JPH06256708A - 金属被覆用水性樹脂組成物 - Google Patents
金属被覆用水性樹脂組成物Info
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- JPH06256708A JPH06256708A JP7293993A JP7293993A JPH06256708A JP H06256708 A JPH06256708 A JP H06256708A JP 7293993 A JP7293993 A JP 7293993A JP 7293993 A JP7293993 A JP 7293993A JP H06256708 A JPH06256708 A JP H06256708A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐水性に優れ、加圧スチーム処理を受けた後
でも、硬度が高くかつ加工性に優れる塗膜を形成する水
性被覆組成物の提供。 【構成】 (a)(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキ
ルおよびその他のα,β−エチレン性不飽和単量体から
なる重合体の片末端にラジカル重合性基を有するマクロ
モノマー、(b)α,β−エチレン性不飽和カルボン
酸、(c)(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルおよ
び(d)その他のビニル単量体を共重合して得られる共
重合体であって、水酸基価が20〜150KOH mg/gで
ある共重合体中のカルボキシル基を塩基で中和してなる
水性共重合体およびアミノ樹脂からなる金属被覆用水性
樹脂組成物。
でも、硬度が高くかつ加工性に優れる塗膜を形成する水
性被覆組成物の提供。 【構成】 (a)(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキ
ルおよびその他のα,β−エチレン性不飽和単量体から
なる重合体の片末端にラジカル重合性基を有するマクロ
モノマー、(b)α,β−エチレン性不飽和カルボン
酸、(c)(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルおよ
び(d)その他のビニル単量体を共重合して得られる共
重合体であって、水酸基価が20〜150KOH mg/gで
ある共重合体中のカルボキシル基を塩基で中和してなる
水性共重合体およびアミノ樹脂からなる金属被覆用水性
樹脂組成物。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属被覆用水性樹脂組
成物に関するものであり、本発明の金属被覆用水性樹脂
組成物は、耐水性、特に耐スチ−ム性に優れており、加
圧スチーム処理をされた後でも硬度が高くかつ加工性に
優れる塗膜を形成し、家電機器または自動車等に用いら
れる鋼板および金属缶用の水性塗料として特に有用であ
る。
成物に関するものであり、本発明の金属被覆用水性樹脂
組成物は、耐水性、特に耐スチ−ム性に優れており、加
圧スチーム処理をされた後でも硬度が高くかつ加工性に
優れる塗膜を形成し、家電機器または自動車等に用いら
れる鋼板および金属缶用の水性塗料として特に有用であ
る。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】金属用塗料、特に清涼飲
料水または加工食品等を包装する金属缶用塗料には、加
熱下での耐水性及び加工性等の物性が求められ、従来か
かる金属用塗料としては、加熱硬化によって優れた塗膜
を形成するエポキシ/アミノ系樹脂、アクリル/アミノ
系樹脂およびポリエステル/アミノ系樹脂等の有機溶剤
型塗料が用いられていた。しかし、それらの溶剤型塗料
では、塗装時に多量の有機溶剤が大気中に蒸散するた
め、環境汚染ならびに資源浪費等の問題があった。
料水または加工食品等を包装する金属缶用塗料には、加
熱下での耐水性及び加工性等の物性が求められ、従来か
かる金属用塗料としては、加熱硬化によって優れた塗膜
を形成するエポキシ/アミノ系樹脂、アクリル/アミノ
系樹脂およびポリエステル/アミノ系樹脂等の有機溶剤
型塗料が用いられていた。しかし、それらの溶剤型塗料
では、塗装時に多量の有機溶剤が大気中に蒸散するた
め、環境汚染ならびに資源浪費等の問題があった。
【0003】そのために、上記溶剤型塗料に代えて、水
を媒体とする水性塗料の採用が検討されているが、従来
の水性塗料では、耐水性に劣り、沸騰水程度の熱水処理
には耐えても、120℃以上の加圧スチームによる処理
(レトルト処理)を受けると、塗膜物性が著しく劣化す
る点で実用に耐えないというのが現状であった。
を媒体とする水性塗料の採用が検討されているが、従来
の水性塗料では、耐水性に劣り、沸騰水程度の熱水処理
には耐えても、120℃以上の加圧スチームによる処理
(レトルト処理)を受けると、塗膜物性が著しく劣化す
る点で実用に耐えないというのが現状であった。
【0004】上記加圧スチーム処理に耐える水性塗料を
目的とする多数の提案があり、例えば、特開平3−72
577号公報には、(イ)芳香族ビニル単量体及び(メ
タ)アクリル酸アルキルを主成分とし、分子中にカルボ
キシル基及び水酸基を有する共重合体を塩基で中和した
水性アクリル樹脂、(ロ)水酸基含有ポリオールおよび
(ハ)アミノ樹脂からなる水性塗料が提案されている
が、得られる塗膜の物性はなお実用的に満足できる水準
に至っていない。
目的とする多数の提案があり、例えば、特開平3−72
577号公報には、(イ)芳香族ビニル単量体及び(メ
タ)アクリル酸アルキルを主成分とし、分子中にカルボ
キシル基及び水酸基を有する共重合体を塩基で中和した
水性アクリル樹脂、(ロ)水酸基含有ポリオールおよび
(ハ)アミノ樹脂からなる水性塗料が提案されている
が、得られる塗膜の物性はなお実用的に満足できる水準
に至っていない。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意検討した結果、カルボキシル基を
有する単量体およびその他の単量体からなる単量体混合
物と、ヒドロキシル基を有する下記マクロモノマーとを
共重合して得られる、特定の構成の共重合体中のカルボ
キシル基を塩基で中和した水性共重合体およびアミノ樹
脂からなる樹脂組成物が、耐水性に優れ、120℃以上
の加圧スチームによる処理後にも硬度及び加工性に優れ
る塗膜を形成することを見出し、本発明を完成するに至
った。
を解決するために鋭意検討した結果、カルボキシル基を
有する単量体およびその他の単量体からなる単量体混合
物と、ヒドロキシル基を有する下記マクロモノマーとを
共重合して得られる、特定の構成の共重合体中のカルボ
キシル基を塩基で中和した水性共重合体およびアミノ樹
脂からなる樹脂組成物が、耐水性に優れ、120℃以上
の加圧スチームによる処理後にも硬度及び加工性に優れ
る塗膜を形成することを見出し、本発明を完成するに至
った。
【0006】即ち、本発明は、(a)(メタ)アクリル
酸ヒドロキシアルキルおよびその他のα,β−エチレン
性不飽和単量体からなる重合体の片末端にラジカル重合
性基を有するマクロモノマー、(b)α,β−エチレン
性不飽和カルボン酸、(c)(メタ)アクリル酸ヒドロ
キシアルキルおよび(d)その他のビニル単量体からな
る共重合体であって、上記成分(a)〜(d)に基づく
各単位の合計量を基準にして、成分(a)に基づく単位
が3〜30重量%、成分(b)単量体単位が3〜20重
量%、成分(c)単量体単位が5〜40重量%、また成
分(d)単量体単位が10〜91重量%であり、かつ水
酸基価が20〜150KOH mg/gである共重合体中のカ
ルボキシル基を塩基で中和してなる水性共重合体および
アミノ樹脂からなる金属被覆用水性樹脂組成物である。
酸ヒドロキシアルキルおよびその他のα,β−エチレン
性不飽和単量体からなる重合体の片末端にラジカル重合
性基を有するマクロモノマー、(b)α,β−エチレン
性不飽和カルボン酸、(c)(メタ)アクリル酸ヒドロ
キシアルキルおよび(d)その他のビニル単量体からな
る共重合体であって、上記成分(a)〜(d)に基づく
各単位の合計量を基準にして、成分(a)に基づく単位
が3〜30重量%、成分(b)単量体単位が3〜20重
量%、成分(c)単量体単位が5〜40重量%、また成
分(d)単量体単位が10〜91重量%であり、かつ水
酸基価が20〜150KOH mg/gである共重合体中のカ
ルボキシル基を塩基で中和してなる水性共重合体および
アミノ樹脂からなる金属被覆用水性樹脂組成物である。
【0007】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明における塩基による中和前の上記共重合体
は、成分(a)すなわちマクロモノマーに基づく重合体
単位を枝成分とし、他の成分(b)〜(d)からなる重
合体を幹成分とするグラフト共重合体であり、以下中和
前のグラフト共重合体をカルボキシル基含有グラフト共
重合体という。
る。本発明における塩基による中和前の上記共重合体
は、成分(a)すなわちマクロモノマーに基づく重合体
単位を枝成分とし、他の成分(b)〜(d)からなる重
合体を幹成分とするグラフト共重合体であり、以下中和
前のグラフト共重合体をカルボキシル基含有グラフト共
重合体という。
【0008】本発明における上記成分(a)は、前記の
とおり、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルおよび
その他のα,β−エチレン性不飽和単量体からなる重合
体の片末端にラジカル重合性基を有するマクロモノマー
であり、ラジカル重合性基としては、(メタ)アクリロ
イル基が好ましく、またマクロモノマーの好ましい分子
量は、数平均分子量で2000〜30000である。数
平均分子量が2000未満であると、加圧スチーム処理
後の塗膜における加工性と硬度のどちらか一方が損なわ
れ易い。一方30000を超えると、未反応マクロモノ
マーが共重合体中に多く残り塗膜物性に劣る。なお、本
発明における数平均分子量は、ゲルパーミエーション・
クロマトグラフィーによるポリスチレン換算の数平均分
子量である。
とおり、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルおよび
その他のα,β−エチレン性不飽和単量体からなる重合
体の片末端にラジカル重合性基を有するマクロモノマー
であり、ラジカル重合性基としては、(メタ)アクリロ
イル基が好ましく、またマクロモノマーの好ましい分子
量は、数平均分子量で2000〜30000である。数
平均分子量が2000未満であると、加圧スチーム処理
後の塗膜における加工性と硬度のどちらか一方が損なわ
れ易い。一方30000を超えると、未反応マクロモノ
マーが共重合体中に多く残り塗膜物性に劣る。なお、本
発明における数平均分子量は、ゲルパーミエーション・
クロマトグラフィーによるポリスチレン換算の数平均分
子量である。
【0009】マクロモノマーの骨格となる重合体におけ
る(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル単量体単位の
好ましい割合は、構成単量体単位の合計量を基準にして
5〜40重量%であり、さらに好ましくは15〜35重
量%である。(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル単
量体単位の割合が、5重量%未満であると、得られる水
性樹脂組成物が耐水性に劣り、一方40重量%越えると
塗膜の加工性に劣る。(メタ)アクリル酸ヒドロキシア
ルキルとしては、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチ
ル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メ
タ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピルおよび(メタ)
アクリル酸ヒドロキシブチル等が挙げられる。
る(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル単量体単位の
好ましい割合は、構成単量体単位の合計量を基準にして
5〜40重量%であり、さらに好ましくは15〜35重
量%である。(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル単
量体単位の割合が、5重量%未満であると、得られる水
性樹脂組成物が耐水性に劣り、一方40重量%越えると
塗膜の加工性に劣る。(メタ)アクリル酸ヒドロキシア
ルキルとしては、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチ
ル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メ
タ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピルおよび(メタ)
アクリル酸ヒドロキシブチル等が挙げられる。
【0010】(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルと
共にマクロモノマーの重合体骨格を形成する、他のα,
β−エチレン性不飽和単量体としては、(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)アクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)ア
クリル酸アルキルエステル、スチレン、α−メチルスチ
レン、p−メチルスチレン等のスチレン誘導体、(メ
タ)アクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル単量体
および(メタ)アクリル酸アルキルアミノエステル等が
挙げられる。
共にマクロモノマーの重合体骨格を形成する、他のα,
β−エチレン性不飽和単量体としては、(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)アクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)ア
クリル酸アルキルエステル、スチレン、α−メチルスチ
レン、p−メチルスチレン等のスチレン誘導体、(メ
タ)アクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル単量体
および(メタ)アクリル酸アルキルアミノエステル等が
挙げられる。
【0011】得られる水性樹脂組成物による塗膜の耐水
性および耐候性の点で、炭素数が4〜8のアルキル基を
有する(メタ)アクリル酸アルキルが好ましく、マクロ
モノマーの重合体骨格における該(メタ)アクリル酸ア
ルキル単量体単位の好ましい量は、その重合体骨格を構
成する全単量体単位の合計量を基準にして、50〜95
重量%である。
性および耐候性の点で、炭素数が4〜8のアルキル基を
有する(メタ)アクリル酸アルキルが好ましく、マクロ
モノマーの重合体骨格における該(メタ)アクリル酸ア
ルキル単量体単位の好ましい量は、その重合体骨格を構
成する全単量体単位の合計量を基準にして、50〜95
重量%である。
【0012】カルボキシル基含有グラフト共重合体にお
ける上記成分(a)に基づく単位の割合は、前記のとお
り、共重合体を構成する各単位すなわち成分(a)〜
(d)に基づく単位の合計量を基準にして、3〜30重
量%であり、さらに好ましくは5〜20重量%である。
成分(a)単位の割合が3重量%未満である共重合体で
は、該共重合体から得られる水性共重合体からなる塗膜
が耐水性に劣り、一方30重量%を超える共重合体で
は、耐水性と水性化の両立が困難である。
ける上記成分(a)に基づく単位の割合は、前記のとお
り、共重合体を構成する各単位すなわち成分(a)〜
(d)に基づく単位の合計量を基準にして、3〜30重
量%であり、さらに好ましくは5〜20重量%である。
成分(a)単位の割合が3重量%未満である共重合体で
は、該共重合体から得られる水性共重合体からなる塗膜
が耐水性に劣り、一方30重量%を超える共重合体で
は、耐水性と水性化の両立が困難である。
【0013】成分(b)のα,β−エチレン性不飽和カ
ルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロト
ン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸およびイ
タコン酸等が挙げられ、好ましくは、アクリル酸および
メタクリル酸である。成分(b)単量体単位の割合が3
重量%未満である共重合体は、水性化が困難であり、一
方20重量%を超えると塗膜が耐水性に劣る。
ルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロト
ン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸およびイ
タコン酸等が挙げられ、好ましくは、アクリル酸および
メタクリル酸である。成分(b)単量体単位の割合が3
重量%未満である共重合体は、水性化が困難であり、一
方20重量%を超えると塗膜が耐水性に劣る。
【0014】成分(c)の(メタ)アクリル酸ヒドロキ
シアルキルとしては、前記マクロモノマーの成分として
挙げた各種(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルが使
用できる。成分(c)単量体単位の割合すなわちグラフ
ト共重合体における幹成分中の(メタ)アクリル酸ヒド
ロキシアルキル単量体単位の割合は、前記のとおり、全
構成単位の合計量を基準にして5〜40重量%であり、
さらに好ましくは10〜30重量%である。
シアルキルとしては、前記マクロモノマーの成分として
挙げた各種(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルが使
用できる。成分(c)単量体単位の割合すなわちグラフ
ト共重合体における幹成分中の(メタ)アクリル酸ヒド
ロキシアルキル単量体単位の割合は、前記のとおり、全
構成単位の合計量を基準にして5〜40重量%であり、
さらに好ましくは10〜30重量%である。
【0015】本発明におけるカルボキシル基含有グラフ
ト共重合体には、上記成分(c)に由来するヒトロキシ
ル基および前記マクロモノマー中の(メタ)アクリル酸
ヒドロキシアルキル単量体単位に由来するヒドロキシル
基が含まれるが、該共重合体におけるヒドロキシル基の
合計量は、20〜150KOH mg/gであり、好ましくは
40〜100KOH mg/gである。グラフト共重合体にお
けるヒドロキシル基の合計量が、20KOH mg/g未満で
あると加工性に劣り、一方150KOH mg/gを越えると
耐水性に劣る。
ト共重合体には、上記成分(c)に由来するヒトロキシ
ル基および前記マクロモノマー中の(メタ)アクリル酸
ヒドロキシアルキル単量体単位に由来するヒドロキシル
基が含まれるが、該共重合体におけるヒドロキシル基の
合計量は、20〜150KOH mg/gであり、好ましくは
40〜100KOH mg/gである。グラフト共重合体にお
けるヒドロキシル基の合計量が、20KOH mg/g未満で
あると加工性に劣り、一方150KOH mg/gを越えると
耐水性に劣る。
【0016】成分(d)のその他のビニル単量体として
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2−エチルヘキシル、(メ
タ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキ
シル等の(メタ)アクリル酸アルキル、スチレン、α−
メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体、(メタ)アク
リル酸アルキルアミノエステル、N−メトキシメチル
(メタ)アクリルアミドおよびN−(n−ブトキシ)メ
チル(メタ)アクリルアミド等が挙げられ、これらは単
独でまたは2種以上併用して使用できる。
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2−エチルヘキシル、(メ
タ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキ
シル等の(メタ)アクリル酸アルキル、スチレン、α−
メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体、(メタ)アク
リル酸アルキルアミノエステル、N−メトキシメチル
(メタ)アクリルアミドおよびN−(n−ブトキシ)メ
チル(メタ)アクリルアミド等が挙げられ、これらは単
独でまたは2種以上併用して使用できる。
【0017】上記その他のビニル単量体の内、N−メト
キシメチル(メタ)アクリルアミド又はN−(n−ブト
キシ)メチル(メタ)アクリルアミド等の水酸基と反応
性の官能基を有する単量体を使用すると、塗膜の架橋密
度を高めることができる。
キシメチル(メタ)アクリルアミド又はN−(n−ブト
キシ)メチル(メタ)アクリルアミド等の水酸基と反応
性の官能基を有する単量体を使用すると、塗膜の架橋密
度を高めることができる。
【0018】成分(d)単量体単位の割合は、カルボキ
シル基含有グラフト共重合体の構成単位の合計量100
重量%から、前記成分(a)〜(c)に基づく単位の割
合を差し引いた量であり、具体的には10〜89重量%
である。前記N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミ
ドおよびN−(n−ブトキシ)メチル(メタ)アクリル
アミド等の水酸基と反応性の官能基を有する単量体に基
づく単位の好ましい割合は、0〜30重量%である。
シル基含有グラフト共重合体の構成単位の合計量100
重量%から、前記成分(a)〜(c)に基づく単位の割
合を差し引いた量であり、具体的には10〜89重量%
である。前記N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミ
ドおよびN−(n−ブトキシ)メチル(メタ)アクリル
アミド等の水酸基と反応性の官能基を有する単量体に基
づく単位の好ましい割合は、0〜30重量%である。
【0019】上記重合性成分(a)〜(d)は、公知の
重合方法、例えば後記した実施例に記載されているよう
な重合方法により、いずれの成分もほぼ100%の重合
率で重合できるので、上記構成の共重合体を得るには、
その構成に対応する割合で(a)〜(d)を重合に供す
ればよい。
重合方法、例えば後記した実施例に記載されているよう
な重合方法により、いずれの成分もほぼ100%の重合
率で重合できるので、上記構成の共重合体を得るには、
その構成に対応する割合で(a)〜(d)を重合に供す
ればよい。
【0020】上記カルボキシル基含有共重合体の合成法
の概要は、以下のとおりである。すなわち、イソプロピ
ルアルコール、n−ブタノール、イソブチルアルコー
ル、エチレングリコールモノメチルエーテルまたはエチ
レングリコールモノエチルエーテル等を重合溶剤に使用
して、アゾビスイソブチロニトリル等のラジカル重合開
始剤の存在下に60〜150℃で、前記重合性成分をラ
ジカル重合させれば良い。
の概要は、以下のとおりである。すなわち、イソプロピ
ルアルコール、n−ブタノール、イソブチルアルコー
ル、エチレングリコールモノメチルエーテルまたはエチ
レングリコールモノエチルエーテル等を重合溶剤に使用
して、アゾビスイソブチロニトリル等のラジカル重合開
始剤の存在下に60〜150℃で、前記重合性成分をラ
ジカル重合させれば良い。
【0021】上記重合においては、n−ドデシルメルカ
プタン、メルカプト酢酸、チオリンゴ酸、メルカプトエ
タノール及びメルカプトプロピオン酸等の連鎖移動剤を
適量使用することにより、得られる共重合体の分子量を
調製することができる。本発明におけるカルボキシル基
含有共重合体の好ましい分子量は、数平均分子量で20
00〜15000であり、さらに好ましくは3000〜
15000である。
プタン、メルカプト酢酸、チオリンゴ酸、メルカプトエ
タノール及びメルカプトプロピオン酸等の連鎖移動剤を
適量使用することにより、得られる共重合体の分子量を
調製することができる。本発明におけるカルボキシル基
含有共重合体の好ましい分子量は、数平均分子量で20
00〜15000であり、さらに好ましくは3000〜
15000である。
【0022】つぎに、上記カルボキシル基含有共重合体
中のカルボキシル基を塩基で中和する。中和において
は、共重合体中の全カルボキシル基を中和しても良い
が、必要に応じてカルボキシル基の一部を中和しても良
い。中和の具体的な操作としては、前記重合によって得
られた共重合体の有機溶剤溶液に、塩基の水溶液を添加
して中和する操作が簡便である。
中のカルボキシル基を塩基で中和する。中和において
は、共重合体中の全カルボキシル基を中和しても良い
が、必要に応じてカルボキシル基の一部を中和しても良
い。中和の具体的な操作としては、前記重合によって得
られた共重合体の有機溶剤溶液に、塩基の水溶液を添加
して中和する操作が簡便である。
【0023】塩基としては、モノエタノールアミン、ジ
メチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ト
リエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジメ
チルエタノールアミン等の有機アミンおよびアンモニウ
ム等が使用できる。
メチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ト
リエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジメ
チルエタノールアミン等の有機アミンおよびアンモニウ
ム等が使用できる。
【0024】上記操作によって得られた水性共重合体溶
液から、重合溶剤として使用された有機溶剤を減圧下で
留去した後、水を加えることにより、金属被覆に好適な
固形分濃度20〜70重量%の共重合体水性溶液ないし
水性分散液を得る。
液から、重合溶剤として使用された有機溶剤を減圧下で
留去した後、水を加えることにより、金属被覆に好適な
固形分濃度20〜70重量%の共重合体水性溶液ないし
水性分散液を得る。
【0025】本発明において、上記水性共重合体と併用
されるアミノ樹脂としては、メチルエーテル化メラミ
ン、ブチルエーテル化メラミン等のアルキルエーテル化
メラミン;アルキルエーテル化尿素樹脂;メチルエーテ
ル化ベンゾグアナミンおよびエチルエーテル化ベンゾグ
アナミン等のアルキルエーテル化ベンゾグアナミン等が
挙げられ、これらは単独でまたは2種以上併用して使用
できる。上記アミノ樹脂は、水性樹脂組成物の用途に応
じて選択することが好ましく、食品包装用金属缶等の高
度な耐水性の要求される用途には、アルキルエーテル化
ベンゾグアナミンが適しており、耐候性の求められる自
動車関係の用途には、アルキルエーテル化メラミンが適
している。
されるアミノ樹脂としては、メチルエーテル化メラミ
ン、ブチルエーテル化メラミン等のアルキルエーテル化
メラミン;アルキルエーテル化尿素樹脂;メチルエーテ
ル化ベンゾグアナミンおよびエチルエーテル化ベンゾグ
アナミン等のアルキルエーテル化ベンゾグアナミン等が
挙げられ、これらは単独でまたは2種以上併用して使用
できる。上記アミノ樹脂は、水性樹脂組成物の用途に応
じて選択することが好ましく、食品包装用金属缶等の高
度な耐水性の要求される用途には、アルキルエーテル化
ベンゾグアナミンが適しており、耐候性の求められる自
動車関係の用途には、アルキルエーテル化メラミンが適
している。
【0026】上記アルキルエーテル化メラミン、アルキ
ルエーテル化尿素樹脂およびアルキルエーテル化ベンゾ
グアナミン等は、それらの単量体以外に2量体、3量体
等の多量体も使用でき、またアルキルエーテル化度に関
しては、アミノ基の活性水素原子の全てまたは一部がア
ルキルエーテル基に置換されたもののいずれも使用でき
る。
ルエーテル化尿素樹脂およびアルキルエーテル化ベンゾ
グアナミン等は、それらの単量体以外に2量体、3量体
等の多量体も使用でき、またアルキルエーテル化度に関
しては、アミノ基の活性水素原子の全てまたは一部がア
ルキルエーテル基に置換されたもののいずれも使用でき
る。
【0027】本発明の金属被覆用水性樹脂組成物におい
ては、その主成分として用いられる前記水性共重合体
が、前記したアミノ樹脂のいずれに対しても良好な相溶
性を有するために、いずれのアミノ樹脂を選択しても均
一な水性樹脂組成物が得られる。
ては、その主成分として用いられる前記水性共重合体
が、前記したアミノ樹脂のいずれに対しても良好な相溶
性を有するために、いずれのアミノ樹脂を選択しても均
一な水性樹脂組成物が得られる。
【0028】アミノ樹脂の好ましい使用量は、前記水性
共重合体の固形分100重量部当たり、10〜80重量
部(アミノ樹脂固形分)である。本発明の金属被覆用水
性樹脂組成物には、上記水性共重合体及びアミノ樹脂以
外に各種塗料用添加剤が配合されても良く、添加剤の一
例としては、エチレングリコールモノブチルエーテル等
の成膜助剤が挙げられる。
共重合体の固形分100重量部当たり、10〜80重量
部(アミノ樹脂固形分)である。本発明の金属被覆用水
性樹脂組成物には、上記水性共重合体及びアミノ樹脂以
外に各種塗料用添加剤が配合されても良く、添加剤の一
例としては、エチレングリコールモノブチルエーテル等
の成膜助剤が挙げられる。
【0029】水性共重合体の水溶液ないし水分散液とア
ミノ樹脂を前記割合で混合して得られる樹脂組成物を、
アルミニウム、ステンレス、亜鉛処理鋼板およびその他
の各種処理鋼板ならびにブリキ等の金属基材に塗布した
後、150℃〜220℃で3〜20分程度加熱硬化させ
ることにより、硬化塗膜が形成できる。
ミノ樹脂を前記割合で混合して得られる樹脂組成物を、
アルミニウム、ステンレス、亜鉛処理鋼板およびその他
の各種処理鋼板ならびにブリキ等の金属基材に塗布した
後、150℃〜220℃で3〜20分程度加熱硬化させ
ることにより、硬化塗膜が形成できる。
【0030】以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明
を更に具体的に説明する。尚、以下の具体例で使用され
たマクロモノマーAA−6は、東亞合成化学工業(株)
製で、ポリメチルメタクリレート型マクロモノマー(重
合性基;メタクリロイル基、数平均分子量;6000)
である。
を更に具体的に説明する。尚、以下の具体例で使用され
たマクロモノマーAA−6は、東亞合成化学工業(株)
製で、ポリメチルメタクリレート型マクロモノマー(重
合性基;メタクリロイル基、数平均分子量;6000)
である。
【0031】<参考例1> (マクロモノマーM−1の合成)メタクリル酸シクロヘ
キシル4.9g、メタクリル酸2−エチルヘキシル5
5.0gおよびメタクリル酸2−ヒドロキシエチル2
5.1gの混合液を調製し、攪拌機、2個の滴下ロー
ト、ガス導入管および温度計の付いたガラスフラスコ
に、上記混合液の1/3、スチレン10.5g、連鎖移
動剤のメルカプトプロピオン酸0.9gおよびトルエン
30gを仕込み、90℃に昇温した。その後、一方の滴
下ロートから、上記混合液の残りの2/3、スチレン
4.5gおよびメルカプトプロピオン酸2.1gを3時
間かけて滴下すると共に、同時にもう一方のロートから
トルエン35.0gに溶解したアゾビスイソブチロニト
リル0.3gを3時間かけて滴下した。
キシル4.9g、メタクリル酸2−エチルヘキシル5
5.0gおよびメタクリル酸2−ヒドロキシエチル2
5.1gの混合液を調製し、攪拌機、2個の滴下ロー
ト、ガス導入管および温度計の付いたガラスフラスコ
に、上記混合液の1/3、スチレン10.5g、連鎖移
動剤のメルカプトプロピオン酸0.9gおよびトルエン
30gを仕込み、90℃に昇温した。その後、一方の滴
下ロートから、上記混合液の残りの2/3、スチレン
4.5gおよびメルカプトプロピオン酸2.1gを3時
間かけて滴下すると共に、同時にもう一方のロートから
トルエン35.0gに溶解したアゾビスイソブチロニト
リル0.3gを3時間かけて滴下した。
【0032】その後さらに、トルエン35.0gに溶解
したアゾビスイソブチロニトリル0.3gを2時間かけ
て滴下した後、さらに2時間反応を継続させ、末端にカ
ルボキシル基を有する重合体を得た。次いで、上記末端
カルボキシル基を有する重合体の溶液中に、メトキシベ
ンゾキノン0.04g、テトラブチルアンモニウムブロ
ミド2.7gおよびメタクリル酸グリシジル2.2gを
添加して、空気を吹き込みながら、90℃で5時間反応
させた。重合体の酸価の減少度に基づき、メタクリロイ
ル基の末端基の純度が99.7%のマクロモノマーM−
1(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポ
リスチレン換算の数平均分子量:3300)を得た。
したアゾビスイソブチロニトリル0.3gを2時間かけ
て滴下した後、さらに2時間反応を継続させ、末端にカ
ルボキシル基を有する重合体を得た。次いで、上記末端
カルボキシル基を有する重合体の溶液中に、メトキシベ
ンゾキノン0.04g、テトラブチルアンモニウムブロ
ミド2.7gおよびメタクリル酸グリシジル2.2gを
添加して、空気を吹き込みながら、90℃で5時間反応
させた。重合体の酸価の減少度に基づき、メタクリロイ
ル基の末端基の純度が99.7%のマクロモノマーM−
1(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポ
リスチレン換算の数平均分子量:3300)を得た。
【0033】<参考例2> (マクロモノマーM−2の合成)連鎖移動剤のメルカプ
トプロピオン酸の使用合計量を0.79gとする以外、
参考例1と同様に操作して、メタクリロイル基の末端基
の純度が99.6%で、数平均分子量が6000のマク
ロモノマーM−2を得た。
トプロピオン酸の使用合計量を0.79gとする以外、
参考例1と同様に操作して、メタクリロイル基の末端基
の純度が99.6%で、数平均分子量が6000のマク
ロモノマーM−2を得た。
【0034】<参考例3> (カルボキシル基含有グラフト共重合体の合成)以下の
単量体およびスチレン11.0gを用いて共重合した。
なお、以下の単量体については、それらを混合して一つ
の液として用いた。 マクロモノマーM−1 ─────10g メタクリル酸メチル(以下MMAという) ──────1.8g アクリル酸エチル(以下EAという) ─────21.0g アクリル酸n−ブチル(以下nBAという) ─────38.0g アクリル酸(以下AAという) ───── 5.2g メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(以下HEMAという)───13.0g
単量体およびスチレン11.0gを用いて共重合した。
なお、以下の単量体については、それらを混合して一つ
の液として用いた。 マクロモノマーM−1 ─────10g メタクリル酸メチル(以下MMAという) ──────1.8g アクリル酸エチル(以下EAという) ─────21.0g アクリル酸n−ブチル(以下nBAという) ─────38.0g アクリル酸(以下AAという) ───── 5.2g メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(以下HEMAという)───13.0g
【0035】上記成分の混合液の1/3、スチレン7.
7g、メルカプトエタノール0.38g、エチレングリ
コールモノブチルエーテル6.3g及びイソプロピルア
ルコール14.7gを撹拌機、還流冷却機、2個の滴下
ロート、ガス導入管及び温度計を取り付けたガラスフラ
スコに仕込み、87℃まで昇温した。
7g、メルカプトエタノール0.38g、エチレングリ
コールモノブチルエーテル6.3g及びイソプロピルア
ルコール14.7gを撹拌機、還流冷却機、2個の滴下
ロート、ガス導入管及び温度計を取り付けたガラスフラ
スコに仕込み、87℃まで昇温した。
【0036】次いで、一方の滴下ロートから、前記混合
液の残りの2/3、スチレン3.3g及びメルカプトエ
タノール0.38gの混合液を3時間かけて滴下しなが
ら、同時にもう一方の滴下ロートから、エチレングリコ
ールモノブチルエーテル19.2g、イソプロピルアル
コール44.8g及び2,2’−アゾビス(2−メチル
ブチロニトリル)(以下ABN−Eという)0.2gか
らなる重合開始剤溶液を3時間かけて滴下した。その
後、さらにエチレングリコールモノブチルエーテル4.
5g、イソプロピルアルコール10.5g及びABN−
E0.46gを2時間かけて滴下した。その後2時間攪
拌を続け、カルボキシル基含有グラフト共重合体を合成
した。該共重合体の数平均分子量は5500であった。
液の残りの2/3、スチレン3.3g及びメルカプトエ
タノール0.38gの混合液を3時間かけて滴下しなが
ら、同時にもう一方の滴下ロートから、エチレングリコ
ールモノブチルエーテル19.2g、イソプロピルアル
コール44.8g及び2,2’−アゾビス(2−メチル
ブチロニトリル)(以下ABN−Eという)0.2gか
らなる重合開始剤溶液を3時間かけて滴下した。その
後、さらにエチレングリコールモノブチルエーテル4.
5g、イソプロピルアルコール10.5g及びABN−
E0.46gを2時間かけて滴下した。その後2時間攪
拌を続け、カルボキシル基含有グラフト共重合体を合成
した。該共重合体の数平均分子量は5500であった。
【0037】得られたグラフト共重合体溶液を40℃に
加熱して、減圧下でイソプロピルアルコールを留去した
後、ジメチルエタノールアミン(以下DMEAという)
6.4gおよび蒸留水70gを加え中和した。上記操作
によって、固形分濃度が50重量%で、エチレングリコ
ールモノブチルエーテルを15重量%含むグラフト共重
合体Aの水性液を得た。
加熱して、減圧下でイソプロピルアルコールを留去した
後、ジメチルエタノールアミン(以下DMEAという)
6.4gおよび蒸留水70gを加え中和した。上記操作
によって、固形分濃度が50重量%で、エチレングリコ
ールモノブチルエーテルを15重量%含むグラフト共重
合体Aの水性液を得た。
【0038】<参考例4〜7>表1に記載の成分を使用
して、参考例1と同様な方法で重合した後、DMEAに
より中和して、グラフト共重合体Bの水性液(参考例
4)〜グラフト共重合体Eの水性液(参考例7)を得
た。なお、表1中、Stはスチレンを、またnBMAは
メタクリル酸n−ブチルを表す。
して、参考例1と同様な方法で重合した後、DMEAに
より中和して、グラフト共重合体Bの水性液(参考例
4)〜グラフト共重合体Eの水性液(参考例7)を得
た。なお、表1中、Stはスチレンを、またnBMAは
メタクリル酸n−ブチルを表す。
【0039】
【表1】
【0040】
【実施例1〜5】参考例3〜5で得られた共重合体水性
液と、アミノ樹脂としてサイメル1123〔ベンゾグア
ナミン樹脂、三井サイアナミド(株)製〕または、サイ
メル303〔ヘキサメトキシメチロールメラミン、三井
サイアナミド(株)製〕を表2に記載の組合せで使用し
て、前記共重合体の固形分100重量部当たり、アミノ
樹脂を40重量部添加して水性樹脂組成物を得た。な
お、表2の硬化剤の欄において、H1はサイメル112
3を表し、またH2はサイメル303を表し、その点は
表3および表4の場合も同様である。
液と、アミノ樹脂としてサイメル1123〔ベンゾグア
ナミン樹脂、三井サイアナミド(株)製〕または、サイ
メル303〔ヘキサメトキシメチロールメラミン、三井
サイアナミド(株)製〕を表2に記載の組合せで使用し
て、前記共重合体の固形分100重量部当たり、アミノ
樹脂を40重量部添加して水性樹脂組成物を得た。な
お、表2の硬化剤の欄において、H1はサイメル112
3を表し、またH2はサイメル303を表し、その点は
表3および表4の場合も同様である。
【0041】上記水性樹脂組成物に、シリコン系レベリ
ング剤、エチレングリコールモノブチルエーテル及び水
を加えて、有機溶剤量が15重量%で、固形分濃度が3
0重量%の水性樹脂組成物とした。この樹脂組成物をア
ルミ板上にバーコーターで、膜厚5〜6μmとなる様に
塗布し、200℃で10分間加熱硬化させた。
ング剤、エチレングリコールモノブチルエーテル及び水
を加えて、有機溶剤量が15重量%で、固形分濃度が3
0重量%の水性樹脂組成物とした。この樹脂組成物をア
ルミ板上にバーコーターで、膜厚5〜6μmとなる様に
塗布し、200℃で10分間加熱硬化させた。
【0042】得られた硬化塗膜、並びにプレッシャーク
ッカー装置による加圧スチーム処理(130℃のスチー
ム中に30分間放置)後の塗膜について、各種物性を評
価した。結果は表2のとおりである。
ッカー装置による加圧スチーム処理(130℃のスチー
ム中に30分間放置)後の塗膜について、各種物性を評
価した。結果は表2のとおりである。
【0043】
【表2】
【0044】表2における塗膜の物性は、いずれもJI
S K 5400に規定の測定法により測定した。 a.耐衝撃性──デュポン式衝撃試験(撃芯1/2イン
チ、荷重500g)。 b.耐水性────耐沸騰水性試験に準じた方法(試料
浸漬時間は60分)。 c.密着性────碁盤目テープ法試験法に準じた方法
(テープ剥離後の塗膜残存率で評価)。 d.硬度────鉛筆引っかき試験の試験機法。
S K 5400に規定の測定法により測定した。 a.耐衝撃性──デュポン式衝撃試験(撃芯1/2イン
チ、荷重500g)。 b.耐水性────耐沸騰水性試験に準じた方法(試料
浸漬時間は60分)。 c.密着性────碁盤目テープ法試験法に準じた方法
(テープ剥離後の塗膜残存率で評価)。 d.硬度────鉛筆引っかき試験の試験機法。
【0045】<比較例1〜4>表3に記載の水性共重合
体およびアミノ樹脂を使用して、実施例1と同様な方法
で水性樹脂組成物を製造し、その塗膜の評価を行った。
結果は表3のとおりである。前記表2の実施例と比較す
ると、水性共重合体Dはベンゾグアナミン系硬化剤との
相溶性が悪く、均一な組成物が得られなかった。また水
性共重合体Dとメラミン系硬化剤の組合せでは、高水準
の耐水性を有する塗膜は得られなかった。他方、水性共
重合体Eでは、加圧スチーム後の塗膜の物性は著しく劣
っていた。
体およびアミノ樹脂を使用して、実施例1と同様な方法
で水性樹脂組成物を製造し、その塗膜の評価を行った。
結果は表3のとおりである。前記表2の実施例と比較す
ると、水性共重合体Dはベンゾグアナミン系硬化剤との
相溶性が悪く、均一な組成物が得られなかった。また水
性共重合体Dとメラミン系硬化剤の組合せでは、高水準
の耐水性を有する塗膜は得られなかった。他方、水性共
重合体Eでは、加圧スチーム後の塗膜の物性は著しく劣
っていた。
【0046】
【表3】
【0047】
【発明の効果】本発明の金属被覆用水性樹脂組成物によ
れば、その主成分として使用される水性共重合体の特性
により、硬度、耐水性、加工性および光沢に優れる塗膜
が金属基材上に形成でき、該組成物は、高耐水性のプレ
コート鋼板用水性塗料として最適である。塗布対象物の
代表例としては、家電機器または自動車等に用いられる
鋼板および飲料水または加工食品包装用金属缶等があ
る。
れば、その主成分として使用される水性共重合体の特性
により、硬度、耐水性、加工性および光沢に優れる塗膜
が金属基材上に形成でき、該組成物は、高耐水性のプレ
コート鋼板用水性塗料として最適である。塗布対象物の
代表例としては、家電機器または自動車等に用いられる
鋼板および飲料水または加工食品包装用金属缶等があ
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 (a)(メタ)アクリル酸ヒドロキシア
ルキルおよびその他のα,β−エチレン性不飽和単量体
からなる重合体の片末端にラジカル重合性基を有するマ
クロモノマー、(b)α,β−エチレン性不飽和カルボ
ン酸、(c)(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルお
よび(d)その他のビニル単量体からなる共重合体であ
って、上記成分(a)〜(d)に基づく各単位の合計量
を基準にして、成分(a)に基づく単位が3〜30重量
%、成分(b)単量体単位が3〜20重量%、成分
(c)単量体単位が5〜40重量%、また成分(d)単
量体単位が10〜89重量%であり、かつ水酸基価が2
0〜150KOH mg/gである共重合体中のカルボキシル
基を塩基で中和してなる水性共重合体およびアミノ樹脂
からなる金属被覆用水性樹脂組成物。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7293993A JPH06256708A (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 金属被覆用水性樹脂組成物 |
| US08/202,564 US5455306A (en) | 1993-03-04 | 1994-02-28 | Aqueous coating composition |
| GB9403886A GB2276389B (en) | 1993-03-04 | 1994-03-01 | Aqueous coating composition |
| DE4407236A DE4407236A1 (de) | 1993-03-04 | 1994-03-04 | Wäßrige Beschichtungszusammensetzung |
| US08/495,392 US5516834A (en) | 1993-03-04 | 1995-06-28 | Aqueous coating composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7293993A JPH06256708A (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 金属被覆用水性樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06256708A true JPH06256708A (ja) | 1994-09-13 |
Family
ID=13503845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7293993A Pending JPH06256708A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-08 | 金属被覆用水性樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06256708A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998011165A1 (en) * | 1996-09-10 | 1998-03-19 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Aqueous resin composition and aqueous paint |
| US6048924A (en) * | 1996-09-10 | 2000-04-11 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Aqueous resin composition and aqueous paint |
| JP2016011333A (ja) * | 2014-06-27 | 2016-01-21 | 関西ペイント株式会社 | 食品接触用塗料組成物 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01287162A (ja) * | 1988-05-12 | 1989-11-17 | Nippon Paint Co Ltd | 水性塗料組成物 |
-
1993
- 1993-03-08 JP JP7293993A patent/JPH06256708A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01287162A (ja) * | 1988-05-12 | 1989-11-17 | Nippon Paint Co Ltd | 水性塗料組成物 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998011165A1 (en) * | 1996-09-10 | 1998-03-19 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Aqueous resin composition and aqueous paint |
| US6048924A (en) * | 1996-09-10 | 2000-04-11 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Aqueous resin composition and aqueous paint |
| JP2016011333A (ja) * | 2014-06-27 | 2016-01-21 | 関西ペイント株式会社 | 食品接触用塗料組成物 |
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