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JPH01149864A - 常温硬化性エマルジョン塗料 - Google Patents

常温硬化性エマルジョン塗料

Info

Publication number
JPH01149864A
JPH01149864A JP30917787A JP30917787A JPH01149864A JP H01149864 A JPH01149864 A JP H01149864A JP 30917787 A JP30917787 A JP 30917787A JP 30917787 A JP30917787 A JP 30917787A JP H01149864 A JPH01149864 A JP H01149864A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
emulsion
polymer
ethylenically unsaturated
epoxy resin
water
Prior art date
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Granted
Application number
JP30917787A
Other languages
English (en)
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JP2606244B2 (ja
Inventor
Fumio Yoshino
吉野 文夫
Yoshiki Hasegawa
長谷川 義起
Shinichi Yoshioka
真一 吉岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd filed Critical Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Priority to JP30917787A priority Critical patent/JP2606244B2/ja
Publication of JPH01149864A publication Critical patent/JPH01149864A/ja
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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〕 本発明はエポキシ樹脂を粒子内部に含み、且つ、粒子外
層にこのエポキシ樹脂の架橋促進剤或は架橋点ともなシ
得るアミノ基を有する共重合体を含む、常温で架橋する
重合体エマルジョンをビヒクルとするエマルジョン塗料
に関する。
〔従来技術とその問題点〕
現在、糧々の重合体エマルジョンがエマルジョン塗料の
ビヒクルとして用いられており、ビヒクルとして用いら
れる重合体エマルジョンを何らかの方法で架橋すること
Kよって、塗膜の耐久性をよシ向上させることも周知で
、既に種々の架橋の方法が提唱され、一部は実用的に行
われている。
これらの架橋方法として最もよく知られ、また実用化さ
れているものにN−メチロールアクリルアミド、アクリ
ルアミド、β−ヒドロキシエチルアクリレートなどの各
種反応基を持った単量体を共重合した重合体エマルジョ
ンにメラミン樹脂の如きアミノプラストを配合して架橋
するものがある。
しかし、この場合は常温での乾燥では殆んど架橋が行な
われないので、加熱乾燥が可能な工業塗装などの用途に
使用が限定されている。ところでエマルジョン塗料が最
も多く用いられる建築塗料では常温乾燥で塗装されるが
、常温で架橋できるものとして、カルボキシル基含有単
量体を共重合したカル?キシル化重合体エマルジョ/に
亜鉛華などの多価金属塩を加えて、カルボキシル基と金
属イオンとをイオン架橋する方法が比較的よく行われて
いる。しかしながら、この場合は、水、アルカリなどに
よって加水分解し易い欠点があシ、このため一般にエマ
ルジョン塗料がよく用いられるモルタル、コンクリート
などの基材への塗装では充分な効果が発揮されず、むし
ろアルカリで加水分解し7て塗膜の剥離可能な性質を利
用するフロア−・ポリッシュなどに供されている。
これに対し、カルボキシル化重合体エマルジョンにエポ
キシ樹脂の乳化分散体あるいは水溶性エポキシ樹脂を混
合配合して架橋する方法も行なわれておシ、エポキシ樹
脂のグリシジル基と重合体中のカルボキシル基が有機ア
ミノ化合物を促進剤として架橋反応することが知られて
いる。
ところが上記の如きエポキシ樹脂の乳化分散体あるいは
水溶性エポキシ樹脂とカル?キシル化乳化重合体の併用
による架橋方法も、配合物の安定性に制限があり、いわ
ゆるポット・ライフが問題となる。このため、一般にエ
ポキシ樹脂および/または架橋促進剤を使用時に添加、
混合して用いる二液型となっておシ、使用時の作業性が
劣るという欠点がある。
また、エポキシ樹脂の乳化分散体を用いる場合は、エポ
キシ樹脂およびカルボキシル化重合体が、それぞれ別の
粒子となっているため、粒子表面に吸着して分散粒子を
安定化させている乳化剤層などの影響によシ充分な架橋
が行われないことがあシ、一方、水溶性のエポキシ樹脂
を用いた場合は、このような問題が少ないかわシに配合
物の安定性が低下し、ポット・ライフが短くなシ、取扱
い上、問題点がある。
このような問題点を解決する方法として、例えば特公昭
59−52188号公報に、工2キシ化合物の存在下に
、特に、エチレンと酢酸ビニルを乳化共重合して工?キ
シ樹脂含有エチレンー酢酸ビニル共重合体エマルジョン
を製造し、これを顔料分散液と配合し、次いで通常使用
前に有機アミノ化合物の硬化促進剤を加えて塗料として
用いると良いことが述べられている。この場合、分散状
態にあるエチレン−酢酸ビニル共重合体粒子にエポキシ
化合物が均一に存在し、しかも粒子中のエポキシ化合物
がエチレン−酢酸ビニル共重合体によって保護されてい
ることによシ硬化促進剤を加えてもポットライフが長く
、且つ、良好な塗膜性能が得られるであろうことも示さ
れている。しかしながら、この方法においても硬化促進
剤を使用前に添加して使用しなければならないという、
いわゆる二液型塗料となるため、塗装現場での二液の混
合という作業の繁雑さがあシ、又、水不溶性のアミノ樹
脂を水分散型とした硬化促進剤を用いた場合、特に、エ
ポキシ樹脂含有重合体エマルジョンと水分散型硬化促進
剤との粒子状態での混合となるため、重合体と硬化促進
剤との相溶性が充分でないと塗膜性能が不充分となる可
能性があシ、更に、水溶性である低分子量アミノ化合物
の硬化促進剤を用いた場合は、セメントモルタル、コン
クリートなどの多孔質基材へ塗料を塗装した場合に水の
基材への浸透に伴い、水に溶解している硬化剤も一緒に
浸透してしまったり、又、低分子量のものであれば乾燥
時に蒸発して失われることもあシ、充分な性能を発揮し
得ない欠点がある。
本発明はとのような問題を解決すべくなされたものであ
シ、−液型で用いることができ、安定で、貯蔵安定性に
優れ、かつ常温でも良好な架橋塗膜が得られる常温硬化
性エマルジョン塗料を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するだめの手段〕
本発明は、(IL)アミノ基を分子中に含まないエチレ
ン性不飽和単量体を水不溶性のエポキシ樹脂の存在下に
乳化重合させて種粒子たる乳化重合体を製造し、次いで
(b)前記乳化重合体の存在下で、アミノ基を含有する
エチレン性不飽和単量体およびこれと共重合可能な他の
エチレン性不飽和単量体を乳化重合させて得られる重合
体エマルジ璽ンをビヒクルとする常温硬化性エマルジョ
ン塗料である。
本発明において用いる重合体エマルジョンは前記の(a
) 、 (b)工程によって得られることから同一の乳
化微粒子内K、架橋剤である水不溶性エポキシ樹脂を含
有する部分と、架橋促進剤或いは架橋点ともな)得るア
ミノ基含有エチレン性不飽和単量体を構成単位として含
有する部分とを層構造として含むことを特徴とするもの
であ)、この層構造によって一液型で使用可能で、かつ
安定な乳化重合体が提供される。
以下に本発明で用いる重合体エマルジョンの構成を更に
詳細に説明する。
重合体エマルジョンの製造において種粒子として用いら
れる、水不溶性エポキシ樹脂含有乳化重合体は、水不溶
性エポキシ樹脂を乳化重合に用いるエチレン性不飽和単
量体に溶解した後、公知の方法で乳化重合することによ
シ容易に得られる。
他の方法としては乳化剤を含む水相中に水不溶性のエポ
キシ樹脂を加えて分散した後、エチレン性不飽和単量体
を加えつつ乳化重合することもできる。
ここで、エチレン性不飽和単量体と水不溶性エポキシ樹
脂の重量比率は100:100〜100:5が望ましく
、エポキシ樹脂がこれ以上多くなると、乳化重合体粒子
中にとり込まれないエポキシ樹脂が多くなシ、生成した
乳化重合体の安定性が低下し、また乳化重合中の凝集物
の発生も多くなるという問題を生ずる。一方、エポキシ
樹脂の比率が少なくなると、最終エマルジョン中のエポ
キシ樹脂、含量も当然少なくなるので、充分な架橋効果
が得られなくなる。
水不溶性のエポキシ樹脂としては市販品の主要タイプで
あるエピクロルヒドリン−ビスフェノールA型エポキシ
樹脂が最も有用であるが、グリシジル基を2個以上有し
、かつ、水に不溶ないしは難溶性で、エチレン性不飽和
単量体のいずれかに可溶であれば使用することができ、
これらとしては脂肪族系エポキシ樹脂、エポキシ化ウレ
タン樹脂なども有用である。
水溶性ないしは親水性の大なるエポキシ樹脂は、本発明
では乳化重合体粒子中にとシ込まれ難く、水相中に存在
するか、重合体粒子表面に存在し易くなるので使用でき
ない。
次に、(b)工程である第2段目の乳化重合で用いられ
るアミノ基含有エチレン性不飽和単量体としてはN−メ
チルアミノエチルアクリレートまたはメタクリレート、
ジメチルアミノエチルアクリレートまたはメタクリレー
トなどのアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルアミ
ノエステル類、ビニルピリジンの如きモノビニルピリジ
ン類、ジメチルアミノエチルビニルエーテルの如きアル
キルアミノ基を有するビニルエーテル類、N−(2−ジ
メチルアミノエチル)アクリルアミドまたはメタクリル
アミドの如きアルキルアミノ基を有する不飽和アミド類
などかあシ、これらのうち、特にジメチルアミノエチル
アクリレートまたはメタクリレートが、他のエチレン性
不飽和単量体との共重合には有用である。
これらのアミノ基含有エチレン性不飽和単量体は第2段
目の乳化重合において用いられるエチレン性不飽和単量
体中に1〜25重量%の比率で用いるが、これよ多少な
い共重合量では架橋促進剤としての作用が不充分であシ
、一方、これよシ多い使用量では、これらのアミノ基含
有エチレン性不飽和単量体が親水性が強いため、共重合
体の親水性も大となり、得られる乳化重合体皮膜の耐水
性が低下するという欠点を生ずる。
エチレン性不飽和単量体の一部としてエチレン性不飽和
カルボン酸を用いて共重合することは後述する理由から
も重要であるが、エチレン性不飽和カルボン酸はこの種
粒子製造の段階(、)で用いてもよいし、次の乳化重合
の段階(b)で用いてもよく、さらに両方に用いてもよ
い。
このように(a)工程および/または(b)工程のエチ
レン性不飽和単量体中に重要成分として用いられるエチ
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、クロトン酸の如きエチレン性不飽和−塩基性カ
ルポン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸の如きエ
チレン性不飽和二塩基性カルぎン醸があシ、これらの一
種または二種以上が用いられる。iた、エチレン性不飽
和二塩基性カルデン酸のモノアルキルエステルも使用す
ることができる。
これらのエチレン性不飽和カルボン酸の使用はエポキシ
樹脂との架橋点となる他、周知の如く乳化重合体の機械
的安定性の向上にも効果があシ、一方、前記のアミノ基
も一部エポキシ樹脂との架橋点ともなシ得るので、使用
量は必ずしもエポキシ樹脂の反応基と当量関係にある必
要はないが、種粒子の乳化重合工程(、)および次段階
の乳化重合工程(b)における各エチレン性不飽和単量
体の合計量の1〜10重量係であシ、これよシ少ない量
では、良好な架橋効果が得られず、またこれよシ多くな
ると生成乳化重合体皮膜の耐水性、耐アルカリ性が低下
するので好ましくない、また、これらのエチレン性不飽
和カル?ン酸は本発明では種粒子の乳化重合時または次
段階の乳化重合時あるいはその両方で用いられる。
本発明の重合体エマルジョンに用いられるその他のエチ
レン性不飽和単量体としてはアクリル酸メチル、アクリ
ル酸エチル、アクリル酸ブチル等のアクリル酸エステル
類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタ
クリル酸エステル類;マレイン酸、フマル酸、4タコン
酸ノ各エステル類;酢酸ビニル、ゾロピオン酸ビニル、
第3級カルボン酸ビニル等のビニルエステル類;スチレ
ン、ビニルトルエンの如き芳香族ビニル化合物、ビニル
ピロリドンの如き複素環式ビニル化合物;塩化ビニル、
アクリロニトリル、ビニルエーテル、ビニルケトン、ビ
ニルアミド等;塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等ハ
ロゲン化ビニリデン化合物;エチレン、プロピレン等の
α−オレフィン類;ブタジェンの如きジエン類などかあ
シ、また、所望によジアクリルアミド、メタクリルアミ
ド、マレイン酸アミド等のα、β−エチレン性不飽和酸
のアミド類;N−メチロールアクリルアミドまたはメタ
クリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等の不飽和カ
ルデン酸の置換アミド;ジアリルフタレー)、ジビニル
ベンゼン、アリルアクlJL/−)、トリメチロールプ
ロノぐントリメタクリレートの如き1分子中に2個以上
の不飽和結合を有する単量体なども用いることができる
。さらに、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、ア
リルアルキルイタコネート硫酸エステルなどの不飽和基
とスルホン酸基、サルフェート基を有するものおよびこ
れらのアルカリ塩も使用することができる。
次に本発明に用いられる重合体エマルジョンの乳化重合
方法について述べる。
種粒子となる水不溶性のエポキシ樹脂を含む乳化重合体
は水中で乳化剤の存在下、エポキシ樹脂を溶解したエチ
レン性不飽和単量体混合物からラジカル生成開始剤を用
いて公知の乳化重合方法で製造する。また、他の方法と
して乳化剤を溶解した水相中にエポキシ樹脂を加えて乳
化分散後、エチレン性不飽和単量体混合物およびラジカ
ル生成開始剤を加えて公知の方法で乳化重合してもよい
次いで、前記で得られた乳化重合体を水相に加え、″同
様にエチレン性不飽和単量体混合物およびラジカル生成
開始剤を加えて公知の方法で乳化重合することによシ重
合体エマルジョンが製造される。この場合、乳化重合中
の凝集物の生成の防止など、重合系の安定化のために種
粒子の乳化重合体に加えて乳化剤をさらに追加して加え
てもよい。
上記は種粒子を別途製造し、それを用いて次段階にて乳
化重合する方法であるが、この他、同一反応装置内で種
粒子に相当する乳化重合体を製造し、続けて、その系内
へ次段階の乳化重合で用いるエチレン性不飽和単量体混
合物およびラジカル生成開始剤を加えて乳化重合する方
法にて製造することもできる。即ち、乳化剤を溶解した
水相中で、種粒子となるエチレン性不飽和単量体混合物
をエポキシ樹脂の存在下、ラジカル生成開始剤を用いて
乳化重合した後、次段階のエチレン性不飽和単量体混合
物およびラジカル生成開始剤を加えて乳化重合して本発
明に用いられる重合体エマルジョンが得られる。
水不溶性のエポキシ樹脂二種粒子の製造工程(、)と後
段乳化重合工程(b)における全エチレン性不飽和単量
体の重量比率は2:100〜50〜100とする必要が
ある。エポキシ樹脂が2:100より少ないと充分な架
橋効果が得られず、また、50:100よシ多くなると
生成乳化重合体の安定性が低下したシ、未反応のエポキ
シ樹脂の残存によシ、乳化重合体よシ得られたフィルム
が過剰に柔かくなるという欠点を生ずる。
本発明で用いる重合体エマルジョンの製造時に乳化剤と
して用いられるものとしては、アルキルベンゼンスルホ
ン酸ソーダ、2ウリル硫酸ソーダ、ナトリウムジオクチ
ルスルホサクシネート、アルキルフェニルポリオキシエ
チレンサル7エートソーダ塩またはアンモニウム塩など
のアニオン性乳化剤、ホリオキシエチレンアルキルフェ
ニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、
ポリオキシエチレン−4リオキシプロピレンブロツク共
重合体など通常乳化重合に用いられているものがあげら
れる。乳化剤の使用量は種粒子となる乳化重合体の乳化
重合工程(、)においては水不溶性エポキシ樹脂とエチ
レン性不飽和単量体の合計重量に対して0.5〜15重
量%の範囲て使用するのが好ましい、乳化剤量がこれよ
シ多くなると最終重合体エマルジョンの耐水性の低下を
もたらす場合があるので好ましくなく、またこれよシ少
ない乳化剤量では乳化重合時の安定性、生成乳化重合体
の安定性が低下する場合がある。さらに、次段の乳化重
合工程(b)における乳化剤の追加使用量は、種粒子の
乳化重合体固形分重量に対し10重量%以下にすること
が、新たな別粒子の生成を少なくする点から望ましい。
また重合体エマルジョンを得るための乳化重合において
用いられるラジカル生成開始剤としては、通常の乳化重
合に用いられているもの艇使用されるが、これらとして
は過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、アゾビスイソ
ブチルニトリルおよびその゛塩酸塩などがあげられ、ま
たクメンハイドロA?−オキサイド、t@rt−ブチル
ハイドロパーオキサイドなどの有機過酸化物も必要に応
じて使用することができる。さらに、これらの過硫酸塩
または過酸化物と鉄イオンなどの金属イオンおよびナト
リウムスルホオキシレートホルムアルデヒド、ピロ亜硫
酸ソーダ、L−アスコルビン酸などの還元剤を組合わせ
て用いる公知のレドックス系開始剤も用いることができ
る。
乳化重合時の濃度は、実用的な観点よシ、最終エマルジ
ョンが25〜65重量%の固形分濃度となるようにする
のがよく、また反応系へのエチレン性不飽和単量体およ
びラジカル生成開始剤は一括仕込み、連続滴下、分割添
加など公知のいずれの方法でも行うことがモきる。
乳化重合時の温度も、公知の乳化重合で行われている範
囲でよく、また乳化重合は常圧下、またはガス状のエチ
レン性不飽和単量体を使用するときは加圧下で行われる
本発明の常温硬化性エマルジョン塗料は、上記に特定し
た重合体エマルジョンをビヒクルとして通常のエマルジ
、ン塗料の製造と全く同様にして製造される。即ち、顔
料、充填剤、骨材、分散剤、湿潤剤、増粘剤及び/又は
レオロジーコントロール剤、消泡剤、可塑剤、造膜助剤
、有機溶剤、防腐剤、防パイ剤、−調節剤、防錆剤など
それぞれの目的に応じて選択、組み合わされ、通常の方
法で塗料とされる。
このようにして得られた本発明の塗料は貯蔵安定性が良
好で、塗装作業時のポット・ライフの心配がなく、従来
のエマルジョン塗料と同様に塗装し、常温乾燥のみで優
れた耐久性を有する塗膜をもたらす、尚、当然のことな
がら、本発明の常温硬化性エマルジョン塗料は、加熱乾
燥工程でも、もちろん使用可能であシ、これによっても
良好な架橋塗膜が得られるので、現場塗装の他、工場で
の各種工業塗装においても省エネルギー型(低温硬化型
)塗料としても有用である。
〔実施例等〕
以下に例を挙げ本発明をよシ詳細に説明するが、本発明
は以下の実施例のみに限定されるものではない、なお、
以下の部およびチはいずれも重量に基づく値である。
実施例1.比較例1.比較例2 攪拌機、還流コンデンサー、滴下漏斗および温度計を取
シつけた1、5tの反応容器に下記の原料を仕込み溶解
した。
脱イオン水            324.0部エマ
ルグン931 (花王■製品: ノニオン乳化剤)   16.0部 ネオダンR(第一工業製薬■製品: アニオン乳化剤)4,0部 rlQ) 次いで、下記の混合物を滴下漏斗に入れた。
エビクロン850(大日本インキ化学工業■製品:エポ
キシ樹脂)   40.0部アクリル酸ブチル    
     200.0部メタクリル酸メチル     
  192.0部アクリル酸            
 8.0部窒素ガスを送入しつつ、攪拌下に、反応装置
内温を60℃に昇温し、脱イオン水に溶解した2%濃度
の過硫酸カリウム水溶液を40部添加し、次いで滴下漏
斗に入れたエポキシ樹脂と単量体の混合物の20%を加
えた。重合熱による温度上昇をウォーター・パスによシ
制御し、内温を80’Cに保ちつつ、続いてエポキシ樹
脂/単量体混合物の残シと2%過硫酸カリウム水溶液8
0部を2時間かけて滴下し、重合した。さらに80℃で
2時間保持した後、室温まで冷却して200メツシユ濾
布で濾過し、取出して種粒子となる乳化重合体を得た。
このものは不揮発分濃度50.3%、pH2,8であっ
た。
同様な1.5tの反応装置に上記で得た乳化重合体45
2部および水125部を仕込んだ。次に下記のエチレン
性不飽和単量体混合液を調整し滴下漏斗に入れた。
アクリル酸エチル          120.0部メ
タクリル酸メチル          74.0部ジメ
チルアミノエチルメタクリレート      4.0部
アクリル酸             2.0部窒素ガ
スを送入しつつ、攪拌しながら反応装置内温を70℃に
昇温し、別の滴下漏斗に準備した2チ過硫酸カリウム水
溶液60部すよび上記単量体混合液を滴下して重合した
。これらの滴下は内温を70℃に保ちつつ2時間で行っ
た。さらに、同温度で2時間保持後、室温に冷却して2
00メツシユ濾布で濾過し、本発明に用いる重合体エマ
ルジョン(E−1)を得た。得られた重合体エマルジョ
ン(E−1)は不揮発分濃度50.2チ、声5.9、粘
度120 cps (B M型回転粘度計、p−ターA
2、回転数6 Orpm。で25℃にて測定)であった
。次に、このエマルジョンをそのtま、および−をアン
モニア水で9.5に調整したものを、それぞれ50℃で
1チ月間保存したところ、いずれも凝集などの変化がな
く安定であった。また声調整前および調整後のそれぞれ
のエマルジョンを3ミルアプリケーターでガラス板上に
塗布し、48時間、約25℃の室温で乾燥した後、表面
をトルエンを含ませた布でラビングテストを行った結果
、いずれも50回のラビングで表面に若干の損傷が認め
られたが、溶解して消滅することがなく良好な耐溶剤性
を示し、架橋皮膜が形成されていることが認められた。
一方、比較例1として上記実施例1と同じ組成となるよ
うエポキシ樹脂および種粒子に用いたエチレン性不飽和
単量体および第2段目の重合で用いたエチレン性不飽和
単量体を混合して用いて、種粒子で行った如き乳化重合
条件で乳化重合して、重合体エマルジョン(RE−1)
を得た。得られた重合体エマルジョン(RE−1)は不
揮発分濃度50.2%、pH5,8、粘度180 cP
sであった。これを実施例1と同様に、そのままのもの
と−を9.5に調整したものを用いて皮膜のトルエンラ
ビングテス)>よび50℃で保存試験を行った結果、皮
膜の耐溶剤性は共に良好であったがpH5,8のものは
50℃で2週間保存後、またpH9,5のものは50℃
で3日後に凝集し、安定性が不良であった。
さらに、比較例2として、比較何重からエポキシ樹脂を
除いて同様に乳化重合して重合体エマルジョン(RE−
2)を得た。但し、この場合不揮発分濃度を50チとす
るため脱イオン水の仕込み量も、これに相当する量減量
して乳化重合した。得られた重合体エマルジョン(RE
−2)は不揮発分濃度50.0 %、pH6,0、粘度
150 cPaであった。
このものの声未調整のもの及びpH9,5に調整のもの
の安定性は50℃、1チ月後も共に良好であったが、皮
膜のトルエンラビングテストでは皮膜が溶解し損失した
上記で得た各重合体エマルジ、/を用いて、下記の配合
によシエマルジョン塗料を製造した。
〔配合〕
水                      10
0部水分散性大豆レシチン(分散剤)        
3zエチレングリコール(凍結防止剤)      2
01ジブチルフタレート(可塑剤)      11N
重合体エマルジョン       3201不揮発分濃
度:58% 顔料容積濃度=50% 各々の塗料及び塗膜性能のテスト結果は表−1の如くで
あった。
表−1 〔試験方法〕 基   材:市販セメント・アスベスト板塗料塗布方法
:刷毛二度塗シ 塗布量’、200fi7/d 乾   燥=23℃、60チRHで7日間塗料粘度:ス
トマー型粘度計による。測定温度25℃。
耐 水 性:水中に2週間浸漬(約20℃)。
耐アルカリ性:2%NaOHy Ca (OH) 2飽
和水溶液に2週間浸漬(約20℃)。
耐溶剤性: トルエンを含浸させた脱脂綿を用いて、手
で100回塗膜面を摩擦。
耐 候 性:サンシャイン・ウェザ−・メーターで1.
000時間曝露。
実施例1の塗料は安定性、塗膜性能とも良好であったが
、比較例1の塗料は塗膜性能に優れるものの、安定性に
劣シ、一方、比較例2の塗料は安定性が良好なるものの
、塗膜性能に劣るものでちった。
実施例2.比較例3 実施例1と同様の反応装置に下記の原料を仕込んで溶解
した。
脱イオン水            332.0部エマ
ルダン931          16.0部ノイff
yEA−1204,0部 ハイテノールN−082,0部 次に窒素ガスを送入しつつ、攪拌下に下記のあらかじめ
溶解したエポキシ樹脂/単量体混合物を仕込んだ。
エピクロン1050(犬日本インキ化学工業■製品:エ
デキシ樹脂)   24.0部アクリル酸ブチル   
       50.0部メタクリル酸メチル    
     47.0部メタクリル酸         
   3.0部次いで、内温を30℃に調節した後、1
チF@ C15・6H20水溶液0.5部を加え、さら
に2チ過硫酸アンモニウム水溶液50部および2チビロ
亜硫酸ソ一ダ水溶液50部を加えた。これKよ多重合が
開始され、発熱し、種粒子となる乳化重合体を生成した
0発熱停止後1時間保持した後内温を50℃に保ち、次
に、あらかじめ調整した下記の単量体混合物および2チ
過硫酸アンモニウム水溶液50部と2%ピロ亜硫酸ソー
ダ水溶液50部を2時間で滴下して重合させた。
アクリル酸ブチル          80.0部アク
リル酸エチル          79.0部メタクリ
ル酸メチル        129.0部ジメチルアミ
ノエチルメタクリレート9.0部メタクリル酸    
        3.0部さらに、50℃で2時間保持
した後、室温に冷却して、アンモニア水で−Iを8.5
に調節後、200メツシユ濾布で濾過し、取出して本発
明に用いる重合体エマルジョン(E−2)を得た。この
ものは不揮発分濃度45.3チ、粘度100 ePaで
、50℃での保存安定性は1チ月間良好であった。
一方、比較例3として上記よジェポキシ樹脂を除いたも
のを上記と同様にして乳化重合して、重合体エマルジョ
ン(RE−3)を得た。このものは不揮発分濃度44.
0%、粘度70 cPs (B M型回転粘度計、ロー
ターA1、回転数6 Orpm、で25℃にて測定)で
あシ、−を同様に8.5に調節した。
本実施例の重合体エマルジョン(E−2)と比較のため
に得たエポキシ樹脂を含まない重合体エマルジョン(R
E−3)とをそれぞれ実施例1と同様にしてガラス板に
塗布し、皮膜を形成せしめた。
次いで、実施例1と同様なトルエンラビングテストを行
ったところ、本実施例の重合体エマルジョン(E−2)
はトルエンラビングによる皮膜の損傷は僅かであったが
、比較の重合体エマルジョン(RE−3)は、これによ
シ皮膜のラビング部の大部分が溶解し損失した。また、
同様に作成した皮膜を25℃の水中に48時間浸漬して
、状態変化を観察したところ、本実施例の重合体エマル
ジョン(E−2)の皮膜は白化、膨潤が極めて少なく、
良好な耐水性を示したが、比較の重合体エマルジョン(
RE−3)の皮膜は白化、膨潤共に著しく、耐水性に劣
った。
上記の各重合体エマルジョンを用いて実施例1と同様の
配合で塗料化した。塗料及び塗膜性能のテスト結果は表
−2の如くであった。
表−2 〔試験方法は表−1と同様。〕 実施例2の塗料は塗料安定、塗膜性能ともに良好であっ
た。
実施例1と同様の反応装置に下記の原料を仕込み溶解し
た。
脱イオン水           500.0部エマル
ダン931         30.0部ハイテノール
N−081,0部 窒素ガスを送入しつつ、攪拌しながら温度を(9q) 60℃に昇温し、次にエビクロン850をioo、。
部とノイグンEA−12010,0部とを混合した混合
物を30分間で徐々に加え、さらに1時間攪拌しエポキ
シ樹脂を分散させた。続いて、下記単量体混合物を加え
た。
アクリル酸ブチル        50.0部スチレン
            45,0部メタクリル酸  
         5.0部上記単量体混合物を添加後
、2%過硫酸カリウム水溶液25部を加え、温度を適宜
冷却または加熱して70℃に保ちつつ、4時間保持し反
応させた。
次に下記の単量体混合物および2q6過硫酸力リウム水
溶液50部を2時間で滴下して重合した。
アクリル酸ブチル       iio、o部メタクリ
ル酸メチル       75.0部ジメチルアミノエ
チルアクリレート     10,0部メタクリル酸 
          5.0部さらに、70℃にて2時
間保持後、室温まで冷却し、200メツシユ濾布で濾過
し取出した。得られた重合体エマルジョン(E−3)は
不揮発分濃度43.0%、pH6,7、粘度80 eP
sであった。このエマルジョンは50℃の保存安定性は
1ケ月後も良好であシ、また実施例1と同様に25℃で
ガラス板上に塗布した皮膜の耐トルエン性も良好であっ
た。
次に、比較例4として、上記よシエピクロン850を除
き、且つ、重合体エマルジョンの不揮発分濃度を43チ
とするために脱イオン水の仕込み量を132部減量し、
その他は同様にして重合体エマルジョン(RE−4)を
合成し、この重合体エマルジョン(RE−4)100部
に対し、市販エポキシ樹脂エマルジョン(エピクロン8
5−75W:大日本インキ化学工業KK製品)15部を
加えて混合した。得られた配合物は不揮発分濃度47,
0%pH6,7、粘度120 ePsであった。このも
のは50℃、2日間後に凝集を起し、又、上記と同様の
方法による皮膜の耐トルエン性試験の結果、−部溶解、
膨潤による損傷が認められた。
上記の両者を、実施例1と同様の塗料配合によシ塗料化
して、塗料及び塗膜物性を試験した結果は表−3の如く
であった。
表−3 〔試験方法は、下記を除き表−1と同様〕0耐洗浄性;
ガードナー型洗浄機によシ、マルセル石鹸1.5%とミ
ガキ砂10%混合水溶液にて1000回塗膜面を摩耗。
実施例3の塗料は安定性、塗膜物性とも良好であったが
、比較例4の塗料は安定性、塗膜物性ともに劣った。
実施例2で合成した重合体エマルジョン(E−2)及び
比較例3の重合体エマルジ、ン(RE−3)をそれぞれ
用いて下記の配合によシ塗料を調製した。
タモ−ルア31(25%)(分散剤)   7.2  
 7.2   7.2エチレングリコール     1
5   15   15重合体エマルジョン(E−2)
451   −    −重合体エマルジョン(RE−
3)   −465−同  上          −
−459アンモニア水(28チ)    7   7 
  7不揮発分濃度;51チ 顔料重量濃度(PWC) : 55% 上記塗料の安定性及び磨軟鋼板に塗布した塗膜の物性は
表−4の如くであった。
表−4 判定;◎優秀、○良、△やや劣る。x不良。
〔試験方法〕 基 材:磨軟鋼板 塗布量:25μ(パーコーター460による)乾 燥:
23℃、5日間 試片の調製:乾燥後試片の裏面及び側面を、アクリル系
ラッカー(クリヤー)にてシールした後供試。
付着性: 10m+aX 10zrnの広さに1mm間
隙でナイフでゴパン目を入れ、市販セロテープによシ、
セロテープ剥離テスト。
耐水性:クロスカットを入れた試片を水中に1週間浸漬
して塗膜2発錆、フクレ、その他状態変化観察。
耐塩水性:同様に5%食垣水中に1週間浸漬。
耐塩水噴霧性:同様試片を塩水噴霧試験機中で96時間
曝露。
実施例2においてエポキシ樹脂をエビクロン1050か
らエビクロン850に変えて、使用量を20部とし、又
、メタクリル酸メチルをスチレンに置換した他は同じに
して重合体エマルジョン(E−4)を合成した。次にこ
の重合体エマルジ。
ン(E−4)と、市販の吹付タイル用アクリル−スチレ
ン系エマルジョン、ポンコー)5410(大日本インキ
化学工業KK 、製品)をそれぞれ用いて下記の如く吹
付タイルポデー・コート配合を行りた。
実施例5 比較例7 トリポリリン酸カリ(5q6水溶液)       4
6.0  46.0エチレングリコール       
   4.0   4.0重合体エマルジョン(E−4
)(45チ)152.5   −市販品ポンコー)54
10(50%)      −137,2アンモニア水
(28チ)          1.5   1.5不
揮発分濃度=85% 顔料重量濃度=92% 市販セメント・アスベスト板に、市販塩化ビニル−酢酸
ビニルコポリマー溶液をシーラーとして刷毛塗シし、乾
燥後、上記塗料をタイル・ガンを用いて吹付圧力2.5
 kg/aiにて塗布量2ゆ/?程度となるよう玉吹き
した。室温にて24時間乾燥後、市販アクリル系ラッカ
ー・エナメルをトップコートして(塗布量:2oog/
m’)、さらに室温で5日間乾□燥した。
上記にて得た各塗装板につき、塗膜物性を試験の結果は
表−5の如くであった。
表−5 東付着性: JIS−A−6910による。
実施例5は付着性に優れ、耐久性も良好であった。
実施例1及び比較例2並びに3の塗料に、それぞれ同量
の寒水石5厘及び3厘のに1混合物を加えて混和し、実
施例6.比較例8.比較例9のリシン塗料を得た。
市販セメント・アスベスト板にリシン・ガンにて塗布量
1 kg/n?となるようそれぞれのりシン塗料を吹付
塗装し、室温で5日間乾燥した。
それぞれの塗膜の性能を比較したところ、表−6の如く
であった。
表−6 実施例6は塗料安定性、塗膜性能ともに良好であった0 単量体組成を、 (種粒子となる乳化重合体の組成) エピクロン850         40.0部アクリ
ル酸2−エチルヘキシル    42,0スチレン  
          40.0メタクリル酸メチル  
       15,0メタクリル酸        
   3,0(第二段目の単量体組成) アクリル酸2−エチルヘキシル   126.0部メタ
クリル酸メチル      157.5ジメチルアミノ
エチルメタクリレート    12.0アクリル酸  
          4.5の如く変えたほかは実施例
2の重合体エマルジ冒ンの合成と同じにして重合し、重
合体エマルジ盲ン(E−5)を得た。得られた重合体エ
マルジョン(E−5)にさらに水を加えて、不揮発分濃
度を45.0%に調節した。このものの粘度は120e
Psで、50℃での保存安定性は1ケ月後も良好であっ
た。
一方、比較例10として上記よジェポキシ樹脂を除いた
ものを同様に合成した。得られた重合体エマルジョン(
RE−5)は不揮発分濃度44. O% 。
粘度100 cPg t p’ 8.5であった。 、
それぞれの重合体エマルジョンを用いて下記配合にて水
性グロスイイントを調製した。
〔配合〕
水                        
10.0部エチレングリコール         2.
6ノイダンEA−1200,3 ペストサイドFX                O
,01JR−60OA(酸化チタン:帝国化工KK製品
)36.0アンモニア水(28チ)         
0.15重合体エマルジョン(44チ)       
113.6テキサノール           7.0
8N−デフォ−マー121             
0.3セロサイズQP−4400(3%)9.2不揮発
分濃度    :47チ 顔料容積濃度(PVC): 20チ それぞれの塗料及び塗膜物性試験の結果は表−7の如く
であった。
〔試験方法〕
塗料粘度:ストマー型粘度計による。測定温度25℃ 光   沢:塗料を3m11アプリケーターにてガラス
板上に塗布し、1日乾燥後村上式光 沢計にて入射角/反射角==60°/60゜で光沢を測
定。
耐 水 性:フレキシブル板に刷毛で塗料を2度塗シし
1日間乾燥後水中に96時間浸漬 (裏面アクリル・ウレタンでシール) 耐アルカリ性:上記と同様の試片をCa (OH) 2
飽和水溶液中に浸漬、(裏面アクリル−ウレタ ンでシール) 促進耐湿熱性:溶剤型アクリルでシールしたフレキシブ
ル板に塗料を約1+1ulHの厚さに塗布、7日間乾燥
後裏面が水に浸潤した状態で上部50mよシ赤外線ラン
プを照射7日後に塗膜の状態を判定。
耐溶剤性:耐水、耐アルカリ性試験と同様の試片の表面
をトルエンを含浸させた脱脂綿を用い、手で100回摩
擦。
耐 候 性:サンシャイン・ウニデーメーターで1.0
00時間曝露。
上記の如く、実施例70グロスペイントは良好な光沢、
塗膜耐久性を示した。
上記した実施例7において、エピクロン850をエビク
ロン1050に置換したほかは同様にして重合体エマル
ジョン(E−6)を得た。得られた重合体エマルジョン
(E−6)及び比較例10で用いたエポキシ樹脂を含ま
ない重合体エマルジョン(RE−5)をそれぞれ用いて
下記塗料を調製した。
〔配合〕
実施例8 比較例11 重合体エマルジョン(E−6)    89部   −
重合体エマルジョン(RE−5)         9
1部テキサノール         22 水                   2    
−顔料重量濃度: 3チ 不揮発分濃度=40チ それぞれの塗料及び塗膜物性試験結果は表−8の如くで
あった。
表−8 〔試験方法〕 基 材:未処理ダル鋼板(JIS−G−3141−D)
、トルエンにて脱脂して使用。
塗 布:パーコーターにて膜厚20μ(ドライ)となる
よう塗布。
乾 燥:室温3日。
光 沢:塗料を3ミルアゾリケーターにてガラス板上に
塗布し、1日乾燥後村上式光沢計にて入射角/反射角=
60°760°で測定。
耐水性二上記条件で塗装した試片をアクリル・ラッカー
にて、裏面及び側面をシール塗装抜水中に48時間浸漬
耐塩水噴霧性 :同様試片の塗面にクロス・カットをほ
どこした後、塩水噴霧試験機に入れ、48時間曝露。
耐溶剤性:塗装試片(未シール)をガソリン中に24時
間浸漬。
付着性=10酊X10m扉で1mmX1龍間隔にてゴパ
ン目力、トをほどこした後、市販セロテープを貼付し、
次いでセロテープを剥離し、カット部の残存数測定。
実施例8の塗料は安定で、光沢、塗膜耐久性に優れるこ
とが認められた。
実施例2に用いた重合体エマルジョンにおいて、種粒子
となる乳化重合体の組成を下記の如くに変え、又、脱イ
オン水を158部とした。
エビクロン850         24.0部アクリ
ル酸ブチル        40.0アクリル酸エチル
        20.0メタクリル酸メチル    
   38.0メタクリル酸           2
.0更に、第二段の滴下重合の単量体組成もアクリル酸
エチル        120.0部アクリル酸ブチル
       150.0メタクリル酸メチル    
   21.0ジメチルアミノエチルメタクリレート6
.0メタクリル酸           3,0の如く
変えた。
その他は同じKして乳化重合して得た重合体エマルジョ
ン(K−7)は不揮発分55.2チ、pH8,5、粘度
600 eP@、であった。又、比較例12として上記
よジェポキシ樹脂を除いたものを同様に乳化重合した。
得られた重合体エマルジョン(RE−6)は不揮発分5
4.0%、PH8,5、粘度480 egg。
であった、    ・ それぞれ得られた重合体エマルジョンを用いて、下記の
塗料配合を行い複層伸長型塗装剤の主剤(ポデー・コー
ト)を調製した。
〔配合〕
重合体エマルジョン(E−7)      371.8
部  −重合体エマルジョン(RE−6)      
−37B、7部デモールEP(分散剤、花王KK製品)
    7.7   7.7エチレングリコール   
      5.5   5.5セルトップHP−10
35,55,5 炭力ルMS−100312,4312,4タイベークR
−5507,77,7 5%ハイ・メトローズ90SH−1500036,53
6,5合計   1,102.51,109.4NY 
 (不揮発分濃度)%    78.6  78.1p
vc(顔料容積濃度)チ    50.0  50.O
pwc(顔料重量濃度)チ    70.2  70.
2上記配合物の塗膜物性をJIS−A−6021K準拠
しテストした結果は表−9の如くであった。
表−9 〔試験方法〕 顛作成条件 :塗 膜 厚・・・約1 zx (ドライ
)乾  燥・・・室温30日 打 抜 き・・・3号ダンベル 引張試験条件 :  (JIS  A−6021準拠)
測 定 !・・・テンシロン 引張速度・−・200關/−h 測定温度・・・−20℃、−10℃。
20℃、60℃ 処理試片:加熱処理・・・80℃×7日アルカリ処理・
・・0.1%NaOH。
飽和Ca (OH) 2 X 78 注) −20,−10,60℃の伸度はチャック間、2
0℃は標線間を表示 実施例9の塗膜は強伸度ともに優れ、耐熱性。
耐アルカリ性も良好であった。
実施例1.比較例1.比較例2に用いたそれぞれの重合
体エマルジョン(E−1)、(RE−1)9(RE−2
)を用いて、下記の配合によシ、各々、実施例10.比
較例13.比較例14の単層弾性塗料を得た。
〔配合〕
トリポリリン酸カリ(5q6水溶液)        
 4.54ノイダンEA−1202,27 エチレングリコール           22.72
水                       7
9.96アデカネー)B−1903,64 重合体エマルジョン(50%)         69
2.95テキサノール           12.4
9キシレン              3.187デ
力ノールuw−42o/水=y25.22合  計  
            1,063.00不揮発分濃
度(NY)   54.596顔料容積濃度(PVC)
  15.2%顔料重量濃度(PWC)  39.6%
それぞれの塗料、塗膜物性試験結果は表−10の如くで
あった。
/ / 7/ / / 7/ 表−10 〔試験方法〕 塗料粘度=BH型4 rpmの塗料粘度(cp−)塗膜
光沢ニガラス板に3m1lアプリケーターにて塗布し、
1日乾燥後に60°反射率を測定。
JIS A6910 : 伸 び 率・・・塗膜厚がドライで約1訂になる様に試
片を作成しその後 JIS伸長性試験方法に従っ て養生し2号ダンベルにて打 抜いたものを試験片とした。
(塗布→7日間養生→裏面7 日間養生→打抜) 伸び時の劣化・・・上記の試片を1号ダンベルにて打抜
き試験片とした。
付着強さ・・・下塗シ剤としてアクリデイ。
り53−448を塗布し3時間 乾燥後、試料を試験方法に従 って塗布し、14日間養生後 共訳、浸水後の付着強さに用 いる試験体の四側面は養生終 了3日前に塩化ビニル樹脂塗 料で塗シ込んだ。接着剤は2 液凰エポキシ接着剤を使用し た。
温冷繰返し作用に対する抵抗性: (20±2℃水中18Hrs−+ 一20±3℃X3Hrs−+ 50±3℃X3Hrs)X10サイクル透 水 性(−
)・・・JIS伸長性試験方法に準拠耐衝撃性 ・・・
   l 耐候性 ・・・  l 塗膜強度: JIS A6910伸び率を測定した時点
での塗膜強度を表示。
促進耐候性:伸び率を測定したものと同様の塗膜をスタ
ンダードウェザ−メーターに500時間照射した後の2
0℃に於ける塗膜強伸度を測定 実施例10の塗料は安定性良好で、表−10の如く塗膜
物性も良好であった。比較例13は塗膜物性は比較的良
好であったが、塗料安定性に劣シ、50℃、2週間の貯
蔵安定性テストで凝集した。
実施例−7で用いた重合体エマルジョン(E−5)及び
、比較例−10で用いた重合体エマルジョン(RE−5
)をそれぞれ用いて下記の塗料を配合した。
〔配合〕
実施例−11比較例−15 重合体エマルジョン(E−5)     100.0部
   −重合体エマルジョン(RE−5)      
    102.3部ブチルセロソルブ       
  3.5    3.5テキサノール       
   1.5    1.5上記配合め各塗料を市販フ
レキシブル板に乾燥膜厚40ミクロンとなるようスプレ
ー塗装し、次いで70℃、20分間乾燥し、塗装板を得
た。これらの塗膜物性試験結果は表−11の如くであっ
た。
表−11 〔試験方法〕 常態密着性;塗面上にカミソリ刃を用いて2酩ゴパン目
10XIO個を作り、セロテ ープハクリテストを行なう。
(塗膜)耐水性;20℃水中圧試片を1ケ月浸漬し塗面
のツヤ引け、白化フクレ等をみる。
耐アルカリ性;20℃5チカ性ソーダ液中に7日間浸漬
し、塗面の状態変化をみる。
耐湿熱性;50℃、98%RH以上の条件下に1ケ月放
置後の塗面状態変化をみる。
耐温水サイクルテスト; 試片を70℃温水中に2時間
浸漬後、50℃乾燥機内で2時間乾 燥する。この操作を10回くシかえ し塗面の変化を観察する。
耐沸水性;沸騰水中に2時間浸漬し塗面の状態” をみ
る。
凍結融解サイクル;試片を20〜30℃水中に2時間浸
漬し、直ちに一20℃下で凍結さ せるこの操作を10回くシかえし、 塗面のクラックハガレフクレ等をみ る。
実施例−11の塗膜は極めて良好な耐久性を示し、70
℃、20分の乾燥の如き低温処理でも架橋性が良好なる
ことが認められた。
〔本発明の効果〕
新規な架橋性重合体エマルジョンをビヒクルとして用い
る本発明のエマルジョン塗料は、−抜型でかつ常温で硬
化できまた、貯蔵安定性に優れるほか耐久性の良好な硬
化塗膜が得られる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)アミノ基を分子中に含まないエチレン性不
    飽和単量体を水不溶性のエポキシ樹脂の存在下に乳化重
    合させて種粒子たる乳化重合体を製造し、次いで(b)
    前記乳化重合体の存在下で、アミノ基を含有するエチレ
    ン性不飽和単量体およびこれと共重合可能な他のエチレ
    ン性不飽和単量体を乳化重合させて得られる重合体エマ
    ルジョンをビヒクルとする常温硬化性エマルジョン塗料
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