JPH09111180A - 水性塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】分散安定性に優れ、また塗装後の塗面の平滑性
が改良された水性塗料組成物を提供する 【解決手段】下記一般式（１） 【化１】 （式中、Ｒ¹は水素またはメチル基であり、Ｒ²、Ｒ³は
水素または炭素数１から４のアルキル基であり、Ｒ⁴は
水素、炭素数１から４のアルキル基、−ＣＨ₂Ｃ₆Ｈ₅、
−(ＣＨ₂)₂ＳＣＨ₃または−(ＣＨ₂)_m−ＣＯ₂Ｈ（ｍは１
または２である）であり、ｎは０、１または２である）
で表されるＮ−（メタ）アクリロイルアミノカルボン酸
から得られる重合物、共重合物またはグラフト重合物を
水性塗料組成物に含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単量体としてＮ−
（カルボキシアルキル基）置換（メタ）アクリルアミド
を含有する水性塗料用樹脂を用いた水性塗料組成物に関
する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】従来、塗料は、塗りやす
さ等の観点から、有機溶媒で希釈して用いているが、塗
料に含まれる有機溶剤は塗装時に揮発し、大気に放出さ
れる。これは作業環境を悪化させ、作業者に悪影響を与
える。また近年は大気中への有機溶剤の拡散が地球環境
へ与える影響から、種々の溶剤規制が実施されている。
そのため、塗料中の有機溶剤削減の対策として、水性塗
料の重要性は年々増加してきている。

【０００３】しかしながら、水の沸点は比較的低いわり
には蒸発しにくいため、塗料の塗着粘度が上昇しにく
く、タレが発生しやすく、また、水の表面張力が大きい
ため、被塗物に対する湿潤性が悪く、薄膜部で肌荒れが
起こったり、ハジキ、クレーターが発生しやすい等、従
来の水性塗料にはいくつかの問題点があり、性能の優れ
た水性塗料が求められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の水性塗料が溶剤系塗料に劣っていた、塗面の滑らかさ
や光沢感の点に優れ、かつ、塗装作業性や塗膜品質の面
で性能のよい水性塗料を得ることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、塗装作業
性や塗膜品質の面で性能の優れた水性塗料を得るべく鋭
意検討の結果、水性塗料中の水溶性ポリマーのモノマー
としてある種のＮ−置換（メタ）アクリルアミド類を用
いることにより、性能が改良された水性塗料が得られる
ことを見いだし、本発明を完成させたものである。

【０００６】すなわち、本発明の要旨は、下記一般式
（１）

【０００７】

【化２】 （式中、Ｒ¹は水素またはメチル基であり、Ｒ²、Ｒ³は
水素または炭素数１から４のアルキル基であり、Ｒ⁴は
水素、炭素数１から４のアルキル基、−ＣＨ₂Ｃ₆Ｈ₅、
−(ＣＨ₂)₂ＳＣＨ₃または−(ＣＨ₂)_m−ＣＯ₂Ｈ（ｍは１
または２である）であり、ｎは０、１または２である）
で表されるＮ−（メタ）アクリロイルアミノカルボン酸
から得られる重合物、共重合物またはグラフト重合物を
含有することを特徴とする水性塗料組成物に存する。

【０００８】

【発明の実施の態様】以下、本発明について、詳細に述
べる。本発明における一般式（１）で表される化合物
は、アミノカルボン酸のＮ−アクリロイルまたはＮ−メ
タクリロイル誘導体である。これらの化合物は、公知の
方法により容易に合成される。例えば、特公昭６３−４
１９５２公報においては、種々のアミノ酸に塩化アクリ
ロイルまたは塩化メタクリロリルをＳｈｏｔｔｅｎ−Ｂ
ａｕｍａｎｎ法によって反応させることにより、対応す
るＮ−アクリロイルまたはＮ−メタクリロイルアミノ酸
を得る方法が開示されている。また特公平７−４９４０
３号公報においては、種々のアミノニトリルにＮ−アク
リロイルクロリドまたはＮ−メタクリロリルクロリドを
反応させアミド化した後、ニトリル基を加水分解して対
応するＮ−アクリロイルまたはＮ−メタクリロイルアミ
ノカルボン酸を得る方法が開示されている。

【０００９】一般式（１）で表される化合物としては、
具体的にはＮ−アクリロイルグリシン、Ｎ−アクリロイ
ルアラニン、Ｎ−アクリロイルアスパラギン酸、Ｎ−ア
クリロイルグルタミン酸、Ｎ−メタクリロイルグリシ
ン、Ｎ−メタクリロイルアラニン、Ｎ−メタクリロイル
アスパラギン酸、Ｎ−メタクリロイルグルタミン酸、Ｎ
−アクリロイル−β−アラニン、Ｎ−アクリロイル−
２，２−ジメチル−β−アラニン、Ｎ−メタクリロイル
−β−アラニン、Ｎ−メタクリロイル−２，２−ジメチ
ル−β−アラニン等を例示することができ、好ましくは
Ｎ−アクリロイルアスパラギン酸を例示することができ
る。

【００１０】一般式（１）で表される化合物は、置換基
の種類によっては不斉炭素が存在しうるが、本発明にお
いては光学活性体でもラセミ体でもどちらでもよい。ま
た、本発明における一般式（１）で表される化合物から
得られる重合体として、例えば、一般的に知られる重合
方法により、式（２）で表される重合体が得られる。

【００１１】

【化３】 （式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、ｎは一般式（１）と同様
である）

【００１２】また、一般式（１）で表される化合物を共
単量体として、一般的に知られる共重合方法により、種
々の共重合ポリマーを得ることもできる。共重合におけ
る他の単量体としてはアクリル酸およびそのエステル
類、２−ヒドロキシエチルアクリレ−トなどのアクリル
酸ヒドロキシアルキルエステル類、メタクリル酸および
そのエステル、アクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルア
ミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メトキシメ
チルアクリルアミド、アクリロニトリル、酢酸ビニル、
スチレンなどを例示することが出来る。

【００１３】また、一般式（１）で表される化合物をエ
ポキシ樹脂等の反応性の樹脂にグラフト化したものも好
適である。用いるエポキシ樹脂としては特に芳香族系エ
ポキシ樹脂が好適である。グラフト化の方法としては、
一般的なグラフト化の方法を適用することができ、例え
ば、有機溶媒中で、エポキシ樹脂と式（１）で表される
化合物をベンゾイルペルオキシドなどのラジカル開始剤
によりグラフト重合させることにより、水溶性のグラフ
ト重合組成物が得られる。

【００１４】上記の方法で得られた一般式（１）の化合
物から得られる重合体、共重合体もしくはグラフト重合
体を主成分もしくは副成分として、一般的に知られる方
法により水性塗料を得ることが出来る。本発明におい
て、一般式（１）の化合物から得られる重合体もしくは
共重合体の配合量は特に限定されるものではないが、通
常、塗料固形分に対して０．５〜５０重量％の範囲とな
るように配合される。

【００１５】典型的な重合方法としては、原料が溶解し
うる溶媒、例えば水、メタノール、エタノールもしくは
これらの混合溶媒を用い、重合開始剤としてベンゾイル
ペルオキシド、アゾイソブチロニトリル等を加え、室温
もしくは加温条件で重合させる。得られた重合物はアセ
トンなどの貧溶媒を用いて沈殿させるか、反応溶媒を留
去することにより単離することが出来る。

【００１６】本発明組成物においては、一般式（１）か
ら得られる水溶性樹脂の他は一般に知られる水溶性樹脂
の処方に従って目的の水性塗料組成物を得ることができ
る。すなわち、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミ
ン樹脂、イソシアナ−ト樹脂などの反応性樹脂、水、ア
ルコール類やグリコール類などの助溶媒、中和剤、架橋
剤、顔料、染料、ワックス、凝集防止剤、レベリング
剤、消泡剤などを適宜用いることができる。本発明の水
性塗料組成物の固形分濃度は特に限定されるものではな
いが、通常２０〜４５重量％の範囲で用いられる。

【００１７】本発明の水性塗料組成物はブリキ、アルミ
ニウム、ティンフリ−スチ−ル、鉄、亜鉛、銅、亜鉛メ
ッキ鋼板、合金メッキ鋼板などの金属、これらの金属に
リン酸塩処理やクロメート処理を施した化成処理金属、
木材、プラスチックス、コンクリートなどに塗布するこ
とが出来る。塗膜厚は用途によって適宜選択すればよい
が、通常３〜２０μｍであり、ロールコート塗装、スプ
レー塗装、ハケ塗り、ローラー塗りなどによって塗装す
ることが出来る。塗膜の乾燥条件は使用する組成物によ
って適宜選択すればよく、通常１２０℃〜２５０℃で約
１０〜３０秒程度で焼付けられる。

【００１８】本発明により得られる塗料組成物は分散性
に優れ、高濃度の樹脂溶液を調製することができるの
で、使用する溶剤を削減することができる。また、粘度
特性にも優れ、滑らかな塗面を得ることができる。また
得られた塗面は堅牢度が高く、耐スリ傷性に優れる。以
下、実施例により本発明の実施態様を示すが、本発明は
以下の実施例に限定されるものではない。

【００１９】

【実施例】

（実施例１）Ｎ−アクリロイル−Ｌ−アスパラギン酸の
製造 水酸化ナトリウム２５．４１ｇ、Ｌ−アスパラギン酸２
６．６２ｇを水に溶解し、ここに温度を１０℃以下に保
ちながら塩化アクリロイル１９．０ｇを滴下した。滴下
終了後、室温で１時間攪拌を行い、反応終了後、濃塩酸
６１．９ｇで中和した。この反応液から酢酸エチルで抽
出を行い、溶媒を留去することによりＮ−アクリロイル
−Ｌ−アスパラギン酸の結晶３２．８９ｇ（収率８８
％）を得た。

【００２０】（実施例２）Ｎ−アクリロイル−Ｌ−アス
パラギン酸含有共重合体溶液の製造 攪拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロートおよび窒素導
入口を備えた４つ口フラスコにエチレングリコ−ルモノ
ブチルエーテル１００ｇを秤量した。つぎにＮ−アクリ
ロイル−Ｌ−アスパラギン酸３３．５ｇ、スチレン１
７．４ｇ、メチルメタクリレート６１．３ｇ、２−ヒド
ロキシエチルメタクリレート４５．３ｇ、ブチルアクリ
レート９５．３ｇ、ベンゾイルペルオキシド２．８ｇを
ビーカーに秤量し、よく攪拌してモノマー混合液を調製
した。フラスコの溶媒の温度を１００℃に調製し、この
温度において前記モノマー混合液を滴下ロートから２時
間で滴下した。１００℃でさらに２時間反応させ、共重
合反応を完結させた。その後、メラミン樹脂（三井東圧
化学社製「ユ−バン２０ＳＥ」）２６．５ｇとイオン交
換水１５２ｇを加え、塗料組成物５３１ｇを得た。

【００２１】（実施例３）実施例２のなかで、Ｎ−アク
リロイル−Ｌ−アスパラギン酸の代わりにアクリル酸３
５．２ｇを加えたほかは同様に操作を行い、塗料組成物
５３３ｇを得た。

【００２２】（実施例４）実施例２のなかで、Ｎ−アク
リロイル−Ｌ−アスパラギン酸の代わりにアクリルアミ
ド１７．２ｇおよびアクリル酸１６．５ｇを加えたほか
は同様に操作を行い、塗料組成物５３２ｇを得た。

【００２３】（実施例５〜７）垂直に置いた鋼板に実施
例２〜４で得られた塗料組成物を乾燥膜厚２０ミクロン
となるように温度２５℃、湿度８０％の環境下でエアス
プレー塗装した。次いで、塗装板を乾燥機で１３０℃で
３０分間焼付け、試験板を作成した。得られた試験板に
ついて、作業性（タレ）および外観（ムラ）を目視で評
価した。

【００２４】

【表１】 ──────────────────── 実施例 作業性（タレ） 外観（ムラ） ──────────────────── ５ ○ ○ ６ × × ７ △ △ ────────────────────

【００２５】

【発明の効果】 作業性および外観の優れた水性塗料組
成物を得ることが出来る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記一般式（１） 【化１】 （式中、Ｒ¹は水素またはメチル基であり、Ｒ²、Ｒ³は
   水素または炭素数１から４のアルキル基であり、Ｒ⁴は
   水素、炭素数１から４のアルキル基、−ＣＨ₂Ｃ₆Ｈ₅、
   −(ＣＨ₂)₂ＳＣＨ₃または−(ＣＨ₂)_m−ＣＯ₂Ｈ（ｍは１
   または２である）であり、ｎは０、１または２である）
   で表されるＮ−（メタ）アクリロイルアミノカルボン酸
   から得られる重合物、共重合物またはグラフト重合物を
   含有することを特徴とする水性塗料組成物。
2. 【請求項２】一般式（１）において、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³が
   水素であり、Ｒ⁴が−ＣＨ₂-ＣＯ₂Ｈであり、ｎが０であ
   る請求項１記載の塗料組成物。