説明

水分散性低汚染型塗料用樹脂組成物及びこれを用いた水分散性低汚染型塗料

【課題】耐汚染性を発揮しうる水性塗料を得ることを目的とする。
【解決手段】バインダー樹脂粒子(A)と、コロイド状シリカ粒子(B)とを含む水分散性の樹脂組成物であり、この樹脂組成物中の(A)成分の平均粒子径Dと、(B)成分の平均粒子径Dとの比が、所定範囲である水分散性低汚染型塗料用樹脂組成物を用いる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、コロイド状シリカ粒子を用いた水分散性低汚染型塗料用樹脂組成物及びこれを用いた水分散性低汚染型塗料に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、環境保全および安全衛生のため、塗料の無公害化が強く要望されており、従来の溶剤型塗料の水系化が行なわれつつある。たとえば、水性(メタ)アクリル系エマルジョン型塗料は、取扱いが容易で、溶剤臭がなく、引火爆発の危険性がなく、湿潤面に直接塗布でき、さらに、比較的安価であるという特徴をもっている。しかしながら、水性(メタ)アクリル系エマルジョン型塗料の場合、耐候性が不充分である、溶剤型塗料と比較して光沢が劣る、乾燥が比較的遅いなどの問題を有している。
【0003】
また、溶剤型シリコーンアクリル共重合樹脂塗料は、フッ素樹脂塗料についで耐候性、撥水性、耐汚染性にすぐれているため、広範囲に使用されているが、この塗料の水性化も強く要望されている。しかし、水性化すると、樹脂に含まれるアルコキシシリル基が加水分解してシラノール基が生成するが、生成したシラノール基は経時的に縮合して、塗料の粘度が上昇したり、ゲル化する場合があるという問題がある。
【0004】
これらの問題を解決するために、アルコキシシリル基を有さないポリマーのエマルジョンを調製したのちアルコキシシラン化合物を後添加して、それを加水分解させることによって安定なエマルジョンをうる方法(特許文献1)や、アルコキシシリル基を有さないポリマーのエマルジョンを調製したのちアルコキシシラン化合物を後添加して加水分解させ、さらに縮合反応させることにより水性塗料用エマルジョンをうる方法(特許文献2)等が提案されているが、いずれのエマルジョンも安定性が悪く、耐変色性という点でも不充分である。
【0005】
また、重合性二重結合を含有する反応性シランモノマーとエチレン性不飽和モノマーとのラジカル重合、および線状シロキサン前駆体モノマーのカチオン重合を同時に行なって得た水性エマルジョン(特許文献3)が提案されているが、エマルジョンの安定性が悪く、それを用いた塗料の塗膜は、初期光沢度が低いという点で不充分である。
【0006】
さらに、重合性二重結合を含有しないアルコキシシランの存在下で、重合性二重結合を含有する反応性シランモノマーとエチレン性不飽和モノマーとの重合および縮合を同時に行ない、得られたエマルジョンを有機溶剤で転相することによりミクロゲル分散液を製造すること(特許文献4)が提案されているが、塗料の無公害化つまり、溶剤系から水系化への移行に逆行し、しかも工程が複雑であるという点で不充分である。
【0007】
さらにまた、重合性二重結合を含有しないアルコキシシラン、重合性二重結合を含有する反応性シランモノマー、エチレン性不飽和モノマーおよびカルボキシル基をもつエチレン性不飽和モノマーを同時に共重合させてエマルジョンを調製する方法(特許文献5,特許文献6)等が開示されているが、この方法で調製したエマルジョンの場合、重合性二重結合を含有する反応性シランモノマーを用いるため、エマルジョンの安定性が悪くなる傾向があり、また、塗膜の光沢が低いという点で不充分である。
【0008】
また、重合性二重結合を含有しないアルコキシシラン、重合性二重結合をもつ反応性シランモノマー、エチレン性不飽和モノマーおよびカルボキシル基をもつエチレン性不飽和モノマーを同時に共重合させて得られたエマルジョンをシードにして、エチレン性不飽和モノマーおよびカルボキシル基をもつエチレン性不飽和モノマーを共重合させてエマルジョンを調製する方法(特許文献7)が提案されているが、この方法で調製したエマルジョンの場合、製造方法が複雑なうえにエマルジョンの安定性が不充分であり、造膜性がよくなく、造膜助剤を多く必要とし、したがって塗膜の耐汚染性が低下するという点で不充分である。
【0009】
さらに、エチレン性不飽和モノマーおよびカルボキシル基をもつエチレン性不飽和モノマーを共重合させて得られたエマルジョンをシードにして、重合性二重結合を含有しないアルコキシシラン、重合性二重結合をもつ反応性シランモノマー、エチレン性不飽和モノマーおよびカルボキシル基をもつエチレン性不飽和モノマーを同時に共重合させてエマルジョンを調製する方法(特許文献8)が提案されているが、製法が複雑なうえに、この方法で得られたエマルジョンは安定性が不充分であり、造膜性がよくないために造膜助剤を多く必要とし、したがって塗膜の耐汚染性が低下するという点で不充分である。
【0010】
さらにまた、重合性二重結合を含有しないアルコキシシラン、エチレン性不飽和モノマーおよびカルボキシル基をもつエチレン性不飽和モノマーを同時に共重合して得られるエマルジョンをシードにして、エチレン性不飽和モノマーおよびカルボキシル基をもつエチレン性不飽和モノマーを共重合させてエマルジョンを調製する方法(特許文献9)も開示されているが、製法が複雑なうえにこの方法で得られたエマルジョンはアルコキシシランが粒子内部に分布するため、耐候性向上に寄与しにくいという点で不充分である。
【0011】
また、コロイド状シリカ粒子を添加し、塗膜表面を親水性にして、耐汚染性を向上させる方法(特許文献10)も提案されているが、コロイド状シリカ粒子の配合量が多く、塗膜の光沢が低下したり、塗膜が硬くなったりして、耐凍害性が悪化するという問題点を有していた。
【0012】
【特許文献1】特開平4−173807号公報
【特許文献2】特開平4−57868号公報
【特許文献3】特開平2−67324号公報
【特許文献4】特開昭60−181173号公報
【特許文献5】特開平4−175343号公報の比較例2
【特許文献6】特開平5−93071号公報の比較例4
【特許文献7】特開平5−93071号公報
【特許文献8】特開平4−175343号公報
【特許文献9】特開平5−93071号公報の比較例3
【特許文献10】特開平11−116885号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明は前記のごとき問題を解決し、すぐれた耐汚染性、耐候性及び耐凍害性を発揮しうる水性塗料を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
この発明は、バインダー樹脂粒子(A)と、コロイド状シリカ粒子(B)とを含む水分散性の樹脂組成物であり、この樹脂組成物中の(A)成分の平均粒子径Dと、(B)成分の平均粒子径Dとの比(D/D)を、0.5以上2以下とすることにより、上記課題を解決したのである。
【発明の効果】
【0015】
この発明にかかる樹脂組成物は、この樹脂組成物を構成する所定の2種の粒子の平均粒子径の比を所定範囲内としたので、この樹脂組成物から得られる塗膜表面の耐汚染性を向上させることができ、低汚染性を発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、この発明の実施形態を説明する。
この発明にかかる水分散性低汚染型塗料用樹脂組成物は、バインダー樹脂粒子(以下、「(A)成分」と称する。)と、コロイド状シリカ粒子(以下、「(B)成分」と称する。)とを含む水分散性の樹脂組成物である。
【0017】
上記(A)成分たるバインダー樹脂粒子とは、上記水分散性低汚染型塗料用樹脂組成物の基材となる樹脂からなる粒子をいう。このようなバインダー樹脂粒子を構成する樹脂としては、例えば、通常の懸濁重合法、分散重合法、乳化重合法によって得られる溶剤系あるいは水系合成樹脂エマルジョンを用いることができる。その中でも、環境に配慮した点から、乳化重合によって得られる合成樹脂エマルジョンが好ましい。上記合成樹脂エマルジョンの樹脂成分としては、特に限定はなく、アクリル樹脂、アクリル・スチレン共重合樹脂、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル・アクリル共重合体、塩化ビリニデン系樹脂、塩ビ・アクリル共重合樹脂、スチレン・ブタジエン共重合樹脂、ポリエステル樹脂等をあげることができる。
【0018】
中でも、上記アクリル樹脂の一種である、シリコーン含有アクリル樹脂が耐汚染性、耐候性、耐凍害性が優れているので好ましい。
【0019】
このような上記シリコーン含有アクリル樹脂は、アルキルアルコキシシランやその部分加水分解物等の存在下で、(メタ)アクリル酸アルキルエステル等の(メタ)アクリル系単量体を乳化重合する等の方法によって製造することができる。なお、この明細書において、「(メタ)アクリル」は、「アクリル又はメタクリル」を意味する。
【0020】
上記合成樹脂エマルジョンの乳化重合に使用できるモノマー成分としては、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン又はその誘導体、アクリロニトリル、酢酸ビニル、その他のビニル系モノマー、ブタジエン、クロロプレン、イソプレン等のジエン系モノマー等があげられ、1種のみを使用してもよく、2種以上を選択して使用してもよい。
【0021】
上記(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸iso−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等があげられる。
【0022】
上記スチレン又はその誘導体の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等かあげられる。
【0023】
上記のその他のビニルモノマーの具体例としては、(メタ)アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサティク酸ビニル、塩化ビニル等があげられる。
【0024】
これらのモノマーを乳化重合する際には、生成したエマルジョン粒子を安定化するため、通常、親水基を有するラジカル重合性モノマーを用いて共重合される。
【0025】
この様な親水基を有するラジカル重合性モノマーとしては、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、両イオン性のものを用いることができる。
【0026】
上記アニオン性モノマーとしては、分子内にカルボキシル基を有するモノマーとして、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸等があげられる。また、分子内にスルホン基を有するアニオン性モノマーとして、ビニルスルホン酸、アリルスルホン験、メタクリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アクリル酸2−エチルスルホン酸、アクリルアミド2−メチルスルホン酸等があげられる。さらに、分子内に燐酸基を有するアニオン性モノマーとして、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルリン酸エステル等があげられる。これらのアニオン性モノマーは、アンモニア、トリメチルアミンやモノエタノールアミン等の有機アミン、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の塩として用いる事もできる。
【0027】
上記カチオン性モノマーの例としては、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリルアミドジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド、p−ビニルベンジルアンモニウムクロライド等があげられる。
【0028】
上記ノニオン性モノマーとしては、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、ビニルピロリドン、ビニルオキサゾリドン、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル等があげられる。
【0029】
これらの親水基を有するラジカル重合性モノマーの使用量が少なすぎると、エマルジョンの安定性が低下し、また多すぎると乾燥皮膜の耐水性が悪くなるため、全モノマーに対して通常、0.5〜10重量%程度、好ましくは1〜5重量%程度の範囲で用いるのがよい。
【0030】
乳化重合反応は乳化剤の存在下において、水媒体中で撹拌下に所定温度でモノマー及び重合開始剤を一括であるいは運続的に供給することにより行われる。
【0031】
上記乳化剤は、通常、重合モノマー全量に対して、0.05〜10重量%、好ましくは0.1〜5重量%の範囲で用いられる。この乳化剤としては、非反応性の乳化剤や、反応性の乳化剤があげられる。上記非反応性乳化剤の具体例としては、ステアリルアミン塩酸塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルオクタデシルアンモニウムクロライド等のカチオン乳化剤、オレイン酸カリウム、ラウリル酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルカンスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアリル燐酸エステルなどのアニオン系乳化剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ホリオキシエチレンオキシプロピルブロックポリマー、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなどのノニオン系乳化剤、ラウリルベタイン、ラウリルジメチルアミンオキサイドなどの両イオン性乳化剤等があげられる。
【0032】
上記反応性乳化剤の具体例としては、アルキルアリルスルホコハク酸塩(例えば三洋化成(株)製:エレミノール(登録商標)JS−2、例えば花王(株)製:ラテムル(登録商標)S−180A、S−180等があげられる。)、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(例えば第一工業製薬(株)製:アクアロン(登録商標)HS−10,HS−5,BC−10,BC−5等があげられる)、α−スルホ−ω−(1−(ノニルフェノキシ)メチル−2−(2−プロペニルオキシ)エトキシ)−ポリ(オキシ−1,2−エタンジイル)アンモニウム塩(例えば旭電化工業(株)製:アデカリアソープ(登録商標)SE−10,SE−1025A等があげられる)、ポリオキシエチレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(例えば第一工業製薬(株)製:アクアロン(登録商標)KH−10等があげられる)、α−スルホ−ω−(1−(アルコキシ)メチル−2−(2−プロペニルオキシ)エトキシ)−ポリ(オキシ−1,2−エタンジイル)アンモニウム塩(例えば旭電化工業(株)製:アデカリアソープ(登録商標)SR−10,SR−1025等があげられる)、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウム塩(例えば花王(株)製:ラテムル(登録商標)PD−104等があげられる)などのアニオン性反応性乳化剤、α−ヒドロ−ω−(1−アルコキシメチル−2−(2−プロペニルオキシ)エトキシ)−ポリ(オキシ−1,2−エタンジイル))(旭電化工業(株)製:アデカリアソープER−10,ER−20,ER−30,ER−40)、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル(第一工業製薬(株)製:アクアロンRN−20,RN−30,RN−50)、ポリオキシアルキルアルケニルエーテル(花王(株)製:ラテムルPD−420,PD−430,PD−450)等のノニオン性反応性乳化剤をあげることができる。
【0033】
これらの乳化剤は、1種又は2種以上を選択して用いることができる。
【0034】
その他にも、水溶性高分子のポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、水溶性アクリル共重合体、スチレンスルホン酸ナトリウムの共重合体等も単独もしくは上記の乳化剤と併用して用いることができる。
【0035】
重合時のモノマー濃度は、通常30〜70重量%、好ましくは35〜65重量%とすれば良く、重合開始剤としては一般的に用いられるラジカル重合開始剤、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ソーダなどの過硫酸塩、2,2’−アゾビスイソブチルニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイドなどの過酸化物系重合開始剤などを用いることができる。
【0036】
ラジカル重合開始剤の使用量は、重合モノマー全量に対し0.05〜10重量%程度、好ましくは0.05〜8重量%程度とすればよい。
【0037】
反応時間は、通常2〜16時間程度とすればよく、重合時の温度は通常60〜100℃程度とすればよい。
【0038】
上記(A)成分であるバインダー粒子に含有されるシリコーン成分としては、アルキルアルコキシシラン、又は部分的に加水分解縮合したアルキルアルコキシシラン(以下、あわせて、単に「アルキルアルコキシシラン」と称する。)等があげられる。このようなアルキルアルコキシシランの例としては、モノアルコキシシランとして、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルエトキシシラン等があげられ、ジアルコキシシランとして、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン等があげられ、また、トリアルコキシシランとして、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、i−プロピルトリメトキシシラン等があげられる。これらのアルコキシシランは、さらにアミノ基やメルカプト基等の置換基を有してもよい。
【0039】
上記(A)成分の平均粒子径Dは、60nm以上がよく、80nm以上が好ましい。60nmより小さいと、バインダー樹脂粒子が凝集しやすく、不安定となる傾向がある。一方、Dの上限は、250nmがよく、200nmが好ましい。250nmより大きいと、バインダー樹脂粒子の沈降がおこりやすくなる傾向がある。なお、上記の平均粒子径は動的光散乱法により測定することができる。
【0040】
上記(B)成分たるコロイド状シリカ粒子とは、平均粒子径Dが30nm以上、250nm以下のシリカの粒子をいう。
【0041】
平均粒子径は35nm以上がより好ましく、また、200nm以下がより好ましい。平均粒子径が30nmより小さいと、コロイド状シリカ粒子が凝集しやすく、不安定となる傾向がある。一方、250nmより大きいと、コロイド状シリカ粒子が沈降しやすくなるので好ましくない。なお、上記の平均粒子径は動的光散乱法により測定することができる。
【0042】
このコロイド状シリカ粒子のゼータ電位(ζ電位)は、エマルジョンのζ電位よりも低いことが、両者の混和性の点で好ましい。なお、コロイド状シリカ粒子の好ましいζ電位は、通常、−57mV〜−43mV程度である。
【0043】
上記コロイド状シリカ粒子は、シリカの微細粒子が水媒体に分散された粒子であり、このシリカのコロイド状水分散液は、水分散液の状態で酸性を示すものと、塩基性を示すものがあるが、いずれでもよい。また、通常、負電荷を有してアニオン性であるシリカ粒子表面を、正電荷を有するように特殊処理したカチオン性コロイダルシリカを使用することもできる。
【0044】
酸性を示すシリカのコロイド状水分散液の具体例としては、例えば、スノーテックスO(商品名、SiO固形分:20%)、スノーテックスOL(商品名、SiO固形分:20%)、スノーテックスOUP(商品名、SiO固形分:15%)(以上は日産化学工業(株)製)、アデライトAT−20Q(商品名、旭電化工業(株)製、SiO固形分:20%)、カタロイドSN(商品名、触媒化成工業(株)製、SiO固形分:20%)、シリカドール−20A(商品名、日本化学工業(株)製、SiO固形分:20%)等があげられる。
【0045】
また、塩基性を示すシリカのコロイド状水分散液の具体例としては、例えば、スノーテックス30(商品名、SiO固形分30%)、スノーテックスC(商品名、SiO固形分:20%)、スノーテックスN(商品名、SiO固形分:20%)、スノーテックスS(商品名、SiO固形分:30%)、スノーテックスUP(商品名、SiO固形分:20%)、スノーテックス20L(商品名、SiO固形分:20%)、スノーテックスCM(商品名、SiO固形分:30%)スノーテックスXL(商品名、SiO固形分:40%)、スノーテックスYL(商品名、SiO固形分:40%)、スノーテックスZL(商品名、SiO固形分:40%)、スノーテックスMP−1040(商品名、SiO固形分:40%)、スノーテックスMP−2040(商品名、SiO固形分:40%)、スノーテックスMP−3040(商品名、SiO固形分:40%)(以上は日産化学工業(株)製)、アデライトAT−20(商品名、SiO固形分:20%)、アデライトAT−20N(商品名、SiO固形分:20%)、アデライトAT−20A(商品名、SiO固形分:20%)(以上は旭電化工業(株)製)、カタロイドS−20H(商品名、SiO固形分:20%)、カタロイドSI―30(商品名、SiO固形分:30%)、カタロイドSI―80P(商品名、SiO固形分:40%)、カタロイドSA(商品名、SiO固形分:30%)(以上は触媒化成工業(株)製)、シリカドール−20(商品名、SiO固形分20%)、シリカドール−20B(商品名、SiO固形分:20%)(以上は日本化学工業(株)製)などが挙げられる。
【0046】
また、カチオン性を示すシリカのコロイド状水分散液としては、スノーテックスAK(商品名、日産化学工業(株)製、SiO固形分:18%)、アデライトCT−100(商品名、旭電化工業(株)製、SiO固形分:20%)、シリカドール−20P(商品名、日本化学工業(株)製、SiO固形分:20%)等があげられる。
【0047】
このような(B)成分であるコロイド状シリカ粒子は、単独でも二種類以上を組み合わせて用いてもよい。二種類以上組み合わせる場合は、同じイオン性のもの同士でも、異なるイオン性のものを併用しても構わない。
【0048】
上記(A)成分の平均粒子径Dと、(B)成分の平均粒子径Dとの比(D/D)は、0.5以上がよく、0.6以上が好ましい。0.5より小さいと、コロイド状シリカ粒子が沈降しやすくなる傾向がある。一方、上記比(D/D)の上限は、2がよく、1.5が好ましい。2より大きいと、コロイド状シリカ粒子が凝集しやすくなる傾向がある。
【0049】
上記(A)成分100重量部に対する、上記(B)成分の混合量は、3重量部以上がよく、5重量部以上が好ましい。3重量部より少ないと、耐汚染性が不十分となる傾向がある。一方、上記混合量の上限は、40重量部がよく、30重量部が好ましい。40重量部より多いと、耐凍害性、光沢性及び塗膜成形性が悪化する傾向がある。
【0050】
この発明にかかる水分散性低汚染型樹脂組成物は、上記の(A)成分を含む水性分散液を撹拌した状態で、これに(B)成分を添加することによって、製造することができる。
【0051】
このようにして得られた水分散性低汚染型樹脂組成物は、顔料や他の各種添加剤等を配合することにより、水分散性低汚染型塗料として使用することができる。上記顔料としては、着色顔料や体質顔料等があげられる。また、各種添加剤としては、分散剤、増粘剤、タレ止め剤、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、有機溶剤等があげられる。
【0052】
上記水分散性低汚染型塗料用樹脂組成物に含まれる(A)成分の固形分量及び(B)成分の固形分量の合計を100重量部としたとき、上記顔料の配合量は、30重量部以上がよく、50重量部以上が好ましい。30重量部より少ないと、隠蔽性が良くない。一方、上記顔料の配合量の上限は、140重量部であり、120重量部が好ましい。140重量部より多いと、光沢の低下が著しい。
【0053】
上記水分散性低汚染型塗料は、建材等に通常用いられる被塗工物に塗装して塗膜を形成できる。そのような塗装方法としては、刷毛塗り、ローラー塗装、噴霧塗装、浸漬塗装などの方法を使用できる。また、上記被塗物としては、木材、コンクリート系材料、セメント系材料、ケイ酸カルシウムやその他の窯業系材料等があげられる。
【実施例】
【0054】
以下、本発明を実施例を用いてより詳細に説明する。まず、試験方法及び原材料を下記に示す。
[固形分の測定]
接着剤組成物を、JIS K 6833に記載の規定に従って測定した。
【0055】
[粘度]
ブルックフィールド型(B型)粘度計((株)トキメック製、BM型)を用いて、JIS K6828−1996に従って、エマルジョンの粘度を測定した。
【0056】
[最低造膜温度]
エマルジョンをアプリケータを用いて、200g/mとなるように熱勾配試験機(SHIMADEN Co.,LTD製)に塗布した。24時間後、連続フィルムが形成されている箇所の最低温度を測定した。
【0057】
[バインダー粒子とコロイド状シリカ粒子との平均粒子径比]
動的光散乱法の原理に基づいた大塚電子(株):ELS−8000を用いて、バインダー粒子の粒子径(D)とコロイド状シリカ粒子粒子径(D)を測定し、散乱強度分布から求められたそれぞれの平均粒子径より、両者の粒子径比を求めた。
【0058】
[ζ電位]
不揮発分が0.01%以下となるようにイオン交換水を用いて調整した液を、大塚電子(株):ELS−8000を用いて、コロイド状シリカ粒子、バインダー樹脂粒子のζ電位を測定した。
【0059】
[放置安定性]
得られた塗料を100mlのポリ容器に入れ、50℃乾燥機に7日間放置し、放置前後での粘度の変化やゲル化の状態を目視で観察し、下記の基準で評価した。
○:変化なし
△:増粘がみられる
×:ゲル化した
【0060】
[初期光沢]
得られた塗料をガラス板に、0.15mmのアプリケーターを用いて塗布し、23℃、50%RHの条件で、1日乾燥・養生後、ハンディー光沢計(日本電色工業(株)製:PG−1M)を用いて光沢の測定をした。
【0061】
[凍害性試験]
水性シーラーを塗布した150mm×70mm×5mmのスレート板に、得られた塗料を、塗布量250g/mとなるように塗布し、23℃、50%RHの条件下で7日間、乾燥・養生をした。次いで、これを、次の凍害試験サイクルに従い、塗膜にクラックが発生するまでのサイクル数を測定し、以下の基準で評価した。
凍害1サイクル=(23℃の水に12時間浸漬)×(−20℃雰囲気下で12時間静置)
・評価
○:10サイクル以上の試験で塗膜外観に変化なし
△:5サイクル以上10サイクル未満で、塗膜表面にクラック(割れ)が生じた
×:5サイクル未満で、塗膜表面にクラック(割れ)が生じた
【0062】
[耐雨垂れ汚染性]
水性シーラーを塗布した150mm×70mm×5mmのスレート板に、得られた塗料を塗布量が250g/mとなるように塗布し、23℃、50%RH条件下、7日間乾燥・養生した。次いで、塗装面が北向き・垂直になるように屋外に設置し、1か月間暴露させて、暴露前後の雨筋数を数え、下記の基準で評価した。
◎:雨筋数0本
○:雨筋数1〜2本
△:雨筋数3〜5本
×:雨筋数6本以上
【0063】
[耐候性試験]
水性シーラーを塗布した150mm×70mm×5mmのスレート板に、得られた塗料を塗布量250g/mとなるように塗布し、23℃、50%RHの条件下で7日間、乾燥・養生をした。次いで、この塗膜について、サンシャインウェザーオメーター(ATLAS社製:Ci4000)にて、2000時間の促進耐候性試験(WOM処理)を行い、 ISO11341にしたがって、WOM処理前後の光沢を測定し、下記の式からWOM光沢保持率を測定した。
WOM光沢保持率(%)=(WOM処理後の光沢/WOM処理前の光沢)×100
【0064】
また、同様にして得られた塗膜について、アイスーパーUVテスター(岩崎電気(株)製:SUV−W151)にて400時間の促進耐候性試験(SUV処理)を行い、SUV処理前後の光沢をハンディ光沢計(日本電色工業(株)製:PG−1M)を用いて測定し、下記の式からSUV光沢保持率を測定した。
SUV光沢保持率(%)=(SUV処理後の光沢/SUV処理前の光沢)×100
【0065】
[屋外耐光性試験]
水性シーラーを塗布した150mm×70mm×5mmのスレート板に、得られた塗料を塗布量250g/mとなるように塗布し、23℃、50%RHの条件下で7日間、乾燥・養生をした。得られた塗膜について、屋外の暴露台(大阪府枚方市)に南面45度となるように設置し、2005年6月〜8月の2ヶ月間暴露した。この暴露の前後で、色彩色差計(ミノルタカメラ(株)製:CR−300)を用いて色差(L及びL)を測定し、下記式を用いて塗膜汚染度ΔLを求め、また、ハンディ光沢計(日本電色工業(株)製:PG−1M)により光沢を求め、下記式にて塗膜の光沢保持率を求めた。
塗膜汚染度ΔL=L−L
(L:暴露前の色差、L:暴露後の色差)
屋外暴露光沢保持率(%)=(暴露処理後の光沢/暴露処理前の光沢)×100
【0066】
(使用原料)
(バインダー粒子((A)成分))
[製造例1,2]
攪拌機、還流冷却機及び原料投入口を備えた1Lフラスコ内に、イオン交換水50.0重量部、及び表1に示す乳化剤を、表1に記載の量だけ仕込み、その内温を75℃に保ちながら、重合開始剤として、過硫酸アンモニウム(APS)0.3重量部、還元剤として次亜硫酸ナトリウム(SBS)0.02重量部を添加した後、イオン交換水55.0重量部、及び表1に記載の量の乳化剤の混合液に、表1に記載の量の各成分を混合した乳化混合液を滴下液として、3時間かけて滴下した。
滴下終了後、内温を80℃に昇温し、4時間熟成した。その後、乳化液のpHが7〜9となるように、pH調整剤として25重量%アンモニア水を添加し、30℃に冷却して乳化液を得た。得られた乳化液の物性は、表1に記載の通りである。
なお、表1に示す各成分は、下記のものを使用した。
【0067】
[乳化剤]
・BC10…第一工業製薬(株)製:アクアロンBC−10
【0068】
[(a)成分]
・KC89S…メチルトリメトキシシランオリゴマー、信越化学工業(株)製:KC−89S
【0069】
[(b)成分]
・CHMA…メタクリル酸シクロヘキシル(旭化成工業(株)製)
・MMA…メタクリル酸メチル(三菱レイヨン(株)製)
・2EHA…アクリル酸2−エチルヘキシル(三菱化学(株)製)
・HEMA…メタクリル酸ヒドロキシエチル(三菱レイヨン(株)製)
・AA…アクリル酸(三菱化学(株)製)
【0070】
【表1】

【0071】
(コロイド状シリカ粒子((B)成分)を含む水分散液)
・コロイダルシリカ…日産化学工業(株)製:スノーテックスXLを、下記の方法により処理したもの、平均粒子径:79.7nm、ζ電位:−55.31mV(以下、「XL」と称する。)
・コロイダルシリカ…日産化学工業(株)製:スノーテックスZLを、下記の方法により処理したもの、平均粒子径:144nm、ζ電位:−56.89mV(以下、「ZL」と称する。)
【0072】
・コロイダルシリカ…日産化学工業(株)製:スノーテックスMP−1040を、下記の方法により処理したもの、平均粒子径:165nm、ζ電位:−53.6mV(以下、「MP1040」と称する。)
・コロイダルシリカ…日産化学工業(株)製:スノーテックスMP−2040を、下記の方法により処理したもの、平均粒子径:192.3nm、ζ電位:−51.83mV(以下、「MP2040」と称する。)
・コロイダルシリカ…日産化学工業(株)製:スノーテックスCMを、下記の方法により処理したもの、平均粒子径:40.8nm、ζ電位:−45.01mV(以下、「CM」と称する。)
【0073】
[コロイダルシリカの処理]
上記のコロイダルシリカを、超音波洗浄機(日本精機製作所(株)製:NS200−6U、28KHz)に200分かけて処理をした。
【0074】
(白色塗料用成分)
・造膜助剤…チッソ(株)製:テキサノールCS−12
・顔料ペースト…大日本インキ化学工業(株)製:SD−7501(チタン白含量:60重量%)
・消泡剤…サンノプコ(株)製:SNデフォーマー113
・増粘剤…旭電化工業(株)製:アデカノールUH−540
・pH調整剤…トリエチルアミン、三菱ガス化学(株)製
【0075】
(実施例1〜6、比較例1〜5)
[白色塗料の配合]
上記製造例1又は2で得られた水性分散液(有姿)55重量部に、造膜助剤6.6重量部、顔料ペースト30重量部、消泡剤0.2重量部、増粘剤0.5重量部、pH調整剤0.1重量部及びイオン交換水7.6重量部を混合し、それぞれ白色塗料1及び2を製造した。
【0076】
[水分散性低汚染型組成物(水分散性低汚染型塗料)の製造]
表2に示す白色塗料ペースト、及びコロイダルシリカを、表2に示す割合で混合し、水分散性低汚染型組成物(水分散性低汚染型塗料)を製造した。
得られた水分散性低汚染型組成物(水分散性低汚染型塗料)を用いて、表2に示す各種評価を行った。その結果を表2に示す。
【0077】
【表2】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
バインダー樹脂粒子(A)と、コロイド状シリカ粒子(B)とを含む水分散性の樹脂組成物であり、この樹脂組成物中の(A)成分の平均粒子径Dと、(B)成分の平均粒子径Dとの比が、以下の範囲である水分散性低汚染型塗料用樹脂組成物。
0.5≦D/D≦2
【請求項2】
上記バインダー樹脂は、シリコーン含有樹脂又はフッ素含有樹脂である請求項1に記載の水分散性低汚染型塗料用樹脂組成物。
【請求項3】
上記(A)成分の動的光散乱法により測定した平均粒子径Dが、60nm以上、250nm以下である請求項1又は2に記載の水分散性低汚染型塗料用樹脂組成物。
【請求項4】
上記(B)成分の動的光散乱法により測定した平均粒子径Dが、30nm以上、250nm以下である請求項1乃至3のいずれかに記載の水分散性低汚染型塗料用樹脂組成物。
【請求項5】
上記(A)成分100重量部あたり、上記(B)成分を3重量部以上、40重量部以下含有する請求項1乃至4のいずれかに記載の水分散性低汚染型塗料用樹脂組成物。
【請求項6】
請求項1乃至5のいずれかに記載の水分散性低汚染型塗料用樹脂組成物に、顔料を配合した水分散性低汚染型塗料。
【請求項7】
上記顔料の配合割合が、上記水分散性低汚染型塗料用樹脂組成物に含まれる(A)成分の固形分量及び(B)成分の固形分量の合計を100重量部としたとき、30重量部以上、140重量部以下である請求項6に記載の水分散性低汚染型塗料。

【公開番号】特開2007−84742(P2007−84742A)
【公開日】平成19年4月5日(2007.4.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−277474(P2005−277474)
【出願日】平成17年9月26日(2005.9.26)
【出願人】(000211020)中央理化工業株式会社 (65)
【Fターム(参考)】