水性涂料组合物和涂膜形成方法技术

本发明专利技术的课题在于，提供低温固化性优异的水性涂料组合物。本发明专利技术提供水性涂料组合物，其包含(A)具有羟基和羧基的水性树脂、(B)水分散性封端多异氰酸酯化合物、(C)亲水化改性碳二亚胺化合物、和(D)水性聚氨酯树脂，上述(A)具有羟基和羧基的水性树脂以树脂固体成分换算计具有80~200mgKOH/g的羟值和10~40mgKOH/g的酸值，上述(D)水性聚氨酯树脂的玻璃化转变点(Tg)为‑50℃以下，(D)水性聚氨酯树脂的固化膜的断裂伸长率为‑20℃以下且400%以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水性涂料组合物和涂膜形成方法
本专利技术涉及水性涂料组合物和使用该水性涂料组合物的涂膜形成方法。
技术介绍
在汽车车体等被涂物的表面依次形成具备多种作用的多个涂膜，从而在保护被涂物的同时赋予美丽的外观和优异的外观设计。作为这样的多个涂膜的形成方法，一般而言为在导电性优异的被涂物上形成电泳涂膜等底涂涂膜、并在其上根据需要依次形成中涂涂膜、以及顶涂涂膜的方法。近年来，因针对节能化和削减CO2排放量之类的减少环境负担的要求，要求尽可能削减涂膜形成中的加热固化步骤。然而，例如使用水性涂料组合物的汽车涂装中，对比在依次具备固化电泳涂膜和固化中涂涂膜的汽车车体上通过依次形成未固化的基础涂布涂膜和未固化的透明涂膜、接着使该2个未固化涂膜一次性加热固化的双涂布・单烘烤涂装方法而得到的双涂布・单烘烤多层涂膜、以及通过使在具备固化电泳涂膜的汽车车体上形成的未固化的第1基础涂膜、未固化的第2基础涂膜和未固化的透明涂膜一次性加热固化的三次湿法涂装方法而得到的三次湿法多层涂膜，三次湿法多层涂膜中，为了确保涂膜的平滑性，与双涂布・单烘烤多层涂膜的第1基础涂膜相比，需要将第1基础涂膜的膜厚薄膜化。其结果是，多层涂膜的耐崩裂性降低，行进中砂石等与涂膜碰撞时多层涂膜被破坏，该伤痕波及直至钢板，存在在钢板与电泳涂膜的界面、电泳涂膜与第1基础涂膜的界面等处剥离的问题。进一步，汽车车体的涂装中，为了涂装步骤和涂装管理的简易化和涂装物中的色相一致性提高等，对各种构成部件的涂装中使用的涂料组合物共用化提出了要求。作为汽车车体的构成部件，可以举出例如钢板和树脂部件等。树脂部件与钢板相比，原材料本身的耐热性低。因此，需要将涂料组合物的固化温度设计为与以往相比更低的温度。另一方面，通过降低固化步骤的温度，所得涂膜的交联密度变低，有时耐崩裂性等性能差。日本特开2011-131135号公报(专利文献1)针对下述多层涂膜的形成方法进行记载，所述多层涂膜的形成方法中，在具有钢板和塑料基材两者的基材上将水性中涂涂料进行涂装从而形成中涂涂膜，在所形成的中涂涂膜上将水性基础涂料进行涂装从而形成基础涂膜后，将有机溶剂型透明涂料进行涂布从而形成透明涂膜，使上述中涂涂膜、基础涂膜和透明涂膜三层进行加热并固化，其中，前述水性基础涂料包含(a)丙烯酸树脂乳液、(b)水溶性丙烯酸树脂、和(c)三聚氰胺树脂、(d)丙二醇单烷基醚。另一方面，通过该形成方法而得到的多层涂膜在例如100℃以下的温度下固化时，有可能无法得到充分的耐崩裂性。日本特开2013-133445号公报(专利文献2)中，针对包含(A)具有羟基和羧基的水性树脂、(B)多异氰酸酯化合物、和(C)亲水化改性碳二亚胺化合物的水性涂料组合物进行了记载。该专利文献2中，进行了涂料稳定性、可使用时间和交联密度保持率的评价([0132]、[0137]和[0138]段落等)。由这些评价项目可知，专利文献2中记载的水性涂料组合物是通过将各成分混合而进行部分固化反应的组成的所谓双液混合型的涂料组合物。与此相对地，本专利技术的水性涂料组合物并非双液混合型，而是所谓单液型的涂料组合物，在这方面，专利技术的构成不同。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-131135号公报专利文献2：日本特开2013-133445号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术解决上述以往的课题，其目的在于，提供低温固化性优异的单液型的水性涂料组合物。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术提供下述方式。[1]水性涂料组合物，其包含：(A)具有羟基和羧基的水性树脂、(B)水分散性封端多异氰酸酯化合物、(C)亲水化改性碳二亚胺化合物、和(D)水性聚氨酯树脂、上述(A)具有羟基和羧基的水性树脂以树脂固体成分换算计具有80~200mgKOH/g的羟值、和10~40mgKOH/g的酸值，上述(C)亲水化改性碳二亚胺化合物为下述通式(I)、(II)或(III)所示，上述(D)水性聚氨酯树脂的玻璃化转变点(Tg)为-50℃以下，上述(D)水性聚氨酯树脂的固化膜的断裂伸长率在-20℃下为400%以上；[化1][X是含有至少1个碳二亚胺基的2官能性有机基团，Y是同种或不同种的从聚亚烷基二醇单烷基醚中去除羟基而得到的结构，Z是从数均分子量为200~5,000的2官能多元醇中去除羟基而得到的结构]；[化2][X是含有至少1个碳二亚胺基的2官能性有机基团，Y是同种或不同种的从聚亚烷基二醇单烷基醚中去除羟基而得到的结构，R0是氢、甲基、或乙基，R1是碳原子数为4以下的亚烷基，n是0或1，m是0~60]；[化3][X是含有至少1个碳二亚胺基的2官能性有机基团，Y是同种或不同种的从聚亚烷基二醇单烷基醚中去除羟基而得到的结构]。[2]水性涂料组合物，其中，上述(C)亲水化改性碳二亚胺化合物的含量相对于水性涂料组合物的树脂固体成分为1~8质量%。[3]水性涂料组合物，其中，上述(A)水性树脂包含数均分子量为10,000~80,000的丙烯酸类乳液。[4]水性涂料组合物，其中，上述式(III)所示的(C)亲水化改性碳二亚胺化合物是下述化合物；[化4][X是含有至少1个碳二亚胺基的2官能性有机基团，Y是选自下述(i)或(ii)中的同种或不同种的结构，(i)从重复单元数为6~20的聚环氧乙烷单元的末端上以醚键合有碳原子数为1~3的烷基的聚乙二醇单烷基醚中去除羟基而得到的结构、(ii)从重复单元数为4~60的聚环氧丙烷单元的末端上以醚键合有碳原子数为1~8的烷基的聚丙二醇单烷基醚中去除羟基而得到的结构]。[5]水性涂料组合物，其中，上述式(III)所示的(C)亲水化改性碳二亚胺化合物中，任一个Y是(i)且另一个Y是(ii)，并且，上述结构(i)和(ii)的比率为(i):(ii)=1:0.7~1:8的范围内。[6]水性涂料组合物，其中，上述(D)水性聚氨酯树脂的含量相对于水性涂料组合物的树脂固体成分为15质量%以上。[7]水性涂料组合物，其中，上述(D)水性聚氨酯树脂的含量相对于水性涂料组合物的树脂固体成分为30质量%以上且40质量%以下。[8]水性涂料组合物，其中，上述(D)水性聚氨酯树脂的含量相对于水性涂料组合物的树脂固体成分为15质量%以上且低于30质量%。[9]水性涂料组合物，其中，上述(B)水分散性封端多异氰酸酯化合物的含量相对于水性涂料组合物的树脂固体成分为10~25质量%，上述(C)亲水化改性碳二亚胺化合物的含量相对于水性涂料组合物的树脂固体成分为1.5~7质量%。[10]水性涂料组合物，其中，相对于水性涂料组合物的树脂固体成分，上述(B)水分散性封端多异氰酸酯化合物和(C)亲水化改性碳二亚胺化合物的含量的质量比为(B):(C)=25:1~1.25:1。[11]涂膜形成方法，其是使用水性涂料组合物的涂膜形成方法，其包括：涂装步骤，将上述水性涂料组合物在被涂物上进行涂装从而形成涂膜；和固化步骤，将所得涂膜在70~100℃下进行固化。[12]涂膜形成方法，其中，上述涂装步骤包括：第1涂装步骤，在被涂物上，将(D)水性聚氨酯树脂的含量相对于水性涂料组合物的树脂固体成分为30质量%以上且40质量%以下的水性涂料组合物进行涂装，从而形成第1涂膜；和第2涂装步骤，在上述第1涂膜上上，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水性涂料组合物，其包含：(A)具有羟基和羧基的水性树脂、(B)水分散性封端多异氰酸酯化合物、(C)亲水化改性碳二亚胺化合物、和(D)水性聚氨酯树脂；所述(A)具有羟基和羧基的水性树脂以树脂固体成分换算计具有80~200mgKOH/g的羟值、和10~40mgKOH/g的酸值，所述(C)亲水化改性碳二亚胺化合物为下述通式(I)、(II)或(III)所示，所述(D)水性聚氨酯树脂的玻璃化转变点(Tg)为‑50℃以下，所述(D)水性聚氨酯树脂的固化膜的断裂伸长率在‑20℃下为400%以上；[化1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.28 JP 2015-2566401.水性涂料组合物，其包含：(A)具有羟基和羧基的水性树脂、(B)水分散性封端多异氰酸酯化合物、(C)亲水化改性碳二亚胺化合物、和(D)水性聚氨酯树脂；所述(A)具有羟基和羧基的水性树脂以树脂固体成分换算计具有80~200mgKOH/g的羟值、和10~40mgKOH/g的酸值，所述(C)亲水化改性碳二亚胺化合物为下述通式(I)、(II)或(III)所示，所述(D)水性聚氨酯树脂的玻璃化转变点(Tg)为-50℃以下，所述(D)水性聚氨酯树脂的固化膜的断裂伸长率在-20℃下为400%以上；[化1]X是含有至少1个碳二亚胺基的2官能性有机基团，Y是同种或不同种的从聚亚烷基二醇单烷基醚中去除羟基而得到的结构，Z是从数均分子量为200~5,000的2官能多元醇中去除羟基而得到的结构；[化2]X是含有至少1个碳二亚胺基的2官能性有机基团，Y是同种或不同种的从聚亚烷基二醇单烷基醚中去除羟基而得到的结构，R0是氢、甲基、或乙基，R1是碳原子数为4以下的亚烷基，n是0或1，m是0~60；[化3]X是含有至少1个碳二亚胺基的2官能性有机基团，Y是同种或不同种的从聚亚烷基二醇单烷基醚中去除羟基而得到的结构。2.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其中，所述(C)亲水化改性碳二亚胺化合物的含量相对于水性涂料组合物的树脂固体成分为1~8质量%。3.根据权利要求1或2所述的水性涂料组合物，其中，所述(A)水性树脂包含数均分子量为10,000~80,000的丙烯酸类乳液。4.根据权利要求1~3中任一项所述的水性涂料组合物，其中，所述式(III)所示的(C)亲水化改性碳二亚胺化合物是下述化合物；[化4]X是含有至少1个碳二亚胺基的2官能性有机基团，Y是选自下述(i)或(ii)中的同种或不同种的结构，(i)从重复单元数为6~20的聚环氧乙烷单元的末端上以醚键合有碳原子数为1~3的烷基的聚乙二醇单烷基醚中去除羟基而得到的结构、(ii)从重复单元数为4~60的聚环氧丙烷单...

【专利技术属性】
技术研发人员：西冈美穗，清水诚，
申请(专利权)人：日涂汽车涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP