ンなど。
■)α−オレフィン、N、ttfエチレン、フロピレン
など。
■)ビニル化合物、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビ
ニルなど。
X)ジエン化合物、例えばブタジェン、インプレンなど
これらの単量体は単独または併用して使用される。
本発明に於ては上記の如き「2種以上のα、β−エチレ
ン性不飽和基を有する単量体」が水性あるいは有機媒体
中、分子中に式%式% (式中Rけ置換基を有することもある01〜C6のアル
キレン基もしくハフェニレン基、yは−COOHまたは
一3o3H基) で示される基と重合性α、β−不飽和結合とを有する樹
脂の存在丁に共重合せしめられるのである。分子中に−
N−R−Y基と重合反応性のα、β−不飽和結合とを有
する樹脂としては、これらの基ならびく結合を有するア
ルキド樹脂、ポリエステル樹脂、変性エポキシ樹脂、ア
クリル樹脂、ポリエーテル樹脂など各種の樹脂が使用さ
れるが、就中アルキド、ポリエステル、アクリル樹脂で
あることが好ましい。これらの樹脂にはその製造中ある
いは製造後に−N−R−Y基を組み入れることができる
。また樹脂中に一〇〇oHあるいはエポキシ基を担持さ
せることは容易であるから、カルボキシル基を有する樹
脂にけグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレ
ートの如きエポキシ含有不飽和化合物を、またエポキシ
基を有する樹脂に対してはアクリル酸、メタクリル酸、
クロトン酸などα、β−不飽和カルポン酸を反応させる
ことにより、分子中に家 −N−R−Y基と重合性α、β−不飽和結合の双方を有
する樹脂が容易に得られる。こういった樹脂についてさ
らに具体的に説明すると下記の通抄である。
両イオン性基を有するアルキド樹脂およびオイルフリー
ポリエステル樹脂は本発明者らの特願昭54−1108
65号および同昭55−56048号に記載されている
1゜アルキド樹脂およびポリエステル樹脂は、必須の成
分として多塩基酸と多価アルコールを使用して連続した
エステル連鎖を生成させることを特徴とするが、多価ア
ルコール成分の1部を、式%式%(1) (式中R1は少なくとも1コのヒドロキシル基を有する
アルキル基、R,およびRsは同一または異なって、水
素かまたは置換基を有することもあるアルキル基、Aは
置換基を有することもある01〜C@のアルキレンal
lしくはフェニレン基である) の化合物で置きかえることKよ抄前記の両イオン性基を
有するアルキド樹脂またはポリエステル樹脂を製造する
ことかで舞る(詳細については前出の特願昭54−11
0866、開開55−56048号参照)。本発明では
これら両イオン性基を有するアルキドまたはポリエステ
ル樹脂(好ましくは数平均分子量500〜5000 )
にさらにグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリ
レート等を反応させ、残存カルボキシル基とグリシジル
基との反応で、α、β−不飽和結合を樹脂中に組み入れ
重合反応性をもたせるのである。
式−M−R−y基を分子中に有する変性エポキシ樹脂は
、本発明者らの特願昭55−116298号に記載され
ている。一般にエボキy樹(式中R4e R1は水素か
メチル基)で表わされる基を有するのが特徴であるが、
該末端基に式 %式%( 金属またはアンモニウム基、ムは前記に同じ)の化合物
を反応させることによ)オキシラン環を開裂させ、該エ
ポキシ樹脂の末端基の一部が式 となった変性エポキシ樹脂が得られる。前記式(W)の
両イオン性基の置換度に比例して、変性エポキシ樹脂の
親水性が高まる(詳細については前出の特願昭55−1
16298号参照)。
本発明では前記エポキシ樹脂の末端基の一部に、さらに
アクリル酸、メタクリル酸なとのα、β−不飽和カルボ
ン酸を反応させて、両イオン性基と重合反応性のα、β
−不飽和結合の双方が組みこまれた樹脂が作られる。
■ 式−N−RY基を分子中に有するアクリル樹脂について
は、本発明者らの特願昭58−128899号、間開5
8−125996号、間開55−47651号および間
開55−47652号に記載されている式 (式中R7* RI * R嘗r R10はそれぞれI
II 、 CH。
、 C2H5のいづれかであり、R11は■か、または
鎖中に一3o−基、−〇〇〇−基、−〇−基のいづれか
を含んでいることもあるcl+7 czoのアルーYル
基であ抄、RI2は一〇H基、−8H基、−3R13塙
CF+zはC1〜C4のアルギル基)のいづれかで置換
されていることもTo抄、そして1コもしくは複数のC
1,C4アルキル基で置換されていることもあるC1〜
Cttのアルキレン基であり、A ij、 (:OOH
基またFiso3ii基である)または式 (式中’14 * R15* R1@はそれぞれ14た
は01〜C・のアルキル基であ抄、R17は■か、鎖中
に−B〇−基、−C0〇−基、−〇−基のいづれかを含
んでいることもある01〜C2(+のアルキル基か、ま
たは 14F、は1コ本しくは複数のC1〜C・のアルキル八
で置換されていることもあるC2〜Ctxのアノキレン
基である) 】−たは式 厄11 式23 (式中R19+ R20* R21はそれぞれ同一もし
くけ異なってHまたはCH,、R22は少なくとも1コ
のヒドロキシル基を有しアルキル骨格中に一〇−もしく
け−Coo−を含むこともあるC1〜C20のアルキル
基、R23は少なくと龜1コのヒドロキシル基を有しア
ルキル骨格中に一〇−もしくは−COO−を含むこと本
ある01〜C20のアルキル基またけHもしくはCs=
C2oのアルキル基、R24Vi基本的には(CFTり
n (nは1〜6)で表わされ置換されていることもあ
るアルキレン基、およびAはCO2まだはS03である
) (式中R21、R218+ R27はそれぞれ同一もし
くけ異なって■またはCH3+ 82g * R,、は
それぞれ同一もしくは異なってq〜C20の一〇−もし
くは一〇〇〇−を含むこともあるアルキル基あるいけシ
クロアルキル基または82gと82gが結合してN原子
を含むヘテロ環を形成し、R30は基本的には(CHt
)n (n #i1〜6 )で表わされ置換されている
こともあるアルキレン基、およびAはC02まだはSO
sである)の重合性アミノ酸化合物の群から選ばれる少
々くとも1種と、 ヒドロキシル基含有単量体、カルボキシル基含有単量体
、グリシジル基含有単量体、アルキルアクリレートもし
くはメタクリレート、含窒素アルキルアクリレート本し
くはメタクリレート、重合性アミド、重合性ニトリル、
重合性芳香族化合物、α−オレフィン化合物、ビニル化
合物およびジエン化合物から構成される重合性単量体群
から選ばれる少なくとも1種とを、通常のラジカル重合
法に従って有機溶媒中で溶液重合することKよって製造
される。上記の重合性アミノ酸化合物の詳細については
前出の特願昭58−128899 、間開58−125
996、間開55−47651、間開55−47652
号を、また上記の分子内KNR−Y基を有するアクリル
樹脂の詳細九ついては特願昭56−71864号を参照
1、かじながら本発明においては樹脂中にさらにα、β
−不飽和結合を導入する必要があるため、共重合させる
べき前記の単量体中に1カルボキシル基あるいけグリシ
ジル基含有単量体を含有せしめる必要がある。このよう
Kして得られた一N−R−Y基を分子内に有するアクリ
ル共重合体に対し、カルボキシル基がある場合Kuグリ
シジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等を、
またグリシジル基がある場合に#iメタクリル酸メタク
リル酸などを反応させて所望のα、β−不飽和結合を導
入し、数平均分子量500〜10000程度のものが本
発明において好ましく使用せられるのである。
式−?J−R−Yで表わされる基を有するポリエーテル
樹脂については、本発明者らの特願昭55−11629
8号に記載されているように末端に式 (式中’31 * R32は水素かメチル基)で示され
る基を有するポリエーテル型エポキシ樹脂に、式R,s
−Nu −A −80,M(式中RSSはエポキシ基と
反応しない置換基を有すること本ある置換基、輩はアル
カリ金属またはアンモニウム基、Aはアルキレン基)の
化合物を反応させることKよって、オキシラン環を開裂
させ、該ポリエーテル型エポキシ樹脂の末端基の一部が
式 となった変性ポリエーテル型エポキシ樹脂が得られる。
ポリエーテル型エポキシ樹脂は公知であり種々のものが
市販されているが、ビスフェノールA以外の多価フェノ
ールや多価アルコールをハロヒドリンと反応させる仁と
により得られる。(詳細については前出の特願昭55−
116298号参照)。本発明ではさらに上記ポリエー
テル型エポキシ樹脂末端基の1部に1アクリル酸、メタ
クリル酸などとの反応で重合性α、β−不飽和結合を導
入したものが用いられる。
上に述べた各樹脂は分子内に特徴的な式%式% で表わされる両イオン性基を含み水性あるいけ非水性溶
媒いづれに対しても親和性、親溶媒性を示す。樹脂に親
水基を導入すれば水溶性をより確実なものとすることが
できる。まだ上記両イオン性基と共にα、β−不飽和結
合を有するだめラジカル重合により容易に共電合反応に
参画し、樹脂部分と−N−R−Yの両イオン性部分を有
するオリゴソープが架橋重合体微粒子に共有結合で一体
化された構造の樹脂ができる。このように微粒子重合体
に一体化されたオリゴソープのだめ、水系、非水系いづ
れの溶媒中で本機粒子の周囲に溶媒相された衝壁が形成
され、微粒子を該溶媒中に安定に分散する効果が得られ
る。従って本発明の樹脂を使用すれば水系、非水系いづ
れの反応媒体中でも架橋用の単量体と非架橋性単量体か
らなる2種以上のエチレン性不飽和基を有する単量体を
共重合させ、架橋共重合体微粒子を製造することができ
、しか本オリゴソープ自体もこの架橋共重合体に共有結
合で一体化された微粒子が得られるから、微粒子の改質
処理を必要とせずに、比較的極性の太きな溶剤中にも不
溶性のtま分散させることができるし、オリゴソープが
微粒子から流れ出すこともないので安定な分散を確実な
らしめうるとの特徴が達成せられるのである。
水性媒体中での微粒子共重合体の製造は下記の如くに実
施せられる。
重合は重合開始剤の存在下、前記のオリゴソープを含む
水性媒体中に所定割合の単量体混合物を滴下して行なう
のが好ましい。
式−N−R−Yの両イオン性基とα、β−不飽和結合を
有する樹脂は、単量体混合物の合計重量に対して0.8
%〜8X、より好ましくけ0.5〜6X使用することで
充分である。
水は得られたエマルジョン樹脂の不揮発分が2〜65X
、好ましくけ20〜60Xとなるような割合で用いるの
が好ましく、さらに前記の両イオン性基と重合性α、β
−不飽和基を有する樹脂(オリゴソープ)の溶解を助け
るだめ、その酸価に対応する量の塩基を含むのがよい。
塩基としては水酸化アルカリ、アンモニア、有機アミン
が使用可能であるが、揮散して塗膜に無機イオンが残存
するおそれのないアンモニアまたは有機アミンが特に好
ましい。水性媒体にはまだ水と混和しうる有機溶媒を含
んでいてもよい。
−F記重合開始剤としては、通常のものが使用でき例え
ば過酸化ベンゾイル、t−ブチルペルオキシド、クメン
ハイドロペルオキシドなどの有機過酸化物、アゾビスシ
アノ吉草酸、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−
(2,4−ジメチル)バレロニトリル、アゾビy−(2
−アミジノプロパン)ハイドロクロフィトなどの有機ア
ゾ化合物、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫
酸ナトリウム、過酸化水素などの無機水溶性ラジカル開
始剤、およびこれらの無機水溶性ラジカル開始剤とピロ
亜硫酸ナトリウム、勇硫酸水素ナトリウム、2価の鉄イ
オンなどとの組合せで得られるレドックス系開始剤があ
げられ、これらの1種もしくFi2種以上の混合物で使
用に供する。
かかる重合開始剤は予じめ反応媒体中へ入れておいても
よく、また構成モノマーと同時に滴下してもよい。これ
らの重合開始剤の使用量は通常全単量体に対して0.0
5〜5%、好ましくは0.1〜8%の範囲で選定される
。さらに必要に応じて通常の連鎖移動剤(例えばラウリ
ルメルカプタン、ヘキシルメルカプタンなどのメルカプ
タンII)を適量併用してもよい。
上記乳化重合法により安定に水分散したミルク状乃至ク
リーム状のエマルジョン樹脂カ得られ、この樹脂の平均
粒子径は0.02〜0.5μ程度の微粒子である。この
エマルジョンを噴霧乾燥、溶媒置換、共沸、遠心分離、
濾過乾燥等適当が手段により水を除去すれば、最大約4
0β程度までの幾分凝集した共重合体微粒子の二次粒子
が得られるが、融着などはみられず、そのままあるいは
所望により粉砕(−、ハイソリッド塗料組成物に不溶性
重合体微粉子として添加することができる。エマルジョ
ンの乾燥には作業性ならびに二次粒子の粒径などの点か
ら噴霧乾燥手段によることが特に好ましい。
本発明で使用せられる上記重合体微粒子はまた、分子内
に−N−R−Yの両イオン性基と重合性α、β−不飽和
結合を有する樹脂を分散安定剤として、非水性有機媒体
中、所謂NAD手法によh作ること本できる。非水性有
機媒体としては通常単量体はとかすが重合体は溶解17
ない低極性有機溶媒、例えばヘキサン、ヘー7゛〃ン、
オクタン等の脂肪族度化水素が用いられる。分子内に−
11−R−Y基と重合性α、β−不飽和結合とを有する
樹脂を選択することによ沙、該樹脂は前記の反応媒体に
可溶性ならしめられ、その特異的な界面活性、電気化学
的特性により系内での有効な分散安定剤として作用する
。MAD手法による場合の開始剤、反応操作、後処理な
どに関しては当業者衆知の通りであり詳細は省略する。
NAD法による場合もオリゴソープの一定化された共重
合体は平均粒子径1〜40#程度の微粒子として得られ
る。
このように本発明の微粒子重合体は、両イオン性基と重
合反応性のα、β−不飽和結合とを有する樹脂を、乳化
剤乃至は分散剤として使用するため、乳化重合法、MA
D法いづれによっても製造可能であるばかりか、さらに
操作の容易な懸濁重合あるいは塊重合による架橋微粒子
体の製造にもその門戸を開くものである。しかも得られ
る微粒子は従来法の如く低分子量の乳化剤あるいは分散
安定剤など不鈍物に汚染されておらず、水系、非水系い
づれの溶剤に対しても、また極性のことなる各種溶剤に
対し独特な親媒性を示すオリゴソープが共有結合によ沙
一体化されていて、溶剤中に分散させた場合このオリゴ
ソープが微粒子体から流れ出し、微粒子体の分散安定性
をさまたげることはない。また何らの改質処理を#1ど
こさずともハイソリッド塗料組成物中に分散含有せしめ
ることができる。架橋共重合体とオリゴソープが一体化
されていることはまた塗膜中でのオリゴソープの移動を
防ぎ、従って三次元化塗膜はその膜物性がより一層良好
ならしめられる効果が得られるのである。
本発明の塗料組成物は自動車用あるいはその他装飾用の
ハイソリッド塗料組成物として特に有用であ抄、また金
属あるいは非金属顔料、その他任意の公知の塗料添加剤
を添加するととができる。
1・Lト参考例、実施例、比較例により本発明を具体的
に説明する。例文中部とあるは重量部を、また%は重量
Xを示す。
参考例1 両イオン性基と重合反応性α、β−不飽和結
合を有するポリエステル樹脂の製造: 攪拌器、窒素導入管、温度制御装置、コンデンサー、デ
カンタ−を備えだ21コルベンに1ビスヒドロキシエチ
ルタウリン218 m、1.6−ヘキサンジオール28
6部、無水フタル酸296部、アゼフィン酸876部、
およびキシレン44部を仕込み昇温した。反応により生
成した水はキシレンと共沸させ除去した。還流開始よ抄
約8時間をかけて温度を210℃にし、カルボン酸相当
の酸価が125になるまで攪拌と脱水を継続して反応さ
せた。これを140℃まで下げだのち、この温度を保持
し、「カージュラ−I 10J (シェル社製、パーサ
ティック酸グリシジルエステル) 250部を30分で
滴下し、その後2時間攪拌を継続した。これを80℃ま
で下げて、ヒドロキノン七ツメチルエーテル0.05 
部とキンレン140部、グリシジルメタクリレート17
0部、トリエチルアミン7.5部を加え90℃で8時間
反応させて終了した。このものは酸価58、ヒドロキシ
ル価78、数平均分子量1110、ヨウ素価21.9で
あった。
参考例2 重合体微粒子の製造 攪拌器、冷却凝縮器、温度制御装置を備えた反応容器に
参考例1で得たポリエステル樹脂25部、ジメチルエタ
ノールアミン1.7部、脱イオン水508部を仕込み、
攪拌しながら温度を80℃にした。これに下記開始剤溶
液90部を添加した後、直ちに下記単量体混合物の滴下
を開始した。
開始剤溶液 アゾビスシアノ吉草酸    10部 脱イオン水        100部 ジメチルエタノールアミン  10部 単量体混合物 メ々クリル酸メチル    125部 アクリル酸n−ブチル   165部 スチレン         125部 アクリル酸2−ヒドロキシエチル   50部エチレン
グリコールジメタクリレート 10部60分間で滴下を
終了した後、開始剤溶液の残り80部を加え、80分間
攪拌を継続して反応を終了した。得られたエマルシロン
のミクロゲル分散体の粒径(透過型電子顕微鋺で測定)
は0.088 mであった。このエマルシロンを噴霧乾
燥して重合体微粒子を得た。
参考例8 重合体微粒子の製造 参考例2で用いたのと同じ容器に1.参考例1で得たポ
リエステル樹脂100部、ジメチルエタノールアミン6
.8m、脱イオン水508 部t”仕込み、攪拌しなが
ら温度を80℃にした。
これに下記開始剤溶液72部を添加した後、直ちに下記
単量体混合物の滴下を開始した。
開始剤溶液 アゾビスシアノ吉草酸    8部 脱イオン水        80部 ジメチルエタノールアミン  8部 単量体混合物 メタクリル酸メチル     80部 アクリル酸n−グチル   180部 スチレン         80部 アクリル酸2−ヒドロキシエチル50部メタクリル酸グ
リシジル  18.5部メタクリル酸       1
1.5部2時間で滴下を終了した後、開始剤溶液の残や
24部を加え30分間攪拌を継続して反応を終了した。
得られたエマルジョンのミクロゲル分散体の粒径は0.
042μであった。このエマルジョンを噴霧乾燥して重
合体微粒子を得だ。
参考例4 フィルム形成性アクリル樹脂ワースの製造: 攪拌器、温度制御装置、還流冷却器を備えた容器にトル
エン710部とn−ブタノール200部を仕込んだ。次
に下記組成の溶液を200部加え、攪拌しながら加熱し
温度を上昇メタクリル酸        12部 スチレン         264部 メタクリル酸メチル    264部 アクリル酸n−ブチル   860部 アクリル酸2−ヒドロキシエチル  10011アゾビ
スイソブチロニトリル   10部還流させながら上記
溶液の残り810部を2時間で滴下し、次いでアゾビス
イソブチロニトリル8部とトルエン100部からなる溶
液を30分間で滴下した。反応溶液をさらに2時間攪拌
還流をせて樹脂への変化率を上昇させた後反応を終了し
て、不揮発分50gのアクリル樹脂ワニスを得た。
参考例5 アルキド樹脂ワニスの製造 攪拌器、温度制御装置、デカンタ−を備え九容器に下記
組成の原料を仕込み、攪拌しながら加熱した。
脱水ひまし油       260部 やし油      192部 トリメチロールプロパン  408部 ジエチレングリコール    65部 無水フタル酸       578部 キシレン         45部 反応の進行に伴なって生成する水をキシレンと共沸させ
て除去し、酸価10、ヒドロキシル価100になるまで
加熱を継続踵反応を終了させた。得られた樹脂を不揮発
分70Xとなるよ’>Kキシレンで稀釈してアルキド樹
脂ワニスを得だ。このワニスはガードナー粘度が2であ
った。
参考例6 ポリエステル樹脂ワニスの製造攪拌器、温度
制御装置、デカンタ−を備えた容器に下記原料を仕込み
、攪拌しながら加熱した。
エチレングリコール     89部 ネオペンチルグリコール  180 部アゼフィン酸 
      286部 無水フタル酸       186部 キシレン          80部 反応の進行にともなって生成する水をキシレンと共沸さ
せて除去しながら、酸価150になるまで加熱を継続し
た。その後温度を140℃に冷却し、カージュラ]!1
−10(シェル社製、エポキシ樹脂)814部を加え2
時間攪拌を継続して反応を終了した。得られ九樹脂は酸
価9、ヒドロキシル価90.を平均分子量1050であ
った。この樹脂を不揮発分6ONになるようにキシレン
で稀釈し、ガードナー粘度Yのポリエステル樹脂ワニス
を得た。
実施例 1 ステンレス容器に下記組成の材料を秤取し、実験室用攪
拌器で攪拌して塗料組成物を調製した。
組   成      実施例1 比較例1参考例2の
重合体微粒子     25部  −参考例4のアクリ
ル樹脂ワニス  500部 500部n−ブタノール変
性メラミン樹脂  65部  66部本実施例の組成物
中に分散している微粒子は72時間放置後も沈降を認め
なかった。
各M酸物をキシレン/エチレングリコールモノブチルニ
ーエル−1/1の混合溶剤で稀釈してフォードカップA
4で25秒の粘度に調整した時、本実施例の組成物の不
揮発分は42.8%であったが、比較例1のものの不揮
発分は87.6%であった。また本実施例のものは比較
例の本のに比しスプレー塗装時のタレが基かに良好であ
った。
実施例 2 実施例1と同様手段を用いて、下記組成の塗料組成物を
調製した。
組   成      実施例2 比較例2参考例8の
重合体微粒子      5部  −アルミニウムペー
スト’      18部18部参考例4のアクリル樹
脂ワニス  200部 200部憂・・アルミニウムフ
レーク64X1 ステアリン酸I%、 ミネフルスピリ
ット85%からなる組成物 夫々の組成物をキシレン/エチレングリコールモツプチ
ルエーテル=1/lの混合溶剤で稀釈しフォードカップ
A4で40秒の粘度に調整した。通常のスプレーガンを
用いて塗装した時のピン・タレの性能およびメタルの模
様制御は本実施例のものが比較例2のものよ妙適かに良
好であった。
実施例 8 参考例5のアルキド樹脂フェス100部とルチル型酸化
チタン顔料100部を分散用容器に秤取し、ペイントコ
ンダイシ暫ナーを用いて混合分散して白色ペーストを調
製した。このペーストを用い下記配合の塗料組成物を調
製した。
組   成      実施例8 比較例8参考例2の
重合体微粒子      80部  −白色ペースト 
          200部 200部へキサメトキ
シメチロールメラミン 85部  35部p−トルエン
スルホン酸      0.1部 0.1部夫々の組成
物をフォードカップA4で25秒の粘度に調整し、常法
のスプレー塗装(同一速度、同一インターバル)後、1
40℃で80分間焼付を行なったところ、本実施例の組
成物では47sの、まだ比較例8の4のでは84j1の
塗膜が得られた。
実施例 4 冴考例6のポリエステル樹脂フェス100部とルチル型
酸化チタン顔料90部を分散用容器に秤取し、ペイント
コンディジツナ−を用いて混合分散して白色ペーストを
調製した。このペーストを用い、下記配合の塗料組成物
を調製した。
組   成      実施例4 比較例4参考例8の
重合体微粒子      7部  −白色ペースト  
        190部 190部夫々の組成物をキ
シレン/酢酸ブチル=l/1のシンナーで構釈して、フ
ォードカップA4で25秒の粘度に調整した。常法のス
プレー塗装後、80℃で80分間乾燥して塗膜を得た。
塗装時のピン・タレの性状および塗膜の膜厚において本
実施例のものは比較例4のものより逢かKまさっていた
手続補正書 昭和57年6月 8日 特許庁長官島 田春樹殿 1 事件の表示 昭和57年 特許願第13054号 2・発明の名称 °櫨’A:576 3、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 4、代理人 6、 補正により増加する発明の数  −−544−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)架橋剤と反応しうる官能基を有するフィルム形成
    性重合体(A)、該重合体を担持する揮発性の有機液体
    榊釈剤(B)、前記重合体と橘釈剤の組合せ体に不溶性
    で安定に分散している重合体微粒子(C)、および該種
    釈剤中に溶解している架橋剤(D)とからなり、前記の
    重合体微粒子(C)が分子中に式 %式% (式中Rは置換基を有すること本あるC1〜C。 のアルキレン基もしくはフェニレン基で、!は−COO
    Hまたは一303H基) で表わされる基と、重合反応性α、β−不飽和結合を有
    する樹脂の存在下、水性あるいは有機媒体中で2種以上
    のα、β−エチレン性不飽和単量体の共重合で得られる
    架橋共重合体微粒子であることを特徴とする塗料組成物
    。 (2)重合体成分が重量比でフィル本形成性重合体(ム
    )50〜99.5部と重合体微粒子(C)50〜0.5
    部からな抄、架橋剤(D)が重合体成分(A) + (
    C) 100部当#)5〜1001gであり、有機液体
    楊釈剤(B)が重合体成分と架橋剤の合計量(A) +
     (C) + (n) too部当り10〜2000 
    gの重量割合である特許請求の範囲第1項記載の組成物
    。 (8)架橋剤と反応しうる官能基を有するフィルム形成
    性重合体がヒドロキシ基あるいはカルボキシル基を有す
    るアクリル樹脂あるいはアルキド樹脂である特許請求の
    範囲1s1項記載の組成物。 (4)揮発性の有機液体種釈剤が脂肪族択化水素、芳香
    族膨化水素、エステル、ケトン、アルコールあるいはそ
    れらの混合液である特許請求の範囲第1項記載の組成物
    。 (5)架橋剤がアミノプラスト樹脂あるいは多価イソシ
    アナート化合物である特許請求の範囲第1項記載の組成
    物。 (6)重合体微粒子が、分子中に式 1 %式% (式中Rは置換基を有することもあるC、、 C・のア
    ルキレン基もしくはフェニレン基で、Yは一〇〇OHま
    たは一〇〇、a基) で表わされる基と、重合反応性α、β−不飽和結合を有
    する樹脂の存在r、水性あるいは有機媒体中で、2種以
    上のα、β−エチレン性不飽和単量体の共重合で得られ
    、且つ前記単量体中にその一部として分子内に2コ以上
    のラジカル重合可能なエチレン性不飽和基を有する単量
    体か、あるいは相互に反応しうる基をそれぞれ担持する
    2種のエチレン性不飽和単量体を存在せしめることによ
    り架橋されていて、平均粒子径が0.02〜40Bの架
    橋共重合体微粒子である特許請求の範囲第1項記載の組
    成物。 (7)金属あるいは非金属顔料を含む特許請求の範囲第
    1項記載の組成物。 (8)前記の樹脂がアクリル樹脂、ポリエステル樹脂あ
    るいはアルキド樹脂である特許請求の範囲第6項記載の
    組成物。
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