JPH02135251A - 水性塗料組成物 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水性塗料組成物に関し、詳しくは鋼板などに塗
装された場合に浸れた耐食性能を示す水性塗料組成物に
ｌする。本発明の水性塗料組成物は、自動車の足廻り部
品、鋳造部品、鍛造部品などの下塗り塗料として有用で
ある。

［従来の技術１ 白ＩＪＪ　１１の足廻り部品などには、従来より電百省
料がゆ装され、形成された電着塗膜により耐食性が付与
されている。しかしながら鋳造部品あるいは鍛造部品に
ついては、電着塗装が困難であるために、電着塗料以外
の防錆塗料が用いられている。

なかでも塩化ビニリデン樹脂系エマルジョンをベース樹
脂とした水性塗料から形成された塗膜は、水、酸素、イ
オンなどの透過抑Ｉ１１作用が大きく優れたバリア作用
をもち、耐食性に擾れていることが発見されたため、利
用に向けて鋭意検討されている。

例えば、特開昭６３−１０５０７３号公報には、塩化ビ
ニリデンと、アクリル酸エステルなどのモノマと、アク
リル酸などのビニル系不飽和カルボン酸とから乳化重合
された塩化ビニリデン系エマルジョンに、タンニン物質
を混合した防錆塗料組成物が開示されている。この塗料
組成物は、塩化ビニリデンのバリア作用とタンニンの鉄
とのキレト反応との相乗効果により帰れた防錆性能を示
している。

［発明が解決しようとする課題］ タンニン物質を含有する水性塗料は、鉄とキレート化合
物を形成して安定化するので防錆塗料として好適である
。しかし本発明省らの研究によれば、タンニン物質を含
有する水性塗料は、貯蔵中に変化が生じてタンニンの効
果が次第に低下することが明らかとなった。また、従来
の塩化ビニリデン樹脂系エマルジョンをベース樹脂とし
た水性塗料から形成された塗膜は、厳しい試験条件下で
は十分な１１１４食性能を有しているとはいえず、さら
に１脣れた耐食性能をもつ塗膜が形成できる塗料の開発
が望まれていた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
タンニン物質は用いず、塩化ビニリデンＩＩ詣系エマル
ジョンをベース樹脂とした塗料組成物の組成を改良する
ことにより、−層帰れた耐食性能を有するようにするこ
とを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の水性塗料組成物は、塩化ビニリデン４０〜８０
重量％と塩化ビニル１０〜６０重量％とビニル七ノア５
〜４９．９重滑％とビニル系不飽和カルボン酸０．１〜
５重隋％とからなるモノマ成分を乳化重合して形成され
樹脂骨格中に塩素原子を４０〜７０重量％含有する塩化
ビニリデン樹脂系エマルジョンが固形分換算で１００重
市１と、粒径が０．２〜５μｍの範囲にあり平均粒径が
１〜５μｍの第１粉末２０〜９０重量％と粒径が５〜５
０μｍの範囲にあり平均粒径が８〜１５μｍの第２粉末
１０〜８０重畳％とよりなる紛質充填材２０〜２５０重
量部と、を含有してなることを特徴とする。

本発明の水性塗料組成物に含有される塩化ビニリデン樹
脂系エマルジョンを構成する樹脂のモノマ組成において
、塩化ビニリデンは全体を１００１間％とした場合４０
〜８０重量％とされる。塩化ビニリデンの配合量が４０
重量％より少なくなると、前述したバリア作用が低下づ
るため十分な耐食性が１ｑられない。また、８０巾吊％
を超えると、ｊＯられるエマルジョンが結晶化しゃすく
なり造膜性に劣るようになる。また、耐熱性に不具合が
生じる場合もある。

塩化ビニルは１０〜６０重量％配合される。塩化ビニル
の配合量が１０重Φ％より少なくなると耐食性が低下し
、６０重量％より多くなっても塩化ビニリデンの間が不
足するため耐食性に劣るようになる。１０〜３０重量％
の範囲が特に好ましい。

樹脂骨格中の塩素原子の含有量は４０〜７０重量％とさ
れる。塩素原子の含有量が４０重蟻％より少ないとバリ
ア作用が小さく耐食性に劣るようになり、７０重量％を
超えると塗膜のｆｊ着性が低下する。なお、塩化ビニリ
デンおよび塩化ビニルを上記範囲の配合量とすることに
より、塩素原子の含有量は通常この範囲の値となる。

他のモノマとしてビニルモノマが５〜４９．９１邑％配
合される。ビニルモノマの配合量が５重市％より少なく
なると密着性が不足となり、４９゜９　！Ｔ！ｆｉ％よ
り多（なると塩化ビニリデンおよび塩化ビニルの配合量
が相対的に減少することにより耐食性が低下する。この
ビニルモノマとしては、各種アクリル酸エステル、各種
メタクリル酸エステル、酢酸ビニル、スチレンなど従来
公知のモノマの一種又は複数種類から選択することがで
きる。

また本発明の水性塗料組成物には、ビニル系不飽和カル
ボン酸が０．１〜５重量％配合される。

この配合Ｍが０．１重量％より少ないと造膜性に劣り、
５重量％を超えると重合反応中におけるエマルジョン粒
子の安定性が不十分となる。このビニル系不飽和カルボ
ン酸としては、アクリル酸又はメタクリル酸が代表的に
用いられる。

上記した各モノマを上記範囲で混合し、乳化剤を添加し
て乳化重合することにより、本発明の水性借料組成物の
一構成要素である塩化ビニリデン樹脂系エマルジョンが
得られる。この乳化重合は従来と同様に行なうことがで
きる。

本発明の水性塗料組成物の最大の特徴は、特定の粒度分
布を有する紛質充填材を含有するところにある。この紛
質充填材は、粒径が０．２〜５μｍの範囲にあり平均粒
径が１〜５μｍの第１粉末２０〜９０重量％と、粒径が
５〜５０μｍの範囲にあり平均粒径が８〜１５μｍの第
２粉末１０〜８０重量％とよりなる。この範囲の粒度分
布をもつ紛質充填材を用いることにより、紛質充填材は
塗膜中で最密充填に近く充填され、塩化ビニリデン樹脂
のバリア作用を援助するため、優れた耐食性を示すよう
になる。

この紛質充填材の含有量は、塩化ビニリデン樹脂系エマ
ルジョンの固形分換算で１００重量部に対して１０〜２
５０！Ｔ！ｆｆｉ部とされる。紛質充ｊ眞材の含有量が
１０重量部より少ないと耐食性向上の効果が充分でなく
、２５０重吊部上り多くなると樹脂成分が相対的に少な
くなることにより塗膜強度などの物性が低下したり、逆
に耐食性も低下するようになる。なお、第１粉末と第２
粉末とは、異種類であってもよいし同種類のものを用い
ることもできる。

この紛質充填材としては、タルク、炭酸カルシウム、硫
酸バリウム、クレイ、ケイソウ土などの体質顔料が主と
して用いられるが、他に酸化チタン、酸化鉄、雲母、ク
ロム酸鉛などの無機顔料、アゾ系、フタロシアニン系な
どの有様顔料、カーボンブラックなどを併用することも
できる。

本発明の水性塗料組成物は、さらに防錆顔料を含有する
ことが望ましい。塩化ビニリデン樹脂系エマルジョンに
防錆顔料を併用することにより、防錆性能を一層向上さ
せることができる。この防錆顔料は、塩化ビニリデン樹
脂系エマルジョンの固形分換算で１００重量部に対して
５〜５０ｍｆｆｆｉ部とするのがよい。５重量部に足り
ないと含有させた効果が見られず、５０重滑部より多（
なってもその効果が飽和し、樹脂成分が相対的に少なく
なることによる塗膜強度、耐食性などの物性の低下が生
じる。この防錆顔料としては、クロム酸亜鉛、鉛丹、鉛
酸カルシウム、アリザニン、リン酸亜鉛など公知の防錆
顔料を利用できる。なかでも無毒性のリン酸亜鉛などを
利用することが好ましい。

なお、本発明の水性塗料組成物には、上記した配合物に
加えてタレ止め剤、消泡剤、造膜助剤、カップリング剤
などの各種φ料添加剤を添加することができる。

本発明の水性塗料組成物は、被塗物表面にエアスプレー
など公知の塗装方法で塗装され、常温又は加熱下で所定
時間保持することにより造膜して、耐食性に優れた塗膜
が形成される。

［発明の作用および効果〕 本発明の水性塗料組成物は、粒径が０．２〜５μｒｎの
範囲にあり平均粒径が１〜５μｍの第１粉末２０〜９０
重呈％と、粒径が５〜５０μｍの範囲にあり平均粒径が
８〜１５μｍの第２粉末１０〜８０弔吊％とよりなる紛
質充填材を含有している。この範囲の粒度分布をもつ紛
質充填材を用いることにより、紛質充填材は塗膜中で最
密充填に近く充填され、水やイオンなどが素材に到達す
るのを妨げて塩化ビニリデン樹脂のバリア作用を援助す
るため、優れた耐食性を示すようになる。

したがって本発明の水性塗料組成物によれば、従来のカ
チオンｍ着塗膜にも劣らない浸れた耐食性を有する塗膜
が得られるので、従来電着塗装が困難であった鋳造部品
、鍛造部品などに塗装して耐食性を向上させることがで
きる。

［実施例］ 以下、実施例により具体的に説明する。なお、以下にい
う部は全て重量部を意味する。

（塩化ビニリデン樹脂系エマルジョンの合成）脱イオン
水９５部、塩化ビニリデン１４部、塩化ビニル４部、ア
ルキルジフェニルニーデルジスルホン酸ナトリウム０．
１部および過硫酸ナトリウム０．２部を耐圧反応容器中
に投入し、撹拌しながら５０℃で４時間保持する。次に
アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム０
．１部を加え、５０℃に保持したまま攪拌しながら、塩
化ビニリデン５６部および塩化ビニル１６部を１０時間
かけて連続的に添加する。その後さらにアクリル酸エチ
ル８部、アクリルｉ！１１１２部および亜硫酸ナトリウ
ム０．０４部を加え、攪拌しながら５０℃で１０時間保
持する。これにより固形分６０重量％の塩化ビニリデン
樹脂系エマルジョンが得られた。

（実施例１） 第１表にも示すように、上記で合成された塩化ビニリデ
ン樹脂系エマルジョンを固形分操体で１００部に対し、
カーボンブラック１部、粒子！￥０゜５〜５０μｍおよ
び平均粒径８〜１２μｍのタルク△２５部、粒子径０．
２〜１０μｍおよび平均粒（￥３〜５１．ｔｍのタルク
［３２５部、防錆顔料としＣリン前曲１１１０部、塗は
［添加剤１部および純水２００部を加え、攪拌分散して
実施例１の水性塗料組成物を調製した。なお、タルクＡ
とタルクＢとを上記比率で混合した場合、粒径が０．２
〜５μｍの範囲にあり平均粒径が１〜５μｍの第１粉末
が４０ｆｆｌ荀％、粒径が５〜５０μｍの範囲にあり平
均粒径が８〜１５μｍの第２粉末が６０手量％となる構
成である。

この水性塗料組成物を鋼板表面に乾燥膜厚が４０μｍと
なるようにエアスプレーで塗布し、室温（２０℃、湿度
５０％）で２４時間乾燥して試験板を形成した。そして
塗膜の密着性をＭ盤目試験により評価した。また塗膜に
クロスカットを刻み、３５℃、５部濃度の食塩水をスプ
レーする塩水噴霧試験および４０℃の渇水中に浸漬する
耐水性試験を行ない、それぞれクロスカット部の鎖中が
片中３ｍｍとなるまでの試験時間、又は塗面にブリスタ
が発生するまでの試験時間のうち、どちらか短い方を測
定した。結果を第１表に示す。なお、試験は２４０時間
で打ち切った。

（実施例２） タルクＡを１０部、タルクＢを４０部としたこと以外は
実施例１と同様にして塗料を調製し、同様に塗装、試験
を行なって結果を第１表に示す。

なお、この場合タルク全体としては、粒径が０゜２〜５
μｍの範囲にあり平均粒径が１〜５μｍの第１粉末が６
４手量％、粒径が５〜５０μｍの範囲にあり平均粒径が
８〜１５μｍの第２粉末が３６手量％となる構成である
。

（比較例１） タルク△を５０部用い、タルクＢを用いなかったこと以
外は実施例１と同様にして塗料を調製し、同様に塗装、
試験を行なって結果を第１表に示す。

（比較例２） タルクＢを５０部用い、タルクΔを用いなかったこと以
外は実施例１と同様にして塗料をｗＡＴ！４Ｌ、同様に
塗装、試験を行なって結束を第１表に示づ。

（評価） 第１表の試験結果より、比較例で形成された試験板（よ
３ｇ水噴霧試験で７２〜１２０時間の結果であるが、実
施例で形成された試験板は塩水噴霧試験で１９２〜２４
０時間以上と優れた耐食性を示している。また、耐水性
においても、比較例では１２０時間でブリスタが発生し
ているが、実施例の試験板では２４０時間経過しても異
常はみられなかった。これらの結果は、実施例で用いた
タルクの粒度分布に基づくものであることが明らかであ
る。

第１表 １ｆｔ許出願人　　アイシン化工株式会社代理人　　　
弁理士　　　大川　宏

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）塩化ビニリデン４０〜８０型間％と塩化ビニル１
   ０〜６０重量％とビニルモノマ５〜４９０９重量％とビ
   ニル系不飽和カルボン酸０．１〜５重量％とからなるモ
   ノマ成分を乳化重合して形成され樹脂骨格中に塩素原子
   を４０〜７０重量％含有する塩化ビニリデン樹脂系エマ
   ルジョンが固形分換算で１００重量部と、 粒径が０．２〜５μｍの範囲にあり平均粒径が１〜５μ
   ｍの第１粉末２０〜９０重量％と粒径が５〜５０μｍの
   範囲にあり平均粒径が８〜１５μｍの第２粉末１０〜８
   ０重量％とよりなる紛質充填材２０〜２５０重量部と、
   を含有してなることを特徴とする水性塗料組成物。