JP3224594B2 - 低温硬化性水性塗料組成物及び塗膜形成方法 - Google Patents
低温硬化性水性塗料組成物及び塗膜形成方法Info
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成物及びその塗膜形成方法に関する。
その合金は成形、切削、機械加工性が良く、複雑な断面
形状のものに押出しできることから建材などに多く使用
されている。
性、耐摩耗性、耐薬品性などが劣ることから、陽極酸化
皮膜処理及び塗料塗装・焼付がおこなわれている。
として使用するので火災などの危険性が少なく工程を自
動化して長期間にわたって大量に連続塗装でき、更に塗
膜厚のコントロールも容易におこなえることから多く使
用されている。
流を占める塗料はアミノアクリル系硬化形塗料である
が、塗膜の硬化には180℃以上の焼付けを必要とする
ため、陽極酸化皮膜がヒビワレを生じ外観や性能が低下
すること及び消費する燃費が多くなるので経済的にも不
利であるということなどの欠点があった。
成した塗膜に、更にユーザーの要求に応じて上塗り着色
塗料が塗装されるが、該上塗り塗料の種類によってアミ
ノアクリル系硬化形塗膜との密着性が劣るものもあり、
このために使用できる上塗り着色塗料が制限されている
という問題点があった。
問題点を解消するために鋭意研究を重ねた結果、水酸
基、カルボキシル基及びアミド基を含有する樹脂、1分
子中に平均4個以上のブロック化イソシアネート基を含
有するアルキレングリコール変性ポリイソシアネート及
びアミノ樹脂を含む水性塗料組成物が前記した問題点を
全て解決できるものであることを見い出し、本発明を完
成するに至った。
びアミド基を含有する樹脂(I)、1分子中に平均4個
以上のブロック化イソシアネート基を含有するアルキレ
ングリコール変性ポリイソシアネート化合物(II)及び
アミノ樹脂(III) を含む低温硬化性水性塗料組成物並び
にその塗膜形成方法に係る。
ルボキシル基及びアミド基を有する樹脂であって、具体
的には水酸基含有エチレン性不飽和単量体(a)、エチ
レン性不飽和カルボン酸(b)、アミド基含有エチレン
性不飽和単量体(c)及び必要に応じてその他のエチレ
ン性不飽和単量体(d)などの共重合体である。
量体(a)としてはヒドロキシエチル(メタ)アクリレ
ート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなど;
単量体(b)としては(メタ)アクリル酸、マレイン酸
など;単量体(c)としてはN−メチロール(メタ)ア
クリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルア
ミドなど;単量体(d)としてはメチル(メタ)アクリ
レート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メ
タ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ステ
アリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)
アクリレートなどの(メタ)アクリル酸のアルキル又は
シクロアルキルエステル及びスチレンなどの芳香族ビニ
ル単量体などが代表例として挙げられる。
これらの単量体の総合計量で単量体(a)約5〜40重
量%、好ましくは約6〜30重量%、単量体(b)約3
〜26重量%、好ましくは約4〜15重量%、単量体
(c)約1〜20重量%、好ましくは約2〜10重量
%、単量体(d)約99重量%以下、好ましくは約45
〜88重量%が良い。上記単量体(a)が約5重量%を
下回ると、十分な架橋塗膜が形成されず耐薬品性などの
塗膜性能が低下し、一方、約40重量%を上回ると未反
応の水酸基が過剰となり耐水性などの性能が低下するの
で好ましくない。単量体(b)が約3重量%を下回ると
化合物(II)及び樹脂(III) を水中に分散化することが
困難となり、一方、約26重量%を上回ると塗料貯蔵中
に樹脂(I)と化合物(II)及び樹脂(III) とが分離し
沈降を生じる恐れがあり、また、塗膜の耐水性、耐薬品
性などが低下したりするので好ましくない。単量体
(c)が約1重量%を下回ると低温硬化性が低下し、一
方、約20重量%を上回ると塗膜の変色が大きくなるの
で好ましくない。
〜200,000、好ましくは約15,000〜10
0,000のものが良い。
に平均4個以上のブロック化イソシアネート基を含有す
るアルキレングリコール変性ポリイソシアネート化合物
である。該ブロック化イソシアネート基の数が平均4個
を下回ると、塗膜の硬度が低くなり、製品の搬送及び貯
蔵(つみ重ね)で塗膜がこすれてハガレ、スリ傷などの
欠陥を生じたりするという欠点がある。
1,000〜5,000、好ましくは約1,500〜
2,000のものが良い。平均分子量が約1,000を
下回ると低温硬化性や熱黄変性が低下し、一方、約5,
000を上回ると塗面平滑性が低下するので好ましくな
い。
又はビウレット基を含有し、脂肪族的及び/又は脂環族
的に結合したイソシアネート基を有する3官能イソシア
ネート化合物、アルキレングリコール及びイソシアネー
トブロッキング剤を反応させることによって製造でき
る。
キサメチレンジイソシアネート及び1−シアネート3・
3・5−トリメチル−5−イソシアネートメチル−シク
ロヘキサン(イソホロンジイソシアネート)に基づくイ
ソシアヌレート及びビウレット基をもつものが包含され
る。
グリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコー
ル及びこれらのポリマーなどが包含される。
揮発性の低分子活性水素化合物が用いられ、中でもアセ
トキシム、メチルエチルケトンオキシムなどのオキシム
類、ε−カプロラクタムなどのラクタム類などが特に好
ましい。
ト基(3官能イソシアネート化合物)と水酸基(アルキ
レングリコール)及び活性水素基(ブロッキング剤)と
の反応を従来から公知の方法に基づいて実施できる。該
反応としては、例えば有機溶剤の不存在下もしくは不活
性有機溶剤(ケトン系、芳香族炭化水素系、脂肪族炭化
水素系など)の存在下で3成分を室温もしくは加熱、加
熱する場合は40〜150℃程度の温度でおこなうこと
ができる。また、該反応において、必要に応じて第3級
アミン化合物(トリエチルアミンなど)、有機金属(ジ
ブチルスズジラウレートなど)などの反応触媒が使用で
きる。
ト化合物1モルに対してアルキレングリコール約0.4
0〜0.70モル、好ましくは約0.45〜0.60モ
ル及びブロッキング剤約1.5〜2.2モル、好ましく
は約1.8〜2.1モルの範囲が良い。
は、従来から公知のメラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹
脂、尿素樹脂などが挙げられるが、中でもアルコキシメ
チル化メラミン樹脂が好ましい。
の混合割合は、3成分合計量(固形分)換算で、(I)
/[(II) +(III) ]=80〜40重量%/20〜60
重量%、好ましくは70〜50重量%/30〜50重量
%の範囲が良い。上記した範囲をはずれると塗膜の硬化
性が低下するので好ましくない。また、(II)と(III)
成分との割合は2成分合計量で90〜10重量%/10
〜90重量%、好ましくは60〜40重量%/40〜6
0重量%の範囲が良い。(II)成分の割合が10重量%
を下回ると塗膜の耐アルカリ性などが低下し、90重量
%を上回ると塗膜の硬度などが低下するので好ましくな
い。
化合物(トリエチルアミン、ジメチルアミノエタノール
など)で中和もしくは未中和のものに前記化合物(II)
及び樹脂(III) を配合し、未中和の場合には中和後、水
中に分散させることによって製造できる。本発明組成物
は、上記した以外にも必要に応じて着色顔料、体質顔
料、有機溶剤、硬化触媒、レベリング剤及びその他塗料
用各種添加剤を配合することができる。
クなどの素材にスプレー塗装、刷毛塗装、電着塗装、浸
漬塗装などの塗装手段により塗装し、次いで焼付けする
ことにより実施できる。焼付けは130℃の温度では3
0分間程度、170℃の温度では20分間程度で十分と
考える。
を形成する方法は、例えば電着塗料浴固形分約4〜15
重量%で浴温約15〜35℃、塗装電圧約60〜350
V、電着時間約1〜5分間の条件でアルミニウム材(陽
極酸化処理)に電着塗膜(通常、乾燥塗膜で約10〜7
0μm )を形成させ、次いで必要に応じて水洗後、焼付
けることによって実施できる。
性塗料組成物で形成した塗膜表面に上塗り塗料組成物を
塗布することができる。該上塗り塗料組成物としては、
架橋性もしくは未架橋性の樹脂組成物を主成分とするそ
れ自体すでに公知の塗料である。具体的には、架橋性樹
脂組成物としては、例えばアクリル系樹脂、ポリエステ
ル系樹脂、アルキド系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン
系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂及びこれらの
変性物などの基体樹脂にアミノ樹脂、(ブロック化)ポ
リイソシアネート化合物を配合してなる樹脂組成物や基
体樹脂中に架橋性官能基(例えば酸化硬化形不飽和基な
ど)を有する樹脂組成物などが包含され、また、未架橋
性樹脂組成物としては、ビニル系樹脂、アクリル系樹
脂、ニトロセルロース系樹脂、フッ素系樹脂、ゴム系樹
脂、ポリウレタン系樹脂などが包含される。該塗料のタ
イプとしては、有機溶剤を媒体とした溶液型塗料、非水
デスパージョン塗料、水を媒体とした水溶性及び/又は
エマルジョン塗料及び粉体塗料などのいずれのタイプの
ものであっても良い。
常の塗装手段、例えば刷毛塗り、スプレー塗り、浸漬塗
り、流し塗り、ローラー塗りなどの方法で塗布し、次い
で乾燥をおこなうことによって塗膜が形成できる。塗布
する膜厚は要求される性能などによって異なるが、通
常、乾燥膜厚で約10〜100μm の範囲である。ま
た、乾燥は、室温もしくは加熱によりおこなえるが、塗
料のタイプにより適宜適した条件を設定することが望ま
しい。
量基準である。
0℃に保持した中へ、スチレン15部、メチルメタクリ
レート31部、n−ブチルアクリレート15部、エチル
アクリレート10部、ヒドロキシエチルアクリレート1
5部、アクリル酸7部、N−ブトキシメチルアクリルア
ミド7部及びアゾビスジメチルバレロニトリル1.0部
の混合物を3時間を要して滴下し、滴下終了後1時間こ
の温度に保ち、ついでアゾビスジメチルバレロニトリル
1部とブチルセロソルブ13部を滴下してさらに80℃
で4時間反応を続けて、固形分59%、酸価55、分子
量30,000、水酸基価73のアクリル系重合体溶液
を得た。
ルキレングリコール変性ポリイソシアネート化合物(デ
ュラネートTPA−100、旭化成(株)社製、商標
名、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレー
トタイプのもの/メチルエチルケトンオキシム/エチレ
ングリコール=2/4/1(モル比)の反応物、平均分
子量約1510、1分子中に平均4個のブロックイソシ
アネート基)のメチルイソブチルケトン/ブタノール=
1/4(重量比)の80%有機溶剤溶液50部(固形分
20部)、ニカラックMX−500(三和ケミカル工業
(株)社製、商標名、メラミン樹脂)20部(固形
分)、ジブチル錫ジベンゾエート0.5部及びトリエチ
ルアミン0.7部を混合したのち固形分8%になるよう
に脱イオン水で希釈して電着塗料浴を得た。
シアネート化合物50部に替えてニカラックMX−50
0 20部(固形分)(合計量で40部)を用いた以外
は実施例1と同様の配合で比較例1の電着塗料浴を得
た。
塗装試験装置に入れ、6063Sアルミニウム合金板に
アルマイト処理を施したもの(アルマイト皮膜厚9μ)
を被塗物(陽極)として、浴温22℃で乾燥膜厚が約2
0μm になる電圧で3分間通電をおこなって電着塗膜を
得た。次に、電着塗膜を水洗したのち、130℃及び1
50℃で30分間焼付けて硬化塗膜を得た。試験結果を
まとめて表1に示す。
なった。 付着性:ゴバン目テープ法 JISK5400に基づい
ておこなった。鉛筆ひっかき値:JISK5400に基
づいておこなった。評価はやぶれ法でおこなった。 耐アルカリ性:20℃、1%水酸化ナトリウム水溶液に
160時間浸漬したのち塗面の異常の有無を調べた。 耐酸性:20℃、5%硫酸水溶液に160時間浸漬した
のち塗面の異常の有無を調べた。 耐沸水後アルカリ性:沸水1時間浸漬後、さらに20℃
1%水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、塗膜にハガレ、
白化などの異常が発生するまでの時間を調べた。 ゲル分率:塗板から塗膜を一定量ハガシ取り、このもの
をアセトン溶剤(20℃)に超音波をかけながらこのも
のの中で5時間浸漬をおこなったのち、(試験後の乾燥
塗膜重量/試験前の塗膜の重量)×100の計算式を用
いてゲル分率を求めた。
の方法にて電着塗膜を形成させ、次いで得られた塗膜を
表2の条件で焼付け、更に、各種上塗り塗料を塗布し乾
燥をおこない、上塗り塗膜(40〜50μm )を形成さ
せた。試験結果を表2に示す。
の通りである。 上塗り塗料A:レタンPGホワイト(関西ペイント
(株)社製、商標名、アクリル樹脂/ポリイソシアネー
ト硬化形塗料) 上塗り塗料B:カンペフロンCWホワイト(関西ペイン
ト(株)社製、商標名、フッ素樹脂/ポリイソシアネー
ト硬化形塗料)
ておこなった。 耐衝撃性:JISK5400デュポン式(撃芯1/2イ
ンチ、荷重0.5kg)でおこなった。ワレ、ハガレの発
生しない高さcmを表わした。
化がおこなわれること、塗膜表面光沢が高いこと、
塗膜表面硬度が高いこと、塗膜の耐薬品性が良いこ
と、上塗り塗料との付着が良いことなどの優れた効果
をもつものである。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記成分 (I)水酸基、カルボキシル基及びアミド基を含有する
樹脂 (II)1分子中に平均4個以上のブロック化イソシアネ
ート基を含有するアルキレングリコール変性ポリイソシ
アネート化合物及び (III) アミノ樹脂 を含むことを特徴とする低温硬化性水性塗料組成物。 - 【請求項2】 上記低温硬化性水性塗料組成物を電着塗
料浴とし、被塗装物である陽極酸化処理したアルミニウ
ム材に電着塗膜を形成させたのち、焼付け硬化させるこ
とを特徴とする塗膜形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP13176092A JP3224594B2 (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 低温硬化性水性塗料組成物及び塗膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
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JPH05295323A JPH05295323A (ja) | 1993-11-09 |
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ID=15065539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13176092A Expired - Lifetime JP3224594B2 (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 低温硬化性水性塗料組成物及び塗膜形成方法 |
Country Status (1)
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JP5005964B2 (ja) * | 2006-06-22 | 2012-08-22 | 関西ペイント株式会社 | アニオン電着塗料組成物 |
-
1992
- 1992-04-23 JP JP13176092A patent/JP3224594B2/ja not_active Expired - Lifetime
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