JP2000034440A - Staining-resistant coating agent - Google Patents

Staining-resistant coating agent

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JP2000034440A
JP2000034440A JP10216415A JP21641598A JP2000034440A JP 2000034440 A JP2000034440 A JP 2000034440A JP 10216415 A JP10216415 A JP 10216415A JP 21641598 A JP21641598 A JP 21641598A JP 2000034440 A JP2000034440 A JP 2000034440A
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JP
Japan
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polymer
meth
acrylate
macromonomer
polyalkylene glycol
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Application number
JP10216415A
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Japanese (ja)
Inventor
Shiro Kojima
史郎 児島
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Toagosei Co Ltd
Original Assignee
Toagosei Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a coating agent which can form a coating film excellent in staining resistance and water washability by compounding a multi-branched polymer composed of a hydroxyl-containing vinyl polymer having side chains bonded thereto and comprising a polymer unit comprising polyalkylene glycol units and polyorganosiloxane units and a curing agent. SOLUTION: This agent comprises 100 pts.wt. multi-branched polymer obtained by copolymerizing a macromonomer having as a skeletone a polymer comprising both of polyalkylene glycol units [e.g. polyalkylene glycol mono(meth)acrylate] and polyorganosiloxane units and having a radically polymerizable group at one terminal with a hydroxyl-containing vinyl monomer such as 2-hydroxyalkyl(meth)acrylate and other radically polymerizable monomers such as (meth)acrylic acid, and 3-80 pts.wt. curing agent such as an amino resin. The multi-branched polymer has a hydroxyl value of 60-150 mgKOH/g, a weight-average molecular weight of 8,000-40,000, and a number- average molecular weight of 4,000-20,000.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、耐汚染性コーティ
ング剤に関するものであり、本発明のコーティング剤の
主要成分となる重合体は、耐汚染性に優れるポリオルガ
ノシロキサン単位および水洗浄性に優れるポリアルキレ
ングリコール単位の双方を構成単位として有する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stain-resistant coating agent, and a polymer which is a main component of the coating agent of the present invention is a polyorganosiloxane unit having excellent stain resistance and having excellent water-cleaning properties. It has both polyalkylene glycol units as constituent units.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、建物、建材、構造物、自動
車、車両、電気、精密機器等の塗料において、その外観
上の美麗さを付与するだけでなく、以下の様な耐汚染性
が求められている。すなわち、カーボン微粒子、水垢等
の汚染物質が付着し難いかまたは付着しても容易に拭き
取ることが出来る性質、または油性もしくは水性インキ
による落書き等を容易に消し取ることが出来る性質等
が、一般的に耐汚染性と称されている。従来、塗膜に耐
汚染性を与える代表的な技術手段の一つとして、シリコ
ーンを構成成分とする重合体を用いることが知られてい
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, paints for buildings, building materials, structures, automobiles, vehicles, electricity, precision equipment, etc., have been required to not only impart beautiful appearance but also to have the following stain resistance. Have been. That is, a property that a contaminant such as carbon fine particles and scale is difficult to adhere to or is easily wiped off even if it adheres, or a property such as graffiti with an oily or water-based ink that can be easily erased is generally used. Is referred to as stain resistance. Conventionally, it has been known to use a polymer containing silicone as one of the typical technical means for imparting stain resistance to a coating film.

【0003】シリコーン含有重合体を用いたコーティン
グ剤または塗料のうちでも、基材との密着性に優れる点
で、アクリル酸アルキル系共重合体を幹ポリマーとする
シリコーン系グラフト共重合体、例えばラジカル重合性
シリコーンマクロモノマーと(メタ)アクリル酸アルキ
ルを共重合せて得られるシリコーン系グラフト共重合体
からなるコーティング剤等が多く使用されていた(特開
昭61−151272号公報、特開平3−281516
号公報等)。
[0003] Among coating agents or paints using a silicone-containing polymer, silicone-based graft copolymers having an alkyl acrylate-based copolymer as a trunk polymer, such as radicals, because of their excellent adhesion to substrates. Many coating agents comprising a silicone-based graft copolymer obtained by copolymerizing a polymerizable silicone macromonomer and an alkyl (meth) acrylate have been used (JP-A-61-151272, JP-A-3-151272). 281516
No.).

【0004】しかしながら、従来のシリコーン系グラフ
ト共重合体による塗膜では、耐汚染性が不十分で、例え
ばカーボン等の有機物による汚染の付着や該塗膜上に油
性インキで書かれた落書き等は長時間経過すると、それ
を跡形無く拭き取ることや水で洗浄することが困難であ
った。上記問題点の解決のために、本発明者らは、シリ
コーンを枝ポリマーとし、ヒドロキシル基を含むビニル
重合体を幹ポリマーとするグラフト重合体を多価イソシ
アネートで硬化させるという発明を創作し、それに関し
て特許出願をしている(特願平9−304844号)。
しかしながら、上記発明によって得られる塗膜は、親水
性が不十分なために、塗膜上に付着した汚れを水洗で除
去しようとした場合に汚れの落ち易さ(以下水洗浄性と
いう)が今一歩であった。
[0004] However, the conventional coating film made of the silicone-based graft copolymer has insufficient stain resistance. For example, the adhesion of stains by organic substances such as carbon and graffiti written on the coating film with oil-based ink are difficult. After a long time, it has been difficult to wipe it off without any trace and to wash it with water. In order to solve the above problems, the present inventors have created an invention in which a graft polymer having silicone as a branch polymer and a vinyl polymer containing a hydroxyl group as a trunk polymer is cured with a polyvalent isocyanate. (Japanese Patent Application No. 9-304844).
However, the coating film obtained by the above-mentioned invention has insufficient hydrophilicity, so that when the dirt attached to the coating film is removed by washing with water, the dirt is easily removed (hereinafter referred to as water washability). It was a step.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は、(A)ヒドロキシル基
を有するビニル重合体鎖の側鎖として、ポリアルキレン
グリコール単位およびポリオルガノシロキサン単位を併
せ有する重合体単位が結合してなる多分岐重合体および
(B)ヒドロキシル基と反応性を有する硬化剤からなる
耐汚染性コーティング剤である。以下、本発明について
さらに詳しく説明する。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above problems, and as a result, have completed the present invention. That is, the present invention provides (A) a hyperbranched polymer in which a polymer unit having both a polyalkylene glycol unit and a polyorganosiloxane unit is bonded as a side chain of a vinyl polymer chain having a hydroxyl group; It is a stain-resistant coating agent comprising a curing agent reactive with hydroxyl groups. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明における上記多分岐重合体
は、ポリアルキレングリコール単位およびポリオルガノ
シロキサン単位を併せ有する重合体を骨格とするラジカ
ル重合性マクロモノマーと、ヒドロキシル基含有ビニル
単量体およびその他のラジカル重合性単量体を共重合す
ることにより製造できる。まず、上記特定の構造を有す
るラジカル重合性マクロモノマー(以下本発明マクロモ
ノマーという)について説明する。本発明マクロモノマ
ーの製造法としては、従来公知のラジカル重合性マクロ
モノマーの製造において汎用されている方法が使用で
き、概要を説明すれば、以下のとおりである。すなわ
ち、メルカプトプロピオン酸等のカルボキシル基を有す
るメルカプト化合物を連鎖移動剤として用いるラジカル
重合により、以下に説明するポリアルキレングリコール
骨格を有するラジカル重合性単量体(以下ポリアルキレ
ングリコール系単量体という)およびラジカル重合性基
を有するポリオルガノシロキサン(以下シリコーンマク
ロモノマーという)を共重合させた後、得られるカルボ
キシル基含有重合体とグリシジルメタクリレート等を反
応させることにより、片末端にメタクリロイル基を有す
るタイプの本発明マクロモノマーが得られる。本発明マ
クロモノマーが分子末端に有するラジカル重合性基とし
ては、(メタ)アクリロイル基およびスチリル基等が好
ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The hyperbranched polymer according to the present invention comprises a radical polymerizable macromonomer having a skeleton of a polymer having both a polyalkylene glycol unit and a polyorganosiloxane unit, a hydroxyl group-containing vinyl monomer and It can be produced by copolymerizing other radically polymerizable monomers. First, the radical polymerizable macromonomer having the above specific structure (hereinafter referred to as the present macromonomer) will be described. As a method for producing the macromonomer of the present invention, a method generally used in the production of a conventionally known radically polymerizable macromonomer can be used, and the outline thereof is as follows. That is, a radical polymerizable monomer having a polyalkylene glycol skeleton described below (hereinafter referred to as a polyalkylene glycol monomer) is obtained by radical polymerization using a mercapto compound having a carboxyl group such as mercaptopropionic acid as a chain transfer agent. And after copolymerizing a polyorganosiloxane having a radical polymerizable group (hereinafter referred to as a silicone macromonomer), by reacting the resulting carboxyl group-containing polymer with glycidyl methacrylate or the like, a type having a methacryloyl group at one end. The macromonomer of the present invention is obtained. As the radical polymerizable group that the macromonomer of the present invention has at the molecular terminal, a (meth) acryloyl group and a styryl group are preferable.

【0007】本発明におけるポリアルキレングリコール
系単量体は、本発明マクロモノマーにポリアルキレング
リコール単位を導入させるために使用され、代表的に
は、例えばポリアルキレングリコールモノ(メタ)アク
リレートまたはポリアルキレングリコールモノアルキル
エーテルモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。上
記ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレーと
しては、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレ
ートおよびポリプロピレングリコールモノ(メタ)アク
リレート等が挙げられる。また、ポリアルキレングリコ
ールモノアルキルエーテルモノ(メタ)アクリレート)
アクリレートとしては、メトキシポリエチレングリコー
ルモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレング
リコールモノ(メタ)アクリレート、ブトキシポリプロ
ピレングリコールモノ(メタ)アクリレートおよびメト
キシポリエチレングリコールポリプロピレングリコール
モノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。ポリアルキ
レングリコール系単量体として、上記化合物以外に、メ
トキシポリテトラメチレングリコールポリエチレングリ
コールモノ(メタ)アクリレートおよびベンジルオキシ
ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等も使用
できる。
The polyalkylene glycol-based monomer in the present invention is used for introducing a polyalkylene glycol unit into the macromonomer of the present invention, and is typically, for example, polyalkylene glycol mono (meth) acrylate or polyalkylene glycol. Monoalkyl ether mono (meth) acrylate and the like can be mentioned. Examples of the polyalkylene glycol mono (meth) acrylate include polyethylene glycol mono (meth) acrylate and polypropylene glycol mono (meth) acrylate. Also, polyalkylene glycol monoalkyl ether mono (meth) acrylate)
Examples of the acrylate include methoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, butoxy polypropylene glycol mono (meth) acrylate, and methoxy polyethylene glycol polypropylene glycol mono (meth) acrylate. In addition to the above compounds, methoxypolytetramethylene glycol polyethylene glycol mono (meth) acrylate, benzyloxy polyethylene glycol (meth) acrylate, and the like can be used as the polyalkylene glycol-based monomer.

【0008】上記ポリアルキレングリコール系単量体に
おけるアルキレンオキシド繰り返し単位の好ましい縮合
度は、2〜50であり、さらに好ましくは3〜30であ
る。アルキレンオキシド繰り返し単位の縮合度が、50
を越えると得られる多分岐重合体から形成される皮膜の
耐水性が低下し易い。ポリアルキレングリコール系単量
体を形成するアルキレンオキシド単位におけるアルキレ
ンの好ましい炭素数は、2または3であり、特に好まし
くは2である。
The preferred degree of condensation of the alkylene oxide repeating unit in the polyalkylene glycol monomer is 2 to 50, more preferably 3 to 30. When the condensation degree of the alkylene oxide repeating unit is 50
If it exceeds 300, the water resistance of the film formed from the obtained hyperbranched polymer tends to decrease. The preferred number of carbon atoms of the alkylene in the alkylene oxide unit forming the polyalkylene glycol-based monomer is 2 or 3, and particularly preferably 2.

【0009】上記シリコーンマクロモノマーとしては、
ポリジメチルシロキサン、ポリジエチルシロキサン、ポ
リメチルフェニルシロキサンおよびポリジフェニルシロ
キサン等に代表されるポリオルガノシロキサンの分子の
片末端に、(メタ)アクリロイル基等のラジカル重合性
基が結合したマクロモノマーが挙げられる。シリコーン
マクロモノマーの好ましい数平均分子量は500〜1
0,000である。シリコーンマクロモノマーの数平均
分子量が、500未満であると塗膜の耐汚染性が不足し
やすく、一方10,000を越えると透明な多分岐重合
体溶液が得られ難い。
The silicone macromonomer includes:
A macromonomer in which a radical polymerizable group such as a (meth) acryloyl group is bonded to one end of a molecule of a polyorganosiloxane represented by polydimethylsiloxane, polydiethylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, polydiphenylsiloxane, etc. . The preferred number average molecular weight of the silicone macromonomer is 500 to 1
It is 0000. If the number average molecular weight of the silicone macromonomer is less than 500, stain resistance of the coating film tends to be insufficient, while if it exceeds 10,000, it is difficult to obtain a transparent multi-branched polymer solution.

【0010】本発明マクロモノマーにおいて、ポリアル
キレングリコール単位およびポリオルガノシロキサン単
位の好ましい含有割合は、ポリアルキレングリコール単
位5〜95重量%およびポリオルガノシロキサン単位9
5〜5重量%である。ポリオルガノシロキサン単位の割
合が、5重量%未満であると、得られる多分岐重合体に
おける本発明マクロモノマー単位の塗膜表面への濃縮が
困難となり耐汚染性が低下し易く、一方95重量%を越
えると塗膜の水洗浄性が損なわれ易い。本発明マクロモ
ノマーにおける重合体部分を構成する成分として、上記
ポリアルキレングリコール単位およびポリオルガノシロ
キサン単位以外のもの、例えば(メタ)アクリル酸エス
テル単位、カルボン酸ビニル単位、(メタ)アクリロニ
トリル単位またはスチレン単位等が本発明の効果を損な
わない程度に含まれていたも良い。また、本発明マクロ
モノマーの好ましい数平均分子量は、1,000〜10,0
00である。マクロモノマーの数平均分子量が、1,00
0未満であると油インキ等をはじく性質が不足し易く、
一方10,000を越えると塗膜硬度が低下して汚れが付
着し易くなる。
In the macromonomer of the present invention, the preferable content ratio of the polyalkylene glycol unit and the polyorganosiloxane unit is 5 to 95% by weight of the polyalkylene glycol unit and 9% by weight of the polyorganosiloxane unit.
5 to 5% by weight. When the proportion of the polyorganosiloxane unit is less than 5% by weight, it is difficult to concentrate the macromonomer unit of the present invention on the surface of the coating film in the obtained multibranched polymer, so that the stain resistance tends to decrease. If it exceeds, the water washability of the coating film is liable to be impaired. As a component constituting the polymer portion in the macromonomer of the present invention, a component other than the above polyalkylene glycol unit and polyorganosiloxane unit, for example, a (meth) acrylate unit, a vinyl carboxylate unit, a (meth) acrylonitrile unit or a styrene unit May be included to such an extent that the effects of the present invention are not impaired. The preferred number average molecular weight of the macromonomer of the present invention is from 1,000 to 10,000.
00. When the number average molecular weight of the macromonomer is
If it is less than 0, the property of repelling oil ink and the like tends to be insufficient,
On the other hand, if it exceeds 10,000, the hardness of the coating film decreases, and dirt easily adheres.

【0011】多分岐重合体における上記本発明マクロモ
ノマー単位の好ましい含有量は、多分岐重合体の全構成
単位の合計量を基準にして、0.5〜30重量%であ
り、さらに好ましくは1〜20重量%である。マクロモ
ノマー単位の割合が、0.5重量%未満であると多分岐
重合体および硬化剤から形成される硬化塗膜において汚
染物や油性インキをはじく性質が不足し易く、一方30
重量%を越えると塗膜の硬度が低下し、汚染物が付着し
易くなる。
The preferred content of the macromonomer unit of the present invention in the hyperbranched polymer is 0.5 to 30% by weight, more preferably 1 to 30% by weight, based on the total amount of all the structural units of the hyperbranched polymer. -20% by weight. If the proportion of the macromonomer unit is less than 0.5% by weight, the cured coating film formed from the hyperbranched polymer and the curing agent tends to be insufficient in the property of repelling contaminants and oil-based ink.
If the content is more than 10% by weight, the hardness of the coating film decreases, and contaminants easily adhere.

【0012】本発明における多分岐重合体を得るため
に、本発明マクロモノマーと共重合させる単量体は、前
記のとおり、ヒドロキシル基含有ビニル単量体およびそ
の他のラジカル重合性単量体である。ヒドロキシル基含
有ビニル単量体としては、(メタ)アクリル酸2−ヒド
ロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロ
ピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピルおよ
び(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル等の(メ
タ)アクリル酸ヒドロキシアルキル、ならびに下記化1
で表される化合物、例えばブレンマーPE〔日本油脂
(株)製〕;(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルの存
在下に、ε−カプロラクトンを開環重合させることによ
り合成できる下記化2で表される化合物、例えばプラク
セルFMまたはプラクセルFA〔いずれもダイセル化学
工業(株)製〕;メタクリル酸ヒドロキシアルキルエス
テルとネオペンチルグリコールカーボネート等を付加さ
せることにより合成できる下記化3で表される化合物、
例えばプラクセルHEMAC〔ダイセル化学工業(株)
製〕等が挙げられる。
As described above, the monomers to be copolymerized with the macromonomer of the present invention to obtain the hyperbranched polymer in the present invention are a hydroxyl group-containing vinyl monomer and other radically polymerizable monomers. . Examples of the hydroxyl group-containing vinyl monomer include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate. Of hydroxyalkyl (meth) acrylate, and
A compound represented by the following formula 2, which can be synthesized by ring-opening polymerization of ε-caprolactone in the presence of hydroxyethyl (meth) acrylate: For example, Praxel FM or Praxel FA (both manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.); a compound represented by the following formula 3, which can be synthesized by adding hydroxyalkyl methacrylate and neopentyl glycol carbonate,
For example, Praxel HEMAC [Daicel Chemical Industries, Ltd.
Manufactured).

【0013】[0013]

【化1】 Embedded image

【0014】[0014]

【化2】 Embedded image

【0015】[0015]

【化3】 Embedded image

【0016】ヒドロキシル基含有ビニル単量体の好まし
い使用量は、多分岐重合体の水酸基価が60〜150K
OHmg/gとなる量であり、さらに好ましくは、該重
合体の水酸基価で80〜140KOHmg/gとなる量
である。多分岐重合体の水酸基価が、60KOHmg/
g未満であると得られる硬化塗膜の架橋密度が不足して
耐汚染性が不足し易く、一方150KOHmg/gを越
えると硬化塗膜の耐衝撃性、加工性および密着性が低下
し易い。
The preferred amount of the hydroxyl group-containing vinyl monomer is such that the hydroxyl value of the hyperbranched polymer is 60 to 150K.
The amount is OH mg / g, and more preferably the amount is 80 to 140 KOH mg / g in terms of the hydroxyl value of the polymer. The hydroxyl value of the hyperbranched polymer is 60 KOHmg /
When the amount is less than 0.1 g, the crosslinked density of the obtained cured coating film is insufficient and the stain resistance is apt to be insufficient. On the other hand, when it exceeds 150 KOHmg / g, the impact resistance, processability and adhesion of the cured coating film are liable to decrease.

【0017】上記ヒドロキシル基含有ビニル単量体とと
もに使用する他のラジカル重合性単量体としては、(メ
タ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイ
ン酸およびイタコン酸等のエチレン性不飽和カルボン
酸;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エ
チル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸
2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシ
ルおよび(メタ)アクリル酸イソボルニル等の(メタ)
アクリル酸アルキルエステル;スチレン、α−メチルス
チレンおよびp−メチルスチレン等のスチレン誘導体;
N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブト
キシメチル(メタ)アクリルアミドおよびN−イソブト
キシメチル(メタ)アクリルアミド等のN−アルコキシ
メチル(メタ)アクリルアミド;(メタ)アクリロニト
リル、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシ
シランおよびγ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエ
トキシシラン等のアクリルシラン系単量体が挙げられ
る。これらは、単独でまたは2種以上組み合わせて使用
することができる。さらに、マクロモノマーAA−6、
AS−6またはAA−714等〔東亞合成(株)製〕を
使用しても良い。
Other radically polymerizable monomers used together with the hydroxyl group-containing vinyl monomer include ethylenically unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride and itaconic acid. Acid; (meth) such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, and isobornyl (meth) acrylate
Alkyl acrylate; styrene derivatives such as styrene, α-methylstyrene and p-methylstyrene;
N-alkoxymethyl (meth) acrylamides such as N-methoxymethyl (meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meth) acrylamide and N-isobutoxymethyl (meth) acrylamide; (meth) acrylonitrile, γ- (meth) acryloxy Acrylic silane monomers such as propyltrimethoxysilane and γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane are exemplified. These can be used alone or in combination of two or more. Further, a macromonomer AA-6,
AS-6 or AA-714 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) may be used.

【0018】本発明においては、多分岐重合体と硬化剤
との反応性を向上させるために、多分岐重合体中にカル
ボキシル基が含まれていることが好ましく、そのために
上記ラジカル重合性単量体の一部として、エチレン性不
飽和カルボン酸を使用することが好ましい。多分岐重合
体における好ましい酸価は、0.5〜30KOHmg/
gであり、さらに好ましくは、5〜20KOHmg/g
である。多分岐重合体の酸価が、0.5KOHmg/g
未満であると多分岐重合体をアミノ樹脂で焼き付け硬化
させた場合、塗膜が十分に硬化するまでの時間が長くな
り、一方30KOHmg/gを越えると、得られた塗膜
の耐水性が劣る。
In the present invention, in order to improve the reactivity between the hyperbranched polymer and the curing agent, it is preferable that the hyperbranched polymer contains a carboxyl group. It is preferred to use ethylenically unsaturated carboxylic acids as part of the body. The preferred acid value in the hyperbranched polymer is 0.5 to 30 KOHmg /
g, more preferably 5 to 20 KOH mg / g.
It is. The acid value of the hyperbranched polymer is 0.5 KOHmg / g
When the amount is less than the above, when the hyperbranched polymer is baked and cured with an amino resin, the time until the coating film is sufficiently cured becomes longer. On the other hand, when it exceeds 30 KOHmg / g, the water resistance of the obtained coating film is inferior. .

【0019】本発明マクロモノマーおよび上記単量体
は、以下に概要を述べる溶液重合法等により、いずれも
高反応率で重合して、仕込み割合と対応する構成を有す
る多分岐重合体が得られる。すなわち、トルエン、キシ
レン等の炭化水素系溶剤を重合溶剤として使用し、重合
開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイル
パーオキサイド等のラジカル発生化合物を用い、60〜
150℃で重合させる。必要に応じて、n−ドデシルメ
ルカプタン、メルカプト酢酸、チオリンゴ酸、メルカプ
トエタノールおよびメルカプトプロピオン酸等の連鎖移
動剤を適量使用して、得られる多分岐重合体の分子量を
調節しても良い。多分岐重合体の好ましい分子量は、重
量平均分子量で8,000〜40,000、または数平
均分子量で4,000〜20,000である。
The macromonomer of the present invention and the above-mentioned monomer are polymerized at a high reaction rate by a solution polymerization method or the like outlined below to obtain a hyperbranched polymer having a structure corresponding to the charge ratio. . That is, using a hydrocarbon solvent such as toluene and xylene as a polymerization solvent, and using a radical generating compound such as azobisisobutyronitrile and benzoyl peroxide as a polymerization initiator,
Polymerize at 150 ° C. If necessary, a suitable amount of a chain transfer agent such as n-dodecyl mercaptan, mercaptoacetic acid, thiomalic acid, mercaptoethanol and mercaptopropionic acid may be used to adjust the molecular weight of the resulting multibranched polymer. The preferred molecular weight of the hyperbranched polymer is 8,000 to 40,000 in weight average molecular weight, or 4,000 to 20,000 in number average molecular weight.

【0020】上記溶液重合によって得られる多分岐重合
体の有機溶剤溶液は、そのまま硬化性組成物の一方の成
分として使用できるが、必要により溶剤を他の種類のも
の、例えば酢酸ブチル、メチルイソブチルケトンまたは
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等
に置き換えても良い。多分岐重合体の有機溶剤溶液にお
ける多分岐重合体の濃度は、30〜60重量%程度が適
当である。
The organic solvent solution of the hyperbranched polymer obtained by the above solution polymerization can be used as it is as one component of the curable composition, but if necessary, the solvent may be of another kind, for example, butyl acetate, methyl isobutyl ketone. Alternatively, it may be replaced with propylene glycol monomethyl ether acetate or the like. The concentration of the hyperbranched polymer in the organic solvent solution of the hyperbranched polymer is suitably about 30 to 60% by weight.

【0021】次に、上記多分岐重合体を硬化させるため
に使用する硬化剤について説明する。本発明における硬
化剤としては、イソシアネート系硬化剤およびアミノ樹
脂が使用できる。イソシアネート系硬化剤としては、ヘ
キサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチ
レンジイソシアネート、イソホロンジイシシアネート、
キシリレンジイソシアネート等のポリイソシアネート化
合物、硬化条件により、これらをさらにメチルエチルケ
トオキシム、アセトキシム、ε−カプロラクタム、マロ
ン酸ジエチル等でブロック化した化合物等のいずれもが
使用できる。イソシアネートの使用量は、重合体中の水
酸基価と等量ないし1.1倍当量程度である。
Next, a curing agent used for curing the above-mentioned multibranched polymer will be described. As the curing agent in the present invention, an isocyanate-based curing agent and an amino resin can be used. As the isocyanate-based curing agent, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate,
Any of polyisocyanate compounds such as xylylene diisocyanate and compounds obtained by further blocking them with methyl ethyl ketoxime, acetoxime, ε-caprolactam, diethyl malonate or the like depending on the curing conditions can be used. The amount of the isocyanate used is about equivalent to 1.1 times equivalent to the hydroxyl value in the polymer.

【0022】アミノ樹脂としては、メチルエーテル化メ
ラミン、ブチルエーテル化メラミン等のアルキルエーテ
ル化メラミン、アルキルエーテル化尿素樹脂、メチルエ
ーテル化ベンゾグアナミン及びエチルエーテル化ベンゾ
グアナミン等のアルキルエーテル化ベンゾグアナミン等
が挙げられる。アミノ樹脂の好ましい使用量は、共重合
体100重量部当たり、3〜80重量部(アミノ樹脂固
形分)である。上記多分岐重合体および硬化剤からなる
コーティング剤は、前記のとおり、ポリオルガノシロキ
サンに由来する耐汚染性塗膜を形成するため、耐汚染塗
料、耐候性塗料等として好適である。塗工の対象となる
基材としては、金属、コンクリートおよびプラスチック
等が挙げられる。
Examples of the amino resin include alkyl etherified melamine such as methyl etherified melamine and butyl etherified melamine, alkyl etherified urea resin, and alkyl etherified benzoguanamine such as methyl etherified benzoguanamine and ethyl etherified benzoguanamine. The preferred amount of the amino resin used is 3 to 80 parts by weight (amino resin solid content) per 100 parts by weight of the copolymer. As described above, the coating agent comprising the hyperbranched polymer and the curing agent forms a stain-resistant coating film derived from the polyorganosiloxane, and thus is suitable as a stain-resistant paint, a weather-resistant paint, and the like. Substrates to be coated include metal, concrete, plastic, and the like.

【0023】以下、実施例および比較例を挙げて、本発
明を更に具体的に説明する。なお、各例で得られたコー
ティング剤は、実施例1に記載した方法によりアルミニ
ウム試験片上に塗膜を形成し、成膜後140℃×30分
で加熱硬化した塗膜を使用して以下の物性を評価した。 イ)耐油性インキ汚染性;樹脂組成物を試験片上に塗布
し、140℃×30分で加熱硬化させた後、赤の油性イ
ンキペンで塗膜上にマークした時のインキのハジキを目
視により評価した。結果は、顕著にはじいた時;○、わ
ずかにはじいた時;△で表した。 ロ)塗膜硬度;JIS K 5400に規定の鉛筆硬
度。 ハ)耐汚染持続性;試験片を沸騰水中に8時間浸漬させ
た後、耐油性インキで汚染性試験を行った。 二)密着性;JIS K 5400に規定の碁盤目剥離
試験。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. In addition, the coating agent obtained in each example forms a coating film on an aluminum test piece by the method described in Example 1, and uses a coating film that is heat-cured at 140 ° C. for 30 minutes after the film formation. Physical properties were evaluated. A) Oil resistance ink stainability: After applying the resin composition on a test piece and curing by heating at 140 ° C. for 30 minutes, the repellency of the ink when marked on the coating film with a red oily ink pen is visually evaluated. did. The results were represented by: when remarkably repelled; 、, when slightly repelled; Δ. B) Hardness of coating film: pencil hardness specified in JIS K5400. C) Stain resistance: After the test piece was immersed in boiling water for 8 hours, a stain test was performed with an oil-resistant ink. 2) Adhesion; cross cut test specified in JIS K 5400.

【0024】[0024]

【参考例1】(マクロモノマーAの合成)トルエン10
0部および3−メルカプトプロピオン酸1.8部の混合
液を窒素気流下で90℃に加熱し攪拌下に、この液中に
メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート
(エチレンオキサイドの平均重合度約9)70部、片末
端にメタクリロイル基を有するポリジメチルシロキサン
〔信越化学(株)製、商品名X−22−174DX;数
平均分子量約5,000)を30部およびアゾビスイソ
ブチロニトリルの1部を4時間かけて滴下した。さらに
2時間加熱することにより、片末端にカルボキシル基を
有する数平均分子量7,300の重合体を得た。上記ト
ルエン溶液中にさらに、グリシジルメタクリレート2.
65部、テトラブチルアンモニウムブロマイド0.9部
およびハイドロキノンモノメチルエーテル0.05部を
トルエン10部に溶解した溶液を滴下した後、空気を吹
き込みながら110℃で3時間反応させた。その後、ス
プレードライヤーで溶剤を除去した。メトキシポリエチ
レングリコールモノメタクリレート単位の割合が70重
量%で、ポリジメチルシロキサン単位の割合が30重量
%の構成の重合体の片末端にメタクリロイル基を有す
る、固形状のマクロモノマーAを101部得た。GPC
分析によるポリスチレン換算の数平均分子量は7,50
0、また重量平均分子量は17,100であった。
Reference Example 1 (Synthesis of Macromonomer A) Toluene 10
A mixture of 0 parts and 1.8 parts of 3-mercaptopropionic acid was heated to 90 ° C. under a nitrogen stream and stirred, and 70 parts of methoxypolyethylene glycol monomethacrylate (average degree of polymerization of ethylene oxide: about 9) was added to the liquid. 30 parts of polydimethylsiloxane having a methacryloyl group at one end (trade name: X-22-174DX; manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .; number average molecular weight: about 5,000) and 1 part of azobisisobutyronitrile It was dropped over time. By further heating for 2 hours, a polymer having a carboxyl group at one end and having a number average molecular weight of 7,300 was obtained. Glycidyl methacrylate was further added to the toluene solution.
A solution prepared by dissolving 65 parts, 0.9 part of tetrabutylammonium bromide and 0.05 part of hydroquinone monomethyl ether in 10 parts of toluene was added dropwise, and reacted at 110 ° C. for 3 hours while blowing air. Thereafter, the solvent was removed with a spray drier. 101 parts of a solid macromonomer A having a methacryloyl group at one end of a polymer having a methoxypolyethylene glycol monomethacrylate unit ratio of 70% by weight and a polydimethylsiloxane unit ratio of 30% by weight were obtained. GPC
The number average molecular weight in terms of polystyrene by analysis was 7,50.
0 and the weight average molecular weight was 17,100.

【0025】[0025]

【参考例2】(マクロモノマーBの合成)参考例1と同
様な方法により、メトキシポリエチレングリコールモノ
メタクリレート単位の割合が30重量%で、ポリジメチ
ルシロキサン単位の割合が70重量%の構成の重合体の
片末端にメタクリロイル基を有する、固形状のマクロモ
ノマーBを得た。そのポリスチレン換算の数平均分子量
は7,700、また重量平均分子量は17,600であ
った。
REFERENCE EXAMPLE 2 (Synthesis of Macromonomer B) A polymer having a composition of 30% by weight of methoxypolyethylene glycol monomethacrylate units and 70% by weight of polydimethylsiloxane units in the same manner as in Reference Example 1. A solid macromonomer B having a methacryloyl group at one end was obtained. The polystyrene equivalent number average molecular weight was 7,700, and the weight average molecular weight was 17,600.

【0026】[0026]

【実施例1】後記する表1に記載の単量体を使用して、
以下の方法により多分岐重合体を製造した。撹拌機、還
流冷却器、滴下ロート2個、ガス導入管および温度計を
装備するガラスフラスコにマクロモノマーA;10.0
gおよびキシレン49.8gを仕込み、140℃に昇温
した。次いで一方の滴下ロートから、単量体の混合液を
3時間かけて滴下しながら、同時に他方の滴下ロートか
ら、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)
(以下ABN−Eという)0.95gをキシレン24.
9gに溶解した重合開始剤溶液を3時間かけて滴下し
た。その後さらに、ABN−E0.47gを含むキシレ
ン溶液8.8gを1時間かけて滴下し、引き続き30分
間反応を継続させることにより重合を完結させた。得ら
れた多分岐重合体の重量平均分子量は、18,000で
あり、その酸価は13(KOHmg/g)であり、水酸
基価は120(KOHmg/g)であった。
Example 1 Using the monomers shown in Table 1 below,
A hyperbranched polymer was produced by the following method. In a glass flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, two dropping funnels, a gas inlet tube and a thermometer, macromonomer A; 10.0
g and xylene 49.8 g, and the temperature was raised to 140 ° C. Next, a mixture of monomers was dropped from one dropping funnel over 3 hours, and simultaneously, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) was dropped from the other dropping funnel.
0.95 g of xylene (hereinafter referred to as ABN-E)
A polymerization initiator solution dissolved in 9 g was added dropwise over 3 hours. Thereafter, 8.8 g of a xylene solution containing 0.47 g of ABN-E was further added dropwise over 1 hour, and the reaction was continued for 30 minutes to complete the polymerization. The weight average molecular weight of the obtained hyperbranched polymer was 18,000, the acid value was 13 (KOHmg / g), and the hydroxyl value was 120 (KOHmg / g).

【0027】得られた多分岐重合体キシレン溶液とサイ
メル712〔三井サイテック( 株)製のアミノ樹脂〕
を、多分岐重合体の固形分100重量部に当たりアミノ
樹脂25重量部混合した。得られた樹脂組成物にさらに
燐酸系触媒(30ppm)を加えた後に、アルミテスト
板上にバーコーターで膜厚20ミクロンの塗膜を形成
後、140℃で30分間焼き付け硬化させた。得られた
塗膜について、前述の物性を測定し、その結果を表2に
記載した。
The obtained multi-branched polymer xylene solution and Cymel 712 [amino resin manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.]
Was mixed with 25 parts by weight of an amino resin per 100 parts by weight of the solid content of the hyperbranched polymer. After further adding a phosphoric acid-based catalyst (30 ppm) to the obtained resin composition, a coating film having a thickness of 20 μm was formed on an aluminum test plate with a bar coater, and baked and cured at 140 ° C. for 30 minutes. The physical properties of the obtained coating film were measured, and the results are shown in Table 2.

【0028】[0028]

【実施例2および比較例1】表1に記載の単量体等を使
用して実施例1と同様な方法により、多分岐重合体のキ
シレン溶液を合成した。得られた多分岐重合体キシレン
溶液およびアミノ樹脂を実施例1と同様に混合して、コ
ーティング用組成物を得た。該組成物について物性を測
定した。
Example 2 and Comparative Example 1 A xylene solution of a hyperbranched polymer was synthesized in the same manner as in Example 1 using the monomers and the like shown in Table 1. The obtained multi-branched polymer xylene solution and amino resin were mixed in the same manner as in Example 1 to obtain a coating composition. Physical properties of the composition were measured.

【0029】[0029]

【比較例2】本発明マクロモノマー、すなわちポリオル
ガノシロキサン単位およびポリアルキレングリコール単
位の両方を構成単位とするマクロモノマーの代わりに、
ポリオルガノシロキサンを骨格とするシリコーンマクロ
モノマーおよびポリアルキレングリコールモノメタクリ
レートの2種類のマクロモノマーを使用して、それ以外
は、実施例1と同様の単量体を使用して、本発明におけ
る多分岐重合体と類似な重合体を製造した。以下、前記
各例と同様にして、コーティング用組成物の物性を評価
して、その結果を表2に記載した。本比較例2と実施例
1〜2を対比することにより、ポリオルガノシロキサン
単位およびポリアルキレングリコール単位が、それぞれ
の単位に対応するマクロモノマーを他の単量体と共重合
させることによる方法で、多分岐重合体に導入された場
合には、予想に反して優れた耐汚染性が得られないこと
が分かる。
Comparative Example 2 Instead of the macromonomer of the present invention, that is, a macromonomer having both a polyorganosiloxane unit and a polyalkylene glycol unit as a constitutional unit,
Using two kinds of macromonomers, a silicone macromonomer having a polyorganosiloxane skeleton and a polyalkylene glycol monomethacrylate, and otherwise using the same monomers as in Example 1, the multi-branch of the present invention is used. A polymer similar to the polymer was prepared. Hereinafter, the physical properties of the coating composition were evaluated in the same manner as in the above examples, and the results are shown in Table 2. By comparing this Comparative Example 2 with Examples 1 and 2, the polyorganosiloxane unit and the polyalkylene glycol unit are obtained by copolymerizing a macromonomer corresponding to each unit with another monomer, It can be seen that, when introduced into a hyperbranched polymer, unexpectedly, excellent stain resistance cannot be obtained.

【0030】なお、下記表1中の数値の単位はグラムで
あり、また記号等で表された単量体は、それぞれ以下の
化合物である。 AK−32:分子の片末端にメタクリロイル基を有する
数平均分子量が20,000のポリジメチルシロキサン
〔東亞合成(株)製〕 PEGMA:メトキシポリエチレングリコールモノメタ
クリレート(エチレンオキシドの縮合度;9個) MAA:メタクリル酸 MMA:メタクリル酸メチル St:スチレン BA:アクリル酸ブチル HEMA:メタクリル酸ヒドロキシエチルフ゜ラクセル FM1 :下記化4で表される単量体〔ダイセル化
学工業(株)製〕
The units of the numerical values in Table 1 below are grams, and the monomers represented by symbols and the like are the following compounds, respectively. AK-32: polydimethylsiloxane having a methacryloyl group at one end of the molecule and having a number average molecular weight of 20,000 [manufactured by Toagosei Co., Ltd.] PEGMA: methoxypolyethylene glycol monomethacrylate (condensation degree of ethylene oxide: 9) MAA: Methacrylic acid MMA: Methyl methacrylate St: Styrene BA: Butyl acrylate HEMA: Hydroxyethyl methacrylic acid fluxel FM1: Monomer represented by the following formula 4 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.)

【0031】[0031]

【化4】 Embedded image

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明のコーティング剤によれば、耐汚
染性および水洗浄性に優れる硬化皮膜が形成される。
According to the coating agent of the present invention, a cured film excellent in stain resistance and water washability is formed.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)ヒドロキシル基を有するビニル重
合体鎖の側鎖として、ポリアルキレングリコール単位お
よびポリオルガノシロキサン単位を併せ有する重合体単
位が結合してなる多分岐重合体および(B)ヒドロキシ
ル基と反応性を有する硬化剤からなる耐汚染性コーティ
ング剤。
1. A hyperbranched polymer comprising (A) a polymer unit having a polyalkylene glycol unit and a polyorganosiloxane unit as a side chain of a vinyl polymer chain having a hydroxyl group, and (B) a hydroxyl unit. A stain-resistant coating agent comprising a curing agent having reactivity with a group.
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