DE60026427T2

DE60026427T2 - Beschichtungszusammensetzung und gehärteter Film

Info

Publication number: DE60026427T2
Application number: DE60026427T
Authority: DE
Inventors: c/o JSR Corporation Kenji Ishizuki; c/o JSR Corporation Tatsuya Shimizu; c/o JSR Corporation Michiaki Ando; c/o JSR Corporation Mibuko Shimada; c/o JSR Corporation Hiroshi Shiho
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1999-11-19
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2020-11-17
Also published as: US6660394B1; DE60026427D1; EP1106661A3; EP1106661B1; EP1106661A2; JP2001146572A; ATE319787T1; CA2326231A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Beschichtungszusammensetzung und einen hieraus erhaltenen gehärteten Film, und im Einzelnen auf eine Beschichtungszusammensetzung, die einen herausragenden Wetterwiderstand und Fleckwiderstand besitzt, und ferner eine herausragende Langzeithaltbarkeitsadhäsien besitzt, und auf einen hieraus erhaltenen gehärteten Film.
In letzter Zeit hat es Bedarf nach Beschichtungszusammensetzungen gegeben, welche einen herausragenden Wärmewiderstand, Wasserwiderstand, Fleckenwiderstand, Widerstand gegenüber organischen Chemikalien, Säurewiderstand, Alkaliwiderstand, Korrosionswiderstand, Abriebswiderstand, Wetterwiderstand, Feuchtigkeitswiderstand und Adhäsion besitzen, und welche Beschichtungsfilme mit hoher Härte bilden können.
Als Beschichtungszusammensetzungen, die teilweise derartige Ansprüche erfüllen, sind vorgeschlagen worden: eine Zusammensetzung, die ein Teilkondensationsprodukt aus einem Organosilan umfasst, eine Dispersion aus kolloidalen Siliziumdioxid und einem siliziummodifizierten Acrylharz (vgl. Japanische Veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 135465/1985), eine Zusammensetzung die ein Kondensationsprodukt eines Organosilans umfasst, eine Chelatverbindung aus einem Zirkonalkoxid und einen hydrolytischen Silylgruppen-enthaltenden Vinylharz (vgl. Veröffentlichte Japanische Patentanmeldung Nr. 1769/1989), eine Zusammensetzung, die ein Kondensationsprodukt aus einem Organosilan umfasst, kolloidales Aluminiumoxid und hydrolytisches Silylgruppen-enthaltendes Vinylharz (vgl. US Patent 4,904,721), und eine Zusammensetzung, die ein Hydrolysat aus einem Organosilan, eine Metallchelatverbindung und ein hydrolytisches oder teilweise kondensierbares Silylgruppen-enthaltendes Vinylharz umfasst.
Wenn Beschichtungsfilme durch Verwendung der Beschichtungszusammensetzungen gebildet werden, die in der veröffentlichten Japanischen Patentanmeldung Nr. 135465/1985 und US Patent 4,904,721 beschrieben werden, wird jedoch der Glanz der Beschichtungsfilme durch Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlen bei einer Langzeitdauer herabgesetzt.
Die Zusammensetzung die in der veröffentlichten Japanischen Patentanmeldung Nr. 1769/1998 beschrieben wird, welche das Kondensationsprodukt des Organosilans, die Chelatverbindung des Zirkoniumalkoxid und das hydrolytische Silylgruppen-enthaltende Vinylharz in einem hydrophilen organischen Lösungsmittel enthält, besitzt eine unzureichende Lagerungsstabilität, so dass eine Zunahme des Feststoffgehalts leicht eine Gelierung in einer kurzen Zeitdauer verursacht.
Ferner beinhaltet die Beschichtungsfilmbildung bei diesen Zusammensetzungen eine Härtungsreaktion. Dem gemäß wird eine Wärmebehandlung bei hohen Temperaturen für eine lange Zeitdauer benötigt, welches Probleme hinsichtlich der Praktikabilität beinhaltet. Wenn die Wärmebehandlung unter Bedingungen einer hohen Temperatur und einer kurzen Zeit durchgeführt wird, ist es im Allgemeinen wahrscheinlich, dass die resultierenden Beschichtungsfilme eine schlechte Adhesion auf Substraten oder Grundierungsschichten oder eine unzureichende Härte besitzen werden. Insbesondere die Adhäsion von fremder Materie, wie etwa Wasser, auf die Beschichtungsfilme sofort nach Bildung der Beschichtungsfilme beinhaltet das Problem des wesentlichen Verschlechterns der Adhäsion der Beschichtungsfilme.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der vorstehend erwähnten Probleme des Stands der Technik gemacht worden, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beschichtungszusammensetzung bereitzustellen, die die Härtungsreaktionen eines Beschichtungsfilms bei niedriger Temperatur für eine kurze Zeitdauer vervollständigt, eine hohe Härte sofort nach dem Aushärten besitzt, und Wasserwiderstand, Wetterwiderstand, Widerstand gegenüber organischen Chemikalien, Säurewiderstand, Alkaliwiderstand, Abriebswiderstand und Haltbarkeitswiderstand besitzt.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen gehärteten Film, der hieraus erhalten wurde, bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Beschichtungszusammensetzung bereit, welche eine wässrige Dispersion ist, die ein Polymer (nachstehend auch als „spezifisches Polymer" bezeichnet) umfasst, das enthält: (a) ein Hydrolysat eines Organosilans, das durch die folgende allgemeine Formel dargestellt wird, und/oder dessen Kondensationsprodukt (nachstehend auch als „Komponente (a)" bezeichnet) und (b) ein Vinylpolymer (nachstehend als „Komponente (b)" bezeichnet), das eine Silylgruppe mit einem Siliziumatom enthält, das an eine hydrolytische Gruppe und/oder eine Hydroxylgruppe gebunden ist, und ferner umfasst: (c) ein Oxazolinderivat (nachstehend auch als „Komponente (c)" bezeichnet) als ein Vernetzungsmittel: R¹ _nSi(OR²)_4-n (1)
Worin R¹ eine organische Gruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellt, R² eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder eine Acylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, und n eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist.
Es ist bevorzugt, dass die vorstehend erwähnte Beschichtungszusammensetzung ein spezifisches Polymer umfasst, das in einem wässrigen Medium dispergiert ist, welches Polymer enthält: Komponente (a) und Komponente (b), und ferner Komponente (c) als ein Vernetzungsmittel umfasst.
Es ist bevorzugt, dass die vorstehend erwähnte Komponenten (a) eine Mischung einer Verbindung ist, die durch die allgemeine Formel CH₃Si(OR²)₃ (worin R² die gleiche Bedeutung wie vorstehend definiert besitzt) dargestellt wird, und einer Verbindung, die durch die allgemeine Formel R¹Si(OR²)₃ (worin R¹ eine organische Gruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellt, und R² die gleiche Bedeutung wie vorstehend definiert besitzt) darstellt, und der Gehalt der Verbindung, die durch CH₃Si(OR²)₃ in der Mischung dargestellt wird, vorzugsweise von 40 bis 100 Gewichtsprozent beträgt.
Es ist weiter bevorzugt, dass die Mischung, die durch CH₃Si(OR²)₃ dargestellt wird, in einer Menge von 50 bis 100 Gewichtsprozent enthält.
Die vorstehend erwähnte Komponente (b) besitzt vorzugsweise wenigstens zwei oder mehr Silylgruppen an den Enden oder auf Seitenketten einer Molekülkette des Vinylpolymers, wobei die Silylgruppen jeweils ein Siliziumatom besitzen, das an eine hydrolytische Gruppe und/oder eine Hydroxylgruppe gebunden ist.
Es ist bevorzugt, dass das Vinylpolymer, das die Silylgruppe enthält, die ein Siliziumatom besitzt, das an eine hydrolytische Gruppe und/oder eine Hydroxylgruppe gebunden ist, die vorstehend erwähnte Komponente (b) besitzt, eine funktionale Gruppe besitzt, die chemisch an eine funktionale Gruppe und/oder eine Oxazolingruppe gebunden werden kann.
Ferner ist Komponente (c) vorzugsweise ein Kopolymer, das durch Emulsionspolymerisation und Suspensionspolymerisation eines kopolymerisierbaren Oxazolinmonomers und eines anderen kopolymerisierbaren Monomers erhalten wurde.
Die durchschnittliche Teilchengröße der vorstehend erwähnten Komponente (c) beträgt vorzugsweise 0,01 μm bis 0,5 μm.
Ferner wird der gehärtete Film der Erfindung erhalten, indem ein Substrat mit der Beschichtungszusammensetzung der Erfindung beschichtet wird und die Beschichtungszusammensetzung gehärtet wird.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im Detail beschrieben.
Beschichtungszusammensetzung
Komponente (a)
Komponente (a) ist ein Hydrolysat eines Organosilans, das durch die vorstehend erwähnte allgemeine Formel (1) (nachstehend auch als „Organosilan (1)" bezeichnet) und/oder deren Kondensationsprodukt dargestellt wird.
In der vorstehend erwähnten allgemeinen Formel (1) beinhaltet die organische Gruppe von 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, dargestellt durch R¹, zum Beispiel eine Alkylgruppe, wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, sec-Butyl, t-Butyl, n-Pentyl, n-Hexyl, n-Heptyl oder n-Octyl; eine Acylgruppe, wie etwa Acetyl, Propionyl oder Butyryl; eine γ-Chlorpropylgruppe, eine γ-Brompropylgruppe, eine 3,3,3-Trifluorpropylgruppe, eine γ-Glycidoxypropylgruppe, eine γ-(Meth)acryloxypropylgruppe, eine γ-Mercaptopropylgruppe, eine γ-Aminopropylgruppe, eine γ-Dimethylaminopropylgruppe, eine 2-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethylgruppe, eine Vinylgruppe oder eine Phenylgruppe.
Die Alkylgruppe von 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, dargestellt durch R², beinhaltet zum Beispiel: eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine n-Propylgruppe, eine i-Propylgruppe, eine n-Butylgruppe, eine i-Butylgruppe, eine sec-Butylgruppe, eine t-Butylgruppe oder eine n-Pentylgruppe.
Spezifische Beispiele von derartigen Organosilanen (1) beinhalten: Alkoxysilane wie etwa Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Methylsilicat, Ethylsilicat, Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, n-Propyltrimethoxysilan, n-Propyltriethoxysilan, i-Propyltrimethoxysilan, i-Propyltriethoxysilan, γ-Chlorpropyltrimethoxysilan, γ-Chlorpropyltriethoxysilan, 3,3,3-Trifluorpropylmethoxysilan, 3,3,3-Trifluorpropyltriethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltriethoxysilan; γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, γ-Methacryloxypropyltriethoxysilan, γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan, γ-Mercaptopropyltriethoxysilan, 3,4-Epoxycyclohexylethyltrimethoxysilan, 3,4-Epoxycyclohexylethyltriethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, Ureidopropyltrimethoxysilan, Mercaptopropyltrimethoxysilan, Aminopropyltrimethoxysilan, ether-modifizierte Alkyltrimethoxysilane, Aminoethylaminopropyltrimethoxysilan, Aminopropylmethyldimethoxysilan, Aminopropyltriethoxysilan, Aminoethylaminopropylmethyldimethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Diethyldimethoxysilan, Diethyldiethoxysilan, Di-n-propyldimethoxysilan, Di-n-propyldiethoxysilan, Di-i-propyldimethoxysilan, Di-i-propyldiethoxysilan, Divinyl-dimethoxysilan, Divinyl-diethoxysilan, Diphehyldimethoxysilan und Diphenyldiethoxysilan; und Acyloxysilane wie etwa Tetracethoxysilan, Methyltriacethoxysilan, Ethyltriacethoxysilan, Dimethyldiacethoxysilan und Diethyldiacethoxysilan. Bevorzugt sind: Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan und Dimethyldiethoxysilan.
Diese Organosilane (1) können allein oder in einer Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
In der Erfindung wird Organosilan (1) wie dieses ist oder als ein Hydrolysat und/oder ein Kondensationsprodukt verwendet. Hierbei ist es nicht erforderlich, dass bei dem Hydrolysat von Organosilan (1) die OR² Gruppen, die in dem Organosilan (1) enthalten sind, alle hydrolysiert sind. Eines, in welchem nur eine Gruppe hydrolysiert ist, eines, in welchem zwei oder mehrere Gruppen hydrolysiert sind, oder deren Mischung kann verwendet werden. Ferner werden in dem vorstehend erwähnten Kondensationsprodukt von Organosilan (1) Silanolgruppen des Hydrolysats von Organosilan (1) kondensiert, um eine Si-O-Si-Bindung auszubilden. In der Erfindung ist es jedoch nicht notwendig, dass die Silanolgruppen alle kondensiert sind. Das Konzept des Kondensationsprodukts des Organosilans (1), das in der Erfindung verwendet wird, beinhaltet eines, in welchem die Silanolgruppen nur teilweise kondensiert sind und eine Mischung von solchen mit verschiedenem Grad der Kondensation. In diesem Fall, wenn das spezifische Polymer hergestellt wird, tritt die Kondensationsreaktion von Organosilan (1) mit dem Vinylpolymer, das nachstehend beschrieben wird, auf, während eine Polyorganosilaoxankette durch die Polykondensationsreaktion von Organosilan (1) ausgebildet wird, welches ermöglicht, dass die Polyorganosilaoxankette sich chemisch mit dem Vinylpolymer kombiniert. Das Kondensationsprodukt des Organosilans (1) beinhaltet z.B: ein Kondensationsprodukt von Methyltrimethoxysilan (vorzugsweise ein Pentamer bis ein Eicosamer, Mw = 500 bis 5000).
Die vorstehend erwähnten Komponenten (a) können entweder allein oder als eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
Das gewichtsbezogene durchschnittliche Molekulargewicht, umgewandelt in Polystyrol (nachstehend als „Mw" bezeichnet) des vorstehend erwähnten Kondensationsproduktes von Organosilan (1) beträgt im Allgemeinen 500 bis 100000, vorzugsweise von 500 bis 50000, und weiter bevorzugt von 500 bis 5000.
Silylgruppen enthaltendes Vinylpolymer (b)
Das silylgruppen-enthaltende Vinylpolymer, Komponente (b), ist ein Polymer, mit einer Hauptkette, die aus einem Vinylpolymer zusammengesetzt ist, wobei die Molekularkette des Polymers wenigstens eine, vorzugsweise zwei oder mehr hydrolytische Silylgruppen und/oder Hydroxysilylgruppen (diese Gruppen werden nachstehend korrekt als „hydrolytische Silylgruppe, etc." bezeichnet) an deren Enden oder Seitenketten besetzt (ein derartiges Polymer wird nachstehend auch als „Vinylpolymer (b)" bezeichnet). Vinylpolymer (b) ist vorzugsweise ein Polymer mit wenigstens einer, vorzugsweise zwei oder mehreren hydrophilen funktionalen Gruppen von wenigstens einer, vorzugsweise zwei oder mehreren funktionalen Gruppen, von welchen jede an eine Oxazolingruppe, die in Komponente (c) enthalten ist, gebunden werden kann (eine derartige funktionale Gruppe wird nachstehend auch als eine „reaktive funktionale Gruppe" bezeichnet). Wenn die vorstehend erwähnte hydrophile funktionale Gruppe mit der Oxazolingruppe reagieren kann, z.B. eine Carboxylgruppe, eine Hydroxylgruppe, eine Aminogruppe oder eine Glycidylgruppe, besitzt das Polymer eine bevorzugte Leistung ohne die vorstehend erwähnte reaktive funktionale Gruppe.
Die hydrolytische Silylgruppe etc. in dem Vinylpolymer (b) werden im Allgemeinen durch die folgende allgemeine Formel (2) dargestellt:
worin X eine hydrolytische Gruppe, wie etwa ein Halogenatom, eine Alkoxygruppe, eine Acyloxygruppe, eine Phenoxygruppe, eine Thioalkoxygruppe, eine Aminogruppe oder eine Acetoxygruppe, oder eine Hydroxylgruppe darstellt; R₃ ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Aralkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt; und m eine ganze Zahl von 1 bis 3 bezeichnet.
Wenigstens eine hydrolytische Silylgruppe etc. kann im Vinylpolymer (b) existieren.
Die hydrophilen funktionalen Gruppen in Vinylpolymer (b) beinhalten: eine Carboxylgruppe, ein Carboxylsäureanhydrid, eine Hydroxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Aminogruppe, eine Amineimidogruppe und eine Glycidylgruppe. Obwohl eine oder mehrere dieser hydrophilen funktionalen Gruppen im Vinylpolymer (b) existieren können, ist es bevorzugt, dass zwei oder mehrere von beliebigen von zum Beispiel einer Carboxylgruppe, einer Hydroxylgruppe, einer Amineimidogruppe und einer Glycidylgruppe koexistieren. Die reaktiven funktionalen Gruppen in Vinylpolymer (b) beinhalten eine Carboxylgruppe, eine Hydroxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Thiolgruppe, eine Epoxygruppe, eine Glycidylgruppe und eine Sulfingruppe, und insbesondere bevorzugt ist eine Carboxylgruppe.
Vinylpolymer (b) kann zum Beispiel hergestellt werden durch (i) ein Verfahren, in welchem eine Hydrosilanverbindung mit einer hydrolytischen Silylgruppe zu einer Kohlenstoff-Kohlenstoffdoppelbindung eines Vinylpolymers, das die Kohlenstoff-Kohlenstoffdoppelbindung und eine hydrophile funktionale Gruppe besitzt (ein derartiges Vinylpolymer wird nachstehend als „funktionales ungesättigtes Polymer" bezeichnet) zugegeben wird oder (ii) ein Verfahren des Kopolymerisierens eines hydrolytischen silylgruppen-enthaltenden Vinylmonomers und eines hydrophilen funktionalen Gruppen enthaltenden Vinylmonomers.
Das funktionale ungesättigte Polymer, das in dem Verfahren von (1) verwendet wird, kann zum Beispiel durch die folgenden Verfahren herstellt werden.
Das heißt, das funktionale ungesättigte Polymer mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoffdoppelbindung auf einer Seitenkette einer Polymermolekülkette kann hergestellt werden durch (i-1) ein Verfahren, in welchem ein Vinylmonomer mit einer hydrophilen funktionalen Gruppe optional mit anderen Vinylmonomeren (ko)polymerisiert wird, um eine Vorstufe eines (Ko)Polymers zu synthetisieren, und dann eine zweckmäßige funktionale Gruppe (nachstehend als „komplementäre funktionale Gruppe (α)" bezeichnet), die in der Vorstufe des (Ko)Polymers enthalten ist, mit einer ungesättigten Verbindung umgesetzt wird, die eine funktionale Gruppe (nachstehend als „komplementäre funktionale Gruppe (β)" bezeichnet) umgesetzt wird, die mit der funktionalen Gruppe (α) reagieren kann und zudem eine Kohlenstoff-Kohlenstoffdoppelbindung besitzt.
Das funktionale ungesättigte Polymer mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoffdoppelbindung an einem Ende einer Molekülkette des Polymers oder mit Kohlenstoff-Kohlenstoffbindungen an deren beiden Enden kann hergestellt werden durch (i-2) ein Verfahren des Polymerisierens eines hydrophilen funktionale Gruppen-enthaltenden Vinylmonomers, oder optional Kopolymerisierens dieses Vinylmonomers mit einem anderen Vinylmonomer, das mit diesem Vinylmonomer kopolymerisierbar ist, wobei eine komplementäre funktionale Gruppe (α)-enthaltender radikalischer Polymerisationsinitiator (z.B. 4,4-Azobis-4-cyanovalerinsäure) verwendet wird, oder komplementäre funktionale Gruppen (α)-enthaltende Verbindungen sowohl als der radikalische Polymerisationsinitiator als auch als ein Ketten Übertragungsmittel verwendet wird (z.B. 4, 4-Azobis-4-cyanovalerinsäure und Dithioglycolsäure), um eine Vorstufe des (Ko)Polymers mit komplementärer funktionaler Gruppe (α) zu synthetisieren, die aus dem radikalischen Polymerisationsinitiator oder dem Kettenübertragungsmittel an einem oder beiden Enden der Molekülkette des Polymers abgeleitet ist, und dann eine ungesättigte Verbindung mit komplementärer funktionaler Gruppe (β) und einer Kohlenstoff-Kohlenstoffdoppelbindung mit komplementärer funktionaler Gruppe (α), die in der Vorstufe des (Ko)Polymers enthalten ist, umzusetzen.
Zudem kann das funktionale ungesättigte Polymer auch durch (i-3) einer Kombination von (i-1) und (i-2) die nachstehend beschrieben werden, hergestellt werden.
Beispiele für die Reaktionen der komplementären funktionalen Gruppe (α) mit der komplementären funktionalen Gruppe (β) in dem Verfahren von (i-1) und (i-2) beinhalten eine Veresterungsreaktion von einer Carboxylgruppe mit einer Hydroxylgruppe, eine Ringöffnungsveresterungsreaktion einer Carbonsäureanhydridgruppe mit einer Hydroxylgruppe, einer Veresterungsreaktion einer Carboxylgruppe mit einer Epoxygruppe, einer Amidierungsreaktion einer Carboxylgruppe mit einer Aminogruppe, einer Ringöffnungsamidierungsreaktion einer Carboxylsäureanhydridgruppe mit einer Aminogruppe, einer Ringöffnungsadditionsreaktion einer Epoxygruppe mit einer Aminogruppe, und einer Urethanisierungsreaktion einer Hydroxylgruppe mit einer Isocyanatgruppe.
Beispiele für die Vinylmonomere mit den vorstehend erwähnten hydrophilen funktionalen Gruppen beinhalten: Carboxyl-Gruppen enthaltende ungesättigte Verbindungen, wie etwa (Meth)acrylsäure, Crotonsäure, Zimtsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Monomethylmaleat, Monoethylmaleat, Monomethylitaconat, Monoethylitaconat und Mono-2-(meth)-acryloyloxyethylhexahydrophthalat; ungesättigte Carbonsäureanhydride, wie etwa Maleinsäureanhydrid und Itaconsäureanhydrid; Hydroxyl-Gruppen enthaltende Vinylmonomere, wie etwa 2-Hydroxylmethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 2-Hydroxybutyl(meth)acrylat, 3-Hydroxybutyl(meth)acrylat, 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat, 5-Hydroxyamyl(meth)acrylat, 6-Hydroxyhexyl(meth)acrylat, 4-Hydroxycyclohexyl(meth)acrylat, Neopentylglycolmono(meth)acrylat, 3-Chlor-2-hydroxypropyl(meth)acrylat, 3-Amino-2-hydroxypropyl(meth)acrylat, Glycin-mono- oder di(meth)acrylat, Trimethylolpropanmono- oder di(meth)acrylat, Pentaerythritol-mono oder di-(meth)acrylat, N-Methylol(meth)acrylamid, N,N-Dimethylol(meth)acrylamid, 2-Hydroxyethylvinylether, 2-Hydroxypropylvinylether und 3-Hydroxypropylvinylether; Amino-Gruppen enthaltende Vinylmonomere, wie etwa 2-Aminoethyl(meth)acrylat, 2-Aminopropyl(meth)acrylat, 3-Aminopropyl-(meth)acrylat, 2-Dimethyl-aminoethyl(meth)acrylat, 2-Diethylaminoethyl(meth)acrylat, 2-Dimethylaminopropyl(meth)acrylat, 3-Dimethyl-aminopropyl(meth)acrylat, 2-Aminoethylvinylether, N,N-Dimethylamino(meth)acrylamid und N,N-Diethylamino(meth)-acrylamid; Amido-Gruppen enthaltende Vinyl-Monomere, wie etwa Acrylamid, Diacetonacrylamid, Maleinsäurediamid, Fumarsäurediamid, Itaconsäurediamid, α-Ethylacrylamid und N-Butoxmethyl(meth)acrylamid; Aminimido-Gruppen enthaltende Vinyl-Monomere, wie etwa 1,1,1-Trimethylamin(meth)acrylimid, 1-Methyl-1-ethylamin(meth)acrylimid, 1,1-Dimethyl-1-(2-hydroxypropyl)amin(meth)acrylimid, 1,1-Dimethyl-1-(2'-phenyl-2'-hydroxyethyl)amin(meth)acrylimid und 1,1-Di-methyl-1-(2'hydroxy-2'-phenoxypropyl)amin(meth)acryl-imid; Glycidyl-Gruppen enthaltende Vinylmonomere, wie etwa Allylglycidyl-ether, Glycidyl(meth)acrylat und Methylglycidyl(meth)acrylat; Epoxy-Gruppen enthaltende Vinylmonomere, wie etwa epoxidiertes Cyclohexyl(meth)acrylat; und Vinylestermonomere, wie etwa Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylversatat. Diese Vinylmonomere können entweder allein oder als eine Mischung aus zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
Von den vorstehend erwähnten hydrophilen funktionalen Gruppen enthaltenden Vinylmonomeren, ist (Meth)Acrylsäure insbesondere in der Gruppe bevorzugt, die aus den ungesättigten Carbonsäuren und den ungesättigten Carbonsäureanhydriden besteht, und 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat ist insbesondere als das Hydroxylgruppen enthaltende Vinylmonomer bevorzugt. In der Gruppe, die aus den Aminogruppen enthaltenden Vinylmonomeren und den Aminimidogruppen enthaltenden Vinylmonomeren besteht, sind 1,1,1-Trimethylamin(meth)acrylimid, 1,1-Dimethyl-1-(2-hydroxypropyl)amin(meth)acrylimid, 1,1-Dimethyl-1-(2'-phenyl-2'-hydroxyethyl)amin(meth)acrylimid, und 1,1-Dimethyl-1-(2'-hydroxy-2'-phenoxypropyl)amin(meth)acrylimid insbesondere bevorzugt.
Die anderen Vinylmonomere, die mit den hydrophilen funktionalen Gruppen enthaltenden Vinylmonomeren kopolymerisiert werden, beinhalten zum Beispiel: (Meth)acrylate, wie etwa Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat, i-Propyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, t-Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat und Cyclohexyl(meth)acrylat; Carbonyl-Gruppen enthaltende Vinylmonomere, wie etwa (Meth)acrolein, Crotonaldehyd, Formylstyrol, Formyl-α-methylstyrol, Diacetonacrylamid, (Meth)acrylamidpivalinaldehyd, 3-(Meth)acrylamidmethylanisaldehyd, β-(Meth)acryloxy-α, α-Dimethylpropanal (d.h.: β-(Meth)-acryloxypivalinaldehyd), β-(Meth)acryloxy-α, α-Diethylpropanal, β-(Meth)acryloxy-α, α-Dipropylpropanal, β-(Meth)-acryloxy-α-methyl-α-butylpropanal, β-(Meth)-acryloxy-α, α,β-Trimethylpropanal, Diaceton(meth)acrylamid, ein Vinylalkylketon mit von 4 bis 7 Kohlenstoffatomen (z.B., Vinylmethylketon, Vinylethylketon, Vinyl n-propylketon, Vinyl-i-propylketon, Vinyl n-butylketon, Vinyl i-butylketon oder Vinyl t-butylketon, Vinylphenylketon, Vinylbenzylketon, Divinylketon, Diaceton(meth)acrylat, Acetonitril(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat-acetylacetat, 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat-acetylacetat, 2-Hydroxybutyl(meth)acrylat-acetylacetat, 3-Hydroxybutyl(meth)acrylat-acetylacetat, 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat-acetylacetat und Butandiol-1,4(meth)acrylat-acetylacetat; ungesättigte Piperidin-Monomere mit UV-Stabilität, wie etwa 4-(Meth)acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, 4-(Meth)acryloylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, 4-(Meth)acryloylamino-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin und 4-(Meth)acryloylamino-1,2,2,6,6-pentamethyl-piperidin; (Meth)acrylonitril; Styrol; α-Methylstyrol; Vinylchlorid; Vinylacetat; und Vinylpropionat. Diese Vinylmonomere können entweder allein oder als eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
Das vorstehend erwähnte Carbonylgruppen enthaltende Vinylmonomer reagiert mit Komponente (g), die nachstehend beschrieben wird, um eine Netzwerkstruktur auszubilden. In diesem Fall ist das Carboxyl-Gruppen enthaltende Vinylmonomer vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 30 Gewichtsteilen in einer Zusammensetzung enthalten.
Beispiele für die ungesättigten Verbindungen, die jeweils eine komplementäre funktionale Gruppe (β) und eine Kohlenstoff-Kohlenstoffdoppelbindung besitzen, beinhalten Epoxid-Gruppen enthaltende ungesättigte Verbindungen, wie etwa Glycidyl(meth)acrylat und Allylglycidylether, und Isocyanat-Gruppen enthaltende ungesättigte Verbindungen, die erhalten wurden, indem die vorstehend erwähnten Hydroxylgruppen enthaltende Vinylmonomere mit equimolaren Diisocyanatverbindungen umgesetzt wurden, genauso wie die ungesättigten Carbonsäuren, die ungesättigten Carbonsäureanhydride, die Hydroxy-Gruppen enthaltenden Vinylmonomere und die Amino-Gruppen enthaltenden Vinylmonomere der vorstehend erwähnten hydrophilen funktionalen Gruppen enthaltenden Vinylmonomere.
Beispiele für die hydrolytische Gruppen enthaltenden Hydrosilanverbindungen, welche in dem Verfahren (i) verwendet werden, beinhalten: halogenierte Silane, wie etwa Methyldichlorsilan, Phenyldichlorsilan und Trichlorsilan; Alkolxysilane, wie etwa Methyldimethoxysilan, Methyldiethoxysilan, Phenyldimethoxysilan, Trimethoxysilan und Triethoxysilan; Acyloxysilane, wie etwa Methyldiacetoxysilan, Phenyldiacetoxysilan und Triacetoxysilan; Aminoxysilane, wie etwa Dimethylaminoxysilan, Methyldiaminoxysilan und Triaminoxysilan; Phenoxysilane, wie etwa Methyldiphenoxysilan und Triphenoxysilan; Thioalkolxysilane, wie etwa Methyldi(thiomethoxy)silan und Tri(thiomethoxy)silan; und Aminosilane, wie etwa Methyldiaminosilan und Triaminosilan. Diese Hydrosilanverbindungen können entweder allein oder als eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
Als nächstes werden die hydrolytischen Silylgruppen enthaltenden Vinylmonomere, die in dem Verfahren von (ii) verwendet werden, das vorstehend beschrieben wurde, durch die folgende allgemeine Formel (3) dargestellt:
worin X, R³ und m jeweils die gleichen Bedeutungen besitzen, wie in allgemeiner Formel (2) definiert und R⁴ eine organische Gruppe mit einer polymerisierbaren Kohlenstoff-Kohlenstoffdoppelbindung darstellt.
Spezifische Beispiele für derartige Silylgruppen enthaltende Vinylmonomere beinhalten:
CH₂=CHSi(CH₃)(OCH₃)₂, CH₂=CHSi(OCH₃)₃, CH₂=CHSi(CH₃)Cl₂, CH₂=CHSiCl₃, CH₂=CHCOOO(CH₂)₂Si(CH₃)(OCH₃)₂, CH₂=CHCOO(CH₂)₂Si(OCH₃)₃, CH₂=CHCOO(CH₂)₃Si(CH₃)(OCH₃)₂, CH₂=CHCOO(CH₂)₃Si(OCH₃)₃, CH₂=CHCOO(CH₂)₂Si(CH₃)Cl₂, CH₂=CHCOO(CH₂)₂SiCl₃, CH₂=CHCOO(CH₂)₃Si(CH₃)Cl₂, CH₂=CHCOO(CH₂)₃SiCl₃, CH₂=C(CH₃)COO(CH₂)₂Si(CH₃)(OCH₃)₂, CH₂=C(CH₃)COO(CH₂)₂Si(OCH₃)₃, CH₂=C(CH₃)COO(CH₂)₃Si(CH₃)(OCH₃)₂, CH₂=C(CH₃)COO(CH₂)₃Si(OCH₃)₃, CH₂=C(CH₃)COO(CH₂)₂Si(CH₃)Cl₂, CH₂=C(CH₃)COO(CH₂)₂SiCl₃, CH₂=C(CH₃)COO(CH₂)₃Si(CH₃)Cl₂, CH₂=C(CH₃)COO(CH₂)₃SiCl₃,
Diese hydrolytische Silyl-Gruppen enthaltenden Vinylmonomere können entweder allein oder aus einer Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
Als das hydrophile funktionale Gruppen enthaltende Vinylmonomer, das in dem Verfahren von (ii) verwendet wird, können zum Beispiel ein oder mehrere Monomere verwendet werden, die ähnlich zu dem hydrophilen funktionalen Gruppen enthaltenden Vinylmonomeren sind, die für das Verfahren (i) beispielhaft angegeben wurden.
Ferner kann in dem Verfahren (ii) ein oder mehrere der anderen Vinylmonomere, die beispielhaft für das Verfahren (i), das vorstehend beschrieben wurde, angegeben wurden, auch kopolymerisiert werden.
In der Erfindung variiert der insbesondere bevorzugte Gehalt des hydrophilen funktionalen Gruppen enthaltenden Vinylmonomers in Vinylpolymer (b) abhängig von der Art des Vinylmonomers wie folgt:

(a) Der Gesamtgehalt der ungesättigten Carbonsäure und/oder des ungesättigten Carbonsäureanhydrids beträgt insbesondere bevorzugt von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent;
(b) Der Gehalt des Hydroxylgruppen enthaltenden Vinylmonomers beträgt insbesondere bevorzugt von 5 bis 30 Gewichtsprozent; und
(c) Der Gesamtgehalt des Amino-Gruppen enthaltenden Vinylmonomers und/oder Amineimido-Gruppen enthaltenden Vinylmonomers beträgt insbesondere bevorzugt von 0,05 bis 3 Gewichtsprozent.

In der Erfindung führt der Gehalt des hydrophilen funktionalen Gruppen enthaltenden Vinylmonomers innerhalb des vorstehend definierten Bereichs zu insbesondere herausragender Lagerungsstabilität der resultierenden wässrigen Dispersion.
Ferner ist es in der Erfindung bevorzugt, das zwei oder mehrere von beliebigen der Vinylmonomere, die in dem vorstehenden (a), (b) und (c) gezeigt wurden, in Kombination verwendet werden, und es ist insbesondere bevorzugt, dass ein oder mehrere der jeweiligen Vinylmonomere, die in den vorstehenden (a), (b), und (c) gezeigt werden, in Kombination verwendet werden.
Das zahlenbezogene durchschnittliche Molekulargewicht, das in Polystyrol umgewandelt wurde, von Vinylpolymer (b), das so hergestellt wurde, beträgt von 2000 bis 100000, und vorzugsweise von 4000 bis 50000.
In der Erfindung können Vinylpolymere (b) entweder allein oder als eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
Die Menge des Vinylpolymers (b), das in der Erfindung verwendet wird, beträgt im Allgemeinen von 2 bis 900 Gewichtsteilen, vorzugsweise von 10 bis 400 Gewichtsteilen und weiter bevorzugt von 20 bis 200 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen des Polyorganosiloxans (a). In diesem Fall besteht die Tendenz, dass, wenn die Menge des Vinylpolymers (b), die verwendet wird, weniger als zwei Gewichtsteile beträgt, der Widerstand gegen Alkali eines Beschichtungsfilms, der aus der wässrigen Dispersion gebildet wurde, sich verschlechtert. Andererseits, wenn die Menge des Vinylpolymers (b) 900 Gewichtsteile übersteigt, besteht die Tendenz, dass der Wetterwiderstand eines Beschichtungsfilms sich verschlechtert.
Synthese der wässrigen Dispersion
Die Zusammensetzung der Erfindung umfasst die wässrige Dispersion, in welcher das spezifische Polymer, das die Komponente (a) und Komponente (b) umfasst, in einem wässrigen Medium dispergiert wird. In diesem Fall wird das spezifische Polymer zum Beispiel in der Teilchenform oder der wässrigen Solform dispergiert. Die durchschnittliche Teilchengröße des spezifischen Polymers in der Teilchenform beträgt im Allgemeinen von 0,01 μm bis 100 μm, und vorzugsweise von 0,01 μm bis 10 μm. Obwohl das wässrige Medium in der wässrigen Dispiersion im Wesentlichen aus Wasser zusammengesetzt ist, kann dieses ein organisches Lösungsmittel, wie etwa einen Alkohol in einer Menge von ungefähr 50 Gewichtsprozent oder weniger einschließen.
Die wässrige Dispersion der Erfindung kann vorzugsweise hergestellt werden durch (iii) ein Verfahren des Hydrolysierens und/oder teilweise Kondensierens eines Organosilans (a) und Vinylpolymers (b) in einem organischen Lösungsmittel in Gegenwart einer organischen Metallverbindung (d), die später beschrieben wird, und Wasser, Dispergieren der Reaktionslösung in einem wässrigen Medium, und dann Entfernen des organischen Lösungsmittels.
In dem Verfahren (iii), beträgt die Menge des Wassers, die bei der Hydrolyse und/oder Kondensation existiert, im Allgemeinen von 0,5 mol bis 3,0 mol, und vorzugsweise von 0,7 mol bis 2,0 mol, pro mol Organosilan (a).
Wenn das Reaktionsprodukt in dem wässrigen Medium in dem Verfahren von (iii) dispergiert wird, kann ein Emulgierungsmittel und ein pH-Einstellungsmittel verwendet werden.
Als die vorstehenden Emulgierungsmittel können beliebige verwendet werden aus: oberflächenaktiven Mitteln, wie etwa Alkylsulfaten, Alkylarylsulfaten, Alkylphosphaten und Fettsäuresalzen; kationische oberflächenaktive Mittel, wie etwa Alkylaminsalze und quartäre Alkylamine; nicht ionische oberflächenaktive Mittel, wie etwa Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylarylether und Polyether vom Blocktyp; amphotäre oberflächenaktive Mittel, wie etwa oberflächenaktive Mittel vom Carbonsäuretyp (zum Beispiel oberflächenaktive Mittel vom Aminsäuretyp und Betaintyp), und oberflächenaktive Mittel vom Sulfonsäuretyp. Diese emulgierenden Mittel können entweder allein oder als eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
Als das in dem Verfahren von (iii) verwendete organische Lösungsmittel sind zum Beispiel Alkohole, aromatische Kohlenwasserstoffe, Ether, Ketone und Ester bevorzugt. Diese organischen Lösungsmittel können teilweise vor der Dispersion der Reaktionslösungen in den wässrigen Medien entfernt werden.
Bezüglich der Reaktionsbedingungen bei der Hydrolyse und der Kondensation in dem Verfahren von (iii) beträgt die Temperatur im Allgemeinen von 20°C bis 70°C, und die Reaktionszeit beträgt gewöhnlich 1 Stunde bis 8 Stunden.
In dem Verfahren von (iii) ist es, wenn ein Silylgruppen enthaltendes Vinylpolymer (b) eine saure Gruppe, wie etwa eine Carbonsäuregruppe oder eine Carbonsäureanhydridgruppe, enthält, bevorzugt, das wenigstens eine basische Verbindung nach der Hydrolyse und/oder der Kondensation zugegeben wird, um die Carboxylgruppe zu dissoziieren, wodurch die Emulsionsdispergierfähigkeit des spezifischen Polymers verbessert wird.
Die vorstehend erwähnten basischen Verbindungen beinhalten zum Beispiel Amine, wie etwa Ammoniak, Methylamin, Dimethylamin, Trimethylamin, Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin, Ethanolamin, Diethanolamin und Dimethylaminoethanol; und alkalische Metallhydroxide wie etwa Kadiumhydroxid und Natriumhydroxid.
Der pH-Wert der Dispersion nach dem Dispergieren durch Emulgierung beträgt im Allgemeinen von 6 bis 10, und vorzugsweise von 6,5 bis 9.
Oxazolinderivat (c)
Die Beschichtungszusammensetzung der Erfindung enthält ein Oxazolinderivat mit wenigstens einer, vorzugsweise zwei oder mehreren Oxazolingruppen (Dihydroxyazolylgruppen) (ein derartiges Oxazolinderivat wird nachstehend als „Oxazolinderivat (c)" bezeichnet). Das Oxazolinderivat besitzt die Funktion, dass deren Oxazolingruppe mit der reaktiven funktionalen Gruppe, die in der Zusammensetzung der Erfindung enthalten ist, im Laufe des Trocknens des spezifischen Polymers reagiert, um eine Netzwerkstruktur auszubilden, wodurch ein Beschichtungsfilm vernetzt wird.
Das vorstehend erwähnte Oxazolinderivat (c) kann entweder eine Verbindung mit zwei oder mehreren Oxazolingruppen in deren Molekül, oder ein Kopolymer mit Wiederholungseinheiten, die aus einem Monomer mit einer oder mehreren Oxazolingruppen abgeleitet sind, in einem Molekül davon sein. Oxazolinderivat (c), welches das Kopolymer ist, wird im Allgemeinen durch Emulsionspolymerisation oder Suspensionspolymerisation einer kopolymerisierbaren Oxazolinverbindung, wie etwa 2-Isopropenyl-2-oxazolin mit einem anderen kopolymerisierbaren Vinylharz synthetisiert.
Oxazolinderivat (c) kann entweder in einem Zustand verwendet werden, wo dieses in Wasser und/oder einem organischen Lösungsmittel aufgelöst wird, oder in einem Zustand, wo dieses in der Teilchenform oder der wässrigen Solform dispergiert wird. Dessen durchschnittliche Teilchengröße in der Teilchenform beträgt im Allgemeinen 0,01 μm bis ungefähr 0,5 μm.
Kommerziell verfügbare Produkte von Oxazolinderivat (c), das in der Erfindung verwendet wird, beinhalten: EPOCROSS K-1000, K-1020E, K-1030E, K-2010E, K-2020E, K-2030E und WS-500, hergestellt von Nippon Shokubai Co., Ltd.
In der Erfindung beträgt die verwendete Menge des Oxazolinderivats (c) im Allgemeinen von 0,1 bis 30 Gewichtsteilen, vorzugsweise von 0,5 bis 20 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen des spezifischen Polymers, das aus Komponente (a) und Komponente (b) zusammengesetzt ist. Weniger als 0,1 Teile führen zu der Tendenz, dass die Adhäsion verschlechtert wird, wohingegen 30 Teile zu der Tendenz führen, dass der Wasserwiderstand sich verschlechtert.
Oxazolinderivat (c) kann in einem beliebigen Schritt zum Herstellen der Beschichtungszusammensetzung der Erfindung vermischt werden, entweder vor oder nach der Synthese des spezifischen Polymers, das aus Komponente (a) und Komponente (b) zusammengesetzt ist. Vorzugsweise wird dieses nach der Synthese zugegeben.
Die Beschichtungszusammensetzung der Erfindung kann die folgenden optionalen Komponenten (d) bis (h) enthalten.
Organische Metallverbindung (d)
In der Beschichtungszusammensetzung der Erfindung wird eine Chelatverbindung eines Metalls, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Zirkon, Titan und Aluminium (eine derartige Verbindung wird nachstehend auch als „organische Metallverbindung (d)" bezeichnet) besteht, vermischt.
Es wird angenommen, dass die organische Metallverbindung (d) eine Funktion des Förderns der Hydrolyse und/oder Kondensation des vorstehend erwähnten Polyorganosiloxans (a) und Vinylpolymers (b) besitzt, um die Bildung eines Kokondensationsprodukts von beiden Komponenten zu beschleunigen.
Beispiele für derartige organische Metallverbindungen (d) beinhalten Verbindungen, die durch die Formeln: Zr(OR⁵)_p(R⁶COCHCOR⁷)_4-p, Ti(OR⁵)_q(R⁶COCHCOR⁷)_4-q und Al(OR⁵)_r(R⁶COCHCOR⁷)_3-r, und TEilhydrolysate dieser Verbindungen.
In der organischen Metallverbindung (d), stellen R⁵ und R⁶ jeweils unabhängig einwertige Kohlenwasserstoffgruppen mit jeweils 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, sec-Butyl, t-Butyl, n-Pentyl, n-Hexyl, Cyclohexyl oder Phenyl dar; und R⁷ stellt eine Alkoxygruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy, n- Butoxy, sec-Butoxy, t-Butoxy, Lauryloxy oder Stearyloxy dar, genauso wie eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, die ähnlich zu derjenigen von R⁵ oder R⁶ ist.
Ferner sind p, q und r jeweils ganze Zahlen von 0 bis 4.
Spezifische Beispiele für derartige organische Metallverbindungen (d) beinhalten Zirkonverbindungen, wie etwa Tri-n-butoxy·ethyl-acetoacetatzirkon, Di-n-butoxy-bis(ethylacetoacetat)zirkon, n-Butoxy·tris(ethylacetoacetat)zirkon, Tetrakis(n-propylacetoacetat)zirkon, Tetrakis(acetyl-acetoacetat)zirkon, und Tetrakis(ethylacetoacetat)zirkon; Titanverbindungen, wie etwa Di-i-propoxy·bis(ethylacetoacetat)titan, Di-i-propoxy·bis(acetylacetat)titan und Di-isopropoxy·bis(acetylaceton)titan, und Aluminiumverbindungen, wie etwa Di-i-propoxy·ethylacetoacetataluminium, Di-i-propoxy·acetylacetonatoaluminium, i-Propoxy·bis(ethylacetoacetat)aluminium, i-Propoxy·bis(acetylacetonato)aluminium, Tris-(ethylacetoacetat)aluminium, Tris(acetylacetonato)aluminium, und Monoacetylacetonatobis(ethylacetoacetat)aluminium.
Von diesen Verbindungen sind Tri-n-butoxy·ethylacetoacetatzirkon, Di-i-propoxy·bis(acetylacetonato)titan, Di-i-propoxy·ethylacetoacetataluminium und Tris(ethylacetoacetat)aluminium bevorzugt. Diese organischen Metallverbindungen (d) können entweder allein oder als eine Mischung von 2 oder mehreren von diesen verwendet werden.
Die organische Metallverbindung (d) wird vorzugsweise als deren Lösung in einem organischen Lösungsmittel verwendet. Bevorzugte Beispiele der organischen Lösungsmittel in diesem Fall beinhalten Alkohole, aromatische Kohlenwasserstoffe, Ether, Ketone und Ester.
In der Erfindung beträgt die Menge der organischen Metallverbindung (d), die verwendet wird, vorzugsweise von 0,01 bis 50 Gewichtsteilen, und weiter bevorzugt von 0,1 bis 50 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen des Polyorganosiloxans (a). In diesem Fall besteht die Tendenz, dass, wenn die Menge der organischen Metallverbindung (d) 50 Gewichtsteile übersteigt, die Lagerungsstabilität der wässrigen Dispersion sich verschlechtert, oder es wahrscheinlich ist, dass sich in dem Beschichtungsfilm in einigen Fällen Rissen entwickeln.
B-Keto Verbindung (e)
Zum weiteren Verbessern der Lagerungsstabilität kann die Beschichtungszusammensetzung der Erfindung wenigstens eines aus β-Diketonen, die durch die folgende allgemeine Formel dargestellt werden, und/oder β-Ketoester enthalten (diese Verbindungen werden nachstehend gesammelt als „β-Ketoverbindungen (e)" bezeichnet): R⁶COCH₂COR⁷ worin R⁶ und R⁷ die gleichen Bedeutungen besitzen, wie für R⁶ und R⁷ in der vorstehend erwähnten allgemeinen Formel definiert, die die organische Metallverbindung (d) darstellt.
Wenn die Beschichtungszusammensetzung der Erfindung die vorstehend erwähnte organische Metallverbindung (d) enthält, ist es bevorzugt, das die β-Ketoverbindung (e) weiter zugegeben wird.
Spezifische Beispiele für derartige β-Ketoverbindungen (e) beinhalten: Acetylaceton, Methylacetoacetat, Ethylacetoacetat, n-Propylacetoacetat, i-Propylacetoacetat, n-Butylacetoacetat, sec-Butylacetoacetat, t-Butylacetoacetat, 2,4-Hexandion, 2,4-Heptandion, 3,5-Heptandion, 2,4-Oktandion, 2,4-Nonandion und 5-Methyl-2,4-hexandion. Von diesen sind Ethylacetoacetat und Acetylaceton bevorzugt, und Acetylaceton ist insbesondere bevorzugt.
Die Menge der β-Ketoverbindung (e), die in der Erfindung verwendet wird, beträgt im Allgemeinen 2 mol oder mehr, vorzugsweise 3 mol bis 20 mol, basierend auf mol der organischen Metallverbindung (d). In diesem Fall besteht die Tendenz, dass, wenn die Menge der β-Ketoverbindung (e), die verwendet wird, weniger als 2 mol beträgt, der Effekt der Verbesserung der Lagerungsstabilität der resultierenden wässrigen Dispersion abnimmt.
Füllstoff (f)
Um die verschiedenen Entwicklungseigenschaften der resultierenden gehärteten Filme, wie etwa Verfärbung, Verdickung, Verhinderung der UV-Lichttransmission zu den Basismaterialien, Korrosionswiderstand und Wärmewiderstand zu erreichen, können die folgenden Füllstoffe zudem in den Beschichtungszusammensetzungen der Erfindung zugegeben und dispergiert werden.
Die zum Erhöhen der Härte der gehärteten Filme zugegebenen Füllstoffe (derartige Füllstoffe werden nachstehend als „Füllstoff (E1)" bezeichnet) beinhalten Teilchen und/oder Sole, oder Colloide der folgenden anorganischen Verbindungen.
Spezifische Beispiele der vorstehend erwähnten anorganischen Verbindungen beinhalten: SiO₂, TiO₂, TiO₃, SrTiO₂, FeTiO₃, WO₃, SnO₂, Bi₂O₃, In₂O₃, ZnO, RuO₂, CdO, CdS, CdSe, GaP, GaAs, CdFeO₃, Al₂O₃, Al(OH)₃, Sb₂O₅, Si₃N₄, Sn-In₂O₃, Sb-In₂O₃, MgF, CeF₃, CeO₂, 3Al₂O₃·2SiO₂, BeO, SiC, AIN, Fe, Fe₂O₃, CO, Co-FeO_x, CrO₂, Fe₉N, Ba ferrite, SmCO₅, YCO₅, CeCO₅, PrCP₅, Sm₂CO₁₇, ZrO₂, Nd₂Fe₁₄B und Al₄O₃.
Diese anorganischen Verbindungen können entweder allein oder als eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
Die existierenden Formen des Füllstoffes (f), bevor dieser in die Beschichtungszusammensetzung formuliert wird, kann ein granuläres Pulver, ein wässriges Sol oder Colloid, in welchem Feinteilchen in Wasser dispergiert sind, ein Lösungsmittelsol oder Colloid, in welchem Feinteilchen in einem polaren Lösungsmittel, wie etwa Isopropylalkohol oder in einem nicht polaren Lösungsmittel, wie etwa Toluol, dispergiert sind, sein. In dem Fall des Lösungsmittelsols oder Colloids kann dieses verwendet werden, indem dieses ferner mit Wasser oder einem Lösungsmittel verdünnt wird, abhängig von der Dispergierfähigkeit der Halbleiterfeinteilchen.
Wenn Füllstoff (f) das wässrige Sol oder Colloid, das Lösungsmittelsol oder Colloid ist, beträgt dessen Feststoffkonzentration vorzugsweise 40 Gewichtsprozent oder weniger.
Von den Füllstoffen (f), ist colloidales Siliziumoxid kommerziell unter Handelsnamen wie etwa Snowtex, Methanol Silica Sol und Isopropanol Silica Sol (hergestellt von Nissan Chemical Industries Ltd.); Catatoid SN und Oscal (hergestellt von Catalyst & Chemical Industries Co., Ltd.); Ludex (hergestellt von E. I. du Pont de Nemours and Company, USA); Syton (hergestellt von Monsanto Company, USA); und Nalcoag (hergestellt von Nalco Chemical Company, USA). Colloidales Aluminiumoxid, das vorstehend beschrieben wurde, ist kommerziell auch unter Handelsnamen wie etwa ALumina Sol-100, Alumina Sol-200 und ALumina Sol-520 (hergestellt von Nissan Chemical Industries Ltd.); und Alumina Clear Sol, Alumina Sol 10 und ALumina Sol 132 (hergestellt von Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.) erhältlich.
Füllstoff (f) kann zu der Beschichtungszusammensetzung entweder nach Herstellung der Zusammensetzung oder beim Herstellen der Zusammensetzung, gefolgt von Hydrolyse oder Kondensation des Organosilans (a) und Vinylpolymers (b) zugegeben werden.
Die Menge des Füllstoffs (f), die in der Erfindung verwendet wird, beträgt im Allgemeinen von 0 bis 500 Gewichtsteilen, und vorzugsweise von 0,1 bis 400 Gewichtsteilen, als Feststoffgehalt, basierend auf 100 Gewichtsteilen des Polyorganosiloxans (a).
Beispiele für Füllstoffe zum Entwickeln von Verfärbung, Entwerfen und Verdicken der Beschichtungsfilme, und Fördern des Korrosionswiderstands und des Wetterwiderstands (derartige Füllstoffe werden nachstehend als „Füllstoff (E2)" bezeichnet) beinhalten Metalle und Legierungen; Verbindungen, wie etwa Metalloxide, Hydroxide, Carbide, Nitride und Sulfate; und wasserunlösliche Pigmente, wie etwa organische Pigmente und anorganische Pigmente. Diese Komponenten werden in Teilchen-, Filament-, Whisker- oder Skalenform verwendet.
Spezifische Beispiele für Füllstoffe (E2) beinhalten: Eisen, Nickel, Aluminium, Zink, Kupfer, Silber, Ruß, Graphit, rostfreier Stahl, Ferricoxid, Ferrit, Cobaltoxid, Manganoxid, Chromoxid, Pigmentzirkonoxid, Pigmenttitanoxid (Rutiltyp), Zirkonoxid, Siliziumdioxid, Bleisuboxid, Aluminiumoxid, Zinkoxid, Kupfersuboxid, Eisendihydroxid, Aluminiumhydroxid, Kalziumhydroxid, Bariumcarbonat, Kalziumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Bleisulfat, basisches Bleisulfat, Bariumsulfat, Gips, Molybdendisulfid, Bleisulfid, Kupfersulfid, Bleisilikat, Kalziumplumbat, Kupferborat, Kadiumtitanat, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Bornitrid, Bleiphthalat, synthetisches Mullith, Ton, Diatomerde, Talk, Bentonit, Glimmer, grüne Erde, Kobaltgrün, Mangangrün, Viridian, Guignet's Grün, Kobaltchromgrün, Schulek-Grün, Chromgrün, Zinkgrün, Pigmentgrün, Ultramarinblau, Steinultramarinblau, Eisenblau, Kobaltblau, Selrianblau, Molybdenblau, Kobaltviolett, Marsviolett, Manganviolett, Pigmentviolett, Zinkgelb, Chromgelb, Kadmiumgelb, Strontiumgelb, Titangelb, Litharge, Pigmentgelb, Loess, Cadmiumrot, Selenrot, Chromvermilion, Roteisenoxid, Bleizinkblume, Bunchison-Weiß, Manganweiß, Knochenschwarz, Diamantschwarz, Thermatomschwarz und Pflanzenschwarz.
Diese Füllstoffe (E2) können entweder alleine oder als eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
Die Menge des Füllstoffes (E2), die in der Erfindung verwendet wird, beträgt im Allgemeinen 300 Gewichtsteile oder weniger, basierend auf 100 Gewichtsteilen der gesamten Feststoffmasse der wässrigen Dispersion, die in der Erfindung verwendet wird. Wenn die Menge des Füllstoffes (E2) 300 Gewichtsteile übersteigt, nimmt die Adhäsion des Beschichtungsfilms in einigen Fällen ab.
Härtungsbeschleuniger (g)
Zum Beschleunigen der Härtungsrate der Beschichtungszusammensetzung der Erfindung kann ein Härtungsbeschleuniger, der sich von der vorstehend beschriebenen organischen Metallverbindung (d) unterscheidet (wie etwa ein Härtungsbeschleuniger, der nachstehend als „Härtungsbeschleuniger (g)" bezeichnet wird) auch in der Beschichtungszusammensetzung verwendet werden, abhängig von den Härtungsbedingungen. Dieser Härtungsbeschleuniger ist insbesondere effektiv, wenn eine Härtungsbehandlung bei relativ niedrigen Temperaturen ausgeführt wird.
Beispiele für Härtungsbeschleuniger (g) beinhalten Alkalimetallsalze von Säuren, wie etwa Naphthensäure, Oxtylsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Aluminiumsäure und Carbonsäure; Amin-Verbindungen, wie etwa Ethylendiamin, Hexandiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Piperidin, Piperazin, Methaphenylendiamin, Ethanolamin, Triethylamin, Aminopropyltrimethoxysilan, Aminopropyltriethoxysilan, Aminopropylmethyldimethoxysilan, Aminopropylmethyldiethoxysilan, N-Pentyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-Butyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltriethoxysilan, N-(6-Aminohexyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-(6-Aminohexyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilan, N-(6-Aminohexyl)-γ-aminopropyltriethoxysilan, N-[Styryl(aminomethyl)]-γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-[Styryl(aminomethyl)]-γ-aminopropylmethyldimethoxysilan, N-[Styryl(aminomethyl)]-γ-aminopropyltriethoxysilan, N-[N-β-(Aminoethyl)aminoethyl]-γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-[N-β-(Aminoethyl)aminoethyl]-γ-aminopropylmethyldimethoxysilan, N-[N-β-(Aminoethyl)aminoethyl]-γ- aminopropyltriethoxysilan, N-[N-(Benzylmethyl)aminoethyl]-γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-[N-(Benzylmethyl)aminoethyl]-γ-aminopropylmethyldimethoxysilan, N-[N-(Benzylmethyl)aminoethyl]-γ-aminopropyltriethoxysilan, N-[N-(Benzyl)aminoethyl]-γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-[N-(Benzyl)aminoethyl]-γ-aminopropylmethyldimethoxysilan, N-[N-(Benzyl)aminoethyl]-γ-aminopropyltriethoxysilan, N-Phenylaminopropyltrimethoxysilan, N-Phenylaminopropylmethyldimethoxysilan, N-Phenylaminopropyltriethoxysilan, N-Phenylaminomethyltrimethoxysilan, N-Phenylaminomethyldimethoxysilan, N-Phenylaminomethyltriethoxysilan, Bis-(trimethoxysilylpropyl)amin, P-[N-(2-Aminoethyl)aminomethyl]phenethyltrimethoxysilan, N-[(3-Trimethoxysilyl)propyl]diethylentriamin, N-[(3-Trimethoxysilyl)propyl]triethylentetramin, N-3-Trimethoxysilylpropyl-m-phenylendiamin und verschiedene modifizierte Amine, die als Härtungsmittel für Epoxidharze verwendet werden; Organozinnverbindungen vom Carbonsäuretyp, wie etwa (C₄H₉)₂Sn(OCOC₁₁H₂₃)₂, (C₄H₉)₂Sn(OCOCH=CHCOOCH₃)₂, (C₄H₉)₂Sn(OCOCH=CHCOOC₄H₉)₂, (C₈H₁₇)₂Sn(OCOC₁₁H₂₃)₂, (C₈H₁₇)₂Sn(OCOCH=CHCOOCH₃)₂, (C₈H₁₇)₂Sn(OCOCH=CHCOOC₄H₉)₂, (C₈H₁₇)₂Sn(OCOCH=CHCOOC₈H₁₇)₂ und Sn(OCOCC₈H₁₇)₂; Organozinnverbindungen vom Mercaptid-Typ, wie etwa (C₄H₉)₂Sn(SCH₂COOC₈H₁₇)₂, (C₄H₉)₂Sn(SCH₂CH₂COOC₈H₁₇)₂, (C₈H₁₇)₂Sn(SCH₂COOC₈H₁₇)₂, (C₈H₁₇)₂Sn(SCH₂CH₂COOC₈H₁₇)₂, (C₈H₁₇)₂Sn(SCH₂COOC₁₂H₂₅)₂ und (C₈H₁₇)₂Sn(SCH₂CH₂COOC₁₂H₂₅)₂; Organozinnverbindungen vom Sulfidtyp, wie etwa (C₄H₉)₂Sn=S und (C₈H₁₇)₂Sn=S; organische Zinnoxide, wie etwa (C₄H₉)₂SnO und (C₈H₁₇)₂SnO; und Reaktionsprodukte von diesen organischen Zinnoxiden mit Esterverbindungen, wie etwa Ethylsilicat, Dimethylmaleat, Diethylmaleat und Dioctylphthalat.
Diese Härtungsbeschleuniger (g) können entweder allein oder als eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
Verfahren zum Zugeben des Härtungsbeschleunigers (g) zu der wässrigen Dispersion beinhalten ein Verfahren zum Zugeben von Härtungsbeschleuniger (g) wie dieses ist, ein Verfahren zum Zugeben von Härtungsbeschleuniger (g), das zuvor mit einem alkoholischen Lösungsmittel verdünnt wurde, und ein Verfahren zum Zugeben eines Emulgiermittels zum Härtungsbeschleuniger (g), gefolgt von dessen emulgierter Dispersion im Wasser.
Die Menge des Härtungsbeschleunigers (g), die in der Erfindung verwendet wird, beträgt im Allgemeinen von 0 bis 100 Gewichtsteilen, vorzugsweise von 0,1 bis 80 Gewichtsteilen, und weiter bevorzugt von 0,5 bis 50 Gewichtsteilen, basierend auf 100 Gewichtsteilen des Polyorganosiloxans (a).
Multifunktionales Hydrazinderivat (h)
Die Beschichtungszusammensetzung der Erfindung kann ferner ein multifunktionales Hydrazinderivat mit zwei oder mehreren Hydrazinogruppen in einem Molekül enthalten (ein derartiges multifunktionales Hydryzinderivat wird nachstehend auch als „multifunktionales Hydrazinderivat (h)" bezeichnet). Das multifunktionale Hydrazinderivat (h) wird vorzugsweise in dem Fall zugegeben, wo das Vinylpolymer (b), das die Zusammensetzung der Erfindung zusammensetzt, eine Carbonylgruppe enthält. Das multifunktionale Hydrazinderivat besitzt die Funktion, dass die Hydrazinogruppe mit der Carbonylgruppe, die in der Zusammensetzung enthalten ist, im Laufe des Trocknens der Beschichtungszusammensetzung nach deren Auftragung reagiert, um eine Netzwerkstruktur auszubilden, wodurch der Beschichtungsfilm vernetzt wird.
Als multifunktionales Hydrazinderivat (h), das vorstehend beschrieben wurde, ist zum Beispiel ein wasserlösliches Hydrazin bevorzugt. Derartige wasserlösliche Hydrazine beinhalten ein Dicarbonsäuredihydrazid mit zwei bis zehn Kohlenstoffatomen insgesamt, vorzugsweise 4 bis 6 Kohlenstoffatome insgesamt, wie etwa Oxalsäuredihydrazid, Malonsäuredihydrazid, Succinsäuredihydrazid, Glutarsäuredihydrazid, Adipinsäuredihydrazid, Sebacinsäuredihydrazid, Phthalsäuredihydrazid, Isophthalsäuredihydrazid, Terephtalsäuredihydrazid, Maleinsäuredihydrazid, Fumarsäuredihydrazid oder Itakonsäuredihydrazid; ein Hydrazid mit drei oder mehreren funktionalen Gruppen, wie etwa Zitronensäuretrihydrazid, Nitriloessigsäuretrihydrazid, Cyclohexantricarbonsäuretrihydrazid oder Ethylendiamintetraessigsäuretetrahydrazid; und ein aliphatisches Dihydrazin mit zwei bis vier Kohlenstoffatomen insgesamt, wie etwa Ethylen-1,2-Dihydrazin, Propylen-1,2-Dihydrazin, Propylen-1,3-Dihydrazin, Butylen-1,2-Dihydrazin, Butylen-1,3-Dihydrazin, Butylen-1,4-Dihydrazin oder Butylen-2,3-Dihydrazin.
Ferner können Verbindungen verwendet werden, in welchen wenigstens ein Teil der Hydrazinogruppen, die in den wasserlöslichen Dihydrazinen enthalten sind, blockiert sind, indem diese mit Carbonylverbindungen, wie etwa Acetaldehyd, Propionaldehyd, Butylaldehyd, Aceton, Methylethylketon, Diethylketon, Methylpropylketon, Methylbutylketon und Diacetonalkohol umgesetzt werden (derartige blockierte Verbindungen werden nachstehend als „blockierte multifunktionale Hydrazinderivate" bezeichnet). Beispiele hierfür beinhalten Dihydrazidomonoacetonhydrazonadipat und Dihydraziddiacetonhydrazonadipat. Die Verwendung von derartigen blockierten multifunktionalen Hydrazinderivaten ermöglicht es, die Vernetzungsreaktion der wässrigen Dispersionen in zweckmäßiger Weise zu steuern, so dass deren Redispergierfähigkeit weiter verbessert werden kann, welches insbesondere als Drucktinte wichtig ist.
Von diesen multifunktionalen Hydrazinderivaten sind Adipinsäuredihydrazid, Sebacinsäuredihydrazid, Isophthalsäuredihydrazid und Dihydraziddiacetonhydrazonadipat bevorzugt.
Die vorstehend erwähnten multifunktionalen Hydrazinderivate können entweder allein oder als eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
Die Menge des multifunktionalen Hydrazinderivats (h), die in der Erfindung verwendet wird, ist eine derartige Menge, dass das äquivalente Verhältnis der Carbonylgruppe in dem spezifischen Polymer zu der Hydrazinogruppe im Allgemeinen in einem Bereich von 1:0,1 bis 1:5, vorzugsweise von 1:0,5 bis 1:1,5, und weiter bevorzugt von 1:0,7 bis 1:1,2 ist. In diesem Fall besteht die Tendenz, dass, wenn das Äquivalenzverhältnis der Hydrazinogruppe zu der Carbonylgruppe weniger als 0,1 beträgt, der Lösungsmittelwiderstand und Schadenswiderstand des Beschichtungsfilms abnimmt. Andererseits besteht die Tendenz, dass, wenn das Äquivalenzverhältnis 5 übersteigt, der Wasserwiderstand und die Transparenz des Beschichtungsfilms sich verschlechtern. Wenn das blockierte multifunktionale Hydrazinderivat als das multifunktionale Hydrazinderivat verwendet wird, wird das Äquivalenzverhältnis der Carbonylgruppe zu der Hydrazinogruppe, die in dem multifunktionalen Hydrazinderivat enthalten ist, bevor dieses blockiert wird, als das vorstehend erwähnte Äquivalenzverhältis verwendet.
Obwohl das multifunktionale Hydrazinderivat (h) in irgendeiner der Schritte zum Herstellen der Zusammensetzung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, zugegeben werden kann, ist es erwünscht, dass das multifunktionale Hydrazinderivat (h) nach der Polymerisation der Zusammensetzung, die Komponente (a) und Komponente (b) umfasst, zugegeben wird.
Andere Zusatzstoffe
Die Zusammensetzung der Erfindung kann harzartige Zusatzstoffe enthalten.
Beispiele für die harzartigen Zusatzstoffe beinhalten wasserlösliche Polyesterharze, die gewöhnlich für wässrige Farbe verwendet werden, wasserlösliche oder wasserdispergierbare Oxidharze, wasserlösliche oder wasserdispergierbare Acrylharze, Carboxylgruppen enthaltende aromatische Vinylharze, wie etwa STyrolmaleinsäurekopolymere und Urethanharze.
Diese harzartigen Zusatzstoffe können entweder allein oder als eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
Die Menge des harzartigen Zusatzstoffes, das in der Erfindung verwendet wird, beträgt im Allgemeinen 50 Gewichtsteile oder weniger, und vorzugsweise 30 Gewichtsteile oder weniger, basierend auf 100 Gewichtsteilen der gesamten Feststoffmaterie der wässrigen Dispersion.
Zudem kann die Beschichtungszusammensetzung der Erfindung ein organisches Lösungsmittel zum Verbessern der Filmbildungseigenschaften und der Benetzbarkeit enthalten.
Beispiele für die vorstehend erwähnten organischen Lösungsmittel beinhalten Alkohole, wie etwa Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, i-Propylalkohol, n-Butylalkohol, i-Butylalkohol, n-Amylalkohol und n-Hexylalkohol, Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmono-n-propylether, Ethylenglycolmono-i-propylether, Ethylenglycolmono-n-butylether, Ethylenglycolmono-n-hexylether, Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmono-i-propylether, Ethylenglycolmonomethyletheracetat, Ethylenglycolmonoethyletheracetat und Tributoxymethylphosphat.
Diese organischen Lösungsmittel können entweder allein oder als Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden.
Die Menge des organischen Lösungsmittels, das in der Erfindung verwendet wird, beträgt im Allgemeinen 50 Gewichtsprozent oder weniger, und vorzugsweise 20 Gewichtsprozent oder weniger, basierend auf der Gesamtmenge der wässrigen Dispersion.
Die wässrigen Dispersionen, die in der Erfindung verwendet werden, können auch andere Zusatzstoffe, wie etwa ein Pigment, ein Verdickungsmittel, ein Dispergiermittel, ein Silankupplungsmittel, ein Titankupplungsmittel, ein Schlichtungsmittel, einen Farbstoff, ein Fungizid, ein Konservierungsmittel, ein Antialterungsmittel, ein Antioxidationsmittel, ein Klebemittel, ein Antitrübungsmittel und ein Flammenverzögerer, wenn benötigt, enthalten.
Der gesamte Feststoffgehalt der Beschichtungszusammensetzung der Erfindung beträgt gewöhnlich 50 Gewichtsprozent oder weniger, und vorzugsweise von 20 bis 40 Gewichtsprozent. Dieser wird in zweckmäßiger Weise gemäß dem Verwendungszweck, der Art des Substrats, dem Beschichtungsverfahren und der Dicke des Beschichtungsfilms gesteuert. Zum Beispiel beträgt, wenn die Beschichtungszusammensetzung zum Imprägnieren eines Dünnfilmsubstrats mit diesem verwendet wird, dessen Gesamtfeststoffgehalt gewöhnlich 5 bis 30 Gewichtsprozent. Wenn die Beschichtungszusammensetzung zum Ausbilden eines Dickfilms verwendet wird, beträgt dessen Gesamtfeststoffgehalt gewöhnlich 20 bis 50 Gewichtsprozent, und vorzugsweise 30 bis 45 Gewichtsprozent. Wenn der Gesamtfeststoffgehalt der Beschichtungszusammensetzung der Erfindung 50 Gewichtsprozent übersteigt, verschlechtert sich dessen Lagerungsstabilität in einigen Fällen.
Gehärteter Film
Der gehärtete Film der Erfindung besitzt einen Aufbau des Substrats/Zusammensetzung der Erfindung oder Substrat/Unterbeschichtungszusammensetzung/Zusammensetzung der Erfindung.
Wenn die Zusammensetzungen der Erfindung auf Substrate aufgetragen werden, werden alle die Zusammensetzungen unter Verwendung einer Bürste, einer Walzenbeschichtungsvorrichtung, einer Strombeschichtungsvorrichtung, einer Zentrifugalbeschichtungsvorrichtung oder einer Ultraschallbeschichtungsvorrichtung, oder durch Eintauchbeschichten, Strombeschichten, Sprühbeschichten, ein Siebverfahren, eine Elektroabscheidung oder Dampfabscheidung aufgetragen.
Wenn der Beschichtungsfilm der Beschichtungszusammensetzung der Erfindung auf dem Substrat ausgebildet wird, kann der Beschichtungsfilm mit einer Dicke von ungefähr 0,05 μm bis ungefähr 20 μm bei einmaligem Auftragen oder ungefähr 0,1 μm bis 40 μm bei zweimaligen Auftragungen als der Trockenbeschichtungsfilm ausgebildet werden. Dann wird die auf dem Substrat aufgetragene Zusammensetzung bei Raumtemperatur getrocknet, oder bei einer Temperatur von ungefähr 30°C bis ungefähr 200°C, gewöhnlich eine Minute bis 60 Minuten zur Trocknung getrocknet, wodurch der Beschichtungsfilm auf dem Substrat ausgebildet wird.
Substrat
Beispiele für Materialien für die Substrate, die in den gehärteten Filmen der Erfindung verwendet werden, beinhalten Metalle, wie etwa Eisen, Aluminium und rostfreier Stahl; anorganische Keramikmaterialien, wie etwa Zement, Beton, ALC, flexible Bretter, Mörtel, Schlick, Gips, Keramik und Ziegel; geformte Gegenstände aus Kunststoff, wie etwa Phenolharze, Epoxidharze, Polyester, Polycarbonate, Polyethylen, Polypropylen und ABS-Harze (Acrylnitril-Butadien-Styrolharze); Filme aus Kunststoffen wie etwa Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylalkohol, Polycarbonat, Polyethylenterephthalat, Polyurethane und Polyimide; Holz, Papier und Glas. Die Zusammensetzungen der Erfindungen sind auch zum Wiederanstreichen der verschlechterten Beschichtungsfilme nützlich.
Die Substrate können auch zur Grundherstellung, Verbesserung der Adhäsion, Versiegelung von porösen Substraten, Abglätten und Mustergebung zuvor oberflächenbehandelt werden.
Die Oberflächenbehandlungen auf die metallischen Substrate beinhalten zum Beispiel Polieren, Entfetten, Plattierungsbehandlung, Chromatbehandlung, Flammenbehandlung und Kupplungsbehandlung und die Oberflächenbehandlungen auf die Kunststoffsubstrate beinhalten zum Beispiel Blasbehandlung, Behandlung mit Chemikalien, Entfetten, Flammenbehandlung, Oxidationsbehandlung, Dampfbehandlung, Coronaentladungsbehandlung, Ultraviolettbestrahlungsbehandlung, Plasmabehandlung und Ionenbehandlung. Die Oberflächenbehandlungen auf die anorganischen keramischen Substrate beinhalten zum Beispiel Polieren, Versiegeln und Mustergebung, und die Oberflächenbehandlungen auf die Holzsubstrate beinhalten zum Beispiel Polieren, Versiegeln und Insektenschutzbehandlung. Die Oberflächenbehandlungen auf die Papiersubstrate beinhalten zum Beispiel Versiegeln und Insektenschutzbehandlung, und die Oberflächenbehandlungen auf die verschlechterten Beschichtungsfilme beinhalten zum Beispiel Polieren.
Das Beschichtungsverfahren in der Erfindung variiert abhängig von der Art und dem Zustand des Substrats und dem Beschichtungsverfahren. Zum Beispiel können in dem Fall der Metallsubstrate, Unterbeschichtungszusammensetzungen zusätzlich zu den Beschichtungszusammensetzungen der Erfindung verwendet werden, wenn eine Rostverhinderung benötigt wird. In dem Fall der anorganischen Keramiksubstrate werden die Beschichtungseigenschaften der Beschichtungsfilme abhängig von den Eigenschaften (Oberflächenrauhigkeit, Imprägnierungseigenschaften und Alkalinität usw.) der Substrate notwendig, so dass die Unterbeschichtungszusammensetzungen, wie etwa Enamel, in einigen Fällen verwendet werden.
Ferner können, wenn die Metall-Holz-Glas-Kunststoff- und Papiersubstrate beschichtet werden, oder wenn die Verschlechterung der alten Beschichtungsfilme beim Wiederanstreichen der verschlechterten Beschichtungsfilme signifikant sind, die Unterbeschichtungszusammensetzungen abhängig von deren Auftragung verwendet werden.
Es gibt keine besonderen Beschränkungen bezüglich der Art der Unterbeschichtungszusammensetzung, solange wie diese die Funktion des Verstärkens der Adhäsion zwischen dem Substrat und der Zusammensetzung besitzt, und diese Abhängig von der Art und dem Zweck der Auftragung des Substrats ausgewählt. Wird. Die Unterbeschichtungszusammensetzungen können entweder allein oder als eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen verwendet werden. Diese können entweder Enamel enthaltende färbende Komponenten, oder klare keine Färbung enthaltende Komponenten sein.
Als die Unterbeschichtungszusammensetzungen können zum Beispiel verwendet werden: Harze, die als Lösungen in Lösungsmitteln verwendet werden, wie etwa Alkydharze, Aminoalkydharze, Epoxidharze, Polyester, Acrylharze, Urethanharze, Fluorharze und Acrylsilikonharze. Insbesondere bevorzugte Beispiele hiervon beinhalten: wässrige Emulsionen, wie etwa Acrylharzemulsionen, Epoxidharzemulsionen, Polyurethanemulsionen und Polyesteremulsionen. Wenn die Adhäsion zwischen dem Substrat und dem Beschichtungsfilm unter erschwerten Bedingungen benötigt wird, können diesen Unterbeschichtungszusammensetzungen verschiedene funktionale Gruppen verliehen werden. Derartige funktionale Gruppen behinhalten zum Beispiel eine Hydroxylgruppe, eine CArboxylgruppe, eine Carbonylgruppe, eine Aminogruppe, eine Amingruppe, eine Glycidylgruppe, eine Alkoxysilylgruppe, eine Etherbindung und eine Esterbindung. Ferner können Härtungsbeschleuniger zu den Harzen, die als Unterbeschichtungsschichten verwendet werden, zugegeben werden. Die Härtungsbeschleuniger beinhalten das vorstehend erwähnte Oxazolinderivat (c), Härtungsbeschleuniger (g), multifunktionale Hydrazinderivate (h), Imidazolderivate, Säureanhydride und Polyamidharze.
Die Erfindung kann die Beschichtungszusammensetzung und die gehärteten Filme bereitstellen, in welchen die Härtungsreaktionen der Beschichtungsfilme bei niedriger Temperatur für eine kurze Zeitdauer durch Verwendung der spezifischen Vernetzungsmittel vervollständigt wird, wodurch eine hohe Härte sofort nach dem Aushärten verliehen wird, und Wasserwiderstand, Wetterwiderstand, organischer Chemikalienwiderstand, Säurewiderstand, Alkaliwiderstand, Abriebswiderstand und Haltbarkeitswiderstand bereitgestellt wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen im größeren Detail beschrieben, aber die folgenden Beispiele sollen den Umfang der Erfindung nicht begrenzen.
Teile und Prozentsätze in den Beispielen und Vergleichsbeispielen sind auf Gewichtsbasis, wenn nicht anders angegeben.
Messungen und Bewertungen in den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden wie folgt gemacht:
Mw
Das Mw wurde durch Gelpermeationschromatographie (GPC) gemäß den folgenden Bedingungen gemessen:
Eine Probe wurde hergestellt, indem 1 g spezifisches Polymer in 100 cc Tetrahydrofuran aufgelöst wird.
Standardpolystyrol hergestellt von Pressure Chemical Co., Ltd., USA wurde als Standardpolystyrol verwendet.
Gerät: Hochtemperatur- und Hochgeschwindigkeitsgelpermeationschromatogramm (Model 150-C ALC/GPC, hergestellt von Waters Co., Ltd., USA);
Säule: SHODEX A-8M (50 cm Länge), hergestellt von Showa Denko K. K.;
Messtemperatur: 40°C;
Stromrate: 1 cc/Minute.
Anfangsadhäsion
Ein Abschältest unter Verwendung eines Bandes wurde durchgeführt, und die anfängliche Adhäsion wurde wie folgt bewertet:

O:: Das Band schälte sich überhaupt nicht ab.
Δ:: Das Band schälte sich teilweise ab.
X:: Das Band schälte sich ganz ab.

Anfängliche Härte
Die Härte wurde basierend auf der Stifthärte gemäß JIS K5400 bewertet.
Anfänglicher Wasserwiderstand
Ein Teststück wurde in reines Wasser bei Normaltemperatur für 5 Minuten eingetaucht und dann unter Verwendung der Stifthärte gemäß JIS K5400 wurde eine Last, bei welcher kein Kratzer entwickelt wurde, bestätigt, indem die Last des Stiftes mit einer Härte von H geändert wurde.

O:: Die Last betrug 500 g oder mehr.
Δ:: Die Last betrug 200 g oder weniger als 500 g.
X:: Die Last betrug weniger als 200 g.

Chemischer Widerstand
Auf einem Beschichtungsfilm wurden 2 cc Isopropylalkohol tropfenweise gegeben, und mit Tuch nach 5 Minuten abgewischt, gefolgt von visueller Beobachtung des Zustands des Beschichtungsfilms.

O:: Keine Änderung wurde beobachtet.
Δ:: Obwohl eine Markierung des Auftropfens verblieb, gab es keine Änderung des Glanzes und der Adhäsion.
X:: Der Glanz nahm ab, oder der Film wurde aufgelöst.

Wetterwiderstand
Ein 3000 Stundenbestrahlungstest wurde unter Verwendung eines Sonnenscheinwettermessgeräts gemäß JIS K5400 durchgeführt, gefolgt von visueller Beobachtung der Erscheinung (Risse und Abschälungen).

(O):: Die Glanzbewahrung betrug 90% oder mehr.
O:: Die Glanzbewahrung betrug 80% bis weniger als 90%.
Δ:: Die Glanzbewahrung betrug 50% bis weniger als 80%.
X:: Die Glanzbewahrung betrug weniger als 50%.

Heisswasserwiderstand
Ein Teststück wurde in heißes Wasser bei 60°C 14 Tage eingetaucht, gefolgt von visueller Beobachtung des Zustands des Beschichtungsfilms.

O:: Kein Riss wurde beobachtet.
Δ:: Einer oder mehrere Risse wurden unter dem Mikroskop beobachtet.
X:: Einer oder mehrere Risse wurden visuell beobachtet.

Referenzbeispiel 1 Synthese von Silylgruppen enthaltenden Vinylpolymer (b)
In einem Reaktionsbehälter, der mit einer Rührvorrichtung und einer Rückflusskondensiervorrichtung ausgestattet war, wurden 40 Teile Methylmethacrylat, 18 Teile 2-Ethylhexylacrylat, 5 Teile Acrylsäure, 13 Teile 2-Hydroxyethylmethacrylat, 15 Teile γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 5 Teile 4-(Meth)acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, 6 Teile Diacetonacrylamid, 1 Teil 1,1,1-Trimethylaminmethacrylamid und 135 Teile i-Propylalkohol gefüllt, und vermischt. Dann wurde die Mischung auf 80°C unter Rühren erhitzt, und eine Lösung, in welcher 4 Teile Azobisisovaleronitril in 15 Teilen Methylethylketon aufgelöst war, wurde tropfenweise zu der Mischung über 30 Minuten zugegeben, gefolgt von Reaktion bei 80°C für 5 Stunden, um ein Silylgruppen enthaltendes Vinylpolymer (nachstehend als „(b-1)" bezeichnet) mit einer Feststoffkonzentration von 40% zu erhalten.
Referenzbeispiele 2 und 3 Synthese von Silylgruppen enthaltenden Vinylpolymeren (b)
Silylgruppen enthaltende Vinylpolymere (b-2) und (b-3) wurden auf die gleiche Weise wie in Referenzbeispiel 1 erhalten, bis darauf, dass die in Tabelle 1 gezeigten Monomerzusammensetzungen verwendet wurden.
TABELLE 1
Referenzbeispiele 4 bis 10 Herstellung von Unterbeschichtungszusammensetzungen
Jeweilige Komponenten, die in Tabelle 2 gezeigt werden, wurden unter Rühren vermischt, um Unterbeschichtungszusammensetzungen (I) bis (VII) zu erhalten. TABELLE 2

*1) hergestellt von JSR Corporation, Feststoff konzentration: 32%
*2) hergestellt von JSR Corporation, Feststoff konzentration: 32%
*3) hergestellt von Yuka Shell Epoxy Co., Feststoffkonzentration: 32%
*4) Oxazolinderivat (Oxazolingruppen enthaltendes Polystyrolpolymer) hergestellt von Nippon Shokubai Co., Ltd., Feststoffkonzentration: 40%

Beispiel 1
Ein Reaktionsbehälter, der mit einer Rührvorrichtung und einer Rückflusskondensiervorrichtung ausgestattet war, 65 Teile Methyltrimethoxysilan und 35 Dimethyldimethoxysilan als Organosilan (1), 50 Teile Vinylpolymer (b-1), dessen Referenzbeispiel 1 als Vinylpolymer (b) erhalten wurde, 5 Teile Tris(ethylacetoacetat)aluminium als organische Metallverbindung (d), und 15 Teile Ionenaustauscherwasser wurden eingefüllt, und bei 60°C 5,5 Stunden umgesetzt.
Dann wurde das Reaktionsprodukt auf Raumtemperatur abgekühlt, um ein spezifisches Polymer mit einer Feststoffkonzentration von 90% zu erhalten. Das Mw dieses spezifischen Polymers wurde mit 20000 gemessen.
Zu 100 Teilen der spezifischen Polymerlösung wurden 1,5 Teile ALkylsulfat als Emulgiermittel und 3 Teile 10%iges wässriges Ammoniak bei einer Temperatur von 30° oder weniger zugegeben, gefolgt von Verdünnung mit 50 Teilen i-Propylalkohol. Die resultierende Lösung wurde allmählich auf 200 Teile Ionenaustauscherwasser für 2 Stunden zugegeben, um eine Emulsion auszubilden.
Dann wurden i-Propylalkohol und Wasser aus der Emulsion bei einer Temperatur von 50°C oder weniger unter reduziertem Druck entfernt, um die Gesamtfeststoffkonzentration auf 35% einzustellen. Der pH-Wert zu dieser Zeit betrug 7,5. Zu dieser Zusammensetzung wurden 7,5 Teile Oxazolinderivat (Oxazolingruppen enthaltendes Polystyrolpolymer) k-1020E (hergestellt von Nippon Shokubai Co., Ltd., Feststoffkonzentration 40%) als eine Nachzugabekomponente zugegeben, um eine Beschichtungszusammensetzung der Erfindung (nachstehend als „Zusammensetzung (a)" genannt) zu erhalten.
Beispiele 2 bis 17 und Vergleichsbeispiele 1
Beschichtungszusammensetzungen (b) bis (q) der Erfindung und Beschichtungszusammensetzung (r) zum Vergleich wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass Komponenten, die in Tabellen 3 bis 5 gezeigt werden, verwendet wurden, und fünf Teile einer wässrigen Dispersion von Dibutylzinndilaurat ((C₄H₉)₂Sn(OOCC₁₁H₂₃)₂) (Handelsname: SCAT-1W, hergestellt von Sankyo Organic Chemicals Co., Ltd., Konzentration: 15%) wurden als organisches Zinnhärtungsmittel zusammen mit einem Oxazolinderivat als eine Nachzugaekomponente zugegeben.
In den Tabellen sind *5) bis *7) wie folgt:

*5) Trifunktionales Methylsilikonoligormer (ein Kondensationsprodukt von Methyltrimethoxysilan), Mw = 1000 (ungefähr Decamer)
*6) Trifunktionales Methylsilikonoligomer (ein Kondensationsprodukt von Methyltrimethoxysilan), Mw = 5000 (ungefähr Pentacontamer)
*7) Drei Arten von Derivaten werden alle von Nippon Shokubai Co., Ltd. hergestellt, Feststoffkonzentration: 40%.

TABELLE 3
TABELLE 4
TABELLE 5
Vergleichsbeispiel 1
Beispiele 18 bis 38 und Vergleichsbeispiel 2
Jede Unterbeschichtungszusammensetzung wurde auf ein anorganisches keramisches Substrat aufgetragen, um so eine trockene Filmdichte von 30 μm gemäß der in Tabellen 6 und 7 gezeigten Formulierung zu ergeben. Dann wurde jede Zusammensetzung der Erfindung (oder zum Vergleich) darauf aufgetragen, um so eine trockene Filmdichte von 30 μm zu ergeben, um einen gehärteten Film der Erfindung zu erhalten. Der gehärtete Film wurde danach bei 80°C 5 Minuten getrocknet, gefolgt von Stehen lassen bei Raumtemperatur für einen Tag. Dann wurden die anfängliche Härte, die anfängliche Adhäsion und der anfängliche Wasserwiderstand bewertet. Der chemische Widerstand, der Wetterwiderstand und der Heißwasserwiderstand wurden ferner bewertet. Die Ergebnisse werden zusammen in Tabellen 6 und 7 gezeigt.
TABELLE 6
TABELLE 7
Beispiele 39 und 40
In 100 Teile der Emulsion (Feststoffkonzentration: 35%) wurden vor dem Mischen der Nach-Zugabe-Komponente in Beispiel 1, 30 Teile vernetztes Polymethylmethacrylatharz mit einer Teilchengrößenverteilung, die von 30 μm bis 100 μm reicht, dispergiert, und bei 2000 U/min gerührt, um eine wässrige Dispersion mit einer Feststoffkonzentration von 50% zu erhalten. Zu dieser wässrigen Dispersion wurden 7,5 Teile Oxazolinderivat (Oxazolin-Gruppen enthaltendes Polystyrolpolymer) k-2020E (eine 40%ige Lösung) und ein Teil N-β(Aminoethyl)γ-aminopropylmethyldimethoxysilan zugegeben, um eine Zusammensetzung (a2) der Erfindung zu erhalten.
Auf ähnliche Weise wurde unter Verwendung der Emulsion vor dem Mischen der Nach-Zugabe-Komponente im Beispiel 7, die Zusammensetzung (g2) der Erfindung erhalten.
Unter Verwendung von Zusammensetzungen (a2) und (g2), die so erhalten wurden, wurden gehärtete Filme der Erfindung erhalten und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 18 bewertet, mit der Ausnahme, dass die in Tabelle 8 gezeigte Formulierung verwendet wurde. Die Ergebnisse der Bewertung werden zusammen in Tabelle 8 gezeigt.
Das Beispiel 41 und 42
In 100 Teile der Emulsion (Feststoffkonzentration: 35%) wurden vor dem Mischen der Nach-Zugabe-Komponente in Beispiel 1, 30 Teile SiO₂-Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 50 μm dispergiert, und bei 2000 U/min gerührt, um eine wässrige Dispersion mit einer Feststoffkonzentration von 50% zu erhalten. Zu dieser wässrigen Dispersion wurden 7,5 Teile Oxazolinderivat (Oxazolin-Gruppen enthaltendes Polystyrolpolymer) k-2020E (eine 40%ige Lösung) und ein Teil N-β(Aminoethyl)γ-aminopropylmethyldimethoxysilan zugegeben, um Zusammensetzung (a3) der Erfindung zu erhalten.
Auf ähnliche Weise wurde unter Verwendung der Emulsion von dem Mischen der Nach-Zugabe-Komponente im Beispiel 7, Zusammensetzung (g3) der Erfindung erhalten.
Unter Verwendung von Zusammensetzungen (a3) und (g3), die so erhalten wurden, wurden gehärtete Filme der Erfindung erhalten und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 18 bewertet, mit der Ausnahme, dass die Formulierung, die in Tabelle 8 gezeigt wird, verwendet wurde. Die Ergebnisse der Bewertung werden zusammen in Tabelle 8 gezeigt.
Beispiele 43 und 44
Eine Mühlenbasis, die 25 g Pigment, 25 Teile Isopropylalkohol, 0,5 Teile Zelluloseverdickungsmittel und 0,5 Teile Pigmentdispergierungsmittel umfasst, wurde mit 100 Teilen der Emulsion (Feststoffkonzentration: 35%) vor dem Mischen der Nach-Zugabe-Komponente im Beispiel 1 vermischt, und die resultierende Mischung wurde in einer Sandmühle 30 Minuten gerührt. Dann wurden 7,5 Teile Oxazolinderivate (Oxazolin-Gruppen enthaltendes Polystyrolpolymer) k-2020E (eine 40%ige Lösung) und ein Teil N-β(Aminoethyl)γ-aminopropylmethyldimethoxysilan zugegeben, um Zusammensetzung (a4) der Erfindung zu erhalten.
Auf ähnliche Weise wurde unter Verwendung der Emulsion von dem Mischen der Nach-Zugabe-Komponente im Beispiel 7, Zusammensetzung (g4) der Erfindung erhalten.
Unter Verwendung der Zusammensetzungen (a4) und (g4), die so erhalten wurden, wurden gehärtete Filme der Erfindung erhalten und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 18 bewertet, mit der Ausnahme, dass die Zusammensetzungen aufgetragen wurden, um so Überbeschichtungsschichten mit einer Trockenfilmdichte von 50 μm gemäß der in Tabelle 8 gezeigten Formulierung, zu ergeben. Die Ergebnisse der Bewertung werden zusammen in Tabelle 8 gezeigt.
TABELLE 8
Offenbart sind eine Beschichtungszusammensetzung, die ein Polymer umfasst, das in einem wässrigen Medium dispergiert ist, wobei das Polymer enthält: (a) ein Hydrolysat eines Organosilans und/oder eines Kondensationsprodukts davon und (b) ein Vinylpolymer, das eine Silylgruppe enthält, die ein Siliziumatom besitzt, das an eine hydrolytische Gruppe und/oder eine Hydroxylgruppe gebunden ist, und ferner umfasst (c) ein Oxazolinderivat als ein Vernetzungsmittel und ein daraus erhaltender gehärteter Film. Die vorstehende Beschichtungszusammensetzung vervollständigt die Härtungsreaktion eines Beschichtungsfilms bei niedriger Temperatur für eine kurze Zeitdauer, besitzt eine hohe Härte sofort nach dem Aushärten, und besitzt Wasserwiderstand, Wetterwiderstand, organischen Chemikalienwiderstand, Säurewiderstand, Alkaliwiderstand, Abriebswiderstand und Haltbarkeitswiderstand.

Claims

Beschichtungszusammensetzung, welche eine wässrige Dispersion ist, die ein Polymer umfasst, das enthält: (a) ein Hydrolysat eines Organosilans, das durch die folgende allgemeine Formel dargestellt ist, und/oder dessen Kondensationsprodukt R¹ _nSi(OR²)_4-n worin R¹ eine organische Gruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellt, R² eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder eine Acylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, und n eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist (b) ein Vinylpolymer, das eine Silylgruppe enthält, die ein Siliziumatom besitzt, das an eine hydrolytische Gruppe und/oder eine Hydroxylgruppe gebunden ist, (c) ein Oxazolinderivat als ein Vernetzungsmittel, und die ferner umfasst (d) eine organische Metallverbindung, welche eine Chelatverbindung eines Metalls ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Zirkon, Titan und Aluminium besteht.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1, die ein Polymer umfasst, das in einem wässrigen Medium dispergiert ist, wobei das Polymer genauso wie Komponenten (b), (c) und (d) in Anspruch 1 definiert sind.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die durchschnittliche Teilchengröße des Oxazolinderivats (c) von 0,01 μm bis 0,5 μm beträgt.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Komponente (a) eine Mischung einer Verbindung ist, die durch die allgemeine Formel CH₃Si(OR²)₃ (worin R² die gleiche Bedeutung wie in Anspruch 1 definiert besitzt) und eine Verbindung die durch die allgemeine Formel R¹Si(OR²)₃ (worin R¹ eine organische Gruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellt, und R² die gleiche Bedeutung wie in Anspruch 1 definiert besitzt) ist, und der Gehalt der Verbindung, die durch CH₃Si(OR²)₃ dargestellt wird, in der Mischung von 40 bis 100 Gew.-% beträgt.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 4, wobei der Gehalt der Verbindung, die durch CH₃Si(OR²)₃ dargestellt wird, in der Mischung von 50 bis 100 Gew.-% beträgt.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das Vinylpolymer (b) wenigstens 2 oder mehr Silylgruppen an den Enden oder auf Seitenketten einer Molekülkette davon besitzt, die Silylgruppen jeweils ein Siliziumatom besitzen, das an eine hydrolytische Gruppe und/oder eine Hydroxylgruppe gebunden ist.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das Vinylpolymer von (b), das die Silylgruppe enthält, die ein Siliziumatom besitzt, das an eine hydrolytische Gruppe und/oder eine Hydroxylgruppe gebunden ist, eine funktionale Gruppe besitzt, welche chemisch an eine hydrophile funktionale Gruppe und/oder eine Oxazolingruppe binden kann.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das Oxazolinderivat (c) ein Kopolymer ist, das durch Emulsionspolymerisation oder Suspensionspolymerisation eines kopolymerisierbaren Oxazolinmonomers und eines anderen kopolymerisierbaren Monomers erhalten wurde.
Gehärteter Film, der durch Beschichten eines Substrats mit der Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 und Aushärten der Beschichtungszusammensetzung erhalten wurde.