JP2015166436A - 水系防錆塗料及びalc防錆塗膜 - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕
塩化ビニリデン系樹脂(1)とアクリル系樹脂(2)とを含み、前記アクリル系樹脂(2)のガラス転移温度(Tg)が−40℃以上5℃未満であり、前記塩化ビニリデン系樹脂(1)が、塩化ビニリデン単量体単位70〜92質量部と、該塩化ビニリデン単量体と共重合可能な少なくとも1種のビニル系単量体単位8〜30質量部と、を含む水系防錆塗料。
〔2〕
前記塩化ビニリデン系樹脂(1)30〜80質量部と、前記アクリル系樹脂(2)20〜70質量部と、を含み、前記塩化ビニリデン系樹脂(1)と前記アクリル合樹脂(2)との合計が、100質量部である、前項〔1〕に記載の水系防錆塗料。
〔3〕
前記アクリル系樹脂(2)が、少なくとも1種の、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体単位と、少なくとも1種の、カルボキシル基を有しないエチレン性不飽和単量体単位と、を含む、前項〔1〕〜〔2〕いずれか1項に記載の水系防錆塗料。
〔4〕
pHが、5〜9である、前項〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の水系防錆塗料。
〔5〕
前項〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の水系防錆塗料から得られる、ALC防錆塗膜。
本実施形態に係る水系防錆塗料は、
塩化ビニリデン系樹脂(1)とアクリル系樹脂(2)とを含み、前記アクリル系樹脂(2)のガラス転移温度(Tg)が−40℃以上5℃未満であり、前記塩化ビニリデン系樹脂(1)が、塩化ビニリデン単量体単位70〜92質量部と、該塩化ビニリデン単量体と共重合可能な少なくとも1種のビニル系単量体単位8〜30質量部と、を含む。
本実施形態で用いる塩化ビニリデン系樹脂(1)は、塩化ビニリデン単量体と該塩化ビニリデン単量体と共重合可能なその他のビニル系単量体からなる共重合体であって、重合体を構成する全単量体単位を100質量部として、塩化ビニリデン単量体単位70〜92質量部と、該塩化ビニリデン単量体と共重合可能なその他のビニル系単量体単位8〜30質量部と、を含む。
アクリル系樹脂(2)は、アクリル系樹脂エマルションの状態であることが好ましい。エマルションの状態であることにより塗料としての加工性がより向上する傾向にある。アクリル系樹脂エマルションは、特に限定されないが、例えば、少なくとも1種の、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体と、少なくとも1種の、カルボキシル基を有しないエチレン性不飽和単量体と、の混合物を乳化重合により共重合することにより得ることができる。なお、アクリル系樹脂(2)及び乳化重合方法については後述する方法が挙げられる。
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+・・・
Tg:単量体1、2・・・単位を含む共重合体のTg(K)
W1、W2・・:単量体1、単量体2、・・の共重合体中の質量分率
ここでW1+W2+・・=1
Tg1、Tg2・・:単量体1、単量体2、・・が単独重合体である場合の単独重合体のTg(K)
本実施形態の水系防錆塗料の水素イオン濃度(pH)は、好ましくは5以上9以下であり、より好ましくは6以上8以下であり、さらに好ましくは6.5以上7.5以下である。pHが5以上であることにより、金属部に塗装した直後に発生する初期錆(フラッシュラスト)が抑制される傾向にある。一方、pHが9以下であることにより、塗料を貯蔵した際の経時的な変色が抑制されるなど、貯蔵安定性の低下を抑制できる傾向にある。
本実施形態の水系防錆塗料及び後述する防錆塗膜は、塩化ビニリデン系樹脂(1)、及びアクリル系樹脂(2)のみで構成して、コーティング剤としてクリヤー塗膜を形成させるために使用することもできるし、必要に応じて、一般的に使用されている種々の公知成分、たとえば、成膜助剤、消泡剤、増粘剤、分散剤、防腐剤、及び、界面活性剤等の安定化剤、湿潤剤、可塑剤、フラッシュラスト防止剤、上記pH調整剤、ワックス、シリコーンオイルなどを任意に配合してもよい。また、必要に応じて、体質顔料、防錆顔料、紫外線吸収剤、着色顔料、を配合することもできる。
本実施形態のALC防錆塗膜は、上記水系防錆塗料から得られる。本実施形態の水系防錆塗料から防錆塗膜を形成する方法には特に制限はないが、本技術分野において従来公知、又は好適に用いられている方法(例えば刷毛塗り、スプレー塗装、ローラー塗装、浸漬塗装、静電塗装、電着塗装)を、適宜使用することができる。
本実施形態において、水性防錆塗料を用いて防錆塗膜を設けるべき物品としては、特に限定されないが、例えば、建築及び建材などの各種金属部材を始めとする、本技術分野において従来好適に防錆塗膜が適用されている物品に、適宜適用することができる。このなかでも、特にALC木口の金属部防錆塗膜として好適に用いることができる。
アクリル系共重合樹脂のTgは、各単量体単位の単独重合体のTgと、各単量体単位の共重合対中の質量分率に基づいて、下記式により算出した。
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+・・・
Tg:単量体1、2・・・単位を含む共重合体のTg(K)
W1、W2・・:単量体1、単量体2、・・の共重合体中の質量分率
ここでW1+W2+・・=1
Tg1、Tg2・・:単量体1、単量体2、・・が単独重合体である場合の単独重合体のTg(K)
塩化ビニリデン系共重合樹脂及びアクリル系共重合樹脂の固形分率をCEM社製 水分固形分計SMART System5にて測定した。
得られた樹脂エマルション及び防錆塗料のpHを東亜デーケーケー株式会社製のガラス電極式水素イオン濃度指示計HM−50Gにて液温が20℃の条件で測定した。
5℃雰囲気下にて、予め5℃に冷却されたALC木口面に刷毛を用いて水性防錆塗料を乾燥塗膜の厚みが約1〜2mmとなるように塗装した。塗膜を乾燥させた後、塗膜の表面状態を観察した。なお低温塗装作業性の評価は下記の基準とした。
○(合格) ;乾燥塗膜に割れの発生がなく、塗膜がALC木口面に十分密着している。
△(準合格);乾燥塗膜に割れの発生はないが、塗膜がALC木口面から部分的にはく離している。
×(不合格);乾燥塗膜に割れが発生し、塗膜がALC木口面から完全にはく離している。
鋼板(寸法:70×150×1t)の表裏面及び端部に、乾燥塗膜が40μmとなるように、アプリケーターを用いて水性防錆塗料を塗装した。得られた塗装板を20℃、55%RH雰囲気下、7日間乾燥した。このようにして得られた塗装板に対し、サンシャインウエザオメーター(スガ試験機株式会社製、WEL−SUN−DC)を用いて、曝露試験(降雨サイクル;18分/2時間、ブラックパネル温度60〜65℃)を実施した。暴露前と曝露時間100時間後の塗装板の色差(ΔE)を日本電色工業株式会社製色差計300Aにて測定した。なお、耐候性の評価は下記の基準とした。
○(合格) ;色差が10未満
×(不合格);色差が10以上
鉄筋が埋め込まれたALC木口面に刷毛を用いて水性防錆塗料を乾燥塗膜の厚みが約1〜2mmとなるように塗装し、20℃にて55%RH雰囲気下、7日間乾燥させた。その後、20℃の水に7日間浸漬し、浸漬後の鉄筋部の錆発生状況を観察した。なお、防錆性の評価は下記の基準とした。
○(合格) ;錆による変色なし
△(準合格);部分的に錆による変色あり
×(不合格);全面に錆による変色あり
鉄筋が埋め込まれたALC木口面に刷毛を用いて水性防錆塗料を乾燥塗膜の厚みが約1〜2mmとなるように20℃雰囲気下にて塗装し、20℃にて55%RH雰囲気下、7日間乾燥させた。その後、−20℃雰囲気下に1ヶ月静置し、静置後の乾燥塗膜の表面状態を観察した。
○(合格) ;乾燥塗膜に割れやはく離の発生がなく、塗膜がALC木口面に十分密着している。
△(準合格);乾燥塗膜に割れの発生はないが、塗膜がALC木口面から部分的にはく離している。
×(不合格);乾燥塗膜に割れが発生し、塗膜がALC木口面から完全にはく離している。
[塩化ビニリデン系共重合樹脂エマルション VD−a]
ガラスライニングを施した耐圧反応器中に水100部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.20部、過硫酸ナトリウム0.1部を仕込み、脱気を行った後、内容物の温度を55℃に保った。別の容器に塩化ビニリデン85部、塩化ビニル10部、及びアクリル酸メチル5部を計量混合して単量体混合物を調製した。該単量体混合物のうち2部を上記耐圧反応器中に一括添加し、内圧が降下するまで重合した。続いて、単量体混合物98部を12時間にわたって連続的に定量圧入した。並行して、アルキルスルホン酸ソーダ1.0部も10時間にわたって連続的に定量圧入した。この間、内容物を55℃に保ち、内圧が十分に降下するまで反応を進行させたのち室温冷却した。かくして得られたラテックスに15%アルキルスルホン酸ソーダ水溶液を加えて、20℃における表面張力が42mN/mとなるように調整した。この後、エバポレーターに移し60℃に加温して未反応単量体を除去したのち室温まで冷却した。その後に樹脂固形分を50%に調整して塩化ビニリデン系共重合樹脂エマルション〔VD−a〕を得た。
ガラスライニングを施した耐圧反応器中に水100部、ラウリル硫酸ナトリウム0.60部、過硫酸カリウム0.01部を仕込み、脱気を行った後、内容物の温度を45℃に保った。別の容器に塩化ビニリデン50部、アクリル酸エチル50部、を計量混合して単量体混合物を調製した。該単量体混合物のうち20部を上記耐圧反応器中に一括添加し、内圧が降下するまで重合した。続いて、単量体混合物80部を20時間にわたって連続的に定量圧入した。並行して、過硫酸カリウム0.02部、無水重亜硫酸ソーダ0.01部、ラウリル硫酸ナトリウム2.0部も20時間にわたって連続的に定量圧入した。この間、内容物を45℃に保ち、内圧が十分に降下するまで反応を進行させたのち室温冷却した。かくして得られたラテックスに30%ラウリル硫酸ナトリウム水溶液を加えて、20℃における表面張力が42mN/mとなるように調整した。この後、エバポレーターに移し60℃に加温して未反応単量体を除去したのち室温まで冷却した。その後に樹脂固形分を50%に調整して塩化ビニリデン系共重合樹脂エマルション〔VD−b〕を得た。
[アクリル系共重合樹脂エマルション AC−a]
ステンレス製容器にスチレン41部、アクリル酸2エチルヘキシル55部、メタクリル酸4部、エマルゲン150(花王(株)製、ポリオキシエチレンアルキルエーテル)の20%水溶液4部、過硫酸アンモニウムの2%水溶液0.4部、水62部を添加し、ホモミキサーにより5分間混合してプレ乳化液を作製した。
ステンレス製容器にメタクリル酸メチル18部、アクリル酸ブチル80部、メタクリル酸1部、アクリル酸メチル1部、エマールD−3−D(花王(株)製、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム)の25%水溶液1.05部、ラムテルE−118B(花王(株)製、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム)2.4部、過硫酸アンモニウムの2%水溶液0.2部、水40部を添加し、ホモミキサーにより5分間混合してプレ乳化液を作製した。
ステンレス製容器にメタクリル酸メチル43部、メタクリル酸シクロヘキシル20部、アクリル酸ブチル35部、アクリル酸2部、「アクアロンKH−1025」6.0部、ノニオン性乳化剤「エマルゲン120」(商品名、花王(株)製)の20%水溶液1.5部、過硫酸アンモニウムの2%水溶液8.5部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン0.25部、水70部をホモジナイザーにより5分間混合してプレ乳化液を作製した。
ステンレス製容器にメタクリル酸メチル10部、アクリル酸ブチル70部、アクリル酸2エチルヘキシル20部、エマールD−3−D(花王(株)製、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム)の25%水溶液1.05部、ラムテルE−118B(花王(株)製、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム)2.4部、過硫酸アンモニウムの2%水溶液0.2部、水40部を添加し、ホモミキサーにより5分間混合してプレ乳化液を作製した。
純水8.57部、ノプコ8034L(消泡剤:サンノプコ(株)製)0.11部、エマルゲンPP290(安定化剤:花王株式会社製)20%水溶液2.24部、サーフィノール104E(湿潤剤:日信化学工業株式会社製)0.18部、Proxel BD(防腐剤:Avecia製)0.03部、BYK154(分散剤:BYK Chemie Gmbh製)0.31部、K−white84(防錆顔料:テイカ株式会社製)5.67部、JR−701(着色顔料:テイカ株式会社製)5.5部、タルクMS(体質顔料:日本タルク株式会社製)6.63部を容器に仕込み、VMA GETZMANN GmbH社製 DISPERMAT GMBH−D−51580にて毎分10000回転で20分間攪拌して顔料分散液を調製した。この顔料分散液に、塩化ビニリデン系共重合樹脂エマルション〔VD−a〕を33.73部(樹脂固形分比50)及びアクリル系共重合樹脂エマルション〔AC−a〕を37.48部(樹脂固形分比50)、CS−12(成膜助剤:チッソ(株)製)1.00部、10%亜硝酸ナトリウム(フラッシュラスト防止剤:和光純薬工業(株)製)1.14部、SNデフォーマー777(消泡剤:サンノプコ(株)製)0.18部、UH420(増粘剤:商品名、(株)ADEKA製50%水溶液)1.30部を加えて均一なるまで攪拌して水性防錆塗料を得た。得られた塗料を防錆塗膜にして、前記の試験を行った。その結果を表2に示す。
アクリル系共重合樹脂エマルション〔AC−a〕に代えて、アクリル系共重合樹脂エマルション〔AC−b〕を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で水性防錆塗料を得た。得られた塗料を防錆塗膜にして、前記の試験を行った。その結果を表2に示す。
塩化ビニリデン系共重合エマルション〔VD−a〕とアクリル系共重合樹脂エマルション〔AC−a〕の樹脂固形分比率が70:30になるように変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性防錆塗料を得た。得られた塗料を防錆塗膜にして、前記の試験を行った。その結果を表2に示す。
塩化ビニリデン系共重合エマルション〔VD−a〕とアクリル系共重合樹脂エマルション〔AC−a〕の樹脂固形分比率が30:70になるように変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性防錆塗料を得た。得られた塗料を防錆塗膜にして、前記の試験を行った。その結果を表2に示す。
アクリル系共重合樹脂エマルション〔AC−a〕に代えて、アクリル系共重合樹脂エマルション〔AC−c〕を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で水性防錆塗料を得た。得られた塗料を防錆塗膜にして、前記の試験を行った。その結果を表2に示す。
アクリル系共重合樹脂エマルション〔AC−a〕に代えて、アクリル系共重合樹脂エマルション〔AC−d〕を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で水性防錆塗料を得た。得られた塗料を防錆塗膜にして、前記の試験を行った。その結果を表2に示す。
アクリル系共重合樹脂エマルション〔AC−a〕を用いず、塩化ビニリデン系共重合エマルション〔VD−a〕を樹脂固形分で100部配合した以外は、実施例1と同様の方法で水性防錆塗料を得た。得られた塗料を防錆塗膜にして、前記の試験を行った。その結果を表2に示す。
塩化ビニリデン系共重合エマルション〔VD−a〕を用いず、アクリル系共重合樹脂エマルション〔AC−a〕を樹脂固形分で100部配合した以外は、実施例1と同様の方法で水性防錆塗料を得た。得られた塗料を防錆塗膜にして、前記の試験を行った。その結果を表2に示す。
塩化ビニリデン系共重合エマルション〔VD−b〕とアクリル系共重合樹脂エマルションを〔AC−a〕の固形分比率が50:50になるように変更した以外は、実施例1と同様の方法で水性防錆塗料を得た。得られた塗料を防錆塗膜にして、前記の試験を行った。その結果を表2に示す。
Claims (5)
- 塩化ビニリデン系樹脂(1)とアクリル系樹脂(2)とを含み、前記アクリル系樹脂(2)のガラス転移温度(Tg)が−40℃以上5℃未満であり、前記塩化ビニリデン系樹脂(1)が、塩化ビニリデン単量体単位70〜92質量部と、該塩化ビニリデン単量体と共重合可能な少なくとも1種のビニル系単量体単位8〜30質量部と、を含む水系防錆塗料。
- 前記塩化ビニリデン系樹脂(1)30〜80質量部と、前記アクリル系樹脂(2)20〜70質量部と、を含み、前記塩化ビニリデン系樹脂(1)と前記アクリル合樹脂(2)との合計が、100質量部である、請求項1に記載の水系防錆塗料。
- 前記アクリル系樹脂(2)が、少なくとも1種の、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体単位と、少なくとも1種の、カルボキシル基を有しないエチレン性不飽和単量体単位と、を含む、請求項1または2に記載の水系防錆塗料。
- pHが、5〜9である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の水系防錆塗料。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の水系防錆塗料から得られる、ALC防錆塗膜。
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JP2017190451A (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 花王株式会社 | 乳化重合用アニオン性界面活性剤組成物 |
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2014
- 2014-03-04 JP JP2014041800A patent/JP2015166436A/ja active Pending
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