JPH01503628A - 水性層状ケイ酸塩分散液、塗料助剤としてのその分散液の使用および水で希釈可能な、層状ケイ酸塩含有被覆組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 水性層状ケイ酸塩分散液、塗料助剤としてのその分散液の使用および水で希釈可 能な、層状ケイ酸塩含有被覆組成物 本発明は、層状ケイ酸塩、保護コロイド、水性分散剤からなり、かつ水で希釈可 能な被覆組成物に層状ケイ酸塩を均質混合するｔ；めに適している分散液に関す る。

水で希釈可能な被覆組成物、特にたとえば自動車塗装において吹付塗布により処 理されるようなものは、特に一定の流動学的特性を有していなければならない。

特に重要なのは、ベースコート・クリアコートタイプ（Ｂａｓｅｃｏａｔ−Ｃ１ ｅａｒｃｏａｔ−Ｔｙｐｓ）の二層塗装の基層の製造に使用される、金属顔料を 含有する、水で希釈可能な被覆組成物における流動学的特性である（たとえば欧 州特許第３８１２７号明細書参照）。

水で希釈可能な被覆組成物の流動学的特性は被覆組成物の塗布特性に特に決定的 な影響をおよぼす。金属顔料を含有する、水で希釈可能な被覆組成物において、 金属顔料粒子の配向現象ひいては達成可能なメタリック効果は特に本質的に被覆 組成物の流動学的特性に依存している。

水性被覆組成物の流動学的特性を調節するために、たいていは層状ケイ酸塩を使 用する。層状ケイ酸塩は水中で膨潤し、剪断応力の作用下に高い降伏価および低 い塑性粘度を有するゲルを形成する。

層状ケイ酸塩を水で希釈可能な被覆組成物に均質混合するには、イオン性保護コ ロイド（たとえばビロリン酸四ナトリウム）で変性した層状ケイ酸塩と水とから 製造しｔ；分散液を介して行なう。この分散液はゲル特性もゾル特性も示さず、 簡単に添加することにより、水で希釈可能な被覆組成物に均質混合することがで きる。均質混合の際に保護コロイド作用は高められ、層状ケイ酸塩は流動学的助 剤としての効果を示すことができる。

前記した分散液を水で希釈可能な被覆組成物に均質混合すると、悪い吹付塗布特 性を示し、かつ感湿性の付着の悪い被覆を生じるような被覆組成物が得られる。

このような難点は、たいていは、ベースコート・クリアフートタイプの二層塗装 における基層の製造のために使用すべき、金属顔料、特に小板形のアルミニウム 顔料を含有する、水で希釈可能な被覆組成物において現われる。この場合、不十 分なメタリック効果を示すにすぎない、感湿性の付着性の悪い被覆が得られる。

本発明の課題は、問題なく水で希釈可能な被覆組成物に均質混合することができ 、これにより、最適な流動学的特性および良好な吹付塗装特性を有し、感湿性で なく、良好に付着する被覆を生じるような、水で希釈可能な被覆組成物が得られ るような層状ケイ酸塩分散液を開発することであっｔ；。本発明の特別な課題は 、問題なく、ベースフート・クリアコートタイプの二層塗装の基層を製造するた めに適しｌ；金属顔料含有の、水で希釈可能な被覆組成物に均質混合でき、これ により最適な流動学的特性および良好な吹付塗布特性を示しかつ効果の強い感湿 性でない、良好に付着する、ベースコート・クリアコートタイプの二層メタリッ ク塗装に加工可能な金属顔料含有の、水で希釈可能な被覆組成物が得られるよう な層状ケイ酸塩分散液を開発することであっｔ；。

前記課題は、本発明により、疎水性末端基を含有せず、平均で１分子あたり１個 以上のヒドロキシル基を含有し、場合により−ＣＨ２−ＣＨ２−０一単位を４０ 重量％まで含有することができるポリ（プロピレンジオキシド）を保護コロイド として使用して得ることができることを特徴とする、冒頭に述べた種類の分散液 により解決された。

本発明は、層状ケイ酸塩、水、結合剤、場合により顔料、溶剤およびその他の常 用の添加物を含有し、かつ層状ケイ酸塩を、層状ケイ酸塩、保護コロイド、水性 分散剤から得られる分散剤を介して被覆組成物に均質混合することによって得ら れる、水で希釈可能な被覆組成物において、層状ケイ酸塩を、疎水性末端基を有 さず、平均して１分子につき１個以上のヒドロキシル基を有し、かつ場合により −ＣＨ２−ＣＨ２−０一単位を４０重量％まで含有することができるポリ（プロ ピレンオキシド）を保護コロイドとして使用することにより得られる分散液を介 して被覆組成物に均質混合することを特徴とする水で希釈可能な被覆組成物に関 する。

さらに本発明は、層状ケイ酸塩、保護コロイド、水性分散剤から得られる分散液 を混入することにより層状ケイ酸塩を被覆組成物に均質混合する方法において、 層状ケイ酸塩を疎水性末端基を有さず、平均して１分子あたり１個以上のヒドロ キシル基を有し、かつ場合により−ＣＨ２−ＣＨ２−０一単位を４０重量％まで 含有することができるポリ（プロピレンオキシド）を保護コロイドとして使用し て得ることができる分散液を介して均質混合することを特徴とする層状ケイ酸塩 の均質混合方法に関する。

さらに本発明は、層状ケイ酸塩を、水で希釈可能な被覆組成物、特に、顔料、有 利に金属顔料を含有し、かつベースコート・クリアコートタイプの二層塗装の基 層を製造するのに適した、水で希釈可能な被覆組成物に均質混合するために前記 の分散液を筐料助剤として使用する方法に関する。

米国特許第３６８７８８５号明細書には、エチレン系の不飽和上ツマ−から製造 されたポリマー、層状ケイ酸塩、非イオン性界面活性剤、増粘剤からなる、水で 希釈可能な被覆組成物が開示されている。非イオン性界面活性剤として、８〜２ ２個の炭素原子から構成されたアルコキシル化アルキルフェノールおよびアルコ キシル化アルコールが使用される。米国特許第３６８７８８５号明細書に記載さ れた組成物は金属顔料を含有せず、ベースコート・クリアコートタイプのメタリ ック塗装の基層の製造に全く適していない。当業者は米国特許第３６８７８８５ 号明細書から、本発明の基礎となる問題提起を解決するための発想を推知するこ とができない。

水性被覆組成物の流動学的特性の調節に適した層状ケイ酸塩は当業者に公知であ る（たとえばＨ，Ｋｉｔｔｅｌ。

Ｌｅｈｒｂｕｃｈ　ｄｅｒ　Ｂｅｓｃｈｉｃｈｔｕｎｇｅｎ、第■巻、３４０頁 および第ｍ巻、２７２頁〜２７４頁；　Ｗ、　Ａ、　Ｃｏｌｏｍｂ出版１９７４ ．１９７６参照）、この場合、特に、モンモリロナイトタイプのアルミニウム・ マグネシウム・ケイ酸塩化合物、たとえばアタパルジャイト、ベントナイトまた はへクトライトが重要である。ヘクトライトはしばしばほぼ次の式：　Ｎａｏ、 ｓ７（Ｍｇ、　Ｌｉ）６Ｓｉ６０ｉ２（１（ＯＢ、Ｆ）４（式中ＬｉおよびＦは なくてもよい〕で表わされる。

本発明の場合天然の層状ケイ酸塩ならびに合成により製造した層状ケイ酸を使用 することができる。モンモリロナイトタイプの合成により製造したナトリウム・ マグネシウム層状ケイ酸塩もしくはナトリウム・マグネシウム・フッ素・リチウ ム層状ケイ酸塩を使用するのが好ましい。

もちろん異なる層状ケイ酸塩の混合物を使用してもよい。

本発明において、保護コロイドとして、疎水末端基を有さず、１分子あたり平均 して１個以上のヒドロキシル基を有し、場合により−ｃｎ２−　ＣＨ２−０一単 位を４０重量％まで含有することができるポリ（プロピレンオキシド）が使用さ れる。

ポリ（プロピレンオキシド）とは、式−Ｃ）ＩＣＨ３−ＣＨ２−〇−の２個以上 の構成単位から構成されている化合物と理解される。

疎水末端基とは、ポリ（プロピレンオキシド）の界面活性特性に著しい影響を及 ぼしかつ通常疎水化合物から誘導され、６個より多くの炭素原子を有する基と理 解される。このような末端基形成剤の例として、アルキルフェール、長鎖脂肪族 アルコールｔ；とえば脂肪アルコール、長鎖脂肪族アミン、たとえば脂肪アミン 、長鎖脂肪族カルボン酸たとえば脂肪酸および長鎖脂肪族カルボン酸アミド、た とえば脂肪酸アミドがあげられる。

場合により組み込まれた一ＣＨ，−ＣＨ２−０一単位は統系的に分布しているが しかしブロックコポリマーであってもよく、この場合、ブロックコポリマーは組 み込まれたーＣＨ２−ＣＨＩ　−０一単位と比べて有利である。適したブロック コポリマーは、平均分子量５００〜８０００、有利に１０００〜５０００を有し 、−ＣＨＩ　−ＣＨ２−〇一単位を４０重量％まで、有利に１０〜３０重量％特 に１０〜２０重量％まで有するコポリマーである。

標準状態で固体であるブロックコポリマーには水溶性であるもののみが適してい る。標準状態で液体として存在するブロックコポリマーは必ずしも水溶性である 必要はない。

ポリ（プロピレンオキシド）ホモポリマーを保護コロイドとして使用するのが有 利である。平均分子量４００〜１０００、特に有利に約９００を有し、有利に非 分枝分子から構成されており、有利に１分子あたり平均で２個のヒドロキシル基 を有するポリ（プロピレンオキシド）ホモポリマーを使用するのが特に有利であ る。

ポリ（プロピレンオキシド）ホモポリマーとは、場合により組み込まれた末端基 もしくは開始剤を除いて、主として−ＣＨＣＨａ　−ＣＨ２０一単位から構成さ れている化合物と理解される。′主として２という表現は、少量の異質の七ツマ −（たとえばブチレンオキシド）を含有するポリ（プロピレンオキシド）ホモポ リマーを使用することで使用可能な層状ケイ酸塩分散液が得られることを表わし ている。

本発明により使用すべきポリ（プロピレンオキシド）は、公知の方法で、プロピ レンオキシドの重合により、もしくは適当な出発分子、たとえばグリセリン、ト リメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリフト、ソルビット、サ ッカロース、エチレンジアミン、カルボン酸、カルボン酸アミド等のプロポキシ ル化により製造することができ（エチレンオキシドで共重合することにより一〇 Ｈ，−ＣＢ、　−０−基を導入する）または市販品から広い範囲で選択して得る こともできる。

層状ケイ酸塩は水性分散剤に分散される。分散剤として、唯−水を使用するのが 有利であり、特に脱イオン水を使用するのが有利である。この水は場合により、 なお水で希釈可能な有機溶剤、たとえばブタノール、ブチルグリコール、エチレ ングリコール、ジメチルエーテル、シクロヘキサン、アセトン等を含有していて もよい。

本発明による分散液を製造するためには、塊状でまたは有利に水性分散剤の存在 で、層状ケイ酸塩とポリ（プロピレンオキシド）と十分に混和する。この混合は 、高い剪断力（ディソルバー）を使用して行うのが有利である。

本発明による分散液は、ポリ（プロピレンオキシド）０．３〜１５重量％と、水 性分散剤９８．７〜７５重量％とからなる。層状ケイ酸塩１重量部に対してポリ （プロピレンオキシド）０，３〜２重量％が使用される。

本発明により使用すべき分散液の有利な製造法は、まず分散すべき層状ケイ酸を 一緒に使用すべき水の一部にディソルバーを用いて分散させるることである。

次いでこの分散液に相応する量の使用すべきポリ（プロピレンオキシド）を添加 し、極めて高い剪断力を使用しながらさらに分散させる。最終的に、残りの水を 極めて強力に撹拌（ディソルバー）しながら添加し、即座に、使用可能な層状ケ イ酸塩分散液が得られ、これは問題なく水で希釈可能な被覆組成物に均質混合す ることができる。

水で希釈可能な被覆組成物は、水、水で希釈可能に結合剤、場合により顔料、有 機溶剤およびその他の常用の添加物を含有する、この場合、有利に焼付塗料、つ まり熱の作用下で基材上で硬化する、水で希釈可能な被覆組成物が重要である。

水で希釈可能な被覆組成物は、原則として、水で希釈可能な被覆塑性物にとって 適当な全ての結合剤を含有することができる。例として、水で希釈可能なポリエ ステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂またはアミノプラスト樹 脂が挙げられる。

本発明による層状ケイ酸塩分散液は、顔料、有利に金属顔料特に有利に小板形の アルミニウム顔料を含有し、かつベースコート・クリアコートタイプの二層塗装 の基層の製造に適した水で希釈可能な被覆組成物に有利に均質混合される。この ような被覆組成物の例は、米国特許第４５５８０９０号および欧州特許出願ＥＰ １５１１１０９９号明細書に記載されている。この種の有利な被覆組成物は、結 合剤として、場合により水で希釈可能なポリエステル樹脂および／またはポリア クリレート樹脂と一緒に、水で希釈可能なポリウレタン樹脂ならびに適当な架橋 剤を含有する。

本発明による分散液は、水で希釈可能な被覆組成物が、結合剤の固体成分に対し て、層状ケイ酸を０．５〜１０重量％含有するような量で、水で希釈可能な被覆 組成物に添加される。金属顔料を含有していない場合は、結合剤の固体成分に対 して、層状ケイ酸塩０．５〜５重量％、有利に１．４〜３重量％を使用する。金 属顔料を含有する被覆組成物には、結合剤の固体成分に対して、層状ケイ酸塩２ 〜ｌＯ重量％、有利に４〜６重量％を使用する。

水で希釈可能な被覆組成物に本発明による分散液を均質混合する場合、原則とし て公知方法により、水で希釈可能な被覆組成物の製造工程のそれぞれ任意の時点 で行うことができる。

本発明による層状ケイ酸塩分散液を水で希釈可能な被覆組成物に均質混合すると 、優れた吹付塗布特性を有しかつ感湿性でなく、良好な付着の被覆を生じる被覆 組成物が得られる。本発明による層状ケイ酸塩分散液は、ベースコート・クリア コートタイプの二層塗装の基層の製造に適した、金属顔料を含有する、水で希釈 可能な被覆組成物に均質混合した場合に特に有利な作用を示す。このように得ら れた被覆組成物は最適な流動特性および良好な吹付塗布特性を示し、効果の強い 、感湿性でない、良好に付着するベースコート・クリアコートタイプの二層メタ リック効果塗装に加工することができる。

本発明を次の実施例につき詳説する。部およびパーセントの全ての数値は、他に 記載のない限り重量の数値である。

例　１ モンモリロナイトタイプの精製されたナトリウム・マグネシウム・フッ素・リチ ウム・層状ケイ酸塩４重量部を脱イオン水５０重量部に強力に撹拌しながら（デ ィソルバー：３０００〜４０００ｒｐ＋ｉ）ゆっくりと添加した。次いで強力に 撹拌しながら、平均分子量９００、ＯＨ価１２５を有する非分枝ポリ（プロピレ ンオキシド）４重量部を添加し、これをさらに１５分間撹拌しｔ；０次いでさら に脱イオン水４２重量部を添加し、なお１５分間撹拌した。

例　２ 保護コロイドとしてビロリン酸四ナトリウムで変性されたモンモリロナイトタイ プの精製されｔ；ナトリウム・マグネシウム・フッ素・リチウム・層状ケイ酸塩 ４重量部を強力に撹拌しながら（ディソルバー＝３０００〜４０００　ｒｐｍ） 脱イオン水５０重量部に添加した。添加後なお１５分間撹拌した。次いでさらに 脱イオン水４６重量部を強力に撹拌しながら添加し、さらに１５分間撹拌した。

例　３ 例１および例２により得られた層状ケイ酸塩分散液を当量条件下で、欧州特許出 願公開第８９４９７号、米国特許第４４８９１３５号もしくは同第４５５８０９ ０号明細書に記載されｔ；水で希釈可能な下塗被覆組成物に均質混合した。

こうして得られた下塗被覆組成物を吹付塗布によりボンデライジングされた鋼板 に塗布し、室温（約２０℃）で１５分間の暑気時間の後に、欧州特許出願公開第 ８９４９７号および米国特許第４４８９１３５号ならびに同第４５５８０９０号 明細書に記載れさたようなりリヤラッカーで被覆し、焼付けｊ；。

例１により製造しｊ二層状ケイ酸塩分散液を用いて製造した下塗被覆組成物は、 例２で製造された層状ケイ酸分散液を使用して製造した下塗被覆組成物よりも次 の点で明らかに優れている。

ａ）下塗塗料の流れ傾向 ｂ）メタリック効果 Ｃ）二層塗装の耐湿性（凝縮水が接触する雰囲気；１００％の相対湿度、４０℃ 、１０日間）ｄ）湿分を負荷した後の塗装の付着性 手続補正書（自発） 平成１年９月７日

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．層状ケイ酸塩と、保護コロイドと、水性分散剤とから得られ、かつ層状ケイ 酸塩を水で希釈可能な被覆組成物に均質混合するために適した分散液において、 保護コロイドとして、疎水性末端基を有さず、１分子あたり平均して１個以上の ヒドロキシル基を有し、場合により−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ−単位を４０重量％ま で含有することができるポリ（プロピレンオキシド）を使用して得られたことを 特徴とする水性層状ケイ酸塩分散液。
2. ２．保護コロイドとして、有利に平均分子量４００〜１０００を有し、有利に非 分枝分子から構成されており、有利に１分子あたり平均して２個のヒドロキシル 基を有するポリ（プロピレンオキシド）ホモポリマーを使用して得られた請求の 範囲第１項記載の分散液。
3. ３．保護コロイドとして、平均分子量約９００を有するポリ（プロピレンオキシ ド）ホモポリマーを使用して得られた請求の範囲第２項記載の分散液。
4. ４．水性分散剤として唯一水を含有する請求の範囲第１項から第３項までのいず れか１項記載の分散液。
5. ５．層状ケイ酸塩１〜１０重量％と、ポリ（プロピレンオキシド）０．３〜１５ 量量％と、水性分散剤９８．７〜７５重量％とからなる請求の範囲第１項から第 ３項までのいずれか１項記載の分散液。
6. ６．層状ケイ酸塩１重量部につきポリ（プロピレンオキシド）０．３〜２重量部 を含有する請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項記載の分散液。
7. ７．層状ケイ酸塩、水、結合剤、場合により顔料、有機溶剤および他の常用の添 加物を含有し、層状ケイ酸塩と保護コロイドと水性分散剤とから得られる分散剤 を介して層状ケイ酸塩を被覆組成物に均質混合した水で希釈可能な被覆組成物に おいて、保護コロイドとして、疎水性末端基を有さず、１分子あたり平均して１ 個以上のヒドロキシル基を有し、場合により−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ−単位を４０ 重量％まで含有することができるポリ（プロピレンオキシド）を使用して得られ る分散液を介して層状ケイ酸塩を被覆組成物に均質混合したことを特徴とする水 で希釈可能な被覆組成物。
8. ８．顔料、有利に金属顔料を含有し、ベースコート・クリアコートタイプの二層 塗装の基層を製造するたりに適した請求の範囲第７項記載の水で希釈可能な被覆 組成物。
9. ９．保護コロイドとして、有利に平均分子量４００〜１０００を有し、有利に非 分枝分子から構成され、有利に１分子あたり平均して２個のヒドロキシル基を含 有するポリ（プロピレンオキシド）ホモポリマーを使用して得られる分散液を介 して層状ケイ酸塩を被覆組成物に均質混合した請求の範囲第７項または第８項記 載の水で希釈可能な被覆組成物。
10. １０．平均分子量約９００を有するポリ（プロピレンオキシド）ホモポリマーを 使用して得られた分散液を介して層状ケイ酸を被覆組成物に均質混合した請求の 範囲第９項記載の水で希釈可能な被覆組成物。
11. １１．水性分散剤として唯一水を含有する分散液を介して、層状ケイ酸塩を被覆 組成物に均質混合した請求の範囲第７項から第１０項までのいずれか１項記載の 水で希釈可能な被覆組成物。
12. １２．層状ケイ酸塩１〜１０重量％と、ポリ（プロピレンオキシド）０．３〜１ ５重量％と、水性分散剤９８．７〜７５重量％とを含有する分散液を介して、層 状ケイ酸塩を被覆組成物に均質混合した請求の範囲第７項から第１１項までのい ずれか１項記載の水で希釈可能な被覆組成物。
13. １３．層状ケイ酸塩と、保護コロイドと、水性分散剤とから得られる分散液の混 入により層状ケイ酸塩を水で希釈可能な被覆組成物に均質混合する方法において 、保護コロイドとして、疎水性末端基を有さず、１分子あたり平均して１個以上 のヒドロキシル基を有し、場合により−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ−単位を４０重量％ まで含有することができる層状ケイ酸塩を水で希釈可能な被覆組成物に均質混合 する方法。
14. １４．層状ケイ酸塩を水で希釈可能な被覆組成物に均質混合するための塗料助剤 としての請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項記載の分散液の使用。
15. １５．層状ケイ酸塩を顔料、有利に金属顔料を含有する水で希釈可能な被覆組成 物に均質混合しかつベースコート・クリアコートタイプの二層塗装の基層を製造 するための塗料助剤としての請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項記 載の分散液の使用。