JP2002241625A - 硬化性組成物 - Google Patents

硬化性組成物

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JP2002241625A
JP2002241625A JP2001038820A JP2001038820A JP2002241625A JP 2002241625 A JP2002241625 A JP 2002241625A JP 2001038820 A JP2001038820 A JP 2001038820A JP 2001038820 A JP2001038820 A JP 2001038820A JP 2002241625 A JP2002241625 A JP 2002241625A
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fluorine
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Tomoko Matsumoto
知子 松本
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 親水性、対基材密着性、硬度を向上させたフ
ッソ系の硬化性組成物を提供する。 【解決手段】 アスぺクト比(厚さに対する長径の
比):10〜300、平均粒子径:3μm以下、比表面
積:30〜500m/g、造膜性:粒子を固形分含量
が15%になるようにイオン交換水に分散した分散液を
ポリエチレンテレフタレートフィルム上に25〜30g
/mの塗工量で塗布・乾燥して得られる膜の鉛筆硬度
が2H以上である無機板状粒子と、含フッ素高分子また
はその前駆体を含有する硬化性組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は硬化性組成物に係わ
り、特に親水性、対基材密着性、硬度を向上させた含フ
ッ素高分子を含有する硬化性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】含フッ素高分子よりなる樹脂として、含
フッ素オレフィン樹脂の水中分散液、含フッ素ビニルエ
ーテル共重合体の水中分散液、各種のフッ素エマルジョ
ン等が存在する。かかる含フッ素高分子よりなる樹脂
は、一般的に耐光性(耐候性)、耐熱性、耐薬品性に優
れ、また撥水、撥油効果があり、表面が汚れ難いという
特徴を有している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、含フッ
素高分子よりなる樹脂は、長期間、外気に触れ続けると
大気中の油分等が付着した後、雨水等によっては除去で
きない場合がある。このため、最近では、含フッ素高分
子よりなる樹脂の有する様々な特徴を生かした形で、親
水性を付与することによる汚れ落ち効果の向上が望まれ
ている(特開平7−82520号公報)。
【0004】また、含フッ素高分子よりなる樹脂は基材
に対し密着し難い。この点で、基材に対する離型性ある
いは非粘着性を図りたい工業的用途に対し多く利用され
ている。しかしながら、従来の非粘着性の工業的用途以
外に、金属等との密着性を有する含フッ素高分子よりな
る樹脂が望まれている。
【0005】更に、含フッ素高分子よりなる樹脂の硬度
は一般的に柔らかく、傷がつき易い場合がある。
【0006】本発明はこのような従来の課題に鑑みてな
されたもので、親水性、対基材密着性、硬度を向上させ
た含フッ素高分子を含有する硬化性組成物を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、アス
ぺクト比(厚さに対する長径の比)が10〜300、平
均粒子径が3μm以下の無機板状粒子と、含フッ素高分
子またはその前駆体を含有することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。本発明で用いる無機板状粒子はアスぺクト比
(厚さに対する長径の比)が、10〜300であること
が必要である。アスペクト比が10に満たない場合は、
十分な閉路効果が得にくい。ここで、閉路効果とは、硬
化性組成物中への物質の拡散、浸透のし難さをいう。
【0009】アスペクト比が300を超える場合は、含
フッ素高分子またはその前駆体との混合が困難となる。
アスペクト比が20〜200の場合、特には20〜10
0の場合はさらに好ましい。
【0010】本発明で用いる無機板状粒子は平均粒子径
が3μm以下であることが必要である。平均粒子径が3
μmを超える場合は、十分な閉路効果が得にくい。
【0011】本発明で用いる無機板状粒子は比表面積が
30〜500m/gであることが好ましい。比表面積
が30m/gに満たない場合は、十分な閉路効果が得
にくい。比表面積が500m/gを超える場合は、含
フッ素高分子またはその前駆体との混合が著しく困難に
なる。
【0012】本発明で用いる無機板状粒子は、下記のよ
うに定義される造膜性を有することが好ましい。すなわ
ち、無機板状粒子を固形分含量が15%になるようにイ
オン交換水に分散した分散液をポリエチレンテレフタレ
ートフィルム上に25〜30g/mの塗工量で塗布・
乾燥して得られる膜の鉛筆硬度が2H以上であることが
好ましい。
【0013】この膜の鉛筆硬度は、板状粒子自体の造膜
性を規定する物性であり、鉛筆硬度が2Hに満たない場
合は、無機板状粒子と含フッ素高分子からなる硬化性組
成物において十分な硬さの塗膜は得られないおそれがあ
るので好ましくない。この膜の鉛筆硬度が3H以上であ
る場合はさらに好ましい。
【0014】硬化性組成物が硬化した後存在する成分
(以下固形分という)に対し、無機板状粒子は1〜90
%(質量%、以下同様)であることが好ましい。含フッ
素高分子またはその前駆体(以下特に区別したときを除
き、含フッ素高分子には前駆体を含むものをとする)
は、10〜99%含有することが好ましい。
【0015】無機板状粒子が1%に満たない場合は、十
分な硬度と閉路効果は得られないので不適当である。無
機板状粒子が90%を超える場合は、含フッ素高分子が
板状粉体の間隙を十分に充填できないため、閉路効果が
得られない。無機板状粒子は10〜60%、特には20
〜50%である場合はさらに好ましい。
【0016】また、より高い閉路効果を求める時は、よ
り板状粒子同士のインターラクションをおこさせ、なお
且つ無多孔体とするために、無機板状粉体は50〜60
%が望ましい。
【0017】硬化性組成物において、固形分は3〜50
%であることが好ましい。固形分が3%未満の場合は、
厚膜化が困難であるので好ましくない。固形分が、50
%を超える場合は、硬化性組成物の粘度が高くなり塗膜
を形成することが困難になるので好ましくない。固形分
のさらに好ましい範囲は5〜30%である。
【0018】硬化性組成物には固形分以外の成分として
含まれるのは、いわゆる溶媒であり、溶媒としては極性
溶媒が好ましく、水、アルコール、ケトン、エステルが
好ましい。特に、親和性の高い水が好ましい。
【0019】無機板状粒子としては、具体的には、シリ
カ−X、シリカ−Y、マガジナイト、カネマイトなどの
層状ポリケイ酸を用いるのが好ましい。上記シリカ−X
としては、特願平11−351182に述べられた、鱗
片状シリカが例示しうる。
【0020】無機板状粒子としては、タルク、マイカ、
ガラスフレークを表面処理して、次の表面特性を付与し
たものを使用することができる。表面処理方法として
は、例えば弱アルカリで粒子表面のSi−O−Si結合
を加水分解したもの、またはテトラエトキシシランなど
のカップリング剤で表面処理したものが例示できる。
【0021】弱アルカリとしては、アンモニア、トリエ
タノールアミン等が例示しうるが、これに限定されるも
のではない。望ましい反応pH域としてはpH13〜
9、特にpH11〜9が好ましい。
【0022】本発明における含フッ素高分子は、フッ素
原子10%以上含む高分子が好ましい。具体的には、モ
ノマーとしてテトラフルオロエチレン(TFE)、ビニ
リデンフルオライド(VdF)、ヘキサフルオロプロピ
レン(HFP)、クロロトリフルオロエチレン(CTF
E)、ビニルフルオライド(VF)、及び、パーフロロ
ビニルエーテルの内少なくとも1種の単独重合体又は共
重合体である。この共重合体は、フッ素原子を含まない
モノマーを含む共重合体であってもよい。
【0023】または、モノマーとしてフルオロアルキル
基含有アルコールとアクリル酸(メタアクリル酸)を用
いることもできる。または、プロピレングリコール、エ
チレングリコールのオリゴマーの一部に含フッ素ポリエ
ーテルを付加した含フッ素ポリエーテルも使用できる。
必要に応じて、顔料、造膜助剤、消泡剤、増粘剤などを
含んでいてもよい。
【0024】フルオロオレフィンを必須構成成分とする
含フッ素共重合体は、フルオロオレフィンモノマー単位
を含んでいれば特に限定されない。たとえば数種のフル
オロオレフィンの共重合体や、フルオロオレフィンと炭
化水素系単量体の共重合体などが挙げられる。
【0025】フルオロオレフィンとしては、フッ化ビニ
リデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエ
チレン、テトラフルオロエチレン、ペンタフルオロプロ
ピレン、ヘキサフルオロプロピレンなどの炭素数2〜4
程度のフルオロオレフィンが好ましく採用され、特にク
ロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンな
どのパーハロオレフィンが好ましい。
【0026】数種のフルオロオレフィンの共重合体とし
ては、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとヘ
キサフルオロプロピレンとの共重合体や、フッ化ビニリ
デンとテトラフルオロエチレンとクロロトリフルオロエ
チレンとの共重合体などが例示される。これらの共重合
体は造膜性を向上させる目的で、アクリル系重合体をブ
レンドまたはアクリル系単量体をシード重合してもよ
い。
【0027】フルオロオレフィンと炭化水素系単量体の
共重合体としては、上記のフルオロオレフィンおよびそ
れと共重合可能な単量体の共重合体であれば、特に限定
されない。
【0028】共重合可能な単量体としては、エチレン、
プロピレンなどのオレフィン類、エチルビニルエーテ
ル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、
シクロヘキシルビニルエーテルなどのビニルエーテル
類、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ヒドロキシエチ
ルビニルエーテルなどのヒドロキシアルキルビニルエー
テル類、ブタン酸ビニル、オクタン酸ビニルなどのビニ
ルエステル類、スチレン、ビニルトルエンなどの芳香族
ビニル系化合物類、エチルアリルエーテル、ブチルアリ
ルエーテル、ヒドロキシエチルアリルエーテルなどのア
リルエーテル類、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)
アクリル酸エチルなどの(メタ)アクリロイル化合物
類、アリルエステル類、イソプロペニルエーテル類、不
飽和脂肪酸類などが例示される。特に、オレフィン類、
ビニルエーテル類、ビニルエステル類、アリルエーテル
類、アリルエステル類が好ましい。
【0029】中でも、フルオロオレフィンとビニルエー
テル、ビニルエステルなどの炭化水素モノマーの共重合
体であって、水酸基、カルボン酸基、加水分解性シリル
基、エポキシ基などの反応性基を有する含フッ素ポリマ
ーを主成分とするフッ素樹脂が好ましく採用される。
【0030】含フッ素ポリマーとしてはテトラフルオロ
エチレン、シクロヘキシルビニルエーテル、アルキルビ
ニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテルの共
重合体、クロロトリフルオロエチレン、アルキルビニル
エーテル、アリルアルコールの共重合体、クロロトリフ
ルオロエチレン、脂肪族カルボン酸ビニルエステル、マ
レイン酸の共重合体などがある。
【0031】これらの含フッ素ポリマーは、有機溶媒に
溶解、分散、乳化したのみならず、水媒体中に分散、乳
化した形態でも使用可能である。また、これらの含フッ
素ポリマーとしては、ルミフロン(旭硝子)、セフラル
コート(セントラル硝子)、フルオネート(大日本イン
キ工業)などの名前で市販されている。
【0032】更に、フッ化ビニリデンのホモポリマー、
もしくはフッ化ビニリデンと共重合可能なフッ化エチレ
ン、フッ化プロピレン、フッ化塩化エチレン、フッ化ビ
ニル等の単量体との共重合体からなるフッ化ビニリデン
系樹脂と、メタクリル酸メチルのホモポリマー、もしく
はメタクリル酸メチルと共重合可能なメタクリル酸エス
テル、アクリル酸エステル、スチレン、αメチルスチレ
ン、アクリロニトリル、アクリル酸、エチレン性不飽和
モノマー等の単量体との共重合体からなる(メタ)アク
リル酸エステル系樹脂を主成分とする炭化水素系樹脂と
の混合物であってもよい。耐候性を向上させるために、
無機系顔料、紫外線吸収剤、顔料分散剤、カップリング
剤等を含有させることもできる。
【0033】
【実施例】表1のA〜Kに示すような成分量で無機板状
粒子と、含フッ素高分子を混合し、配合物を得た。無機
板状粒子としては鱗片状シリカの薄片1次粒子が互いに
面間が平行的に配向し複数重なって形成される葉状シリ
カ2次粒子を使用した(商標名:サンラブリーLF
S)。
【0034】この粒子のアスぺクト比は100、比表面
積は50〜80m/g、鉛筆硬度は3Hであった。但
し、表1中の密着剤には、N−β−アミノエチル−γ−
アミノプロピルトリメトキシシランを用いた。
【0035】
【表1】
【0036】(例1)表2に、実施例1〜7の性能評価
結果を示す。表2は、配合物A、B、D〜Hを用いて、
表面化成処理されたアルミ板に20μm厚で塗り、それ
ぞれの方法で硬化させ、JIS−K5400にのっとり
鉛筆硬度と基盤目剥離試験を行った。更に、同試料につ
いて接触角測定を行った。
【0037】
【表2】
【0038】この結果、無機板状粒子の含有量が多くな
る程、鉛筆硬度が高くなることが分かる。また、基盤目
剥離試験から、わずかの無機板状粒子の含有により、対
基板密着性が高くなったことが分かる。更に、接触角試
験から、無機板状粒子の含有量が多くなる程、親水性の
向上したことが分かる。
【0039】(例2)表3に、比較例1〜4の性能評価
結果を示す。配合物C、I〜Kを用いて、同上の試験を
行った。上記評価結果を表3に示す。
【0040】
【表3】
【0041】この結果、無機板状粒子をまったく含まな
い配合物Cでは、鉛筆硬度はBと低く、基盤目剥離試験
でも対基板密着性は低かった。撥水性は高く、親水性も
良くない。
【0042】また、配合物I〜Kでは、無機板状粒子を
まったく含まなかったり、板状ではない形状のシリカゲ
ルを用いたが、膜が容易に剥離してしまい、鉛筆硬度の
測定が不可能だった。鉛筆硬度はHBで塗膜破損及び剥
離が生じ、かつ基盤目剥離試験では、クロスカット時に
塗膜剥離が生じ測定はできなかった。剥離膜の親水性も
良くない。
【0043】(例3)表3に、実施例8〜11の性能評
価結果を示す。実施例8〜11では、実施例1、4〜6
で用いられた塗装サンプルの上に、もう一層PTFEエ
マルジョン(旭硝子社製アフロンAD−1)を20μm
厚で重ねた後、200℃×30分で焼き付けた。この塗
装サンプルを用いて、JIS−K5400にのっとり基
盤目試験を行った。上記評価結果を表4に記載する。
【0044】
【表4】
【0045】この結果、重ね塗りが行われた場合でも、
対基板密着性は高く維持されていることが分かった。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
スぺクト比(厚さに対する長径の比)が10〜300、
平均粒子径が3μm以下の無機板状粒子と、含フッ素高
分子またはその前駆体を含有させて硬化性組成物を構成
したので、フッ素系樹脂の有する耐候性等の特徴を生か
した上に、更に親水性による汚れ落ち効果、基材に対す
る密着性、硬度を向上させることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09D 127/14 C09D 127/14 127/16 127/16 127/18 127/18 127/20 127/20 129/10 129/10 201/04 201/04 Fターム(参考) 4J002 BD121 BD131 BD141 BD151 BD161 BE041 BG081 DJ006 DJ016 DJ046 DJ056 DL006 FA016 FB096 GH00 4J038 CD091 CD101 CD111 CD121 CD131 CE051 GA12 HA456 KA08 KA20 NA05 NA06 NA11 NA12 PC02 PC08

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アスぺクト比(厚さに対する長径の比)
    が10〜300、平均粒子径が3μm以下の無機板状粒
    子と、含フッ素高分子またはその前駆体を含有する硬化
    性組成物。
  2. 【請求項2】 前記無機板状粒子は、粒子を固形分含量
    が15%になるようにイオン交換水に分散した分散液を
    ポリエチレンテレフタレートフィルム上に25〜30g
    /mの塗工量で塗布・乾燥して得られる膜の鉛筆硬度
    が2H以上である請求項1に記載の硬化性組成物。
  3. 【請求項3】 前記無機板状粒子の比表面積が30〜5
    00m/gである請求項1又は請求項2記載の硬化性
    組成物。
  4. 【請求項4】 前記無機板状粒子が層状ポリケイ酸であ
    る請求項1、2又は3記載の硬化性組成物。
  5. 【請求項5】 前記層状ポリ珪酸が、シリカ−X、シリ
    カ−Y、マガジナイトまたはカネマイトである請求項4
    に記載の硬化性組成物。
  6. 【請求項6】 前記含フッ素高分子がフッ素原子10質
    量%以上含む高分子化合物である請求項1〜5のいずれ
    か1項に記載の硬化性組成物。
  7. 【請求項7】 前記含フッ素高分子が、テトラフルオロ
    エチレン(TFE)、ビニリデンフルオライド(Vd
    F)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、クロロト
    リフルオロエチレン(CTFE)、ビニルフルオライド
    (VF)及びパーフロロビニルエーテルの内少なくとも
    1種と、フッ素原子を含まないモノマーからなる単独及
    び/又は共重合体である請求項1〜6のいずれか1項に
    記載の硬化性組成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004010891A (ja) * 2002-06-04 2004-01-15 Solvay Solexis Spa フッ化ポリマー組成物と無機ナノ粒子

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