塗装技術の門

①アクリル樹脂
　建材部品などの装飾用分野において、アクリル樹脂電着塗料が使用されています。アクリル樹脂は透明性に優れ、黄変しないので、1回塗りで仕上げるワンコート塗装には好都合です。
　電着塗料用アクリル樹脂は、主にメタクリル酸メチル系重合体です。メタクリル酸メチルは硬度、耐水性および耐光性に優れていますが、密着性や耐衝撃性に劣るため、塗膜物性を調節する目的で、アクリル酸エステルを共重合します。
　アクリル樹脂の電着塗料は、メラミン樹脂やベンゾグアナミン樹脂などのアミノ樹脂を架橋材として使用します。これらのアミノ樹脂は、アクリル樹脂に導入された水酸基や、メチロール化アミド基と縮合反応して硬化すると同時に、アミノ樹脂自体の縮合反応も起こします。

②ポリブタジエン樹脂
　アニオン電着塗装において、液状ポリブタジエンをベースとした電着塗料が最も防錆力に優れていると評価されていました。しかしながら、スキャブ腐食のような塗膜損傷部からの腐食が著しいため、次第にエポキシ樹脂系カチオン電着塗装に転換されてきました。
　液状ポリブタジエンには、二重結合位置により1,2構造と1,4構造があります。電着塗料に使用する液状ポリブタジエンの分子量は1000～3000です。水溶化するためには、ポリブタジエンの二重結合にマレイン酸を付加してアミンで中和します。また塗膜性能を調整するために、マレイン酸のカルボキシル基とヒドロキシル化合物とをハーフエステル化することもあります。
　ポリブタジエン樹脂は耐加水分解性、顔料分散性、酸化重合による自己架橋性、軟化点が低いため硬化塗膜の平滑性が良いことを特徴とします。また基本骨格が炭化水素であるため、耐水性、耐食性、および耐薬品性に優れます。

天然油系、合成油系、ポリブタジエン系、エポキシ系、アクリル系、アルキッド系、およびポリエステル系の樹脂が電着塗料用樹脂として、またメラミン樹脂系やブロックイソシアネートプレポリマーが電着塗料用架橋材として開発されています。
　電着塗料用樹脂の分子量は1000～20000の範囲にあります。分子量が1000以下であると、塗膜にたれが生じ、また塗膜物性が低下してしまいます。一方、分子量が20000以上になると、水への溶解性や塗膜の鮮映性が低下してしまいます。

樹脂に導入されたイオン性基や、非イオン性基だけでは安定な状態で水に分散することは出来ません。これはイオン性基の解離度が小さいため、その基の界面活性剤的作用を阻害することによります。したがって、中和剤で樹脂を中和してイオン性基の極性を強め、樹脂が安定な状態で水に分散するようにします。アニオン電着塗料ではアミン、カチオン電着塗料では有機カルボン酸が中和剤として用いられます。
　中和された樹脂を水中に分散した場合、中和度に応じてエマルション状態の分散体を形成します。この分散体の粒径は10~300nmで、中和度が低いと粒径が大きくなり、逆に高くなれば小さくなります。特に粒径が大きすぎると、粒子同士が融合して分散安定性が低下し、塗料の貯蔵安定性や顔料分散安定性に影響してしまいます。