JP2004176041A

JP2004176041A - Aqueous coating composition

Info

Publication number: JP2004176041A
Application number: JP2003159107A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kaneshiro; 文雄金城; Norihiko Yoshioka; 典彦吉岡
Original assignee: SK Kaken Co Ltd
Current assignee: SK Kaken Co Ltd
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2023-06-04
Also published as: JP4484456B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an elastic coating material capable of preventing a formed coating from being bulged nor peeled, by solving such problems that pressure may be caused by steam generated from a base material or softening of the coating may be caused by heat, when an emulsion of core-shell type is only used as a binder for the elastic coating material, and therefore the coating may bulged or peeled by the pressure or the softening. <P>SOLUTION: An aqueous coating composition contains (a) a multi-layer structural emulsion which contains at least two layers of a core part and a shell part, has epoxy groups in the core part and carboxy groups in the shell part, and has a glass transition temperature of -30 to 60°C, (b) a reactive compound capable of reacting with the component (a), and (c) an inorganic powdery granular material having an average particle diameter of 0.1-500 μm as constituents, wherein the coating composition has a mixed amount of the component (b) of 0.05-15 pts.wt. based on 100 pts.wt. of a solid content of the component (a), and the formed coating from the composition has a pigment volumetric concentration of 10-70%. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に建築物や土木構造物等に好適に使用することができる新規な水性塗料組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築物や土木構造物等の表面を構成する基材としては各種材料が使用されている。
これら建築物等の表面に用いられる基材のうち、コンクリート、モルタル等のセメント基材は、基材自体の収縮、基材への荷重等の影響により、経時的にひび割れを生じる場合がある。また、軽量コンクリート板、気泡コンクリート板、サイディングボード、石綿コンクリート板等の建材では、建材どうしの継目部分が温度、湿度等の変化によって変位しやすいという性質を有している。
このような基材に対して硬質の塗料を使用すると、基材の変位に追従できず、塗膜が割れを生じるおそれがある。
これに対し、弾性ないし可撓性を有する塗料（以下単に「弾性塗料」という）は、上述の基材の変位に追従可能な性能を有し、塗膜に割れが発生せず、さらには防水性等を高めることができる点においても好適な材料である。
特開平１０−１５８５４５号公報には、特定のコアシェル型エマルションと顔料とを主成分とする弾性塗料が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１５８５４５号（特許請求の範囲）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のように、弾性塗料の結合剤として、単にコアシェル型エマルションを使用するのみでは、基材からの水蒸気発生による圧力、熱による塗膜軟化等によって、経時的に塗膜が膨れたり、剥れたりするおそれがある。
本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、形成塗膜の膨れ、剥れを防止することが可能な弾性塗料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】
上記目的を達成するため、本発明者は鋭意検討した結果、特定の合成樹脂エマルションと架橋剤とを組合わせた水性塗料組成物に想到し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は以下の特徴を有するものである。
１．（ａ）少なくともコア部及びシェル部の２層を含み、前記コア部にエポキシ基、前記シェル部にカルボキシル基を有し、ガラス転移温度が−３０〜６０℃である多層構造エマルション、
（ｂ）前記（ａ）成分と反応可能な反応性化合物、
（ｃ）平均粒子径０．１〜５００μｍの無機質粉粒体、
を含有し、（ａ）成分の固形分１００重量部に対する（ｂ）成分の混合量が０．０５〜５０重量部であり、形成塗膜の顔料容積濃度が１０〜７０％であることを特徴とする水性塗料組成物。
２．前記（ｂ）成分として、（ｂ−１）カルボキシル基と反応可能な官能基を有する反応性化合物を含むことを特徴とする１．に記載の水性塗料組成物。
３．前記（ｂ−１）成分が、エポキシ基を有する反応性化合物であることを特徴とする２．に記載の水性塗料組成物。
４．前記（ｂ）成分として、（ｂ−２）エポキシ基と反応可能な官能基を有する反応性化合物を含むことを特徴とする１．〜３．のいずれかに記載の水性塗料組成物。
５．前記（ｃ）成分の分散剤として、カルボキシル基含有分散剤を含むことを特徴とする１．〜４．のいずれかに記載の水性塗料組成物。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態とともに詳細に説明する。
【０００８】
本発明の水性塗料組成物は、
（ａ）少なくともコア部及びシェル部の２層を含み、前記コア部にエポキシ基、前記シェル部にカルボキシル基を有し、ガラス転移温度が−３０〜６０℃である多層構造エマルション（以下「（ａ）成分」という）、
（ｂ）前記（ａ）成分と反応可能な反応性化合物（以下「（ｂ）成分」という）、
（ｃ）平均粒子径０．１〜５００μｍの無機質粉粒体（以下「（ｃ）成分」という）、
を必須成分として含有するものである。
【０００９】
（ａ）成分は、バインダーとして機能するものである。
この（ａ）成分は、少なくともコア部及びシェル部の２層を含む多層構造エマルションである。ここで言うコア部とは、多層構造エマルションの内層部を意味し、最外層部以外の層である。シェル部とは、多層構造エマルションの最外層部を意味するものである。（ａ）成分は、コア部とシェル部の間に中間部を有する３層構造でもよいし、さらに複数の中間部を有する多層構造であってもよい。
【００１０】
（ａ）成分のコア部にエポキシ基を生成させるためには、コア部を構成するモノマーとしてエポキシ基含有モノマーを使用すればよい。エポキシ基含有モノマーとしては、例えばグリシジル（メタ）アクリレート、ジグリシジル（メタ）アクリレート、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。このうち、特にグリシジルメタクリレートが好適である。
【００１１】
（ａ）成分のシェル部にカルボキシル基を生成させるためには、シェル部を構成するモノマーとしてカルボキシル基含有モノマーを使用すればよい。カルボキシル基含有モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸またはそのモノアルキルエステル、イタコン酸またはそのモノアルキルエステル、フマル酸またはそのモノアルキルエステル等、あるいはこれらのアンモニウム塩、有機アミン塩、アルカリ金属塩等が挙げられる。このうち、特にアクリル酸、メタクリル酸から選ばれる１種以上が好適である。
【００１２】
上述のエポキシ基含有モノマー、カルボキシル基含有モノマーと共重合可能なモノマーとしては、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、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｎ−アミル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル系モノマー；
Ｎ−メチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、Ｎ−（２−ジメチルアミノエチル）アクリルアミド、Ｎ−（２−ジメチルアミノエチル）メタクリルアミド等のアミノ基含有モノマー；
ビニルピリジン等のピリジン系モノマー；
２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等の水酸基含有モノマー；
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル系モノマー；
アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のニトリル基含有モノマー；
スチレン、２−メチルスチレン、ビニルトルエン、ｔ−ブチルスチレン、クロルスチレン、ビニルアニソール、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン等の芳香族モノマー；
アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸アミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等のアミド基含有モノマー；
アクロレイン、ダイアセトン（メタ）アクリルアミド、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン等のカルボニル基含有モノマー；
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン等のアルコキシシリル基含有モノマー；
塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニリデン系モノマー；
その他、エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、ビニルピロリドン、塩化ビニル、ビニルエーテル、ビニルケトン、ビニルアミド、クロロプレン等が挙げられる。これらは１種または２種以上で使用することができる。
【００１３】
このうち、シェル部を構成するモノマーとしてアミド基含有モノマーを使用すれば、塗料貯蔵中におけるエポキシ基の反応が十分に抑制され、１液形としての安定性を十分に確保することができる。また、膨れ防止性や剥れ防止性の点においても有利となる。アミド基含有モノマーとしては、特に、アクリルアミド、メタクリルアミドから選ばれる１種以上が好適である。
【００１４】
エポキシ基含有モノマーの使用量は、多層構造エマルションを構成する全モノマー量に対し、通常０．１〜４０重量％、好ましくは０．５〜２０重量％とする。
カルボキシル基含有モノマーの使用量は、多層構造エマルションを構成する全モノマー量に対し、通常０．１〜４０重量％、好ましくは０．５〜２０重量％とする。
シェル部においてアミド基含有モノマーを使用する場合、その使用量は、多層構造エマルションを構成する全モノマー量に対し０．５〜５重量％が好適である。
コア部とシェル部に用いるモノマーの重量比率は、通常１０／９０〜９０／１０程度である。
【００１５】
（ａ）成分の製造方法は特に限定されないが、例えば、乳化重合、ソープフリー乳化重合、分散重合、フィード乳化重合、フィード分散重合、シード乳化重合、シード分散重合等を採用することができる。
【００１６】
（ａ）成分のガラス転移温度（以下「Ｔｇ」という）は−３０〜６０℃、好ましくは−３０〜３０℃に設定する。Ｔｇが−３０℃より低い場合は、形成塗膜の強度が不十分となり、膨れ、剥れ等が発生しやすくなる。Ｔｇが６０℃より高い場合は、下地への追従性が低下し、割れが発生しやすくなる。また、十分な密着性能が得られず、膨れ、剥れ等が発生しやすくなる。なお、本発明におけるＴｇは、Ｆｏｘの計算式により求められる値である。
（ａ）成分の平均粒子径は、通常０．０５〜０．２μｍ程度である。
【００１７】
本発明組成物における（ｂ）成分は、上述の（ａ）成分と反応可能な反応性化合物である。この（ｂ）成分は架橋剤として作用するものである。（ｂ）成分としては、カルボキシル基と反応可能な官能基を有する反応性化合物（以下「（ｂ−１）成分」という）、及び／または、エポキシ基と反応可能な官能基を有する反応性化合物（以下「（ｂ−２）成分」という）を使用することができる。なお、本発明における（ｂ）成分は（ａ）成分とは異なる化合物である。通常は多層構造エマルション以外の化合物を使用する。
【００１８】
（ｂ−１）成分における、カルボキシル基と反応可能な官能基としては、例えば、カルボジイミド基、エポキシ基、アジリジン基、オキサゾリン基等が挙げられる。これらは１種または２種以上で使用することができる。このうち、本発明では特にエポキシ基が好適である。
エポキシ基を有する反応性化合物としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリヒドロキシアルカンポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。この他、エポキシ基含有モノマーの重合体（ホモポリマーまたはコポリマー）からなる水溶性樹脂やエマルションを挙げることもできる。これらは１種または２種以上で使用することができる。
【００１９】
（ｂ−２）成分における、エポキシ基と反応可能な官能基としては、例えば、カルボキシル基、アミノ基、ヒドラジノ基等が挙げられる。これらは１種または２種以上で使用することができる。このうち、本発明では特にヒドラジノ基が好適である。
ヒドラジノ基を有する反応性化合物としては、例えば、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド等、あるいはヒドラジノ基含有重合体等が挙げられる。
【００２０】
（ｂ）成分の混合比率は、使用する（ｂ）成分の反応性の程度等にもよるが、通常（ａ）成分の樹脂固形分１００重量部に対し０．０５〜５０重量部、好ましくは０．０８〜１５重量部、より好ましくは０．１〜１０重量部である。このような範囲内であれば、貯蔵中における（ａ）成分と（ｂ）成分との反応を十分に抑制することができ、１液形塗料として好適である。
（ｂ）成分として、（ｂ−１）成分と（ｂ−２）成分の両方を使用した場合は、膨れ防止性、剥れ防止性をいっそう高めることができる。下地との密着性を高めることもできる。
【００２１】
本発明組成物における（ｃ）成分としては、平均粒子径が０．１〜５００μｍの範囲内にあるものであれば、その種類については特に限定されず、各種無機質粉体を使用することができる。（ｃ）成分としては、例えば、重質炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウム、カオリン、タルク、クレー、陶土、チャイナクレー、硫酸バリウム、炭酸バリウム、珪砂、珪石、珪藻土、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化鉄等が挙げられ、これらの１種または２種以上を使用することができる。
（ｃ）成分の平均粒子径が０．１μｍより小さい場合は、顔料容積濃度を高く設定することが困難となり、塗膜の強靭性が不十分となる。平均粒子径が５００μｍより大きい場合は、塗膜の弾性が不十分となるおそれがある。好適な平均粒子径は０．１〜１００μｍであり、より好ましくは１〜５０μｍである。
【００２２】
このような（ｃ）成分は、形成塗膜における顔料容積濃度が１０〜７０％となるように配合する。このような顔料容積濃度であれば、強度と弾性のバランスに優れた塗膜を形成することができる。顔料容積濃度が１０％より小さい場合は、塗膜の強度が低下するおそれがある。顔料容積濃度が７０％より大きい場合は、十分な弾性機能が得られず、下地への追従性が低下するおそれがある。
本発明では、顔料容積濃度を上記範囲内で適宜調整することによって、所望の形態の塗料を得ることができる。例えば、艶有り塗料を得る場合には、顔料容積濃度を１０％以上４０％未満とすればよい。艶消し塗料や凹凸模様形成用塗料を得る場合には、顔料容積濃度を４０％以上７０％以下とすればよい。
【００２３】
本発明では（ｃ）成分の分散剤として、（ｄ）カルボキシル基含有分散剤（以下「（ｄ）成分」という）を使用することが望ましい。このような分散剤を使用することにより、より強靭な塗膜を形成することが可能となる。
（ｄ）成分としては、例えば、ポリアクリル酸、スチレン−アクリル酸共重合物、スチレン−メタクリル酸共重合物、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸エステル共重合物、スチレン−マレイン酸共重合物、アミレン−マレイン酸共重合物等、あるいはこれらのアンモニウム塩、有機アミン塩、アルカリ金属塩等が挙げられる。これらは１種または２種以上で使用することができる。
（ｄ）成分の使用量は、（ｃ）成分の種類や比表面積等にもよるが、通常（ｃ）成分１００重量部に対し０．０１〜５重量部、好ましくは０．０５〜２重量部程度である。
【００２４】
本発明組成物では、上述の成分以外に、通常塗料に配合可能な添加剤を本発明の効果を阻害しない範囲内で添加することもできる。このような添加剤としては、例えば、触媒、顔料、染料、骨材、艶消し剤、繊維、増粘剤、レベリング剤、可塑剤、造膜助剤、凍結防止剤、防腐剤、抗菌剤、防黴剤、分散剤、消泡剤、ｐＨ調整剤等が挙げられる。
【００２５】
本発明組成物では、上述のような（ａ）〜（ｃ）成分、必要に応じさらに（ｄ）成分を必須成分として組合わせることにより、形成塗膜の膨れ、剥れを防止することができる。
特に、本発明組成物では、その構成成分による複合的な反応架橋性、すなわち、（ａ）成分におけるコア部のエポキシ基とシェル部のカルボキシル基との反応架橋性、（ａ）成分シェル部のカルボキシル基と（ｂ）成分の反応性官能基との反応架橋性、（ｄ）成分を含む場合には（ｄ）成分のカルボキシル基と（ｂ）成分の反応性官能基との反応架橋性によって、強靭な塗膜を形成することができる。このため、通常の合成樹脂に比べ強度や弾性等の温度依存性が小さく、塗膜の膨れや剥れを防止することができる。
【００２６】
本発明組成物は、無機質粉粒体の種類や、その顔料容積濃度等を調整することにより、種々の形態の塗料として使用することができる（但し下地調整塗材を除く）。特に本発明組成物は、上塗材として好適に使用することができる。このような上塗材としては、例えば、合成樹脂エマルションペイント、つや有り合成樹脂エマルションペイント、リシン塗料、単層弾性塗材、スタッコ塗料、自然石調仕上塗材、砂岩調仕上塗材等が挙げられる。
【００２７】
本発明の塗料組成物は、主に建築物や土木構造物の基材に対して適用することができる。このような基材としては、特に限定されず、例えば、コンクリート、モルタル、金属、プラスチック、あるいはスレート板、押出し成形板、サイディングボード、ＡＬＣ板等の各種ボード類等が挙げられる。これら基材は既に塗膜が形成されたものであってもよい。本発明組成物を塗装する前に、基材にシーラー、サーフェーサー、フィラー等を塗付しておいてもよい。
【００２８】
本発明組成物の塗装においては、公知の塗装器具を用いることができる。塗装器具としては、例えば、スプレー、ローラー、刷毛、コテ等を使用することができる。
塗付量は、塗料の使用形態、使用する塗装器具等に応じて適宜設定すればよい。塗装時には水を用いて塗料を希釈することもできる。乾燥時間は、常温で概ね２〜２４時間程度である。
【００２９】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をより詳細に示す。
【００３０】
（実施例１）
合成樹脂エマルションＡ２００重量部に対し、エポキシ基含有化合物２重量部、無機質粉体Ａ１９０重量部、無機質粉体Ｂ１６重量部、分散剤１重量部、造膜助剤２２重量部、増粘剤８重量部、消泡剤２重量部を常法により混合・攪拌することによって水性塗料組成物を製造した。
なお、合成樹脂エマルションＡとしては、表１に示す組成のものを使用した。その他の原料については、下記のものを使用した。
・エポキシ基含有化合物：ポリヒドロキシアルカンポリグリシジルエーテル
・ヒドラジノ基含有化合物：アジピン酸ジヒドラジド
・無機質粉体Ａ：重質炭酸カルシウム（平均粒子径４μｍ）
・無機質粉体Ｂ：酸化チタン（平均粒子径０．３μｍ）
・分散剤：スチレン−マレイン酸共重合物（固形分３０重量％）
・造膜助剤：２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート
・増粘剤：ヒドロキシエチルセルロース３重量％水溶液
・消泡剤：シリコーン系消泡剤
【００３１】
【表１】

【００３２】
・伸び時の劣化試験
得られた水性塗料組成物について、ＪＩＳＡ６９０９７．３２「伸び時の劣化試験」に準じて試験を行い、試験片の状態を目視にて確認した。試験結果を表２に示す。なお、評価は、○：異常なし、△：僅かに亀裂発生、×：亀裂発生とした。
【００３３】
・温冷繰返し試験
予めリシン塗料が塗付された１５０×７０ｍｍのスレート板に、得られた水性塗料組成物を塗付量１．２ｋｇ／ｍ^２でスプレー塗装し、温度２３℃・相対湿度５０％ＲＨ雰囲気下で１４日間養生することにより試験板を作製した。
作製した試験板について、水浸漬（２３℃）１８時間→−２０℃３時間→８０℃３時間を１サイクルとする温冷繰返し試験を合計１０サイクル行ない、塗膜の表面状態の変化を目視にて観察した。試験結果を表２に示す。なお、評価は、○：異常なし、△：僅かに膨れ発生、×：膨れ発生とした。
【００３４】
【表２】

【００３５】
（実施例２）
表２に示す配合に従って水性塗料組成物を製造し、実施例１と同様に試験を行った。実施例２では、実施例１と同様に優れた結果を得ることができた。
【００３６】
（実施例３）
表２に示す配合に従って水性塗料組成物を製造し、実施例１と同様に試験を行った。実施例３では、実施例１と同様に優れた結果を得ることができた。
【００３７】
（実施例４）
表２に示す配合に従って水性塗料組成物を製造し、実施例１と同様に試験を行った。実施例４では、実施例１と同様に優れた結果を得ることができた。
【００３８】
（比較例１〜４）
表２に示す配合に従って水性塗料組成物を製造し、実施例１と同様に試験を行った。比較例１〜４では、いずれの試験においても良好な結果を得ることができなかった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、形成塗膜の膨れ、剥れを防止することが可能な弾性塗料を得ることができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel water-based paint composition which can be suitably used mainly for buildings and civil engineering structures.
[0002]
[Prior art]
Various materials are used as a base material constituting a surface of a building or a civil engineering structure.
Among the base materials used for the surface of buildings and the like, cement base materials such as concrete and mortar may cause cracks over time due to the influence of shrinkage of the base material itself, load on the base material, and the like. Further, in building materials such as lightweight concrete boards, cellular concrete boards, siding boards, and asbestos concrete boards, joints between building materials have the property of being easily displaced by changes in temperature, humidity, and the like.
When a hard paint is used for such a substrate, the substrate cannot follow the displacement of the substrate, and the coating film may be cracked.
On the other hand, a paint having elasticity or flexibility (hereinafter simply referred to as “elastic paint”) has a performance capable of following the displacement of the base material, does not cause cracks in the paint film, and is further waterproof. It is also a preferable material in that the properties and the like can be improved.
JP-A-10-158545 discloses an elastic paint containing a specific core-shell emulsion and a pigment as main components.
[0003]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-158545 (Claims)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, as in Patent Document 1, simply using a core-shell type emulsion as a binder for an elastic coating simply causes the coating to swell over time due to pressure caused by generation of water vapor from the substrate, coating softened by heat, and the like. Or it may peel off.
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an elastic paint that can prevent swelling and peeling of a formed coating film.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventors have made intensive studies, and as a result, have conceived of an aqueous coating composition in which a specific synthetic resin emulsion and a crosslinking agent are combined, and have completed the present invention.
[0006]
That is, the present invention has the following features.
1. (A) a multilayer emulsion containing at least two layers of a core part and a shell part, having an epoxy group in the core part and a carboxyl group in the shell part, and having a glass transition temperature of -30 to 60 ° C;
(B) a reactive compound capable of reacting with the component (a),
(C) an inorganic powder having an average particle diameter of 0.1 to 500 μm,
Wherein the mixing amount of the component (b) is 0.05 to 50 parts by weight relative to 100 parts by weight of the solid content of the component (a), and the pigment volume concentration of the formed coating film is 10 to 70%. A water-based coating composition.
2. The above-mentioned component (b) contains (b-1) a reactive compound having a functional group capable of reacting with a carboxyl group. 2. The aqueous coating composition according to item 1.
3. 1. The component (b-1) is a reactive compound having an epoxy group. 2. The aqueous coating composition according to item 1.
4. (B) As the component (b), (b-2) a reactive compound having a functional group capable of reacting with an epoxy group is included. ~ 3. The aqueous coating composition according to any one of the above.
5. A carboxyl group-containing dispersant is included as the dispersant of the component (c). ~ 4. The aqueous coating composition according to any one of the above.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail along with its embodiments.
[0008]
The aqueous coating composition of the present invention,
(A) a multilayer emulsion containing at least two layers of a core part and a shell part, having an epoxy group in the core part, a carboxyl group in the shell part, and having a glass transition temperature of -30 to 60 ° C (hereinafter “(( a) component)),
(B) a reactive compound capable of reacting with the component (a) (hereinafter referred to as “component (b)”);
(C) an inorganic powder having an average particle diameter of 0.1 to 500 μm (hereinafter referred to as “component (c)”);
Is contained as an essential component.
[0009]
The component (a) functions as a binder.
This component (a) is a multilayer emulsion containing at least two layers, a core part and a shell part. Here, the core portion means an inner layer portion of the multilayer emulsion, and is a layer other than the outermost layer portion. The shell means the outermost layer of the multilayer emulsion. The component (a) may have a three-layer structure having an intermediate portion between a core portion and a shell portion, or may have a multilayer structure having a plurality of intermediate portions.
[0010]
In order to generate an epoxy group in the core portion of the component (a), an epoxy group-containing monomer may be used as a monomer constituting the core portion. Examples of the epoxy group-containing monomer include glycidyl (meth) acrylate, diglycidyl (meth) acrylate, and allyl glycidyl ether. Of these, glycidyl methacrylate is particularly preferred.
[0011]
In order to generate a carboxyl group in the shell portion of the component (a), a carboxyl group-containing monomer may be used as a monomer constituting the shell portion. Examples of the carboxyl group-containing monomer include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid or a monoalkyl ester thereof, itaconic acid or a monoalkyl ester thereof, fumaric acid or a monoalkyl ester thereof, or an ammonium salt or an organic amine salt thereof. And alkali metal salts. Among these, one or more selected from acrylic acid and methacrylic acid are particularly preferred.
[0012]
Examples of monomers copolymerizable with the above-mentioned epoxy group-containing monomer and carboxyl group-containing monomer include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and isobutyl ( (Meth) acrylate, n-amyl (meth) acrylate, isoamyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) (Meth) acrylate monomers such as acrylate, octadecyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, and benzyl (meth) acrylate;
Contains an amino group such as N-methylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl vinyl ether, N- (2-dimethylaminoethyl) acrylamide, N- (2-dimethylaminoethyl) methacrylamide, etc. monomer;
Pyridine monomers such as vinylpyridine;
Hydroxyl-containing monomers such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and hydroxypropyl (meth) acrylate;
Vinyl ester monomers such as vinyl acetate and vinyl propionate;
Nitrile group-containing monomers such as acrylonitrile and methacrylonitrile;
Aromatic monomers such as styrene, 2-methylstyrene, vinyltoluene, t-butylstyrene, chlorostyrene, vinylanisole, vinylnaphthalene and divinylbenzene;
Amide group-containing monomers such as acrylamide, methacrylamide, maleic amide, N-methylol (meth) acrylamide, and diacetone acrylamide;
Carbonyl group-containing monomers such as acrolein, diacetone (meth) acrylamide, vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, and vinyl butyl ketone;
Alkoxysilyl groups such as vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, and γ- (meth) acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane Monomer contained;
Vinylidene halide monomers such as vinylidene chloride and vinylidene fluoride;
Other examples include ethylene, propylene, isoprene, butadiene, vinylpyrrolidone, vinyl chloride, vinyl ether, vinyl ketone, vinylamide, and chloroprene. These can be used alone or in combination of two or more.
[0013]
When an amide group-containing monomer is used as the monomer constituting the shell portion, the reaction of the epoxy group during the storage of the paint is sufficiently suppressed, and the stability as a one-pack type can be sufficiently ensured. It is also advantageous in terms of swelling prevention and peeling prevention. As the amide group-containing monomer, one or more selected from acrylamide and methacrylamide are particularly preferable.
[0014]
The amount of the epoxy group-containing monomer to be used is generally 0.1 to 40% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight, based on the total amount of the monomers constituting the multilayer emulsion.
The amount of the carboxyl group-containing monomer to be used is generally 0.1 to 40% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight, based on the total amount of the monomers constituting the multilayer emulsion.
When an amide group-containing monomer is used in the shell portion, its amount is preferably 0.5 to 5% by weight based on the total amount of the monomers constituting the multilayer emulsion.
The weight ratio of the monomers used for the core part and the shell part is usually about 10/90 to 90/10.
[0015]
The method for producing the component (a) is not particularly limited, but for example, emulsion polymerization, soap-free emulsion polymerization, dispersion polymerization, feed emulsion polymerization, feed dispersion polymerization, seed emulsion polymerization, seed dispersion polymerization, or the like can be employed.
[0016]
The glass transition temperature (hereinafter referred to as “Tg”) of the component (a) is set to −30 to 60 ° C., preferably −30 to 30 ° C. If the Tg is lower than -30 ° C, the strength of the formed coating film becomes insufficient, and swelling, peeling, and the like are likely to occur. If the Tg is higher than 60 ° C., the ability to follow the substrate is reduced, and cracks are likely to occur. In addition, sufficient adhesion performance cannot be obtained, and swelling, peeling and the like are likely to occur. Note that Tg in the present invention is a value obtained by a Fox calculation formula.
The average particle diameter of the component (a) is usually about 0.05 to 0.2 μm.
[0017]
The component (b) in the composition of the present invention is a reactive compound capable of reacting with the component (a) described above. This component (b) functions as a crosslinking agent. As the component (b), a reactive compound having a functional group capable of reacting with a carboxyl group (hereinafter referred to as “component (b-1)”) and / or a reactive compound having a functional group capable of reacting with an epoxy group (Hereinafter, referred to as "component (b-2) component"). The component (b) in the present invention is a compound different from the component (a). Usually, a compound other than the multilayer emulsion is used.
[0018]
Examples of the functional group capable of reacting with a carboxyl group in the component (b-1) include a carbodiimide group, an epoxy group, an aziridine group, and an oxazoline group. These can be used alone or in combination of two or more. Of these, an epoxy group is particularly preferred in the present invention.
As the reactive compound having an epoxy group, for example, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol poly Glycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, polyhydroxyalkane polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether and the like. In addition, a water-soluble resin or an emulsion comprising a polymer (homopolymer or copolymer) of an epoxy group-containing monomer can also be used. These can be used alone or in combination of two or more.
[0019]
Examples of the functional group capable of reacting with the epoxy group in the component (b-2) include a carboxyl group, an amino group, and a hydrazino group. These can be used alone or in combination of two or more. Of these, a hydrazino group is particularly preferred in the present invention.
Examples of the reactive compound having a hydrazino group include malonic dihydrazide, succinic dihydrazide, glutaric dihydrazide, adipic dihydrazide, sebacic dihydrazide, maleic dihydrazide, and the like, or a hydrazino group-containing polymer.
[0020]
The mixing ratio of the component (b) depends on the degree of reactivity of the component (b) used, but is usually 0.05 to 50 parts by weight, preferably 100 parts by weight of the resin solid content of the component (a). It is 0.08 to 15 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight. Within such a range, the reaction between the component (a) and the component (b) during storage can be sufficiently suppressed, which is suitable as a one-pack type paint.
When both the component (b-1) and the component (b-2) are used as the component (b), the swelling preventing property and the peeling preventing property can be further enhanced. Adhesion with the base can also be enhanced.
[0021]
The type of component (c) in the composition of the present invention is not particularly limited as long as it has an average particle diameter in the range of 0.1 to 500 μm, and various inorganic powders can be used. . Examples of the component (c) include heavy calcium carbonate, precipitated calcium carbonate, kaolin, talc, clay, clay, china clay, barium sulfate, barium carbonate, silica sand, silica stone, diatomaceous earth, titanium oxide, zinc oxide, and aluminum oxide. , Iron oxide and the like, and one or more of these can be used.
When the average particle diameter of the component (c) is smaller than 0.1 μm, it is difficult to set a high pigment volume concentration, and the toughness of the coating film becomes insufficient. When the average particle diameter is larger than 500 μm, the elasticity of the coating film may be insufficient. A suitable average particle size is 0.1 to 100 µm, more preferably 1 to 50 µm.
[0022]
Such a component (c) is blended so that the pigment volume concentration in the formed coating film is 10 to 70%. With such a pigment volume concentration, a coating film having an excellent balance between strength and elasticity can be formed. If the pigment volume concentration is less than 10%, the strength of the coating film may be reduced. When the pigment volume concentration is more than 70%, a sufficient elasticity function cannot be obtained, and the followability to the base may be reduced.
In the present invention, a paint of a desired form can be obtained by appropriately adjusting the pigment volume concentration within the above range. For example, when a glossy paint is obtained, the pigment volume concentration may be 10% or more and less than 40%. When obtaining a matte paint or a paint for forming a concavo-convex pattern, the pigment volume concentration may be set to 40% or more and 70% or less.
[0023]
In the present invention, it is desirable to use (d) a carboxyl group-containing dispersant (hereinafter, referred to as “component (d)”) as the dispersant for component (c). By using such a dispersant, it is possible to form a tougher coating film.
Examples of the component (d) include polyacrylic acid, styrene-acrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid-acrylic acid ester copolymer, styrene-maleic acid copolymer, and amylene -Maleic acid copolymers and the like, or ammonium salts, organic amine salts and alkali metal salts thereof. These can be used alone or in combination of two or more.
The amount of component (d) used depends on the type and specific surface area of component (c), but is usually 0.01 to 5 parts by weight, preferably 0.05 to 2 parts by weight, per 100 parts by weight of component (c). Parts.
[0024]
In the composition of the present invention, in addition to the above-described components, additives that can be generally blended with the paint can be added within a range that does not impair the effects of the present invention. Such additives include, for example, catalysts, pigments, dyes, aggregates, matting agents, fibers, thickeners, leveling agents, plasticizers, film-forming aids, antifreeze agents, preservatives, antibacterial agents, Examples include an antifungal agent, a dispersant, an antifoaming agent, and a pH adjuster.
[0025]
In the composition of the present invention, swelling and peeling of the formed coating film can be prevented by combining the above components (a) to (c) and, if necessary, the component (d) as essential components. .
In particular, in the composition of the present invention, the composite reactive crosslinkability due to its constituent components, that is, the reactive crosslinkability between the epoxy group of the core part and the carboxyl group of the shell part in the component (a), The reaction crosslinkability between the carboxyl group and the reactive functional group of the component (b), and the reaction crosslinkability between the carboxyl group of the component (d) and the reactive functional group of the component (b) when the component (d) is contained. And a tough coating film can be formed. For this reason, the temperature dependency such as strength and elasticity is smaller than that of a general synthetic resin, and swelling and peeling of the coating film can be prevented.
[0026]
The composition of the present invention can be used as a paint of various forms by adjusting the type of inorganic powder and the volume concentration of the pigment, etc. (however, except for the base adjustment coating material). In particular, the composition of the present invention can be suitably used as a topcoat material. Examples of such a top coating material include synthetic resin emulsion paint, glossy synthetic resin emulsion paint, lysine paint, single-layer elastic coating material, stucco paint, natural stone-like finish coating material, sandstone-like finish coating material, and the like. .
[0027]
The coating composition of the present invention can be mainly applied to base materials of buildings and civil engineering structures. Such a substrate is not particularly limited, and examples thereof include concrete, mortar, metal, plastic, and various boards such as a slate plate, an extruded plate, a siding board, and an ALC plate. These substrates may have a coating film already formed. Before applying the composition of the present invention, a sealer, surfacer, filler or the like may be applied to the substrate.
[0028]
In the coating of the composition of the present invention, known coating equipment can be used. As the coating device, for example, a spray, a roller, a brush, an iron, and the like can be used.
The amount of application may be appropriately set according to the use form of the paint, the coating equipment used, and the like. At the time of painting, water can be used to dilute the paint. The drying time is about 2 to 24 hours at room temperature.
[0029]
【Example】
Hereinafter, the characteristics of the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[0030]
(Example 1)
2 parts by weight of epoxy group-containing compound, 190 parts by weight of inorganic powder A, 16 parts by weight of inorganic powder B, 1 part by weight of dispersant, 22 parts by weight of film forming aid, 8 parts by weight of thickener based on 200 parts by weight of synthetic resin emulsion A And 2 parts by weight of an antifoaming agent were mixed and stirred by a conventional method to produce an aqueous coating composition.
As the synthetic resin emulsion A, one having the composition shown in Table 1 was used. The following materials were used for other raw materials.
・ Epoxy group-containing compound: polyhydroxyalkane polyglycidyl ether ・ Hydrazino group-containing compound: adipic dihydrazide ・ Inorganic powder A: heavy calcium carbonate (average particle diameter 4 μm)
・ Inorganic powder B: titanium oxide (average particle diameter 0.3 μm)
Dispersant: styrene-maleic acid copolymer (solid content 30% by weight)
・ Film-forming aid: 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate ・ Thickener: 3% by weight aqueous solution of hydroxyethyl cellulose ・ Defoamer: Silicone-based defoamer
[Table 1]

[0032]
-Deterioration test at the time of elongation The obtained water-based paint composition was subjected to a test according to JIS A6909 7.32 "Deterioration test at the time of elongation", and the condition of the test piece was visually confirmed. Table 2 shows the test results. In addition, evaluation: (circle): No abnormality, (triangle | delta): Slight crack generation, x: Crack generation.
[0033]
Hot / cooling repetition test The obtained aqueous coating composition was spray-coated at a coating amount of 1.2 kg / m ² on a 150 × 70 mm slate plate to which lysine coating had been applied in advance, and the temperature was 23 ° C. and the relative humidity was 50. A test plate was prepared by curing for 14 days in a% RH atmosphere.
The test plate thus prepared was subjected to a total of 10 cycles of a hot / cold repetition test in which water immersion (23 ° C.) was performed for 18 hours → −20 ° C. for 3 hours → 80 ° C. for 3 hours for 1 cycle. Observed. Table 2 shows the test results. In addition, evaluation: (circle): No abnormality, (triangle | delta): Slight swelling generate | occur | produced, x: Swelling occurred.
[0034]
[Table 2]

[0035]
(Example 2)
An aqueous coating composition was produced according to the formulation shown in Table 2, and a test was conducted in the same manner as in Example 1. In Example 2, excellent results were obtained as in Example 1.
[0036]
(Example 3)
An aqueous coating composition was produced according to the formulation shown in Table 2, and a test was conducted in the same manner as in Example 1. In Example 3, excellent results were obtained as in Example 1.
[0037]
(Example 4)
An aqueous coating composition was produced according to the formulation shown in Table 2, and a test was conducted in the same manner as in Example 1. In Example 4, as in Example 1, excellent results could be obtained.
[0038]
(Comparative Examples 1-4)
An aqueous coating composition was produced according to the formulation shown in Table 2, and a test was conducted in the same manner as in Example 1. In Comparative Examples 1 to 4, good results could not be obtained in any of the tests.
[0039]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the elastic coating material which can prevent swelling and peeling of a formed coating film can be obtained.

Claims

（ａ）少なくともコア部及びシェル部の２層を含み、前記コア部にエポキシ基、前記シェル部にカルボキシル基を有し、ガラス転移温度が−３０〜６０℃である多層構造エマルション、
（ｂ）前記（ａ）成分と反応可能な反応性化合物、
（ｃ）平均粒子径０．１〜５００μｍの無機質粉粒体、
を含有し、（ａ）成分の固形分１００重量部に対する（ｂ）成分の混合量が０．０５〜５０重量部であり、形成塗膜の顔料容積濃度が１０〜７０％であることを特徴とする水性塗料組成物。(A) a multilayer emulsion containing at least two layers of a core part and a shell part, the core part having an epoxy group and the shell part having a carboxyl group, and having a glass transition temperature of -30 to 60 ° C;
(B) a reactive compound capable of reacting with the component (a),
(C) an inorganic powder having an average particle diameter of 0.1 to 500 μm,
Wherein the mixing amount of the component (b) is 0.05 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the component (a), and the pigment volume concentration of the formed coating film is 10 to 70%. A water-based coating composition.

前記（ｂ）成分として、（ｂ−１）カルボキシル基と反応可能な官能基を有する反応性化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の水性塗料組成物。The aqueous coating composition according to claim 1, wherein the component (b) includes (b-1) a reactive compound having a functional group capable of reacting with a carboxyl group.

前記（ｂ−１）成分が、エポキシ基を有する反応性化合物であることを特徴とする請求項２に記載の水性塗料組成物。The aqueous coating composition according to claim 2, wherein the component (b-1) is a reactive compound having an epoxy group.

前記（ｂ）成分として、（ｂ−２）エポキシ基と反応可能な官能基を有する反応性化合物を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水性塗料組成物。The aqueous coating composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the component (b) comprises (b-2) a reactive compound having a functional group capable of reacting with an epoxy group.