説明

アニオン型高耐候性艶消電着用樹脂組成物、及びそれを電着塗装してなる塗膜

【課題】シーリング材付着性、ラミネートフイルム接着性、仕上がり外観などに優れた高耐候性艶消電着塗膜とそれを構成するための高耐候性艶消電着用樹脂組成物を提供する。
【解決手段】置換基としてカルボキシル基を有する共重合性ビニル系単量体(a)3〜15重量部、水酸基を有する共重合性ビニル系単量体(b)5〜30重量部、アルコキシシリル基を有する共重合性ビニル系単量体(c)0.5〜10重量部、(a)〜(c)以外の共重合性ビニル系単量体(d)を45〜91.5重量部を共重合してなる水溶性または水分散性ビニル系共重合体(A)40〜80重量部に対して、アミノ樹脂(B)20〜60重量部、さらに(A)と(B)の合計100重量部に対して、光安定剤としてヒンダードアミン(C)0.1〜5重量部、ポリブタジエン(D)を0.01〜5重量部含有することを特徴とするアニオン型高耐候性艶消電着用樹脂組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
従来、家屋や高層ビルのアルミニウムサッシ、または、カーテンウォール等の建材として、アルミニウム陽極酸化皮膜にアニオン電着塗装を施したものが実用化されてきた。近年、環境問題や資源の有効利用の観点からアルミニウム建材にも長期の耐久性が求められる状況であり、電着塗膜にも耐候性が要望されている。
【背景技術】
【0002】
近年、電着塗膜の耐候性向上が図られ、艶消電着においては、高耐候性電着が標準的になっている(特許文献1等)。
しかしながら、高耐候性艶消電着は、これまでの艶消電着と比べるとシーリング材付着性、特に二成分型ポリサルファイド系シーリング材や一成分型ウレタン系シーリング材に対する付着性が不十分であるという課題があった。
ポリブタジエンは古くからアニオン電着塗料のベース樹脂として用いられているが、耐候性や黄変性が悪いことが知られており、屋外で使用するアルミ建材ではアクリル樹脂系のアニオン電着塗料を使用し、ポリブタジエンをベース樹脂として使用されていない。
一方、ポリブタジエンをアクリルメラミン系艶消電着に適用した事例が特許文献2に開示されているが、下地アルマイトのダイスマーク隠蔽性やシーリング材付着性は良好であるが、耐候性は未だ不十分であった。
また、電着塗装を最終仕上とする陽極酸化複合皮膜処理したアルミニウム建材においては、和室の窓等向けに木目調の柄が印刷された樹脂製ラミネートフイルムをウレタン系接着剤で張り付けする処理が行われている。
しかし、この場合、艶消電着を施したアルミニウム建材は、ラミネートフイルムとの接着性が悪いという課題を有していた。
このように高耐候性で、且つ、シーリング材付着性、及びラミネートフイルム接着性が良好な艶消電着用樹脂組成物はこれまで開発されてこなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第3712406号公報
【特許文献2】特許第3826309号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、前記したような従来技術における問題点を解決し、シーリング材付着性、ラミネートフイルム接着性、仕上がり外観などに優れた高耐候性艶消電着塗膜とそれを構成するための高耐候性艶消電着用樹脂組成物を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記問題に対して、鋭意研究の結果、本発明者らは、置換基としてカルボキシル基を有する共重合性ビニル系単量体(a)、置換基として水酸基を有する共重合性ビニル系単量体(b)、置換基としてアルコキシシリル基を有する共重合性ビニル系単量体(c)を共重合した水溶性または水分散性ビニル系共重合体と、架橋剤としてアミノ樹脂、光安定剤としてヒンダードアミンのアミノエーテル化物であるアルコキシアミン、さらにポリブタジエンを含むことを特徴とするアニオン型艶消電着用樹脂組成物から製造したアニオン型艶消電着液により電着塗装を行なうことで上記問題点を克服できることを見出し本発明に至った。
【0006】
すなわち本発明は、共重合性単量体として、置換基としてカルボキシル基を有する共重合性ビニル系単量体(a)3〜15重量部、置換基として水酸基を有する共重合性ビニル系単量体(b)5〜30重量部、置換基としてアルコキシシリル基を有する共重合性ビニル系単量体(c)0.5〜10重量部、と上記(a)〜(c)以外の共重合性ビニル系単量体(d)を45〜91.5重量部を共重合してなる水溶性、または、水分散性ビニル系共重合体(A)40〜80重量部に対して、
アミノ樹脂(B)20〜60重量部、さらにAとBの合計100重量部に対して、光安定剤としてヒンダードアミンのアミノエーテル化物であるアルコキシアミン(C)0.1〜5重量部、ポリブタジエン(D)を0.01〜5重量部含有することを特徴とするアニオン型高耐候性艶消電着用樹脂組成物を要旨とするものである。
【発明の効果】
【0007】
本発明のアニオン型高耐候性艶消電着用樹脂組成物は、塗料安定性に優れ、これを用いて構成した電着塗料並びにこれにより形成された艶消電着塗膜は、非常に良好な耐候性、シーリング材付着性、ラミネートフイルム接着性を有しており、産業上極めて有用である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明について更に詳しく説明する。
本発明においては、(A)水溶性または水分散性ビニル系共重合体、(B)アミノ樹脂、(C)アルコキシアミン、(D)ポリブタジエンの各成分は、電着塗膜および電着塗料用樹脂液を得るための必須構成成分である。
(A)成分の水溶性または水分散性のビニル系共重合体を構成するビニル系単量体のうち、(a)置換基としてカルボキシル基を含有する単量体として、アクリル酸、α−クロロアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、シトラコン酸、メサコン酸等がある。
(A)成分の水溶性または水分散性のビニル系共重合体を構成する(b)置換基として水酸基を含有する単量体としては、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノメタクリレート等が挙げられる。
(A)成分の水溶性または水分散性のビニル系共重合体を構成する(c)置換基としてアルコキシシリル基を含有する単量体としては、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【0009】
(A)成分の水溶性または水分散性のビニル系共重合体を構成する(d)その他ビニル系単量体としては、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、エチルメタクリレート、n−プロピルアクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、ノルマルブチルアクリレート、ノルマルブチルメタクリレート、ノルマルヘキシルアクリレート、ノルマルヘキシルメタクリレート、ノルマルヘプチルアクリレート、ノルマルヘプチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ノルマルラウリルアクリ
レート、ラウリルメタクリレート、ステアリルアクリレート、ステアリルメタクリレート等の炭素数約20までのアルキル基を有する同様な共重合性ビニルエステルやシクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレートなどの置換基として脂環式炭化水素基を有する共重合性ビニルエステル系単量体、及び、スチレン、α−メチルスチレン、α−クロロスチレン、ビニルトルエン等の芳香族基を有するビニル系単量体が使用できる。さらにアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メトキシメチルアクリルアミド、N−エトキシメチルアクリルアミド、N−イソブトキシメチルアクリルアミド、N−ブトキシメチルアクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N−メトキシメチルメタクリルアミド、N−エトキシメチルメタクリルアミド、N−イソブトキシメチルメタクリルアミド、N−ブトキシメチルメタクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類やアクリロニトリル、酢酸ビニル等を使用することも出来る。
ここで、本願発明の(A)成分の水溶性または水分散性のビニル系共重合体は、(a)置換基としてカルボキシル基を含有する単量体、(b)置換基として水酸基を含有する単量体、(c)置換基としてアルコキシシリル基を含有する単量体、及び、(d)その他ビニル系単量体の全ての単量体成分を共重合してなるビニル系共重合体を単独で使用するものだけでなく、(a)〜(d)より選ばれる2種以上の単量体成分を共重合してなるビニル系共重合体を組み合わせた共重合体混合物であって、該混合物中において(a)〜(d)の単量体成分が全て含まれているものも包含するものである。
【0010】
さらに(B)成分のアミノ樹脂としては、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂等が使用できるが、特にメラミン樹脂では、メチロール基の少なくとも一部を低級アルコールでアルコキシ化したアルコキシ化メラミン等が好ましく、低級アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール等の一種または二種以上を使用できる。
【0011】
また、本発明における水溶性または水分散性のビニル系共重合体(A)のカルボキシル基を中和するのに用いることのできる有機アミンとしては、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノイソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、モノブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン等のアルキルアミン類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノ(2−ヒドロキシプロピル)アミン、ジ(2−ヒドロキシプロピル)アミン、トリ(2−ヒドロキシプロピル)アミン、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール、などのアルカノールアミン類、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどのアルキレンポリアミン類、エチレンイミン、プロピレンイミン等のアルキレンイミン類、ピペラジン、モルホリン、ピラジン、ピリジン等が挙げられる。有機アミンは、(A)成分中のカルボキシル基に対して、モル比が0.3〜0.9となるように添加すればよい。
【0012】
(C)成分のアルコキシアミンとしては、ヒンダードアミンのアミノエーテル化物が望ましい。一般に光安定剤として用いられるヒンダードアミン類やヒンダードアルキルアミン類では、N−H結合或いはN−アルキル結合を含有するが、これら結合を有する化合物は、塩基性が強いためエマルジョンの安定性を低下させたり、エマルジョン中から溶出するだけでなく、アミノ樹脂と硬化させる場合に硬化反応を阻害する。
また、艶消し電着塗膜を得る場合、アルコキシシラン含有ビニル共重合体とヒンダードアミン類やヒンダードアルキルアミン類を共存させると、保管中にアルコキシシランの縮合を促進し、塗料安定性を低下させるといった不具合がある。
しかしながら、光安定剤としてヒンダードアミンのアミノエーテル化物を使用した場合
に塩基性が低いため、アミノ樹脂との硬化阻害や塗料安定性を低下させずに耐候性を向上させることが出来る。また、ヒンダードアミンのアミノエーテル化物と同様に塩基性が低い光安定剤として、ヒンダードアミンのアシル化物もあるが、これらは水溶性が高いため、電着塗膜中に存在しにくく、また活性種を補足するニトロキシドラジカルの発生速度も遅いため、本願発明における効果は期待できない。
【0013】
(C)成分の光安定剤は、樹脂に添加しても良いし、水酸基を導入しアミノ樹脂やイソシアネートとの架橋系に組み込んでもよい。塗膜からの溶出とアクリル樹脂の重合安定性という意味では、水酸基を導入したアルコキシアミンを使用するのが望ましい。
(C)成分の一般式で表されるアルコキシアミンのアルキルエーテル基として使用できる炭化水素基(R)としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル等の鎖状炭化水素基、シクロヘキシル、イソボルニルなどの脂環式炭化水素基、ベンジル、1−フェニルエチル、1,2−ジフェニルエチル等の芳香族炭化水素基がある。
【0014】
(C)成分のアルコキシアミンに用いられるものとしては、ジアルキルアミノエーテル類、ジアリールアミノエーテル類の鎖状アミノエーテル、テトラアルキルピロリジニルエーテル類、テトラアルキルピペリジニルエーテル類等の脂環式アミノエーテルが用いることができる。これらのアルコキシアミンは、光や熱照射により、安定なニトロキシドラジカルを生成し、そのニトロキシドラジカルが、塗膜の劣化を促進する活性種を捕捉し、塗膜の劣化を抑制すると考えられる。この中でも製造コストの面で考えるとテトラアルキルピペリジニルエーテル誘導体を使用するのが好ましい。
具体的に本発明に使用できるアルコキシアミンとしては、樹脂に添加する場合は、セバシン酸ビス−(1−ヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)、セバシン酸ビス−(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)、セバシン酸ビス−(1−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)等が使用でき、市販品としては、チヌビン123、チヌビン5100(チバスペシャリティケミカルズ社製:商品名)等が用いることができるが、これらに限定されるものではない。
【0015】
また、アミノ樹脂やイソシアネートと架橋させる場合としては、2,4−ビス−[N−ブチル−N−(オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)アミノ]−6−(ヒドロキシエチルアミン)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス−[N−ブチル−N−(シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)アミノ]−6−(ヒドロキシエチルアミン)−1,3,5−トリアジン等が使用でき、市販品としては、チヌビン152(チバスペシャリティケミカルズ社製:商品名)等が用いることができるが、これらに限定されるものではない。
また、これらの組成物において、さらなる高耐候化のために紫外線吸収剤も併用することができる。
【0016】
(D)成分のポリブタジエンは、水溶性または水分散性のビニル系共重合体にポリブタジエンを混合し、乳化転相して電着塗料化しても良いし、ポリブタジエンを界面活性剤と混合し、水を加えて水分散体としたもの、あるいは、ポリブタジエンをカルボキシル基で変性したものを塩基で中和し、水を加え水分散体としたものを電着塗料に添加して使用できる。また、ポリブタジエンの水分散体は、市販品を用いることもできるが、水分散安定性が不可欠であり、水分散安定性に乏しいものを用いた場合、塗膜外観にブツ、ムラ等の仕上り外観不良が起こる。
アクリルメラミン樹脂系電着樹脂組成物へのポリブタジエンの添加効果として、特許文献2においてアニオン型艶消電着組成物を電着してなるアクリルメラミン架橋塗膜とポリブタジエンが相分離することで塗膜に乳白感を与えダイスマーク隠蔽性が良くなる効果は
確認されていた。しかし、今回、鋭意研究の結果、ポリブタジエンが焼付乾燥時に塗膜表面に配向し、シーリング剤付着性やラミネートフイルム接着性をも向上させていることを見出した。
【0017】
前記のポリブタジエンとしては、アニオン重合等の公知の手法により作製したもの、または、市販品を用いることができる。ポリブタジエンは、1,4−シス型、1,4−トランス型、1,2−ビニル型の微細構造を有する。この微細構造の構成比率は、ポリブタジエンの作製方法、および、作製条件等で変わるが、本発明において特に微細構造の構成比率の差により、発明により期待される効果が失われることはない。
本発明に使用できるポリブタジエンの分子量としては、ASTM D 2503に準拠する方法で測定した数平均分子量500〜10000、好ましくは、1000〜5000のものを使用することが望ましい。
また、前記ポリブタジエンとしては、ポリブタジエンホモポリマーだけでなく、ポリブタジエンの末端、主鎖、または、側鎖を水酸基、エポキシ基、マレイン酸基、カルボキシル基、イソシアネート基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、イミノ基、アミノ基、フェノール性水酸基等で変性したもの、ポリブタジエンを水添して作製したポリオレフィン、さらにポリブタジエンをウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等で変性したものを一種または二種以上で用いることができる。なかでもポリブタジエンの末端、主鎖又は側鎖に水酸基、カルボキシル基を導入したものが好ましい。
【0018】
前記のポリブタジエンの水分散体を作成するのに用いる界面活性剤としては、一般的なアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、カチオン性界面活性剤等が使用できるが、アニオン電着塗装用途においては、アニオン性、あるいは、ノニオン性界面活性剤が望ましい。
カルボキシル基変性ポリブタジエンの中和に用いる塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基、アンモニア、ジメチルアミノエタノール、ジエタノールメチルアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン等の有機アミン等が使用できる。
【0019】
共重合性単量体には、置換基としてカルボキシル基を有する共重合性ビニル系単量体(a)3〜15重量部、好ましくは4〜10重量部、置換基として水酸基を有する共重合性ビニル系単量体(b)5〜30重量部、好ましくは8〜20重量部を共重合した共重合体から得られた電着樹脂組成物は水分散性が特に良好であり、その電着塗膜は性能に優れている。置換基としてアルコキシシリル基を有する共重合性ビニル系単量体(c)0.5〜10重量部、好ましくは1〜5重量部を用いた共重合体から得られた電着塗膜は、美麗な艶消し電着塗膜を形成する。
【0020】
本発明の水溶性または水分散性のビニル系共重合体(A)において、置換基としてカルボキシル基を有する共重合性ビニル系単量体(a)の割合が3重量部未満では液安定性が悪く、15重量部を超えると耐水性が悪くなる。また、置換基として水酸基を有する共重合性ビニル系単量体(b)の割合が5重量部未満であると十分な塗膜性能(耐薬品性、塗膜硬度)が得られず、30重量部を超えると耐水性が悪くなる。置換基としてアルコキシシリル基を有する共重合性ビニル系単量体(c)の割合が0.5重量部未満であると十分な艶消外観が得られず、10重量部を超えると塗料安定性が低下する。
【0021】
本発明の水溶性又は水分散性のビニル系共重合体(A)は、40〜80重量部、好ましくは、45〜70重量部、アミノ樹脂(B)は、20〜60重量部、好ましくは、30〜55重量部用いる。水溶性または水分散性のビニル系共重合体(A)の割合が、40重量部未満では、十分な水分散性が得られず、液分離や沈降を生じ、80重量部を超えると十分な塗膜性能が得られない。アミノ樹脂(B)の割合が、20重量部未満では、十分な塗膜性能(耐薬品性、塗膜硬度)が得られず、60重量部を超えると、十分な塗膜硬度が得
られず製造コストも大きく上昇する。
【0022】
水溶性または水分散性のビニル系共重合体(A)成分+アミノ樹脂(B)成分=100重量部に対して、アルコキシアミン(C)成分が0.1〜5重量部、好ましくは、0.1〜3重量部の範囲で得られた電着樹脂組成物の電着塗膜は、特に耐候性と製造コストバランスが良好である。アルコキシアミン(C)が、0.1重量部未満では耐候性が悪く、5重量部を超えると、製造コストが上昇するので好ましくない。
【0023】
また、水溶性または水分散性のビニル系共重合体(A)成分+アミノ樹脂(B)成分=100重量部に対して、ポリブタジエン(D)を0.01〜5重量部、好ましくは0.05〜3重量部の範囲で添加して得られた電着樹脂組成物の電着塗膜は、シーリング材付着性やラミネートフイルム接着性に優れている。ポリブタジエン(D)が、0.01重量部未満ではシーリング材付着性やラミネートフイルム接着性が悪く、5重量部を超えると、耐候性が低下するので好ましくない。
【0024】
本発明により構成される艶消電着樹脂組成物を用いた電着条件としては、通電工程において印加される電圧は10〜400V、好ましくは50〜250Vであり、通電時間は0.5分〜7分、好ましくは1〜4分である。電圧が高いほど通電時間は短く、電圧が低ければ通電時間を長くする。印加電圧は通電と同時に設定電圧をかけるハードスタート、あるいは徐々に設定電圧まで電圧を上げていくソフトスタートのいずれでもかまわない。電着塗装された被塗装物は、水洗され、次いで150〜200℃で15〜60分間加熱し、塗装膜が硬化される。本発明が適用できる被塗装物としては、導電性を有するものであれば特に限定されない。
【実施例】
【0025】
以下に本発明の実施例および比較例を挙げてさらに具体的に説明するが、これによって本発明が限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の部は、特に断りのない限り重量部である。
(製造例1)
攪拌装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた3リットルの4つ口フラスコにイソプロパノール12.0部、ブチルセロソルブ8.0部を仕込み、90℃に昇温した。別にイソプロパノール18.0部、アクリル酸9部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート5部、スチレン5部、2−エチルヘキシルアクリレート5部、シクロヘキシルメタクリレート10部、n−ブチルアクリレート20部、メチルメタクリレート36部、アゾビスイソブチロニトリル1部の混合液を滴下ロートに仕込み、前記フラスコ内に120分かけて滴下した。滴下終了後、さらにイソプロパノール0.4部、アゾビスイソブチロニトリル0.2部を、30分毎に3回添加したのちに、さらに90℃で90分反応を続けた。得られた共重合体は、酸価68.9mgKOH、水酸基価68.7mgKOHの水分散性ビニル共重合体(固形分72.2%)であった。
【0026】
(製造例2)
攪拌装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた3リットルの4つ口フラスコにイソプロパノール12.0部、ブチルセロソルブ8.0部を仕込み、90℃に昇温した。別にイソプロパノール18.0部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート5部、スチレン5部、2−エチルヘキシルアクリレート5部、シクロヘキシルアクリレート10部、n−ブチルアクリレート20部、メチルメタクリレート40部、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン5部、アゾビスイソブチロニトリル1部の混合液を滴下ロートに仕込み、前記フラスコ内に120分かけて滴下した。滴下終了後、さらにイソプロパノール0.4部、アゾビスイソブチロニトリル0.2部を、30分毎に3回添加したのちに、さらに90℃で90分反応を続けた。得られた共
重合体は、酸価0mgKOH、水酸基価68.7mgKOHの水分散性ビニル共重合体(固形分72.2%)であった。
【0027】
(製造例3)
攪拌装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた3リットルの4つ口フラスコにイソプロパノール12.0部、ブチルセロソルブ8.0部を仕込み、90℃に昇温した。別にイソプロパノール18.0部、アクリル酸7部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート5部、スチレン8部、2−エチルヘキシルアクリレート5部、シクロヘキシルアクリレート15部、n−ブチルアクリレート19部、メチルメタクリレート39部、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン2部、アゾビスイソブチロニトリル1部の混合液を滴下ロートに仕込み、前記フラスコ内に120分かけて滴下した。滴下終了後、さらにイソプロパノール0.4部、アゾビスイソブチロニトリル0.2部を、30分毎に3回添加したのちに、さらに90℃で90分反応を続けた。得られた共重合体は、酸価53.6mgKOH、水酸基価68.7mgKOHの水分散性ビニル共重合体(固形分72.2%)であった。
【0028】
(製造例4)
攪拌装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた3リットルの4つ口フラスコにイソプロパノール12.0部、ブチルセロソルブ8.0部を仕込み、90℃に昇温した。別にイソプロパノール18.0部、アクリル酸9部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート5部、スチレン10部、2−エチルヘキシルアクリレート10部、n−ブチルアクリレート20部、メチルメタクリレート36部、アゾビスイソブチロニトリル1部の混合液を滴下ロートに仕込み、前記フラスコ内に120分かけて滴下した。滴下終了後、さらにイソプロパノール0.4部、アゾビスイソブチロニトリル0.2部を、30分毎に3回添加したのちに、さらに90℃で90分反応を続けた。得られた共重合体は、酸価68.9mgKOH、水酸基価68.7mgKOHの水分散性ビニル共重合体(固形分72.2%)であった。
【0029】
(製造例5)
攪拌装置、還流冷却器および窒素導入管を備えた3リットルの4つ口フラスコにイソプロパノール12.0部、ブチルセロソルブ8.0部を仕込み、90℃に昇温した。別にイソプロパノール18.0部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート5部、スチレン10部、2−エチルヘキシルアクリレート10部、n−ブチルアクリレート20部、メチルメタクリレート40部、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン5部、アゾビスイソブチロニトリル1部の混合液を滴下ロートに仕込み、前記フラスコ内に120分かけて滴下した。滴下終了後、さらにイソプロパノール0.4部、アゾビスイソブチロニトリル0.2部を、30分毎に3回添加したのちに、さらに90℃で90分反応を続けた。得られた共重合体は、酸価0mgKOH、水酸基価68.7mgKOHの水分散性ビニル共重合体(固形分72.2%)であった。
【0030】
[実施例1]
製造例1で得られたビニル系共重合体61部と製造例2で得られたビニル系共重合体29部およびメラミン樹脂(日本サイテックインダストリーズ株式会社製 C−235、有効成分100%)35部を混合し、次にα、ω−ポリブタジエングリコール(日本曹達株式会社製G−3000)0.3部、アルコキシアミン(チバスペシャリティケミカルズ株式会社製 チヌビン152)2部を混合し、さらにジメチルアミノエタノール2.4部を添加混合した。攪拌を続けながら、脱イオン水を146.1部加えて転相乳化を行ない、電着塗料用原液を得た。別の容器に脱イオン水を728.2部仕込み、攪拌しながら前記電着塗料用原液270.3部を投入し、次にジメチルアミノエタノールを1.5部添加し電着塗料を得た。
【0031】
[実施例2]
製造例3で得られたビニル系共重合体90部およびメラミン樹脂(日本サイテックインダストリーズ株式会社製 C−235、有効成分100%)35部を混合し、次にα、ω−ポリブタジエングリコール(日本曹達株式会社製G−3000)0.3部、アルコキシアミン(チバスペシャリティケミカルズ株式会社製 チヌビン152)2部を混合し、さらにジメチルアミノエタノール2.8部を添加混合した。攪拌を続けながら、脱イオン水を145.7部加えて転相乳化を行ない、電着塗料用原液を得た。別の容器に脱イオン水を728.0部仕込み、攪拌しながら前記電着塗料用原液270.3部を投入し、次にジメチルアミノエタノールを1.7部添加し電着塗料を得た。
【0032】
[実施例3]
α、ω−ポリブタジエングリコール(日本曹達株式会社製G−3000)の代わりにポリブタジエンホモポリマー(日本曹達株式会社製B−3000)を使う以外は実施例2と同様な方法で電着塗料を作製した。
【0033】
[実施例4]
製造例3で得られたビニル系共重合体90部およびメラミン樹脂(日本サイテックインダストリーズ株式会社製 C−235、有効成分100%)35部を混合し、次にアルコキシアミン(チバスペシャリティケミカルズ株式会社製 チヌビン152)2部を混合し、さらにジメチルアミノエタノール2.8部を添加混合した。攪拌を続けながら、脱イオン水を145.7部加えて転相乳化を行ない、電着塗料用原液を得た。別の容器に脱イオン水を727.4部仕込み、攪拌しながら前記電着塗料用原液270.3部を投入し、次にジメチルアミノエタノールを1.7部添加した後に、ポリブタジエンの水分散体(第一工業製薬株式会社製 ポリブタジエンエマルジョンH-3880A)0.6部を混合し、電着塗料を得た。
【0034】
[実施例5]
アルコキシアミン(チバスペシャリティケミカルズ株式会社製 チヌビン152)の代わりにアルコキシアミン(チバスペシャリティケミカルズ株式会社製 チヌビン123)を使う以外は実施例2と同様な方法で電着塗料を作製した。
【0035】
[比較例1]
α、ω−ポリブタジエングリコール(日本曹達株式会社製G−3000)を添加しない以外は実施例1と同様な方法で電着塗料を作製した。
[比較例2]
α、ω−ポリブタジエングリコール(日本曹達株式会社製G−3000)を添加しない以外は実施例2と同様な方法で電着塗料を作製した。
[比較例3]
製造例1で得られたビニル系共重合体と製造例2で得られたビニル系共重合体を使う代わりに製造例4で得られたビニル系共重合体と製造例5で得られたビニル系共重合体を使用し、アルコキシアミン(チバスペシャリティケミカルズ株式会社製 チヌビン152)を添加しない以外は実施例1と同様な方法で電着塗料を作製した。
【0036】
[比較例4]
製造例3で得られたビニル系共重合体90部およびメラミン樹脂(日本サイテックインダストリーズ株式会社製 C−235、有効成分100%)35部を混合し、次にα、ω−ポリブタジエングリコール(日本曹達株式会社製G−3000)0.005部、アルコキシアミン(チバスペシャリティケミカルズ株式会社製 チヌビン152)2部を混合し、さらにジメチルアミノエタノール2.8部を添加混合した。攪拌を続けながら、脱イオ
ン水を146.1部加えて転相乳化を行ない、電着塗料用原液を得た。別の容器に脱イオン水を728.0部仕込み、攪拌しながら前記電着塗料用原液270.3部を投入し、次にジメチルアミノエタノールを1.7部添加し電着塗料を得た。
【0037】
[比較例5]
製造例3で得られたビニル系共重合体90部およびメラミン樹脂(日本サイテックインダストリーズ株式会社製 C−235、有効成分100%)35部を混合し、次にα、ω−ポリブタジエングリコール(日本曹達株式会社製G−3000)10部、アルコキシアミン(チバスペシャリティケミカルズ株式会社製 チヌビン152)2部を混合し、さらにジメチルアミノエタノール2.8部を添加混合した。攪拌を続けながら、脱イオン水を162.9部加えて転相乳化を行ない、電着塗料用原液を得た。別の容器に脱イオン水を728.0部仕込み、攪拌しながら前記電着塗料用原液270.3部を投入し、次にジメチルアミノエタノールを1.7部添加し電着塗料を得た。
前記実施例1〜5および比較例1〜5の塗装原液および電着塗料液の成分を総括して表1に示す。
【0038】
【表1】

【0039】
<樹脂組成物の評価> 実施例1〜5、比較例1〜5で調整した電着塗料液を使用し、常法に従って陽極にアルマイト処理したアルミニウム板を、陰極に18−8ステンレス鋼
板を用いて、浴温20℃、両極間に直流電圧180Vを2分間印加した。次いで電着塗装されたアルミニウム板を取り出して充分に水洗したのち、180℃の温度で30分間焼付乾燥した。各アルミニウム板上に形成された電着塗膜の特性は表2に示すとおりであった。
[評価方法]
(1)塗膜厚:渦電流式膜厚計(Fisher製 ISOSCOPE)を用いて測定した。
(2)光沢:60°鏡面反射率による。
(3)肌感 目視判定で◎良好 ○やや不足 ×不足をそれぞれ示す。
(4)耐候性:サンシャインウェザー試験4000時間後の光沢保持率 :耐候性試験前後の60°鏡面反射率の比で表され、耐候性試験後の60°光沢/耐候性試験前の60°光沢×100(%)示している。
耐候性試験はアルマイトシルバー処理したアルミニウム板上に電着塗装したものを使用した。
【0040】
(5)耐候性評価:
◎;光沢保持率100%以上、
○;光沢保持率80%以上
×;それ以下
(6)液分離安定性 目視判定にて判定
◎;液調整後1週間沈降分離無し
○;液調整後1週間沈降分離少しあり
×;液調整後1週間沈降分離多量を示す。
【0041】
(7)シーリング材付着性
電着塗装したアルミニウム板にプライマーを塗布し、室温1時間乾燥後、ウレタン系一液型シーリング材を塗布し、温度50℃湿度80%で7日間養生後剥離試験でのシーリング材の剥離面積で評価:◎:剥離なし、○:剥離面積が0〜10%未満、×:剥離面積が10%以上
プライマー、及び、シーリング材は以下のものを用いた。
二成分型ポリサルファイド系シーリング材
プライマー:プライマーNo241(横浜ゴム株式会社製)
シーリング材:ハマタイトSC−M500(横浜ゴム株式会社製)
一成分型ウレタン系シーリング材
プライマー:ウェルプライマー(オート化学工業株式会社製)
シーリング材:オートンウェルシールAS(オート化学工業株式会社製)
(8)ラミネートフイルム接着性
ウレタン系2液接着材を塗布したポリ塩化ビニル製ラミネートフイルムを電着塗装したアルミニウム板に貼付け5kgのゴムローラーで圧着した後、室温で1週間養生する。その後カッターで25mm幅に切り込みを入れ、引っ張り試験機を用い、50mm/分の速度でラミネートフイルムの180°剥離試験を行ったときの剥離強度で評価した。:◎:50N/25mm以上、○:40N/25mm以上、×:40N/25mm未満
接着剤は、ウレタン系2液硬化型接着剤ハイボン4003(日立化成工業株式会社製)を主剤100:硬化剤3の割合で混合し使用した。
【0042】
表2の本願発明の実施例、比較例を比べると、本願発明の必須成分であるヒンダードアミンのアミノエーテル化物であるアルコキシアミン(C)やポリブタジエン(D)を含まない比較例は、耐候性、シーリング材付着性、ラミネートフィルム接着性に難点があることが明らかに示されており、また、上記成分がその含有量の規定範囲を外れた場合もシーリング材付着性、ラミネートフィルム接着性、耐候性に問題があることが示されている。
以上のとおり、本願発明は、高耐候性艶消電着の課題であったシーリング材付着性を、
高価な材料でなく安価な材料であるポリブタジエンを使用することにより解決できることを見出したものであり、このことは産業上非常に有利な効果をもたらすものである。
また、特許文献2に示すとおり、従来の艶消電着では解決できなかったラミネートフイルムとの接着性も、本願発明では高耐候性艶消電着組成物とポリブタジエンとを組み合わせることにより解決することができ、これらの効果は従来の考え方からは予想することもできない効果ということができる。
【0043】
【表2】

【産業上の利用可能性】
【0044】
本発明のアニオン型高耐候性艶消電着樹脂組成物およびこれを用いて構成した電着塗料並びにこれにより形成された電着塗膜は、電着塗装の分野において好適に使用される。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
置換基としてカルボキシル基を有する共重合性ビニル系単量体(a)3〜15重量部、置換基として水酸基を有する共重合性ビニル系単量体(b)5〜30重量部、置換基としてアルコキシシリル基を有する共重合性ビニル系単量体(c)0.5〜10重量部、と上記(a)〜(c)以外の共重合性ビニル系単量体(d)を45〜91.5重量部を共重合してなる水溶性または水分散性ビニル系共重合体(A)40〜80重量部に対して、
アミノ樹脂(B)20〜60重量部、さらにAとBの合計100重量部に対して、光安定剤としてヒンダードアミンのアミノエーテル化物であるアルコキシアミン(C)0.1〜5重量部、ポリブタジエン(D)を0.01〜5重量部含有することを特徴とするアニオン型高耐候性艶消電着用樹脂組成物。
【請求項2】
上記ポリブタジエン(D)が、ポリブタジエンの末端、主鎖又は側鎖を水酸基、エポキシ基、マレイン酸基、カルボキシル基、イソシアネート基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、イミノ基、アミノ基、フェノール性水酸基で変性したもの、ポリブタジエンを水添して作製したポリオレフィン及びポリブタジエンをウレタン樹脂、エポキシ樹脂又はアクリル樹脂で変性したものから選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする請求項1に記載のアニオン型高耐候性艶消電着用樹脂組成物。
【請求項3】
請求項1〜2のいずれか1項に記載のアニオン型高耐候性艶消電着塗料用組成物を基材に電着塗装して得られたものであることを特徴とする塗膜。

【公開番号】特開2011−79891(P2011−79891A)
【公開日】平成23年4月21日(2011.4.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−231484(P2009−231484)
【出願日】平成21年10月5日(2009.10.5)
【特許番号】特許第4472020号(P4472020)
【特許公報発行日】平成22年6月2日(2010.6.2)
【出願人】(000111591)ハニー化成株式会社 (13)
【Fターム(参考)】