JP2007092021A - 塗料組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】塗料用樹脂の固形分100重量部に対し、赤外線透過性粉体及び/または赤外線反射性粉体を1〜200重量部、シリケート化合物をSiO2換算で0.1〜20重量部含有する構成とし、前記シリケート化合物として、炭素数1〜2の直鎖アルキル基と炭素数3以上の分岐アルキル基が、95:5〜50:50の当量比率で混在する変性シリケート化合物を使用する。
【選択図】なし
Description
1.塗料用樹脂の固形分100重量部に対し、赤外線透過性粉体及び/または赤外線反射性粉体を1〜200重量部、シリケート化合物をSiO2換算で0.1〜20重量部含有し、前記シリケート化合物として、
炭素数1〜2の直鎖アルキル基と炭素数3以上の分岐アルキル基が、95:5〜50:50の当量比率で混在する変性シリケート化合物
を含むことを特徴とする塗料組成物。
2.前記シリケート化合物として、
炭素数1〜2の直鎖アルキル基と炭素数3〜6の分岐アルキル基が、95:5〜50:50の当量比率で混在する変性シリケート化合物
を含むことを特徴とする1.記載の塗料組成物。
一方、赤外線透過性粉体としては、例えば、ペリレン顔料、アゾ顔料、黄鉛、弁柄、朱、チタニウムレッド、カドミウムレッド、キナクリドンレッド、イソインドリノン、ベンズイミダゾロン、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブルー、コバルトブルー、インダスレンブルー、群青、紺青等が挙げられ、これらの1種または2種以上を用いることができる。一般に、赤外線反射性粉体を使用するのみでは、表出可能な色相に限界があるが、これら赤外線透過性粉体を適宜組み合わせることにより、様々な色相の塗膜を形成することが可能となる。
一方、分岐アルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、イソヘプチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t−ペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1−エチルプロピル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、1,1−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1,1,2−トリメチルプロピル基、1,2,2−トリメチルプロピル基、1−エチル−1−メチルプロピル基、1−エチル−2−メチルプロピル基、イソオクチル基等が挙げられる。本発明では、この中でも炭素数3〜6の分岐アルキル基が好適であり、とりわけ炭素数4の分岐ブチル基が好適である。
(式中、R1〜R4は、炭素数1〜2の直鎖アルキル基と、炭素数3以上の分岐アルキル基が混在しているものとする)で表されるテトラアルコキシシランを加水分解縮合させる。縮合方法としては公知の方法が採用でき、縮合後の平均縮合度は2〜100(好ましくは4〜20)程度とすればよい。この場合、縮合の際に他のテトラアルコキシシランを混合して縮合することもできる。上記一般式で表される化合物の具体例としては、例えば、モノイソプロポキシトリメトキシシラン、モノイソプロポキシトリエトキシシラン、モノイソブトキシトリメトキシシラン、モノイソブトキシトリエトキシシラン、ジイソブトキシジメトキシシラン等が挙げられる。
上記(1)〜(3)に例示した変性シリケート化合物の製造方法では、直鎖アルキル基と分岐アルキル基との当量比率が上記範囲内となるように、原料化合物の種類や量を適宜調整すればよい。
一般に、アルコキシシランやシリケートは、水と反応して加水分解反応が起こりシラノールとなり、さらにシラノール同士やシラノールとアルコキシにより縮合反応を起こす性質を持っている。この反応を究極まで行うと、シリカ(SiO2)となる。これらの反応は
RO(Si(OR)2O)nR+(n+1)H2O→nSiO2+(2n+2)ROH
(Rはアルキル基を示す。nは整数。)
という反応式で表される。本発明におけるSiO2換算は、この反応式をもとに残るシリカ成分の量を換算したものである。
塗料用樹脂が架橋反応基を有するものであって、当該反応基と反応可能な架橋剤を使用する場合、該架橋剤は硬化剤に混合すればよい。具体的に、塗料用樹脂が水酸基を有するものである場合には、イソシアネート化合物を硬化剤に混合することができる。
・変性シリケート(1)
重量平均分子量1000、平均縮合度約8、不揮発分100%、シリカ残量比率56重量%のメチルシリケート(以下「テトラアルコキシシラン縮合物(1)」という)100重量部に対して、イソブチルアルコール52重量部と、触媒としてジブチルスズジラウレート0.03重量部を添加し、混合後、75℃で8時間脱メタノール反応を行い、変性シリケート(1)を製造した。この変性シリケート(1)におけるメチル基とイソブチル基との当量比率は62:38であり、900℃にて焼成して得られたシリカ残量比率は43重量%であった。
テトラアルコキシシラン縮合物(1)100重量部に対して、n−ブチルアルコール52重量部と、触媒としてジブチルスズジラウレート0.03重量部を添加し、混合後、75℃で8時間脱メタノール反応を行い、変性シリケート(2)を製造した。この変性シリケート(2)におけるメチル基とn−ブチル基との当量比率は62:38であり、900℃にて焼成して得られたシリカ残量比率は43重量%であった。
・主剤(1)
非水分散形アクリルポリオール(水酸基価50KOHmg/g、重量平均分子量80000、ガラス転移温度38℃、固形分50重量%、媒体:ミネラルスピリット、脂肪族炭化水素70重量%)200重量部に対し、フタロシアニングリーン8重量部、フタロシアニンブルー3重量部、ペリレンレッド5重量部、ベンズイミダゾロンイエロー4重量部、ミネラルスピリット80重量部、アマイドワックス系増粘剤4重量部、シリコーン系消泡剤1重量部を常法にて均一に混合・撹拌することにより、主剤(1)を製造した。
非水分散形アクリルポリオール(水酸基価50KOHmg/g、重量平均分子量80000、ガラス転移温度38℃、固形分50重量%、媒体:ミネラルスピリット、脂肪族炭化水素70重量%)200重量部に対し、フタロシアニングリーン8重量部、フタロシアニンブルー3重量部、ペリレンレッド5重量部、ベンズイミダゾロンイエロー4重量部、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート(分子量508、pKb5.5)2重量部、ミネラルスピリット80重量部、アマイドワックス系増粘剤4重量部、シリコーン系消泡剤1重量部を常法にて均一に混合・撹拌することにより、主剤(2)を製造した。
非水分散形アクリルポリオール(水酸基価50KOHmg/g、重量平均分子量80000、ガラス転移温度38℃、固形分50重量%、媒体:ミネラルスピリット、脂肪族炭化水素70重量%)200重量部に対し、フタロシアニングリーン20重量部、ミネラルスピリット80重量部、アマイドワックス系増粘剤4重量部、シリコーン系消泡剤1重量部を常法にて均一に混合・撹拌することにより、主剤(3)を製造した。
非水分散形アクリルポリオール(水酸基価50KOHmg/g、重量平均分子量80000、ガラス転移温度38℃、固形分50重量%、媒体:ミネラルスピリット、脂肪族炭化水素70重量%)200重量部に対し、フタロシアニンブルー20重量部、ミネラルスピリット80重量部、アマイドワックス系増粘剤4重量部、シリコーン系消泡剤1重量部を常法にて均一に混合・撹拌することにより、主剤(4)を製造した。
非水分散形アクリルポリオール(水酸基価50KOHmg/g、重量平均分子量80000、ガラス転移温度38℃、固形分50重量%、媒体:ミネラルスピリット、脂肪族炭化水素70重量%)200重量部に対し、カーボンブラック20重量部、ミネラルスピリット80重量部、アマイドワックス系増粘剤4重量部、シリコーン系消泡剤1重量部を常法にて均一に混合・撹拌することにより、主剤(5)を製造した。
・硬化剤(1)
イソシアヌレート構造含有ポリイソシアネート(不揮発分100重量%、NCO含有量21重量%)40重量部に対し、ソルベッソ100(エクソンケミカル社製)40重量部、変性シリケート(1)20重量部を均一に混合することにより、硬化剤(1)を製造した。
イソシアヌレート構造含有ポリイソシアネート(不揮発分100重量%、NCO含有量21重量%)40重量部に対し、ソルベッソ100(エクソンケミカル社製)40重量部、変性シリケート(2)20重量部を均一に混合することにより、硬化剤(2)を製造した。
イソシアヌレート構造含有ポリイソシアネート(不揮発分100重量%、NCO含有量21重量%)40重量部に対し、ソルベッソ100(エクソンケミカル社製)10重量部、変性シリケート(2)50重量部を均一に混合することにより、硬化剤(3)を製造した。
イソシアヌレート構造含有ポリイソシアネート(不揮発分100重量%、NCO含有量21重量%)40重量部に対し、ソルベッソ100(エクソンケミカル社製)45重量部、テトラアルコキシシラン縮合物(1)15重量部を均一に混合することにより、硬化剤(4)を製造した。
イソシアヌレート構造含有ポリイソシアネート(不揮発分100重量%、NCO含有量21重量%)40重量部に対し、ソルベッソ100(エクソンケミカル社製)60重量部を均一に混合することにより、硬化剤(5)を製造した。
・塗料A
上記方法にて製造した主剤(1)と硬化剤(1)を86:14の重量比率で均一に混合して塗料Aを得た。この塗料Aにおける変性シリケート化合物の混合比率は、樹脂固形分100重量部に対してSiO2換算で4.3重量部であった。また、塗料Aの乾燥塗膜(40μm)につき分光光度計(島津製作所製「UV−3100」)を用いて赤外線透過率を測定したところ、その値は69%であった。
上記方法にて製造した主剤(2)と硬化剤(1)を86:14の重量比率で均一に混合して塗料Bを得た。この塗料Bにおける変性シリケート化合物の混合比率は、樹脂固形分100重量部に対してSiO2換算で4.3重量部であった。また、塗料Bの赤外線透過率は69%であった。
上記方法にて製造した主剤(3)と硬化剤(1)を86:14の重量比率で均一に混合して塗料Cを得た。この塗料Cにおける変性シリケート化合物の混合比率は、樹脂固形分100重量部に対してSiO2換算で4.3重量部であった。また、塗料Cの赤外線透過率は65%であった。
上記方法にて製造した主剤(4)と硬化剤(1)を86:14の重量比率で均一に混合して塗料Dを得た。この塗料Dにおける変性シリケート化合物の混合比率は、樹脂固形分100重量部に対してSiO2換算で4.3重量部であった。また、塗料Dの赤外線透過率は72%であった。
上記方法にて製造した主剤(1)と硬化剤(2)を86:14の重量比率で均一に混合して塗料Eを得た。この塗料Eにおける変性シリケート化合物の混合比率は、樹脂固形分100重量部に対してSiO2換算で4.3重量部であった。また、塗料Eの赤外線透過率は69%であった。
上記方法にて製造した主剤(1)と硬化剤(3)を86:14の重量比率で均一に混合して塗料Fを得た。この塗料Fにおける変性シリケート化合物の混合比率は、樹脂固形分100重量部に対してSiO2換算で10.7重量部であった。また、塗料Eの赤外線透過率は69%であった。
上記方法にて製造した主剤(5)と硬化剤(1)を86:14の重量比率で均一に混合して塗料Gを得た。この塗料Gにおける変性シリケート化合物の混合比率は、樹脂固形分100重量部に対してSiO2換算で4.3重量部であった。また、塗料Gの赤外線透過率は2%であった。
上記方法にて製造した主剤(1)と硬化剤(4)を86:14の重量比率で均一に混合して塗料Hを得た。この塗料Hにおけるシリケート化合物の混合比率は、樹脂固形分100重量部に対してSiO2換算で4.3重量部であった。また、塗料Hの赤外線透過率は69%であった。
上記方法にて製造した主剤(1)と硬化剤(5)を86:14の重量比率で均一に混合して塗料Iを得た。塗料Iの赤外線透過率は69%であった。
・遮熱試験
アルミニウム板に対し、エポキシ系下塗材を乾燥膜厚が30μmとなるように塗装し、標準状態(温度23℃、相対湿度50%)で8時間乾燥させた後、上記の方法によって得た各塗料を乾燥膜厚が40μmとなるように塗装し、標準状態で7日間乾燥させることにより試験体を作製した。この試験体の塗膜に対し、赤外線ランプを20cmの距離から照射し、温度上昇が平衡に達したときの試験体裏面温度を測定した。
また、同様の方法で試験体を作製した後、試験体の塗膜全面に15重量%カーボンブラック水分散ペースト液を均一に噴霧し、50℃の恒温室中に2時間放置した。その後、ソニケーターを用いて、10分間超音波洗浄を行い標準状態で24時間放置した。以上の処理を行った試験体の塗膜に対し、赤外線ランプを20cmの距離から照射し、温度上昇が平衡に達したときの試験体裏面温度を測定した。
遮熱試験の評価基準は、試験体裏面温度が70℃未満のものを○、70℃以上80℃未満のものを△、80℃以上のものを×とした。
アルミニウム板に対し、エポキシ系下塗材を乾燥膜厚が30μmとなるように塗装し、標準状態(温度23℃、相対湿度50%)で8時間乾燥させた後、上記の方法によって得た各塗料を乾燥膜厚が40μmとなるように塗装し、標準状態で7日間乾燥させることにより試験体を作製した。
この試験体を、プラスチック製波板の庇の下に設置(試験体の塗膜面に庇から流下する雨水が接触するように設置)して屋外曝露を行い、曝露1週間後及び1ヶ月後の時点での塗膜表面の接触角を測定した。なお、接触角の測定は、協和界面科学株式会社製CA−A型接触角測定装置にて行った。
300mm×150mm×6mmのスレート板に対し、エポキシ系下塗材を乾燥膜厚が30μmとなるように塗装し、標準状態で8時間乾燥した後、JIS A6909に規定の防水形複層仕上塗材E主材を乾燥膜厚が2mmとなるように塗装し、標準状態で24時間乾燥させた。次いで、上記の方法によって得た各塗料を乾燥膜厚が40μmとなるように塗装し、標準状態で7日間乾燥させることにより試験体を作製した。
以上の方法で得られた試験体について、水浸漬(23℃)18時間→−20℃3時間→80℃3時間を1サイクルとする温冷繰返し試験を合計10サイクル行った後、塗膜表面におけるひび割れ発生の有無を目視によって確認した。評価は、ひび割れが生じなかったものを「○」、わずかにひび割れが生じたものを「△」、明らかにひび割れが生じたものを「×」とした。
試験結果を表1に示す。以上の試験を実施した結果、塗料A〜Dは、総じて遮熱性能、塗膜表面の親水化機能、下地への追従性に優れる結果となった。
Claims (2)
- 塗料用樹脂の固形分100重量部に対し、赤外線透過性粉体及び/または赤外線反射性粉体を1〜200重量部、シリケート化合物をSiO2換算で0.1〜20重量部含有し、前記シリケート化合物として、
炭素数1〜2の直鎖アルキル基と炭素数3以上の分岐アルキル基が、95:5〜50:50の当量比率で混在する変性シリケート化合物
を含むことを特徴とする塗料組成物。 - 前記シリケート化合物として、
炭素数1〜2の直鎖アルキル基と炭素数3〜6の分岐アルキル基が、95:5〜50:50の当量比率で混在する変性シリケート化合物
を含むことを特徴とする請求項1記載の塗料組成物。
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