JP2022001616A - Water-based coating composition - Google Patents
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Abstract
【課題】難燃性に優れた模様塗膜を形成できる水系塗料組成物を提供する。【解決手段】水と、前記水に分散されたゲル状粒子とを含み、前記ゲル状粒子は、樹脂エマルションを含む液滴と、前記液滴の表面を覆うゲル化膜とを有し、前記ゲル状粒子１００質量％のうち２０質量％以上が、膨張黒鉛を含む、水系塗料組成物。好ましくは、全ての前記ゲル状粒子の前記樹脂エマルションの樹脂分の合計１００質量部に対する前記膨張黒鉛の割合が、１０〜７５質量部である。【選択図】なしThe present invention provides a water-based coating composition that can form a patterned coating film with excellent flame retardancy. The present invention includes water and gel particles dispersed in the water, the gel particles have droplets containing a resin emulsion, and a gel film covering the surface of the droplets, and A water-based coating composition in which 20% by mass or more of 100% by mass of gel particles contains expanded graphite. Preferably, the proportion of the expanded graphite is 10 to 75 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the resin content of the resin emulsion of all the gel particles. [Selection diagram] None
Description
本発明は、水系塗料組成物に関する。 The present invention relates to a water-based paint composition.
ビルや住宅等の建築物の外観等を高めるために、建築物の外壁に塗膜を設けることがある。
一方、防災上の観点等から、ビルや住宅等の建築物の外壁に難燃性が求められることある。このような外壁に塗膜を設ける場合、塗膜にも難燃性が求められる。
In order to enhance the appearance of a building such as a building or a house, a coating film may be provided on the outer wall of the building.
On the other hand, from the viewpoint of disaster prevention, flame retardancy may be required for the outer walls of buildings such as buildings and houses. When a coating film is provided on such an outer wall, the coating film is also required to have flame retardancy.
特許文献１には、難燃性に優れ、外観の良好な塗膜構造として、難燃剤を含む下塗り塗膜と、その上に設けられた、遮熱性着色顔料を含む多彩模様の塗膜とを備えた塗膜構造が開示されている。 Patent Document 1 describes, as a coating film structure having excellent flame retardancy and a good appearance, an undercoat coating film containing a flame retardant and a coating film having a variety of patterns including a heat-shielding coloring pigment provided on the undercoat coating film. The provided coating film structure is disclosed.
しかし、特許文献１の塗膜構造は、複数種の塗料を用いる必要があり、塗装の回数が多く工程が煩雑になるという欠点があった。 However, the coating film structure of Patent Document 1 has a drawback that it is necessary to use a plurality of types of paints, the number of times of coating is large, and the process is complicated.
本発明は、難燃性に優れた模様塗膜を形成できる水系塗料組成物の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a water-based coating composition capable of forming a pattern coating film having excellent flame retardancy.
本発明は以下の態様を有する。
［１］水と、前記水に分散されたゲル状粒子とを含み、
前記ゲル状粒子は、樹脂エマルションを含む液滴と、前記液滴の表面を覆うゲル化膜とを有し、
前記ゲル状粒子１００質量％のうち２０質量％以上が、膨張黒鉛を含む、水系塗料組成物。
［２］全ての前記ゲル状粒子の前記樹脂エマルションの樹脂分の合計１００質量部に対する前記膨張黒鉛の割合が、１０〜７５質量部である、前記［１］の水系塗料組成物。
The present invention has the following aspects.
[1] Contains water and gel-like particles dispersed in the water.
The gel-like particles have a droplet containing a resin emulsion and a gelled film covering the surface of the droplet.
A water-based paint composition in which 20% by mass or more of the 100% by mass of the gel-like particles contains expanded graphite.
[2] The water-based paint composition according to [1], wherein the ratio of the expanded graphite to 100 parts by mass of the total resin content of the resin emulsion of all the gel particles is 10 to 75 parts by mass.
本発明によれば、難燃性に優れた模様塗膜を形成できる水系塗料組成物を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a water-based coating composition capable of forming a pattern coating film having excellent flame retardancy.
〔水系塗料組成物〕
本発明の水系塗料組成物は、水と、水に分散されたゲル状粒子とを含む。
ゲル状粒子は、樹脂エマルションを含む液滴と、液滴の表面を覆うゲル化膜とを有する。
水系塗料組成物中のゲル状粒子１００質量％のうち２０質量％以上は、膨張黒鉛を含む。以下、膨張黒鉛を含むゲル状粒子を「ゲル状粒子（Ａ）」とも記す。
水系塗料組成物は、ゲル状粒子として、ゲル状粒子（Ａ）のみを含んでいてもよく、膨張黒鉛を含まないゲル状粒子（以下、「ゲル状粒子（Ｂ）」とも記す。）をさらに含んでいてもよい。
水系塗料組成物は、必要に応じて、バインダ樹脂をさらに含んでいてもよい。なお、ゲル状粒子がバインダとして機能するので、水系塗料組成物はバインダ樹脂を含まなくてもよい。
水系塗料組成物は、必要に応じて、上記以外の他の成分をさらに含んでいてもよい。
[Water-based paint composition]
The water-based coating composition of the present invention contains water and gel-like particles dispersed in water.
The gel-like particles have a droplet containing a resin emulsion and a gelled film covering the surface of the droplet.
20% by mass or more of the 100% by mass of the gel-like particles in the water-based coating composition contains expanded graphite. Hereinafter, the gel-like particles containing expanded graphite are also referred to as “gel-like particles (A)”.
The water-based coating composition may contain only gel-like particles (A) as gel-like particles, and further includes gel-like particles (hereinafter, also referred to as “gel-like particles (B)”) which do not contain expanded graphite. It may be included.
The water-based paint composition may further contain a binder resin, if necessary. Since the gel-like particles function as a binder, the water-based paint composition does not have to contain the binder resin.
The water-based paint composition may further contain components other than the above, if necessary.
＜水＞
水の含有量は、水系塗料組成物１００質量％中、３０〜８５質量％が好ましく、４０〜８０質量％がより好ましい。
<Water>
The water content is preferably 30 to 85% by mass, more preferably 40 to 80% by mass, based on 100% by mass of the water-based coating composition.
＜ゲル状粒子（Ａ）＞
ゲル状粒子（Ａ）は、樹脂エマルションを含む液滴と、液滴の表面を覆うゲル化膜とを有し、かつ膨張黒鉛を含む。ゲル状粒子（Ａ）は、典型的には、液滴に膨張黒鉛を含む。
<Gel-like particles (A)>
The gel-like particles (A) have a droplet containing a resin emulsion and a gelled film covering the surface of the droplet, and contain expanded graphite. The gel-like particles (A) typically contain expanded graphite in the droplets.
（液滴）
液滴は、樹脂エマルションを含む。
液滴は、典型的には、親水性コロイド形成物質をさらに含む。
ゲル状粒子（Ａ）の場合、液滴は、典型的には、膨張黒鉛をさらに含む。
液滴は、上記以外の成分（以下、「任意成分」とも記す。）をさらに含んでいてもよい。
(Drop)
The droplets include a resin emulsion.
The droplets typically further contain a hydrophilic colloid-forming material.
In the case of the gelled particles (A), the droplets typically further contain expanded graphite.
The droplet may further contain a component other than the above (hereinafter, also referred to as “arbitrary component”).
「樹脂エマルション」
樹脂エマルションは、樹脂を形成材料とする懸濁粒子又は乳化粒子と、前記懸濁粒子又は乳化粒子を分散させる分散媒とを有する。
懸濁粒子又は乳化粒子の形成材料の樹脂としては、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル、ベオバ（分岐脂肪酸ビニルエステル）、天然又は合成ゴム、及びこれらの共重合体のエマルション等が挙げられる。これらの樹脂は１種単独で用いてもよく２種以上を併用してもよい。これらの中でも、アクリル樹脂が好ましい。
樹脂エマルションの分散媒としては、水が好ましい。
樹脂エマルションしては、一般に市販されている樹脂エマルションを使用することができる。
"Resin emulsion"
The resin emulsion has suspended particles or emulsified particles made of a resin as a forming material, and a dispersion medium for dispersing the suspended particles or emulsified particles.
Examples of the resin as a material for forming suspended particles or emulsified particles include polyvinyl acetate, acrylic resin, polystyrene, acrylonitrile, beova (branched fatty acid vinyl ester), natural or synthetic rubber, and emulsions of copolymers thereof. .. These resins may be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylic resin is preferable.
Water is preferable as the dispersion medium of the resin emulsion.
As the resin emulsion, a commercially available resin emulsion can be used.
「親水性コロイド形成物質」
親水性コロイド形成物質は、ゲル化剤と反応し、ゲル化膜を形成可能な物質である。ゲル化剤については後述する。
親水性コロイド形成物質としては、例えば、セルロース誘導体、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、天然高分子（カゼイン、デンプン、ガラクトマンノン、グアルゴム、ローカストビーンゴム等）等を含有する水溶液が挙げられる。これらの中でもグアルゴムの水溶液が好ましい。水溶液の濃度は０．５〜５質量％が好ましく、１．０〜３質量％がより好ましい。親水性コロイド形成物質は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
"Hydrophilic colloid-forming substance"
The hydrophilic colloid-forming substance is a substance capable of reacting with a gelling agent to form a gelled film. The gelling agent will be described later.
Examples of the hydrophilic colloid-forming substance include an aqueous solution containing a cellulose derivative, polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, a natural polymer (casein, starch, galactomannone, guar rubber, locust bean rubber, etc.). Among these, an aqueous solution of guar rubber is preferable. The concentration of the aqueous solution is preferably 0.5 to 5% by mass, more preferably 1.0 to 3% by mass. The hydrophilic colloid-forming substance may be used alone or in combination of two or more.
親水性コロイド形成物質の含有量は、樹脂エマルション１００質量部に対して、０．０５〜５質量部が好ましく、０．１〜３．０質量部がより好ましい。親水性コロイド形成物質の含有量を上記範囲内とすることにより、安定したゲル化膜が得られる。 The content of the hydrophilic colloid-forming substance is preferably 0.05 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin emulsion. By setting the content of the hydrophilic colloid-forming substance within the above range, a stable gelled film can be obtained.
「膨張黒鉛」
膨張黒鉛は、黒鉛層間化合物ともいい、加熱により膨張する性質を有する。
ゲル状粒子（Ａ）が塗膜形成後に炎に曝されると、ゲル状粒子（Ａ）に含まれる膨張黒鉛が膨張して殻を形成し、断熱作用、可燃性ガスの遮断等の効果により塗膜の燃焼を抑え、難燃性を発揮する。
膨張黒鉛としては、一般に市販されているものが使用できる。市販の膨張黒鉛としては、例えば伊藤黒鉛工業社の９５５０２５Ｌ、ＮｅｏＧｒａ社の１６０−５０等が挙げられる。
膨張黒鉛の膨張容積は、１７０ｍＬ／ｇ以上であることが好ましい。膨張容積の上限は、例えば４００ｍＬ／ｇである。
膨張黒鉛の膨張開始温度は、２００℃以下であることが好ましい。膨張開始温度の下限は、例えば１６０℃である。
"Expanded graphite"
Expanded graphite is also called a graphite intercalation compound and has the property of expanding by heating.
When the gel-like particles (A) are exposed to a flame after forming the coating film, the expanded graphite contained in the gel-like particles (A) expands to form a shell, which has effects such as heat insulating action and blocking of combustible gas. It suppresses the combustion of the coating film and exhibits flame retardancy.
As the expanded graphite, commercially available one can be used. Examples of commercially available expanded graphite include 955025L manufactured by Ito Graphite Industry Co., Ltd. and 160-50 manufactured by NeoGra.
The expanded volume of expanded graphite is preferably 170 mL / g or more. The upper limit of the expansion volume is, for example, 400 mL / g.
The expansion start temperature of the expanded graphite is preferably 200 ° C. or lower. The lower limit of the expansion start temperature is, for example, 160 ° C.
ゲル状粒子（Ａ）中の膨張黒鉛の含有量は、全てのゲル状粒子１００質量％のうちのゲル状粒子（Ａ）の割合によっても異なるが、ゲル状粒子（Ａ）中の樹脂エマルションの樹脂分１００質量部に対して、１０質量部以上であることが好ましく、３０質量部以上であることがより好ましい。膨張黒鉛の含有量が前記下限値以上であれば、塗膜の難燃性がより優れる。
ゲル状粒子（Ａ）中の膨張黒鉛の含有量は、ゲル状粒子（Ａ）中の樹脂エマルションの樹脂分１００質量部に対して、７５質量部以下であることが好ましく、７０質量部以下であることがより好ましい。膨張黒鉛の含有量が前記上限値以下であれば、ゲル状粒子（Ａ）が崩れにくい。
The content of expanded graphite in the gel-like particles (A) varies depending on the ratio of the gel-like particles (A) to 100% by mass of all the gel-like particles, but the content of the resin emulsion in the gel-like particles (A) It is preferably 10 parts by mass or more, and more preferably 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the resin content. When the content of expanded graphite is at least the above lower limit value, the flame retardancy of the coating film is more excellent.
The content of expanded graphite in the gel-like particles (A) is preferably 75 parts by mass or less, preferably 70 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the resin content of the resin emulsion in the gel-like particles (A). It is more preferable to have. When the content of expanded graphite is not more than the upper limit, the gel-like particles (A) are less likely to collapse.
「任意成分」
液滴は、本発明の効果を損なわない範囲で、着色顔料、体質顔料等の顔料を含んでいてもよい。
液滴は、上記の他、本発明の効果を損なわない範囲で、公知の添加剤、例えば、増粘剤、分散剤、消泡剤、防腐剤、レベリング剤等を含んでいてもよい。
"Arbitrary ingredient"
The droplets may contain pigments such as coloring pigments and extender pigments as long as the effects of the present invention are not impaired.
In addition to the above, the droplet may contain known additives such as a thickener, a dispersant, an antifoaming agent, a preservative, and a leveling agent, as long as the effects of the present invention are not impaired.
液滴が顔料を含む場合、顔料の含有量は、膨張黒鉛との合計量が、前記した膨張黒鉛の含有量の好ましい上限を超えない量であることが好ましい。すなわち、膨張黒鉛と顔料との合計の含有量は、樹脂エマルションの樹脂分１００質量部に対して、７５質量部以下であることが好ましく、７０質量部以下であることがより好ましい。 When the droplet contains a pigment, the content of the pigment is preferably such that the total amount with the expanded graphite does not exceed the preferable upper limit of the content of the expanded graphite described above. That is, the total content of the expanded graphite and the pigment is preferably 75 parts by mass or less, and more preferably 70 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin content of the resin emulsion.
（ゲル化膜）
ゲル化膜は、液滴の表面を覆い、ゲル状粒子の輪郭を形成している。液滴の表面がゲル化膜で覆われていることにより、ゲル状粒子が分散媒中で安定して分散することができる。
ゲル化膜としては、液滴に含まれる親水性コロイド物質と、ゲル化剤とが反応し架橋することで形成された三次元的網状組織を含むものが挙げられる。ゲル化膜は、液滴よりも流動性が低く、液滴を内部に包含している。
(Gelified membrane)
The gelled film covers the surface of the droplet and forms the contour of the gelled particles. Since the surface of the droplet is covered with the gelled film, the gelled particles can be stably dispersed in the dispersion medium.
Examples of the gelled film include a three-dimensional network formed by the reaction of the hydrophilic colloidal substance contained in the droplet with the gelling agent and cross-linking. The gelled film has a lower fluidity than the droplet and contains the droplet inside.
ゲル化剤としては、例えば、マグネシウムモンモリロナイト粘土、ナトリウムペンタクロロフェノール、ホウ酸塩、タンニン酸、乳酸チタン、塩化カルシウム等が挙げられる。中でもホウ酸塩が好ましい。ゲル化剤は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 Examples of the gelling agent include magnesium montmorillonite clay, sodium pentachlorophenol, borate, tannic acid, titanium lactate, calcium chloride and the like. Of these, borate is preferable. The gelling agent may be used alone or in combination of two or more.
ゲル状粒子（Ａ）の平均粒子径は５〜５０ｍｍが好ましく、１０〜４０ｍｍがより好ましい。平均粒子径が５ｍｍ以上であれば、ゲル状粒子が密に存在し難燃性が良好である。一方、平均粒子径が５０ｍｍ以下であれば、塗膜の平滑性が良好である。
なお、ゲル状粒子の平均粒子径は、無作為に２０個のゲル状粒子を選択し、その長径をノギスで測定した平均値である。
The average particle size of the gel-like particles (A) is preferably 5 to 50 mm, more preferably 10 to 40 mm. When the average particle size is 5 mm or more, gel-like particles are densely present and the flame retardancy is good. On the other hand, when the average particle size is 50 mm or less, the smoothness of the coating film is good.
The average particle size of the gel-like particles is an average value obtained by randomly selecting 20 gel-like particles and measuring the major axis thereof with a caliper.
＜ゲル状粒子（Ｂ）＞
ゲル状粒子（Ｂ）は、膨張黒鉛を含まない以外は、ゲル状粒子（Ａ）と同様であり、好ましい態様も同様である。
<Gel-like particles (B)>
The gel-like particles (B) are the same as the gel-like particles (A) except that they do not contain expanded graphite, and the preferred embodiment is also the same.
水系塗料組成物中の全てのゲル状粒子（ゲル状粒子（Ａ）とゲル状粒子（Ｂ）との合計）１００質量％のうち、ゲル状粒子（Ａ）の割合は、２０質量％以上であり、２５質量％以上であることが好ましく、１００質量％であってもよい。ゲル状粒子（Ａ）の割合が２０質量％以上であれば、塗膜に充分な難燃性を付与できる。 The ratio of the gel particles (A) to 100% by mass of all the gel particles (total of the gel particles (A) and the gel particles (B)) in the water-based coating composition is 20% by mass or more. It is preferably 25% by mass or more, and may be 100% by mass. When the ratio of the gel-like particles (A) is 20% by mass or more, sufficient flame retardancy can be imparted to the coating film.
水系塗料組成物中の全てのゲル状粒子の合計の含有量は、水系塗料組成物１００質量％に対して、３０〜１００質量％であることが好ましく、４０〜８０質量％であることがより好ましい。ゲル状粒子の合計の含有量が３０質量％以上であれば、水系塗料組成物の被塗物への塗装作業性が良好である。 The total content of all the gel-like particles in the water-based paint composition is preferably 30 to 100% by mass, more preferably 40 to 80% by mass, based on 100% by mass of the water-based paint composition. preferable. When the total content of the gel-like particles is 30% by mass or more, the workability of coating the water-based coating composition on the object to be coated is good.
水系塗料組成物中の全てのゲル状粒子の樹脂エマルションの樹脂分の合計１００質量部に対する膨張黒鉛の割合は、１０〜７５質量部であることが好ましく、３０〜７０質量部であることがより好ましい。膨張黒鉛の含有量が前記下限値以上であれば、塗膜の難燃性がより優れ、前記上限値以下であれば、ゲル状粒子（Ａ）中の膨張黒鉛の含有量を少なくでき、ゲル状粒子（Ａ）が崩れにくい。 The ratio of expanded graphite to 100 parts by mass of the total resin content of the resin emulsion of all gel particles in the water-based paint composition is preferably 10 to 75 parts by mass, more preferably 30 to 70 parts by mass. preferable. When the content of expanded graphite is at least the lower limit value, the flame retardancy of the coating film is more excellent, and when it is at least the upper limit value, the content of expanded graphite in the gel-like particles (A) can be reduced, and the gel can be reduced. Graphite particles (A) do not easily collapse.
＜バインダ樹脂＞
バインダ樹脂としては、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル、ベオバ（分岐脂肪酸ビニルエステル）、天然又は合成ゴム、及びこれらの共重合体のエマルション等が挙げられる。これらの樹脂は１種単独で用いてもよく２種以上を併用してもよい。これらの中でも、アクリル樹脂が好ましい。
バインダ樹脂は、樹脂エマルションの形態で配合されてもよい。樹脂エマルションしては、一般に市販されている樹脂エマルションを使用することができる。樹脂エマルションの分散媒としては、水が好ましい。
<Binder resin>
Examples of the binder resin include polyvinyl acetate, acrylic resin, polystyrene, acrylonitrile, beova (branched fatty acid vinyl ester), natural or synthetic rubber, and emulsions of copolymers thereof. These resins may be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylic resin is preferable.
The binder resin may be blended in the form of a resin emulsion. As the resin emulsion, a commercially available resin emulsion can be used. Water is preferable as the dispersion medium of the resin emulsion.
バインダ樹脂の含有量（樹脂エマルションの場合は樹脂分換算）は、ゲル状粒子１００質量部に対して、０〜５０質量部が好ましく、０〜３３質量部がより好ましい。バインダ樹脂の含有量が前記上限値以下であれば、難燃性を確保しやすい。 The content of the binder resin (in the case of a resin emulsion, converted to the resin content) is preferably 0 to 50 parts by mass, more preferably 0 to 33 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the gel-like particles. When the content of the binder resin is not more than the above upper limit value, it is easy to secure flame retardancy.
＜他の成分＞
水系塗料組成物は、体質顔料を含んでいてもよい。体質顔料については後述する。
水系塗料組成物は、水溶性高分子化合物を含んでいてもよい。水溶性高分子化合物については後述する。
水系塗料組成物は、上記の他、本発明の効果を損なわない範囲で、公知の添加剤、例えば、増粘剤、分散剤、消泡剤、防腐剤、レベリング剤等を含んでいてもよい。
<Other ingredients>
The water-based paint composition may contain an extender pigment. The extender pigment will be described later.
The water-based coating composition may contain a water-soluble polymer compound. The water-soluble polymer compound will be described later.
In addition to the above, the water-based paint composition may contain known additives such as thickeners, dispersants, defoamers, preservatives, leveling agents and the like, as long as the effects of the present invention are not impaired. ..
＜水系塗料組成物の製造方法＞
水系塗料組成物は、例えば、ゲル状粒子（Ａ）の水分散液を調製し、必要に応じて、ゲル状粒子（Ａ）の水分散液に、ゲル状粒子（Ｂ）の水分散液、樹脂エマルション、任意成分、水等を配合することにより製造できる。
<Manufacturing method of water-based paint composition>
As the aqueous coating composition, for example, an aqueous dispersion of gel particles (A) is prepared, and if necessary, an aqueous dispersion of gel particles (A) is combined with an aqueous dispersion of gel particles (B). It can be produced by blending a resin emulsion, arbitrary components, water, or the like.
ゲル状粒子（Ａ）の水分散液は、例えば、樹脂エマルションと親水性コロイド形成物質と膨張黒鉛とを含むエマルション塗料を調製し、得られたエマルション塗料を、攪拌下で、ゲル化剤及び水を含む分散媒に添加することにより調製できる。 As the aqueous dispersion of the gel-like particles (A), for example, an emulsion paint containing a resin emulsion, a hydrophilic colloid-forming substance and expanded graphite is prepared, and the obtained emulsion paint is mixed with a gelling agent and water. Can be prepared by adding to a dispersion medium containing.
エマルション塗料は、例えば、樹脂エマルションに、親水性コロイド形成物質、膨張黒鉛、必要に応じて任意成分を加え、攪拌混合することにより調製できる。 The emulsion paint can be prepared, for example, by adding a hydrophilic colloid-forming substance, expanded graphite, and if necessary, an arbitrary component to a resin emulsion and stirring and mixing them.
分散媒は、ゲル化剤及び水を含む。
ゲル化剤の含有量（固形分量）は、分散媒１００質量％に対し、０．０５〜５質量％が好ましく、０．１〜３質量％がより好ましい。ゲル化剤の含有量を上記範囲内とすることにより、安定したゲル化膜が得られる。
水の含有量は、分散媒１００質量％に対し、２０〜８０質量％が好ましく、３０〜７０質量％がより好ましい。
The dispersion medium contains a gelling agent and water.
The content (solid content) of the gelling agent is preferably 0.05 to 5% by mass, more preferably 0.1 to 3% by mass, based on 100% by mass of the dispersion medium. By setting the content of the gelling agent within the above range, a stable gelled film can be obtained.
The content of water is preferably 20 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, based on 100% by mass of the dispersion medium.
分散媒は、必要に応じて、体質顔料を含んでいてもよい。
体質顔料としては、カオリン、硫酸バリウム、含水ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。中でも含水ケイ酸マグネシウムが好ましい。体質顔料は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
体質顔料の含有量（固形分量）は、分散媒１００質量％に対し、０．０５〜１０質量％が好ましく、０．１〜５質量％がより好ましい。
The dispersion medium may contain an extender pigment, if necessary.
Examples of the extender pigment include kaolin, barium sulfate, hydrous magnesium silicate, calcium carbonate and the like. Of these, hydrous magnesium silicate is preferable. The extender pigment may be used alone or in combination of two or more.
The content (solid content) of the extender pigment is preferably 0.05 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, based on 100% by mass of the dispersion medium.
分散媒は、必要に応じて、水溶性高分子化合物を含んでいてもよい。
水溶性高分子化合物としては、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等が挙げられる。中でもカルボキシメチルセルロースが好ましい。水溶性高分子化合物は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
水溶性高分子化合物の含有量（固形分量）は、分散媒１００質量％に対し、０．０５〜３質量％が好ましく、０．１〜２質量％がより好ましい。
The dispersion medium may contain a water-soluble polymer compound, if necessary.
Examples of the water-soluble polymer compound include hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol and the like. Of these, carboxymethyl cellulose is preferable. The water-soluble polymer compound may be used alone or in combination of two or more.
The content (solid content) of the water-soluble polymer compound is preferably 0.05 to 3% by mass, more preferably 0.1 to 2% by mass, based on 100% by mass of the dispersion medium.
分散媒は、例えば、ゲル化剤の水溶液と、体質顔料の水分散液と、水溶性高分子化合物の水溶液とを混合し、必要に応じて水で希釈することにより調製できる。
ゲル化剤の水溶液におけるゲル化剤の濃度は０．０５〜１０質量％が好ましく、０．５〜８質量％がより好ましい。
体質顔料の水分散液における体質顔料の濃度は、０．０５〜２０質量％が好ましく、２〜１０質量％がより好ましい。
水溶性高分子化合物の水溶液における水溶性高分子化合物の濃度は、０．１〜５質量％が好ましく、０．５〜３質量％がより好ましい。
The dispersion medium can be prepared, for example, by mixing an aqueous solution of a gelling agent, an aqueous dispersion of an extender pigment, and an aqueous solution of a water-soluble polymer compound, and diluting with water if necessary.
The concentration of the gelling agent in the aqueous solution of the gelling agent is preferably 0.05 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 8% by mass.
The concentration of the extender pigment in the aqueous dispersion of the extender pigment is preferably 0.05 to 20% by mass, more preferably 2 to 10% by mass.
The concentration of the water-soluble polymer compound in the aqueous solution of the water-soluble polymer compound is preferably 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.5 to 3% by mass.
分散媒中でエマルション塗料を攪拌すると、エマルション塗料の液滴が形成され、その表面で、エマルション塗料の親水性コロイド形成物質と、分散媒のゲル化剤とが反応して三次元的網状組織が形成される。また、エマルション塗料の液滴は、ゲル化剤との反応によって凝集しながら、攪拌により細分化される。細分化の過程においても継続的に親水性コロイド形成物質とゲル化剤とが反応して三次元的網状組織が形成される。
このようにして得られるゲル状粒子は水分を多く含み、柔らかい粒子である。
When the emulsion paint is stirred in the dispersion medium, droplets of the emulsion paint are formed, and on the surface thereof, the hydrophilic colloid-forming substance of the emulsion paint reacts with the gelling agent of the dispersion medium to form a three-dimensional network structure. It is formed. Further, the droplets of the emulsion paint are subdivided by stirring while being aggregated by the reaction with the gelling agent. Even in the process of subdivision, the hydrophilic colloid-forming substance and the gelling agent continuously react to form a three-dimensional network.
The gel-like particles thus obtained contain a large amount of water and are soft particles.
エマルション塗料の配合量は、分散媒１００質量部に対して１００〜５００質量部が好ましく、１５０〜４００質量部がより好ましい。エマルション塗料の配合量を上記範囲内とすることにより、形状が均一なゲル状粒子が得られやすい。 The blending amount of the emulsion paint is preferably 100 to 500 parts by mass, more preferably 150 to 400 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the dispersion medium. By setting the blending amount of the emulsion paint within the above range, gel-like particles having a uniform shape can be easily obtained.
攪拌方法は、公知の方法であってよく、例えばディソルバ等の分散機で攪拌する方法が挙げられる。
エマルション塗料や分散媒の粘度、分散機の回転数、攪拌時間、親水性コロイド形成物質及びゲル化剤の組み合わせや配合量によって、得られるゲル状粒子の平均粒子径を自由にコントロールできる。通常、エマルション塗料や分散媒の粘度を高くすれば平均粒子径は大きくなり、分散機の回転数を早くすれば平均粒子径は小さくなる。
The stirring method may be a known method, and examples thereof include a method of stirring with a disperser such as a dissolver.
The average particle size of the obtained gel-like particles can be freely controlled by the viscosity of the emulsion paint or the dispersion medium, the rotation speed of the disperser, the stirring time, the combination and the blending amount of the hydrophilic colloid-forming substance and the gelling agent. Generally, the higher the viscosity of the emulsion paint or the dispersion medium, the larger the average particle size, and the higher the rotation speed of the disperser, the smaller the average particle size.
各々のエマルション塗料が互いに異なる色調の着色顔料を含む２種以上のゲル状粒子（Ａ）の水分散液を調製し、それらを混合してもよい。これにより、水系塗料組成物を多彩模様塗料組成物とすることができる。 An aqueous dispersion of two or more kinds of gel-like particles (A) in which each emulsion coating material contains coloring pigments having different color tones may be prepared and mixed. Thereby, the water-based paint composition can be made into a multicolored pattern paint composition.
ゲル状粒子（Ｂ）の水分散液は、エマルション塗料が膨張黒鉛を含まない以外は、ゲル状粒子（Ａ）の水分散液と同様にして調製できる。
ゲル状粒子（Ｂ）のエマルション塗料を、ゲル状粒子（Ａ）のエマルション塗料とは異なる色調の着色顔料を含むものとしてもよい。これにより、水系塗料組成物を多彩模様塗料組成物とすることができる。
The aqueous dispersion of the gel particles (B) can be prepared in the same manner as the aqueous dispersion of the gel particles (A) except that the emulsion coating material does not contain expanded graphite.
The emulsion paint of the gel-like particles (B) may contain a coloring pigment having a color tone different from that of the emulsion paint of the gel-like particles (A). Thereby, the water-based paint composition can be made into a multicolored pattern paint composition.
＜用途＞
本発明の水系塗料組成物を被塗物の表面に塗布し、乾燥することで、難燃性を有する模様塗膜を形成できる。
被塗物に特に制限はなく、モルタル、コンクリート、窯業系素材、プラスチック、金属、木材等、種々の材質の被塗物に塗装することが可能である。
塗布方法にも特に制限はなく、刷毛、こて、ローラー、スプレー等の公知の塗布方法で塗布することができる。
水系塗料組成物の塗布量に特に制限はないが、通常、１５０〜８００ｇ／ｍ２が好ましい。塗布量は、乾燥前の値である。
乾燥は常温乾燥又は加熱乾燥でもよい。乾燥温度は、例えば５〜８０℃である。乾燥時間は、乾燥温度によっても異なるが、例えば５分間〜８時間である。
<Use>
By applying the water-based coating composition of the present invention to the surface of an object to be coated and drying it, a flame-retardant patterned coating film can be formed.
There are no particular restrictions on the object to be coated, and it is possible to coat objects of various materials such as mortar, concrete, ceramic materials, plastics, metals, and wood.
The coating method is not particularly limited, and a known coating method such as a brush, a trowel, a roller, or a spray can be used for coating.
The amount of the water-based coating composition applied is not particularly limited, but is usually preferably 150 to 800 g / m 2. The coating amount is a value before drying.
The drying may be normal temperature drying or heat drying. The drying temperature is, for example, 5 to 80 ° C. The drying time varies depending on the drying temperature, but is, for example, 5 minutes to 8 hours.
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下において「部」は「質量部」を示す。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In the following, "part" means "part by mass".
＜エマルション塗料の調製＞
（製造例Ａ−１）
アクリル樹脂エマルション（ＤＩＣ株式会社製、「ボンコートＣＦ−６１４０」、分散媒：水、樹脂分：４８質量％）３１．７部と、非イオン性グアルゴム誘導体の１．５質量％水溶液２８．５部（固形分０．４３部）と、膨張黒鉛（伊藤黒鉛工業社製、「９５５０２５Ｌ」、膨張容積：２５０ｍＬ／ｇ、膨張開始温度：１６０℃）１０部とをディゾルバにて混合し、混合液（ａ）を調製した。
アニオン性高分子分散剤（日本アクリル化学社製、「オロタン７３１」）１部と、水２８．８部とを混合し、混合液（ｂ）を調製した。
混合液（ａ）に混合液（ｂ）を加え撹拌し、エマルション塗料Ａ−１を得た。
<Preparation of emulsion paint>
(Manufacturing Example A-1)
Acrylic resin emulsion (DIC Corporation, "Boncoat CF-6140", dispersion medium: water, resin content: 48% by volume) 31.7 parts and 1.5% by volume aqueous solution of nonionic guar rubber derivative 28.5 parts (Solid content 0.43 part) and 10 parts of expanded graphite (manufactured by Ito Graphite Industry Co., Ltd., "955025 L", expansion volume: 250 mL / g, expansion start temperature: 160 ° C.) are mixed with a dissolver, and a mixed solution ( a) was prepared.
A mixed solution (b) was prepared by mixing 1 part of an anionic polymer dispersant (manufactured by Nippon Acrylic Chemical Co., Ltd., “Orotan 731”) and 28.8 parts of water.
The mixed liquid (b) was added to the mixed liquid (a) and stirred to obtain an emulsion coating material A-1.
（製造例Ａ−２〜Ａ−４）
表１に示す配合（部）に従って、膨張黒鉛の一部又は全部を白顔料（酸化チタン、石原産業社製、「チタンＲ９３０」）に変更したこと以外は製造例Ａ−１と同様にして、エマルション塗料Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４を製造した。
(Manufacturing Examples A-2 to A-4)
In the same manner as in Production Example A-1, except that a part or all of the expanded graphite was changed to a white pigment (titanium oxide, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd., “Titanium R930”) according to the formulation (part) shown in Table 1. Emulsion paints A-2, A-3 and A-4 were produced.
＜ゲル状粒子水分散液の製造＞
（製造例Ｂ−１）
含水ケイ酸マグネシウムの４質量％水分散液２５部（固形分１部）に、重ホウ酸アンモニウムの５質量％水溶液５部（固形分０．２５部）と、ナトリウムカルボキシメチルセルロースの１質量％水溶液２５部（固形分０．２５部）を加え撹拌混合した後、水４５部を加えて希釈し、分散媒を得た。
<Manufacturing of gel-like particle aqueous dispersion>
(Manufacturing Example B-1)
25 parts (1 part solid content) of 4% by mass aqueous dispersion of hydrous magnesium silicate, 5 parts (0.25 part solid content) of 5% by mass aqueous solution of ammonium diborate, and 1% by mass aqueous solution of sodium carboxymethyl cellulose. After adding 25 parts (solid content 0.25 part) and stirring and mixing, 45 parts of water was added and diluted to obtain a dispersion medium.
得られた分散媒の４０部に、エマルション塗料Ａ−１の６０部を加え、ディソルバで平均粒子径が３０ｍｍになるまで撹拌して、ゲル状粒子水分散液Ｂ−１を得た。
ゲル状粒子水分散液Ｂ−１から無作為に２０個のゲル状粒子を選択し、その長径をノギスで測定した平均値は約３０ｍｍであった。
60 parts of the emulsion coating material A-1 was added to 40 parts of the obtained dispersion medium, and the mixture was stirred with a dissolver until the average particle size became 30 mm to obtain a gel-like particle aqueous dispersion B-1.
Twenty gel-like particles were randomly selected from the gel-like particle aqueous dispersion B-1, and the average value of the major axis measured with a caliper was about 30 mm.
（製造例Ｂ−２〜Ｂ−４）
エマルション塗料Ａ−１を、Ａ−２、Ａ−３、又はＡ−４に変更した以外は製造例Ｂ−１と同様にして、ゲル状粒子水分散液Ｂ−２、Ｂ−３、Ｂ−４を製造した。
(Manufacturing Examples B-2 to B-4)
Gel-like particle aqueous dispersions B-2, B-3, B- in the same manner as in Production Example B-1 except that the emulsion paint A-1 was changed to A-2, A-3, or A-4. 4 was manufactured.
＜水系塗料組成物の製造及び評価＞
（実施例１〜８、比較例１〜２）
表３に示すゲル状粒子水分散液と、水又はアクリル樹脂エマルション（ＤＩＣ株式会社製、「ボンコートＣＦ−６１４０」、分散媒：水、樹脂分：４８質量％）とを、表３に示す割合（部）で混合して、水系塗料組成物を得た。
表３に、水系塗料組成物中のゲル状粒子全体における膨張黒鉛の量（部）、樹脂エマルションの樹脂分の量（部）、及び該樹脂分１００質量部に対する膨張黒鉛の割合（部）を示す。
得られた水系塗料組成物について、以下の手順で難燃試験を行った。結果を表３に示す。
<Manufacturing and evaluation of water-based paint composition>
(Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 2)
The ratio of the gel-like particle water dispersion shown in Table 3 to water or an acrylic resin emulsion (manufactured by DIC Corporation, "Boncoat CF-6140", dispersion medium: water, resin content: 48% by mass) is shown in Table 3. (Part) was mixed to obtain a water-based paint composition.
Table 3 shows the amount (parts) of expanded graphite in the entire gel-like particles in the water-based paint composition, the amount (parts) of the resin content of the resin emulsion, and the ratio (parts) of expanded graphite to 100 parts by mass of the resin content. show.
The obtained water-based paint composition was subjected to a flame retardant test according to the following procedure. The results are shown in Table 3.
「難燃試験」
スレート板上に水系塗料組成物を、塗布量（乾燥前）が３００ｇ／ｍ２になるようにローラーにて塗工し、２３℃２週間の条件で乾燥して塗膜を形成した。
ついで、塗膜から５ｃｍ離れた位置から、バーナーの炎を塗膜に向けて３０秒間放射して燃焼させた。燃焼中の炎と煙の状態（炎の有無、煙の有無）を目視で確認した。煙については、背景として黒い板を置いた状態で目視可能である場合を「少」とした。
"Flame retardant test"
The water-based paint composition was applied onto the slate plate with a roller so that the coating amount (before drying) was 300 g / m 2 , and dried at 23 ° C. for 2 weeks to form a coating film.
Then, from a position 5 cm away from the coating film, the flame of the burner was radiated toward the coating film for 30 seconds and burned. The state of flame and smoke during combustion (presence or absence of flame, presence or absence of smoke) was visually confirmed. Regarding smoke, the case where it was visible with a black plate placed as a background was defined as "small".
実施例１〜８の水系塗料組成物の塗膜は、難燃性に優れていた。
一方、ゲル状粒子が膨張黒鉛を含まない比較例１の水系塗料組成物の塗膜は、難燃性に劣っていた。
ゲル状粒子１００質量％のうち膨張黒鉛を含むゲル状粒子の割合が１０質量％の比較例２の水系塗料組成物の塗膜も、難燃性に劣っていた。
The coating films of the water-based paint compositions of Examples 1 to 8 were excellent in flame retardancy.
On the other hand, the coating film of the water-based coating composition of Comparative Example 1 in which the gel-like particles did not contain expanded graphite was inferior in flame retardancy.
The coating film of the water-based paint composition of Comparative Example 2 in which the proportion of gel-like particles containing expanded graphite in 100% by mass of gel-like particles was 10% by mass was also inferior in flame retardancy.
本発明の水系塗料組成物によれば、難燃性に優れた模様塗膜を形成できる。
本発明の水系塗料組成物のみで難燃性に優れた模様塗膜を形成できるので、かかる塗膜を形成するための塗装工程も簡便である。
According to the water-based paint composition of the present invention, a pattern coating film having excellent flame retardancy can be formed.
Since a pattern coating film having excellent flame retardancy can be formed only with the water-based coating composition of the present invention, the coating process for forming such a coating film is also simple.
Claims (2)
前記ゲル状粒子は、樹脂エマルションを含む液滴と、前記液滴の表面を覆うゲル化膜とを有し、
前記ゲル状粒子１００質量％のうち２０質量％以上が、膨張黒鉛を含む、水系塗料組成物。 It contains water and gel-like particles dispersed in the water.
The gel-like particles have a droplet containing a resin emulsion and a gelled film covering the surface of the droplet.
A water-based paint composition in which 20% by mass or more of the 100% by mass of the gel-like particles contains expanded graphite.
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