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JP4093745B2 - Copolymer latex for chipping-resistant water-borne coatings - Google Patents
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JP4093745B2 - Copolymer latex for chipping-resistant water-borne coatings - Google Patents

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JP4093745B2 JP2001335647A JP2001335647A JP4093745B2 JP 4093745 B2 JP4093745 B2 JP 4093745B2 JP 2001335647 A JP2001335647 A JP 2001335647A JP 2001335647 A JP2001335647 A JP 2001335647A JP 4093745 B2 JP4093745 B2 JP 4093745B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野分野】
本発明は、金属表面に被覆され、その金属製品をチッピングから保護するための耐チッピング水性塗料用共重合体ラテックスに関する。さらに詳しくは、例えば自動車等の車体の床下部分など走行中に石が当たり易い部位の表面被覆用に使用される耐チッピング水性塗料用共重合体ラテックスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、自動車の床裏、サイドシール、フェールタンク、フロントエプロン、タイヤハウス部には、従来から瀝青系の保護材が防錆力を有することならびに安価であることより広く使用されてきたが、自動車の走行中に巻き上げる小石や飛び石及び近年その散布量が急激に増大している塩や岩塩により、その被膜に亀裂や衝撃傷が生じ、その結果、破損部分から発生する腐食が問題になっている。このような欠陥を防止するためにいわゆる耐チッピング塗料が開発され使用に供されている。このような耐チッピング塗料としては、エマルジョン系、塩化ビニル樹脂プラスチゾル、ウレタンあるいはポリエステル等の塗料、瀝青系の改良品等が開発されている(特開昭63−10678号、特開昭64−29472号)。
【0003】
一方、近年塗料、接着剤分野では大気中の環境汚染等の公害問題、火災の危険性、作業中の衛生問題ならびに省エネルギー、各資源問題から、いわゆる溶剤系から水系への切替えが進んでおり、このような傾向は自動車の下塗り等に使用される耐チッピング塗料においても例外ではない。
【0004】
耐チッピング塗料は、その性能を発揮して金属製品を保護する為には、塗料の耐チッピング性が優れていることに加えて、塗膜と下地金属との密着性が極めて重要である。また、耐チッピング塗料は自動車の床裏等、水はねを受けやすい部位に使用される機会が多いことから、塗膜の耐水性も密着性と同時に重要である。しかしながら、これまでの耐チッピング水系塗料は溶剤系のものと比較して、密着性と耐水性が十分とは言えなかった。
【0005】
さらに上記、密着性について寒冷・温熱の繰り返し環境下で安定して塗膜が金属下地を保護する必要性があり、十分な耐冷熱サイクル性が求められている。
【0006】
これらの問題点を解決すべく、例えば特開昭59−75954号、特開平2−28269号、特開平4−202262号において、スチレンーブタジエン系共重合体ラテックスを塗料に配合して用いることが提案されている。しかしながら、これら何れのものも耐チッピング性、金属下地への密着性、耐水性、耐冷熱サイクル性のバランス改良という上記の問題点を十分克服するものとは言い難いものであった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐チッピング性、金属下地への密着性、耐水性、耐冷熱サイクル性のバランスを著しく改良できる耐チッピング水性塗料用共重合体ラテックスを得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、共役ジエン系単量体20〜80重量%、エチレン性不飽和カルボン酸系単量体0.5〜15重量%およびこれらと共重合可能な他のビニル系単量体5〜79.5重量%を、上記単量体100重量部に対して6〜24重量部の環内に不飽和結合を1つ有する環状の不飽和炭化水素の存在下で乳化重合して得られるトルエン不溶分で示されるゲル含有量が60〜100重量%である共重合体ラテックスを含む耐チッピング水性塗料用組成物を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における共重合体ラテックスを構成する成分は、脂肪族共役ジエン系単量体、エチレン系不飽和カルボン酸系単量体およびこれらと共重合可能な他の単量体である。
【0010】
本発明における脂肪族ジエン系単量体としては、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−クロル−1,3−ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン類、置換および側鎖共役ヘキサジエン類などが挙げられ、1種または2種以上用いることができる。特に1,3−ブタジエンが好ましい。
【0011】
エチレン系不飽和カルボン酸系単量体は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、フマール酸、イタコン酸、マレイン酸などが挙げられ、1種または2種以上用いることができる。
【0012】
これらと共重合可能な他のビニル系単量体としては、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体、不飽和カルボン酸アミド系単量体、ヒドロシキアルキル基を含有する不飽和単量体などが挙げられる。
【0013】
芳香族ビニル系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、メチルα−メチルスチレン、ビニルトルエンおよびジビニルベンゼン等が挙げられ、1種または2種以上用いることができる。特にスチレンが好ましい。
【0014】
シアン化ビニル系単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エチルアクリロニトリルなどが挙げられ、1種または2種以上用いることができる。特にアクリロニトリルが好ましい。
【0015】
不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体としては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、ジメチルマレエート、ジエチルマレエート、ジメチルイタコネート、モノメチルフマレート、モノエチルフマレート、2−エチルヘキシルアクリレート等が挙げられ、1種または2種以上用いることができる。特にメチルメタクリレートが好ましい。
【0016】
不飽和カルボン酸アミド系単量体としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド等が挙げられ、1種または2種以上用いることができる。特にアクリルアミドが好ましい。
【0017】
ヒドロシキアルキル基を含有する不飽和単量体としては、β−ヒドロキシエチルアクリレート、β−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジ−(エチレングリコール)マレエート、ジ−(エチレングリコール)イタコネート、2−ヒドロキシエチルマレエート、ビス(2−ヒドロキシエチル)マレエート、2−ヒドロキシエチルメチルフマレートなどが挙げられ、1種または2種以上用いることができる。特にβ−ヒドロキシエチルアクリレートが好ましい。
【0018】
さらに、上記の単量体の他に、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニルエステル類、アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)クリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン等の塩基性単量体、塩化ビニル、塩化ビニリデン等を使用することができる。
【0019】
上記の単量体組成については、共役ジエン単量体20〜80重量%、エチレン性不飽和カルボン酸系単量体0.5〜15重量%およびこれらと共重合可能な他のビニル系単量体5〜79.5重量%であることが必要である。
【0020】
脂肪族共役ジエン系単量体が20重量%未満では本発明の共重合体ラテックス配合した耐チッピング塗料の耐チッピング性が低下し、また80重量%を超えると耐チッピング塗料の耐水性が低下するので好ましくない。好ましくは30〜70重量%であり、さらに好ましくは50〜70重量%である。
【0021】
エチレン性不飽和カルボン酸系単量体は共重合体ラテックス自身および共重合体ラテックスを配合した塗料に安定性を付与する作用があり、効果を発揮するためにはこれらの総量が0.5重量%以上であることが必要である。総量15重量%を超えるとラテックスの粘度が高くなり、共重合体ラテックス自身の取り扱い上の問題を生じる可能性があるため好ましくない。好ましくは1〜7重量%であり、さらに好ましくは1〜5重量%である。
【0022】
本発明においては、上記単量体を乳化重合するに際し、環内に不飽和結合を1つ有する環状の不飽和炭化水素の存在下で乳化重合することが必要である。
このような化合物としては、例えばシクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、4−メチルシクロヘキセン、1−メチルシクロヘキセン等が挙げられるが、特にシクロへキセンの使用が好ましい。
【0023】
また、該不飽和炭化水素の使用割合については特に制限はないが、上記単量体合計100重量部に対して0.1〜50重量部である。0.1重量部未満では本発明効果の発現が不十分であり、また50重量部を超えると未反応物として残留する該化合物の量も相対的に増加し、その回収にかかるエネルギーが多大になるため好ましくない。好ましくは0.5〜30重量部であり、さらに好ましくは6〜24重量部である。
【0024】
本発明の共重合体ラテックスはそのトルエン不溶分で示されるゲル含有量が特定の範囲にあることが好ましい。上記共重合体ラテックスのゲル含有量は60〜100重量%である。該ゲル含有量が60重量%未満では、本発明の共重合体ラテックス配合した耐チッピング塗料の耐水性がするので好ましくない。好ましくは65〜98重量%、さらに好ましくは70〜95重量である。
【0025】
本発明における各種成分の添加方法については特に制限するものではなく、一括添加方法、分割添加方法、連続添加方法の何れでも採用することができる。また、その乳化重合方法においても特に制限はなく、一段重合、二段重合又は多段階重合等何れでも採用することができる。更に、乳化重合において、常用の連鎖移動剤、乳化剤、重合開始剤、電解質、重合促進剤、キレート剤等を使用することができる。
【0026】
本発明においては必要に応じて連鎖移動剤を使用することができる。このような連鎖移動剤としては、n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、t−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ステアリルメルカプタンなどのアルキルメルカプタン、ジメチルキサントゲンジサルファイド、ジイソプロピルキサントゲンジサルファイドなどのキサントゲン化合物、α−メチルスチレンダイマー、ターピノレンや、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のチウラム系化合物、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノール等のフェノール系化合物、アリルアルコール等のアリル化合物、ジクロルメタン、ジブロモメタン、四臭化炭素等のハロゲン化炭化水素化合物、α−ベンジルオキシスチレン、α−ベンジルオキシアクリロニトリル、α−ベンジルオキシアクリルアミド等のビニルエーテル、トリフェニルエタン、ペンタフェニルエタン、アクロレイン、メタアクロレイン、チオグリコール酸、チオリンゴ酸、2−エチルヘキシルチオグリコレート等が挙げられ、1種又は2種以上を用いることができる。
【0027】
これら連鎖移動剤の使用量について何ら制限はなく、共重合体ラテックスに求められる性能に応じて適宜調整することができるが、好ましくは単量体混合物100重量部に対して0.05〜10重量部である。
【0028】
乳化剤としては高級アルコールの硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩、脂肪族カルボン酸塩、非イオン性界面活性剤の硫酸エステル塩等のアニオン性界面活性剤あるいはポリエチレングリコールのアルキルエステル型、アルキルフェニルエーテル型、アルキルエーテル型等のノニオン性界面活性剤が1種又は2種以上で用いられる。
【0029】
開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の水溶性開始剤、あるいはレドックス系開始剤あるいは、過酸化ベンゾイル等の油溶性開始剤が使用できる。
【0030】
本発明の共重合体テックスは耐チッピング塗料のビヒクルとして配合されて使用されるものあり、耐チッピング塗料のラテックス以外の成分については何ら制限されないが、一般的にはタルク、炭酸カルシウム、珪藻土、マイカ、カオリン、硫酸バリウム、グラファイト、アルミナ、酸化鉄、酸化チタン、シリカ、ガラスバルーン、シリカバルーン等の充填剤、カーボンブラック、有機顔料、クロム酸金属塩、リン酸金属塩、メタホウ酸金属塩等の顔料、さらに架橋剤、加硫剤、分散剤、増粘剤、有機溶剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、感熱ゲル化剤等を加えた配合で使用することが出来る。
【0031】
また本発明の共重合体ラテックスをビヒクルとして含有する耐チッピング塗料を金属製品表面に被覆する方法についても何ら制限は無く、一般的にはエアレス塗装、エアスプレー塗装、刷毛塗り法、ロール塗り法、へら塗り法等を用いて金属製品表面に塗装することが可能である。
【0032】
【実施例】
以下に、本発明の優れた効果を明示するために、実施例および比較例を挙げ、本発明を更に具体的に説明する。本発明はその要旨を越えない限り、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、実施例および比較例中に示す部および%は、特に断りの無い限り、重量を基準としたものである。
【0033】
共重合体ラテックスの製造
10リットルのオ−トクレ−ブに、水100部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.3部、過硫酸カリウム1.0部、t−ドデシルメルカプタン0.2部および表1に示す組成の単量体10%を仕込み、十分に撹拌しながら65℃に昇温して1時間反応させた。さらに、表1に示す重合時間で残りの単量体を連続添加しながら重合を行った。次いで、表1に示す熟成温度と熟成時間で熟成を行った後、これら共重合体ラテックスを苛性ソ−ダ水溶液にてpH8に調整し、水蒸気蒸留により未反応単量体等を除去し、共重合体ラテックス(a)を得た。また表1に示す内容に変更する以外は同様の操作を行い、共重合体ラテックス(b)〜(f)を製造した。
【0034】
実施例1〜3、比較例1〜3
共重合体ラテックス(a)100部に対して、炭酸カルシウム70部、タルク50部、カーボンブラック3部およびメタホウ酸バリウム5部、分散剤5重量部、水150重量部を加えてラボミキサーにて混合して実施例1の耐チッピング水性塗料とした。得られた耐チッピング水性塗料を鉛−錫メッキが施されたターンシート板に、乾燥膜厚が300μとなるようにエアレス塗装し、室温で10分間セッティングした後、80℃で10分、120℃で20分間乾燥して評価試料とした。同様にして、表1に記載した共重合体ラテックス(b)〜(c)を用いて実施例2〜3の試料を作成した。さらに、実施例と同様にして表1に記載した共重合体ラテックス(d)〜(f)を用いて比較例1〜3の試料を作成した。尚、上記部数は固形分を表す。また、実施例1〜3および比較例1〜3の試料は以下の方法により評価を行った。
【0035】
密着性
JIS K5400の碁盤目テープ法に準じて評価を行った。すなわち、ナイフを用いて被覆膜の中央部に、鋼板下地に達して互いに直交する縦横11ずつ2mm間隔の切り込みを入れたのち、粘着テープを切り込み部に圧着させてただちに引き剥がし、被覆膜の剥離の程度を以下の基準で評価した。
◎:全く剥がれなし
○:はがれ欠損部の面積が5%以内
△:はがれ欠損部の面積が5〜15%
×:はがれ欠損部の面積が15%以上
【0036】
耐チッピング性
試料を水平面に対して60度の角度で固定し、塗装表面にナット(M−4)を2mの高さから連続して落下させ、ターンシート鋼板の素地が露出した時の落下したナットの総重量を以下の区分により評価した。
◎:ナットの総重量が50kg以上
○:ナットの総重量が40〜50kg
△:ナットの総重量が30〜40kg
×:ナットの総重量が30kg以下
【0037】
耐水性
JIS K5400の方法により、常温の水に7日間浸漬後の状態を調べた。
◎:異常無し
○:僅かな白亜化が認められる
△:塗膜が軟化し白亜化がひどくなる
×:軟化、白亜化が著しく塗膜がはがれる
【0038】
耐冷熱サイクル性
各試料について60℃3時間 → −20℃3時間の繰り返し60サイクルの冷熱サイクル試験を行い、試験終了後の密着性で耐冷熱サイクル性の評価を行った。
◎:全く剥がれなし
○:はがれ欠損部の面積が5%以内
△:はがれ欠損部の面積が5〜15%
×:はがれ欠損部の面積が15%以上
【0039】
【表1】

Figure 0004093745
【0040】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明における特定の共重合体ラテックスを耐チッピング水性塗料用共重合体ラテックスとして使用することにより、耐チッピング性、金属下地への密着性、耐冷熱サイクル性とのバランスを著しく改良できるものである。[0001]
[Field of the Invention]
The present invention relates to a copolymer latex for chipping-resistant water-borne coatings for coating a metal surface and protecting the metal product from chipping. More specifically, the present invention relates to a copolymer latex for a chipping-resistant water-based paint used for surface coating of a portion where a stone is easily hit during traveling, such as an under-floor portion of a vehicle body such as an automobile.
[0002]
[Prior art]
In recent years, bituminous protective materials have been widely used in automobile floors, side seals, fail tanks, front aprons, and tire house parts because they have anti-rust properties and are inexpensive. The pebbles and stepping stones that are rolled up during driving and the salt and rock salt that have been rapidly spreading in recent years have caused cracks and impact scratches on the coating, and as a result, corrosion from the damaged part has become a problem. . In order to prevent such defects, so-called chipping resistant paints have been developed and put into use. As such chipping-resistant coating materials, emulsion-based, vinyl chloride resin plastisol, urethane or polyester coating materials, bituminous improved products, etc. have been developed (Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-10678 and 64-29472). issue).
[0003]
On the other hand, in recent years, in the paint and adhesive fields, switching from so-called solvent-based to water-based systems has progressed due to pollution problems such as environmental pollution in the atmosphere, fire hazards, hygiene problems during work, energy conservation, and various resource problems. Such a tendency is no exception in chipping-resistant paints used for undercoats of automobiles.
[0004]
In order to exhibit the performance of the chipping resistant paint and protect the metal product, in addition to the excellent chipping resistance of the paint, the adhesion between the coating film and the base metal is extremely important. In addition, since the chipping-resistant paint is often used in parts that are susceptible to water splashing, such as the floor of an automobile, the water resistance of the coating film is important as well as the adhesion. However, conventional chipping-resistant water-based paints cannot be said to have sufficient adhesion and water resistance compared to solvent-based paints.
[0005]
Furthermore, regarding the above-mentioned adhesion, it is necessary for the coating film to stably protect the metal substrate in a repetitive environment of cold and warm, and sufficient cold and heat cycle resistance is required.
[0006]
In order to solve these problems, for example, in JP-A-59-75954, JP-A-2-28269, and JP-A-4-202262, a styrene-butadiene copolymer latex may be used in a paint. Proposed. However, none of these can be said to sufficiently overcome the above-mentioned problems of improving the balance between chipping resistance, adhesion to a metal substrate, water resistance, and cold cycle resistance.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to obtain a copolymer latex for chipping-resistant water-borne coatings that can remarkably improve the balance of chipping resistance, adhesion to a metal substrate, water resistance, and cold-heat cycle resistance.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention relates to 20 to 80% by weight of a conjugated diene monomer, 0.5 to 15% by weight of an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, and other vinyl monomers 5 copolymerizable therewith. ˜79.5% by weight obtained by emulsion polymerization in the presence of 6-24 parts by weight of a cyclic unsaturated hydrocarbon having one unsaturated bond in the ring with respect to 100 parts by weight of the monomer. An object of the present invention is to provide a chipping-resistant water-borne coating composition comprising a copolymer latex having a gel content represented by toluene insolubles of 60 to 100% by weight.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The component constituting the copolymer latex in the present invention is an aliphatic conjugated diene monomer, an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, and other monomers copolymerizable therewith.
[0010]
Examples of the aliphatic diene monomer in the present invention include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, and 2-chloro-1,3-butadiene. , Substituted linear conjugated pentadienes, substituted and side chain conjugated hexadienes, and the like, and one or more can be used. 1,3-butadiene is particularly preferable.
[0011]
Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, fumaric acid, itaconic acid, maleic acid and the like, and one or more of them can be used.
[0012]
Other vinyl monomers copolymerizable with these include aromatic vinyl monomers, vinyl cyanide monomers, unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers, and unsaturated carboxylic acid amide monomers. And unsaturated monomers containing a hydroxyalkyl group.
[0013]
Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, α-methylstyrene, methyl α-methylstyrene, vinyltoluene, divinylbenzene, and the like, and one or more can be used. Styrene is particularly preferable.
[0014]
Examples of the vinyl cyanide monomer include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-ethylacrylonitrile and the like, and one or more can be used. Particularly preferred is acrylonitrile.
[0015]
Unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, glycidyl methacrylate, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dimethyl maleate, diethyl maleate, dimethyl itaconate , Monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, 2-ethylhexyl acrylate and the like, and one kind or two or more kinds can be used. Particularly preferred is methyl methacrylate.
[0016]
Examples of unsaturated carboxylic acid amide monomers include acrylamide, methacrylamide, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, and the like, and one or more of them can be used. Particularly preferred is acrylamide.
[0017]
Examples of unsaturated monomers containing hydroxyalkyl groups include β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, 3-chloro-2-hydroxy Propyl methacrylate, di- (ethylene glycol) maleate, di- (ethylene glycol) itaconate, 2-hydroxyethyl maleate, bis (2-hydroxyethyl) maleate, 2-hydroxyethyl methyl fumarate and the like. Two or more kinds can be used. In particular, β-hydroxyethyl acrylate is preferable.
[0018]
In addition to the above monomers, fatty acid vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate, aminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, 2-vinylpyridine Basic monomers such as 4-vinylpyridine, vinyl chloride, vinylidene chloride and the like can be used.
[0019]
About said monomer composition, 20-80 weight% of conjugated diene monomers, 0.5-15 weight% of ethylenically unsaturated carboxylic acid-type monomers, and other vinyl-type monomer copolymerizable with these The body should be 5 to 79.5% by weight.
[0020]
When the amount of the aliphatic conjugated diene monomer is less than 20% by weight, the chipping resistance of the chipping-resistant paint blended with the copolymer latex of the present invention is lowered, and when it exceeds 80% by weight, the water resistance of the chipping-resistant paint is lowered. Therefore, it is not preferable. Preferably it is 30 to 70 weight%, More preferably, it is 50 to 70 weight%.
[0021]
The ethylenically unsaturated carboxylic acid-based monomer has an action of imparting stability to the copolymer latex itself and a paint blended with the copolymer latex, and the total amount of these is 0.5 wt. % Or more is necessary. If the total amount exceeds 15% by weight, the viscosity of the latex becomes high, which may cause problems in handling the copolymer latex itself, which is not preferable. Preferably it is 1-7 weight%, More preferably, it is 1-5 weight%.
[0022]
In the present invention, it is necessary to emulsion-polymerize the above monomer in the presence of a cyclic unsaturated hydrocarbon having one unsaturated bond in the ring.
Examples of such a compound include cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, 4-methylcyclohexene, 1-methylcyclohexene and the like, and the use of cyclohexene is particularly preferable.
[0023]
Moreover, there is no restriction | limiting in particular about the usage-amount of this unsaturated hydrocarbon, However, It is 0.1-50 weight part with respect to 100 weight part of said monomers total. If the amount is less than 0.1 part by weight, the effect of the present invention is insufficient. If the amount exceeds 50 parts by weight, the amount of the compound remaining as an unreacted substance also increases relatively, and the energy required for the recovery is greatly increased. Therefore, it is not preferable. Preferably it is 0.5-30 weight part, More preferably, it is 6-24 weight part.
[0024]
The copolymer latex of the present invention preferably has a gel content indicated by its toluene insoluble content within a specific range. The gel content of the copolymer latex is 60 to 100% by weight. If the gel content is less than 60% by weight, the water resistance of the chipping-resistant paint blended with the copolymer latex of the present invention is not preferable. Preferably it is 65 to 98 weight%, More preferably, it is 70 to 95 weight.
[0025]
The addition method of various components in the present invention is not particularly limited, and any of a batch addition method, a divided addition method, and a continuous addition method can be adopted. Also, the emulsion polymerization method is not particularly limited, and any one-stage polymerization, two-stage polymerization, multistage polymerization or the like can be employed. Furthermore, in emulsion polymerization, conventional chain transfer agents, emulsifiers, polymerization initiators, electrolytes, polymerization accelerators, chelating agents and the like can be used.
[0026]
In the present invention, a chain transfer agent can be used as necessary. Such chain transfer agents include alkyl mercaptans such as n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, t-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-stearyl mercaptan, dimethylxanthogen disulfide, diisopropylxanthogen. Xanthogen compounds such as disulfide, α-methylstyrene dimer, terpinolene, thiuram compounds such as tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetramethylthiuram monosulfide, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol , Phenolic compounds such as styrenated phenol, allyl compounds such as allyl alcohol, halogenated charcoal such as dichloromethane, dibromomethane, carbon tetrabromide Hydrogen compounds, α-benzyloxystyrene, α-benzyloxyacrylonitrile, vinyl ethers such as α-benzyloxyacrylamide, triphenylethane, pentaphenylethane, acrolein, methacrolein, thioglycolic acid, thiomalic acid, 2-ethylhexylthioglycolate 1 type, or 2 or more types can be used.
[0027]
There is no restriction | limiting about the usage-amount of these chain transfer agents, Although it can adjust suitably according to the performance calculated | required by copolymer latex, Preferably it is 0.05-10 weight with respect to 100 weight part of monomer mixtures. Part.
[0028]
Emulsifiers include higher alcohol sulfates, alkylbenzene sulfonates, aliphatic sulfonates, aliphatic carboxylates, anionic surfactants such as nonionic surfactant sulfates, or polyethylene glycol alkyl esters. Type, alkylphenyl ether type, alkyl ether type and other nonionic surfactants are used alone or in combination of two or more.
[0029]
As the initiator, water-soluble initiators such as potassium persulfate, ammonium persulfate, and sodium persulfate, redox initiators, and oil-soluble initiators such as benzoyl peroxide can be used.
[0030]
The copolymer tex of the present invention is blended and used as a vehicle for chipping-resistant paints, and there are no restrictions on components other than latex of the chipping-resistant paints, but generally talc, calcium carbonate, diatomaceous earth, mica , Fillers such as kaolin, barium sulfate, graphite, alumina, iron oxide, titanium oxide, silica, glass balloon, silica balloon, carbon black, organic pigment, chromic acid metal salt, phosphoric acid metal salt, metaboric acid metal salt, etc. It can be used in combination with a pigment, a crosslinking agent, a vulcanizing agent, a dispersing agent, a thickening agent, an organic solvent, an anti-aging agent, an ultraviolet absorber, an antistatic agent, a heat-sensitive gelling agent and the like.
[0031]
Further, there is no limitation on the method of coating the surface of the metal product with the chipping resistant coating containing the copolymer latex of the present invention as a vehicle. Generally, airless coating, air spray coating, brush coating method, roll coating method, It is possible to paint on the surface of metal products using a spatula coating method.
[0032]
【Example】
Hereinafter, in order to clearly show the excellent effects of the present invention, examples and comparative examples will be given to describe the present invention more specifically. The present invention is not limited at all by these examples unless it exceeds the gist. In addition, the part and% shown in an Example and a comparative example are based on a weight unless there is particular notice.
[0033]
Preparation of copolymer latex In a 10 liter autoclave, 100 parts of water, 0.3 part of sodium dodecylbenzenesulfonate, 1.0 part of potassium persulfate, 0.2 part of t-dodecyl mercaptan and Table 1 10% of the monomer having the composition shown was charged, heated to 65 ° C. with sufficient stirring, and allowed to react for 1 hour. Furthermore, the polymerization was carried out while continuously adding the remaining monomers for the polymerization time shown in Table 1. Next, after aging at the aging temperature and aging time shown in Table 1, these copolymer latexes were adjusted to pH 8 with an aqueous caustic soda solution, unreacted monomers and the like were removed by steam distillation, A polymer latex (a) was obtained. Moreover, except having changed into the content shown in Table 1, the same operation was performed and the copolymer latex (b)-(f) was manufactured.
[0034]
Examples 1-3, Comparative Examples 1-3
To 100 parts of copolymer latex (a), 70 parts of calcium carbonate, 50 parts of talc, 3 parts of carbon black, 5 parts of barium metaborate, 5 parts by weight of dispersant, and 150 parts by weight of water were added in a laboratory mixer. By mixing, the chipping-resistant water-based paint of Example 1 was obtained. The obtained chipping-resistant water-based paint was airlessly coated on a turn sheet plate plated with lead-tin so that the dry film thickness was 300 μm, set at room temperature for 10 minutes, then at 80 ° C. for 10 minutes, 120 ° C. And dried for 20 minutes to obtain an evaluation sample. Similarly, samples of Examples 2 to 3 were prepared using the copolymer latexes (b) to (c) described in Table 1. Furthermore, the sample of Comparative Examples 1-3 was created using the copolymer latex (d)-(f) described in Table 1 like the Example. In addition, the said number of parts represents solid content. Moreover, the samples of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated by the following methods.
[0035]
The adhesion was evaluated according to the cross-cut tape method of JIS K5400. That is, using a knife, incisions of 2 mm intervals in length and breadth that are perpendicular to each other and reach the steel plate base are made at the center of the coating film, and then the pressure-sensitive adhesive tape is pressure-bonded to the cutting section and immediately peeled off. The degree of peeling was evaluated according to the following criteria.
◎: No peeling at all ○: The area of the peeling defect is within 5% Δ: The area of the peeling defect is 5-15%
×: The area of the peeling defect part is 15% or more.
Chipping resistance The sample was fixed at an angle of 60 degrees with respect to the horizontal plane, and the nut (M-4) was dropped continuously from a height of 2 m on the painted surface, and the base material of the turn sheet steel plate was exposed. The total weight of the nut dropped at the time was evaluated according to the following categories.
A: The total weight of the nut is 50 kg or more. O: The total weight of the nut is 40 to 50 kg.
Δ: Total weight of nut is 30-40 kg
×: The total weight of the nut is 30 kg or less.
The state after immersion in water at room temperature for 7 days was examined by the method of water resistance JIS K5400.
◎: No abnormality ○: Slight chalking is observed Δ: Coating film is softened and chalking is severe ×: Coating film is severely softened and chalked; [0038]
Cooling and heat cycle resistance Each sample was subjected to 60 cycles of a heat cycle test of 60 ° C for 3 hours to -20 ° C for 3 hours, and the heat cycle resistance was evaluated based on the adhesion after the test.
◎: No peeling at all ○: The area of the peeling defect is within 5% Δ: The area of the peeling defect is 5-15%
×: The area of the peeling defect is 15% or more.
[Table 1]
Figure 0004093745
[0040]
【The invention's effect】
As described above, by using the specific copolymer latex in the present invention as a copolymer latex for chipping-resistant water-borne coatings, the balance between chipping resistance, adhesion to a metal substrate, and cold cycle resistance is remarkably improved. It can be done.

Claims (2)

共役ジエン系単量体20〜80重量%、エチレン性不飽和カルボン酸系単量体0.5〜15重量%およびこれらと共重合可能な他のビニル系単量体5〜79.5重量%を、上記単量体100重量部に対して6〜24重量部の環内に不飽和結合を1つ有する環状の不飽和炭化水素の存在下で乳化重合して得られるトルエン不溶分で示されるゲル含有量が60〜100重量%である共重合体ラテックスを含む耐チッピング水性塗料用組成物20-80% by weight of conjugated diene monomer, 0.5-15% by weight of ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, and 5-79.5% by weight of other vinyl monomers copolymerizable therewith Is insoluble in toluene obtained by emulsion polymerization in the presence of 6 to 24 parts by weight of a cyclic unsaturated hydrocarbon having one unsaturated bond in the ring with respect to 100 parts by weight of the monomer. A chipping-resistant water-borne coating composition comprising a copolymer latex having a gel content of 60 to 100% by weight. 環内に不飽和結合を1つ有する環状の不飽和炭化水素が、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、4−メチルシクロヘキセン、1−メチルシクロヘキセンから選ばれた化合物である請求項1記載の共重合体ラテックスを含む耐チッピング水性塗料用組成物The copolymer latex according to claim 1, wherein the cyclic unsaturated hydrocarbon having one unsaturated bond in the ring is a compound selected from cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, 4-methylcyclohexene, and 1-methylcyclohexene. A composition for chipping-resistant water-borne coatings .
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