JPH03250078A - 水性被覆用組成物 - 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〕 この発明は、金属や合成樹脂等からなる各種材料や製品
の表面に被膜を施すための水性被覆用組成物に関するも
のである。

〔従来技術〕

金属材料や合成樹脂材料等、さらにはこれら材料等から
なる製品の表面に塗布するための被覆用組成物は、一般
的に性能９価格の面から溶剤ベースの組成物が使用され
ている。

しかしながら、溶剤ベースの組成物は、毒性や燃焼性及
び環境汚染などの点で多くの問題を有するので、溶剤ベ
ースの組成物に代って水をベースにした水性の組成物が
使用され始めている。

か＼る水性タイプの被覆用組成物の代表的なものとして
、現在アルキッド樹脂、アクリル酸エステル系樹脂等を
主体とする水性被覆用組成物が知られている。

一方、水性タイプの被覆用組成物の他の例として塩化ビ
ニリデンを主体とする単量体混合物の乳化重合体からな
る防錆塗料組成物（特開昭６３−１０５０７４号）が知
られている。

〔発明が解決するための手段〕

前記水性タイプの被覆用組成物のうち、アルキッド樹脂
からなる被覆用組成物は、主体となるアルキッド樹脂が
主鎖にエステル結合を多数含有しているために加水分解
を受は易く、その結果組成物の貯蔵安定性が悪り、シか
も得られる被膜は耐水性、耐アルカリ性、耐候性等の性
能が劣るという欠点を有すると共に、アクリル酸エステ
ル系樹脂を主体とする水性被覆用組成物は、防蝕性が劣
るという問題がある。

他方、前記特開昭６３−１０５０７４号に記載の水性タ
イプの防錆用組成物は、被塗装物に対する塗膜の密着性
が必ずしも良好でなく、これに起因して被塗装物と塗膜
との間に錆びが生じ昌いため、防錆性を向上させる目的
でタンニン化合物を添加している。

しかしながら、前記タンニン化合物は水性媒体中への分
散性に劣るため２分散状態で添加する操作がきわめて煩
瑣であるという製造上の問題を有している。

この発明はか＼る現状に鑑み、密着性、耐蝕性および耐
水性等の優れた水性タイプの被覆用組成物を提供するこ
とを目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、この発明の水性被覆用組成物
は、塩化ビニリデン５５〜９５重量％。

ラジカル重合性基を有するシラン系華量体０．１〜２０
重量％及びこれらと共重合可能な１種若しくは２種以上
のエチレン性不飽和羊量体２〜４４重量％を重合して得
た共重合体からなることを特徴とするものである。

前記共重合体を構成する華量体中、塩化ビニリデンは、
その使用量が５５重量％未満の場合は得られた水性被覆
用組成物のガスバリア性が劣ると共に、被膜の充分な耐
蝕性、耐水性が得られない。

この塩化ビニリデンは、その含有量が多くなればなるほ
どガスバリア性が傍れたものとなるが。

その使用量が９５重量％を超えると、被膜の密着性、耐
候性が劣るようになり、エマルジョン自身の貯蔵安定性
も悪く、実用に適さないので、被膜に充分な密着性、耐
蝕性を与えるには、その使用量が７０重量％以上である
ことが好ましい。

つぎに共重合体を構成するラジカル重合性基を有するシ
ラン系単量体（以下単にシラン系単量体という）として
は１例えばビニルトリメトキシシラン２　ビニルトリエ
トキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシ−エトキシ
）シラン、ビニルトリアセトキシシラン、Ｔ−メタクリ
ロオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロ
ロシラン。

Ｔ−メタクリロオキシプロビルトリス（２−メトキシ−
エトキシ）シランなどを挙げることができるが、共重合
性の点からγ−メタクリロオキシプロピルトリメトキシ
シランが最も好ましい。

このシラン系単量体は、その含有量が０．１重量％未満
であると、被膜に充分な密着性を付与することができず
、その含有量が２０重量％を超えてもこれに対応する防
錆効果の向上は認められず。

経済的に不利となる。より良好な密着性を得るにはその
含有量が０．５重量％以上であることが望ましい。

前記塩化ビニリデン及びシラン系単量体と共重合可能な
エチレン性不飽和単量体としては２例えばアクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル６アクリル酸プロピル、アクリ
ル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−２−
エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、酢酸ビルニル、
スチレン、塩化ビニル、アクリロニトリル等の単量体（
以下これらをＡ群単量体という）５及びアクリル酸、メ
タクリル酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸等の単量
体（以下これらをＢ群単量体という）を挙げることがで
きる。

これらＡ群単量体とＢ群単量体の塩化ビニリデン及びシ
ラン系単量体に対する使用は、Ａ群単量体を華独で、若
しくはＡ群単量体およびＢ群単量体を併用して使用して
もよく、その場合の使用量は既述のとおり２〜４４重量
％の範囲であるが。

Ａ群単量体とＢ群単量体を併用する場合におけるＢ群単
量体は、５％重量以下の範囲に留めて使用することによ
って優れた被膜を形成することができるので好ましい。

か＼る水性被覆組成物の密着性は、共重合体の分子量を
１通常の重合で得られる分子量よりも低くすることによ
って改良することができ、か＼る低分子量の共重合体は
、共重合反応に際して、ｎ−オクチルメルカプタン、１
−ドデシルメルカプタン、イソプロパツール、イソブタ
ノール、四塩化炭素等の連鎖移動剤を使用することによ
って容易に得ることができる。連鎖移動剤の使用蓋は。

一般に全単量体の使用量に対して５重量％以下であるこ
とが望ましい。

この発明の水性被覆用組成物は、所望によって界面活性
剤、可塑剤、皮膜形成助剤、増粘剤、防腐剤、消泡剤、
顔料、防錆剤、凍結安定改良剤。

着色剤等の１種若しくは２種以上を使用することができ
る。

また、この発明の水性被覆用組成物は、水性媒体により
任意の割合に希釈することができるが。

得られる組成物の固形分濃度が２０重量％未満になると
乾燥性が劣るため実用上好ましくなく、２０重量％以上
とすることが望ましい。

この発明の水性被覆用組成物は、被覆すべき対象物に直
接塗布するもので、塗布に際しては対象物に対して概ね
５〜２００ｇ／ｎ（（固形分換算）の割合で使用するも
のであるが、特に好ましい量はｌＯ〜１００ｇ／ｎ（（
固形分換算）である。

対象物に対する塗布量が過小の場合、換言すれば過度に
３２りの場合には、被膜に充分なバリヤ性が発揮されな
かったり、軽度の接触や温度、湿度等の気候条件に対し
て安定な状態で対象物に密着されなかったりして、耐蝕
性が損なわれる４ｔｆｉ向が生じ、塗布量が多すぎると
、被膜の厚塗りによって乾燥性が悪くなり１作業性さら
には経済性の面で有効ではない。

この発明の水性被覆用組成物を塗布する対象物としては
、鉄等の金属材料、ベニヤや合板等の木質材料１石膏ボ
ードやストレート板等の無機質材料、さらには発泡スチ
ロール等の合成樹脂材料等を挙げることができるが、好
ましくはこの発明の水性被覆用組成物が具備する防錆性
が活かされる鉄等の金属材料である。

使用に際しては、この発明の水性被覆用組成物を前記の
材料に刷毛塗り、吹付け、浸漬、各種コーター等により
塗布したのち、風乾或いは熱風乾燥等の手段で乾燥させ
ることによって良好な皮膜を得ることができる。

〔作　　　用〕

この発明の水性被覆用組成物は、塩化ビニリデンとシラ
ン基型蓋体及びこれらと共重合が可能なエチレン性不飽
和単量体の所定量を配合し、これらの重合で得た共重合
体で構成されので、塗布等によって得られた被膜は、優
れたガスバリア性を有すると共に、耐水性、密着性が一
段と向上し。

特に前記シラン系単量体の配合で塗膜の密着性を改善し
て、鉄材等の金属対象物に対する防錆作用を発揮するこ
とができるものである。

〔実　施　例〕

以下、実施例及び比較例を掲げてこの発明をさらに具体
的に説明する。

なお、実施例および比較例中の「部」および「％」はい
ずれも重量基準によるものである。

実施例及び比較例における性能は、予め＃３２０のサン
ドペーパーで表面を研磨した軟鋼板に。

添加剤を加えるか、加えない水性被覆用組成物をバーコ
ーターで膜厚約４０μに塗装し、温度２０℃、湿度７０
％の雰囲気で７日間放置して乾燥させたものを以下の項
目によって評価した。

＋１．１　　密着性ゴバン目試験 １ｎ幅のゴバン目を１００個作り、その上にセロハン粘
着テープを貼付け、それを勢いよく剥がして試験し、全
個数（分母）に対する残った個数（分子）の比として評
価する。

（２）耐水性 温度２０℃の水道水に浸漬して目視により被膜面の状態
を調べた。

（３）防蝕性 カッターナイフで被膜に素地まで達するようにクロスカ
ットを施し、塩水噴霧試験機で５％食塩水を噴霧させて
１２０時間による試験を行った後、塗面の状Ｂ（クロス
カット部から錆の輻）を調べた。

なお、各実施例、比較例で使用した単量体の略号は次ぎ
のとおりである。

ＶＤＣ：塩化ビニリデン ＭＡ　　　ニアクリル酸メチル ＥＡ　　　ニアクリル酸エチル ＢＡ　　　ニアクリル＃Ｉｎ−ブチル ＨＡ　　　ニアクリル酸−２−エチルヘキシルＭＭＡ　
　　：メタクリル酸メチル ＭＡＡ　　　：メタクリル酸 ＡＡ　　　ニアクリル酸 ＤＭ　　　　　：ｌ−ドデシルメルカプタンＡ−１７４
：γ−メタクリロオキシブロビルトリメトキシシラン （日本ユニカー鋳製） Ａ−１７１：ビニルトリメトキシシラン（日本ユニカー
特製） ス１１江上 温度調節器、攪拌機、供給容器、温度針及び窒素ガス導
入管を備えた反応容器内に。

水　　　　　　　　　　　　　　　　　　５６．２部ド
デシルベンゼン スルホン酸ソーダ　　　　　　　０．２部過硫酸カリウ
ム　　　　　　　　０．３部を仕込み、内部を窒素ガス
で置換し、その後減圧してさらに窒素ガスを導入した。

ついで、この反応容器内の温度を５０℃に保って攪拌し
ながら、別容器から下記の化合物からなる混合物を定量
ポンプを用いてｌＯ時間力ｑノで連続的に送入した。

ＶＤＣ５５部 ＭＡ　　　　　　　　　　　４３部 ＡＡ　　　　　　　　　　　１部 Ａ−１７４１部 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４５．５部
ドデシルベンゼン スルホン酸ソーダ　　　　　　　１，８部亜硫酸水素ナ
トリウム　　　　０．０１部前記所定量の混合物を送入
した後、さらに温度５０℃で１時間重合を継続させ、固
形分含有量が約５０％の乳化重合による共重合体を得た
。

この共重合体を、密着性ゴバン目試験のための軟鋼板に
そのま＼塗装し、前記の試験方法によって性能を評価し
た。

その結果、密着性ゴバン目試験は、１００／１００、耐
水性は７日目後異常なし、耐蝕性は１．５１１という良
好な性能を認めた。

比較■上 単量体混合物の成分及び配合組成を下記のとおりとした
以外は実施例１と同様にして乳化重合を行い、固形分含
有量が４９％の共重合体を製造した。

ＶＤＣ９６部 ＭＡ　　　　　　　　　　　　　２部 ＭＡＡ　　　　　　　　　　　　１部 Ａ−１７４　　　　　　　　　１部 かくて得た共重合体は貯蔵安定性が悪く、３日後には大
蓋の沈澱物を生じた。

また、貯蔵中に成膜性を失ったので可塑剤り。

Ｐを添加することによって、成膜性を付与することが可
能となったが、得られた被膜は、ちぎれ易く、実用に供
し得なかった。

人施に土 単量体混合物の成分及び配合量を第１表のとおりとした
以外は実施例１と同様に乳化重合し２得られた共重合体
そのものを水性被覆用組成物として塗布した。

〔以下余白〕

第 表 単量体混合物の成分及び配合量を第２表のとおりとした
以外は実施例１と同様に乳化重合し、得られた共重合体
そのものを水性被覆用組成物として塗布した。

〔以下余白〕

第 ２ 表 ＲＡＭ体混体物合物分及び配合量を第３表のとおりとし
た以外は実施例１と同様に乳化重合して共重合体を得た
。

〔以下余白〕 第 表 得られた共重合体に、界面活性剤、消泡剤、成膜助剤、
増粘剤を混合して下記（１）の組成のラテックス混合物
Ａを調製する一方、高速攪拌機を使用して下記（２）の
組成の顔料分散体を別途に調製した。

（１）　　ラテックス混合物Ａ の組成共重合体　　　　　　　　５０部ドデシルベンゼ
ン スルホン酸ソーダ　　　　　　　０．６部ＳＮデフォ−
マー ４８０　（サンノブコ＠）　　　　　　０．１部ブチル
セロソルブ　　　　　　　２　部アデカノールＵＨ １４０Ｓ　（旭電化工業Ｑｌ）　　　　０．１部（２）
顔料分散体の組成 ドデシルベンゼン スルホン酸ソーダ　　　　　　　　６部ＳＮデフォ−マ
ー ４８０　（サンノブコ■）　　　　　　３部リン酸亜鉛
　　　　　　　　　１６０部カオリン　　　　　　　　
　　４６０部酸化チタン　　　　　　　　　　７０部前
記のラテックス混合物Ａ６０部と、顔料分散体４０部と
を低速攪拌機を使用して混合することにより水性被覆用
組成物を調製し、この組成物を実施例１と同様の方法で
塗布して性能評価を行った。

前記実施例２〜７及び比較例２，３の被膜の性能評価の
結果を第４表に示す。

〔以下余白〕

第 表 単量体混合物の成分及び配合組成を、下記のとおり変更
した以外は実施例１と同様に乳化重合を行って、固形分
含有量が５０％の共重合体を製造した。

ＶＤＣ７５部 ＨＡ　　　　　　　　　　２０部 ＭＡＡ　　　　　　　　　　４部 Ａ−１７１１部 この共重合体のそのま＼を水性被覆用組成物として塗布
し性能を評価した。

その結果、密着性ゴバン目試験は１００／１００、耐水
性は７日後異常なし、耐蝕性は２．５鶴と良好であった
。

比較±↓ シラン系単量体を配合しない下記の成分からなる単量体
混合物を使用し、実施例１と同様に乳化重合を行った。

ＶＤＣ８０部 ＢＡ　　　　　　　　　　１０部 ＨＡ　　　　　　　　　　１０部 得られた共重合体のそのままを水性被覆用組成物として
被覆し、その性能を評価した。

その結果、密着性ゴバン目試験は０／１００゜耐水性は
４日で膨れが生じ、耐蝕性は８．０　ｍｍであった。

〔発明の効果〕

この発明の水性被覆組成物は、塩化ビニリデン５５〜９
５重蓋％、シラン系単量体０．１〜２０重量％およびこ
れらと共重合可能な１種若しくは２種以上のエチレン性
不飽和単￥体２〜４４重量％を重合して得られる共重合
体で構成されているので、被覆に際しての密着性、耐水
性、防蝕性等の諸性質に優れた被膜を得ることができる
。

特に有機珪素化合物としてのシラン系単量体を共重合体
の一成分とすることによって、従来の水性タイプの塩化
ビニリデン系の被覆組成物に比べ被膜の密着性が格段に
向上した結果、優れた耐水及び防錆効果を発揮するもの
で、塗料その他の被覆用として高い利用価値を有するも
のである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）塩化ビニリデン５５〜９５重量％、ラジカル重合
   性基を有するシラン系単量体０．１〜２０重量％及びこ
   れらと共重合可能な１種若しくは２種以上のエチレン性
   不飽和単量体２〜４４重量％を重合して得た共重合体か
   らなることを特徴とする水性被覆用組成物。