JPH0692553B2 - 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

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

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JPH0692553B2 JP63502200A JP50220088A JPH0692553B2 JP H0692553 B2 JPH0692553 B2 JP H0692553B2 JP 63502200 A JP63502200 A JP 63502200A JP 50220088 A JP50220088 A JP 50220088A JP H0692553 B2 JPH0692553 B2 JP H0692553B2
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Description

【発明の詳細な説明】 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
を均質混合するた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（Baseco
at-Clearcoat-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3812
7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（たとえばピロリン酸四
ナトリウム）で変性した層状ケイ酸塩を水とから製造し
た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
悪い影響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・クリアコート
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
性の付着性の悪い皮膜が得られる。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た。本
発明の特別な課題は、問題なく、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に適した
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〜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
発することがあった。
前記課題は、本発明により、98.7〜75重量％まで水性分
散剤からなり、かつ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−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液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−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。
欧州特許出願公開第11752号明細書には、特にポリウレ
タンの製造に使用される充填剤・ポリオール分散液が開
示されている。この種の用途は、分散液が主に水不含の
場合にのみ可能であるにすぎない。さらに欧州特許出願
公開第11752号明細書に開示された分散液は、水性被覆
組成物に均質に混合不可能なほど高い粘度を有してお
り、これが塗布の問題および塗布された被覆における表
面の損傷を引き起こす。当業者は欧州特許出願公開第11
752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はできない。
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−CH
2−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塗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
モノマーから製造されたポリマー、層状ケイ酸塩、非オ
イン性界面活性剤、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。非イオン界面活性剤とし
て、８〜22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,Lehrbuc
h der Beschichtungen,第II巻,340頁および第III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ヤイ
ト、ベントナイトまたはヘ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：Na0.67(Mg,Li)6Si8O
i20(OH,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−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）が
使用される。
ポリ（プロピレンオキシド）とは、式−CHCH3−CH2−Ｏ
−の２個以上の構成単位から構成されている化合物を理
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た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、たとえば脂肪族アミドがあげられる。
場合により組み込まれた−CH2−CH2−Ｏ−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−
CH2−CH2−Ｏ−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1000〜5
0000を有し、−CH2−CH2−Ｏ−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が必ずしも水溶性で
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400〜100
0、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−CHCH3−CH2O−単位から構成されている化合物と
理解される。“主として”という表現は、少量の異質の
モノマー（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、ペンタエリッ
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−CH2−CH2−Ｏ−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、唯一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。この場合は、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
能な被覆組成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
顔料等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EP158099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
２〜10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に基層に製造
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、硬化の強い、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
メタリック硬化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:3000〜4000rpm）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分間撹拌した。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ピ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
を強力に撹拌しながら（ディソルバー:3000〜4000rpm）
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4
489135号もしくは同第4558090号明細書に記載された水
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
分間の暴気時間の後に、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クリヤラッカーで被覆し、焼付け
た。
例１により製造した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塩分
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

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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、98.7〜75重量％まで水性分散剤からなり、かつ保護
    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. 【請求項２】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
    散液を介して層状ケイ酸塩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、98.7〜75重量％まで
    水性分散剤からなり、かつ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。
  3. 【請求項３】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、98.7〜75重量％まで水性分散剤からなり、かつ保護
    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水で希釈可能な被覆組成物
    に均質混合する方法。
JP63502200A 1987-03-07 1988-03-03 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 Expired - Lifetime JPH0692553B2 (ja)

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DE19873707388 DE3707388A1 (de) 1987-03-07 1987-03-07 Waessrige schichtsilikatdispersionen, verwendung dieser dispersionen als lackhilfsmittel und wasserverduennbare, schichtsilikate enthaltende beschichtungszusammensetzungen
PCT/EP1988/000155 WO1988007070A1 (fr) 1987-03-07 1988-03-03 Dispersions aqueuses de silicate stratifie, leur utilisation comme additifs de laques et compositions de revetement contenant des silicates stratifies diluables dans l'eau

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JPH01503628A JPH01503628A (ja) 1989-12-07
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JP63502200A Expired - Lifetime JPH0692553B2 (ja) 1987-03-07 1988-03-03 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

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EP (2) EP0348415A1 (ja)
JP (1) JPH0692553B2 (ja)
KR (1) KR930004699B1 (ja)
AT (1) ATE76889T1 (ja)
AU (1) AU615434B2 (ja)
CA (1) CA1323459C (ja)
DE (2) DE3707388A1 (ja)
ES (1) ES2032885T3 (ja)
WO (1) WO1988007070A1 (ja)
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