JP2009191130A - Coating agent composition for automotive hard surface - Google Patents

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JP2009191130A
JP2009191130A JP2008031931A JP2008031931A JP2009191130A JP 2009191130 A JP2009191130 A JP 2009191130A JP 2008031931 A JP2008031931 A JP 2008031931A JP 2008031931 A JP2008031931 A JP 2008031931A JP 2009191130 A JP2009191130 A JP 2009191130A
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Yoko Tanaka
陽子 田中
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Wacker Asahikasei Silicone Co Ltd
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Wacker Asahikasei Silicone Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating agent composition for automotive hard surfaces which efficiently forms a film on an automotive hard surface to impart initial water repellency, can continue the effect over a long period of time, and can suppress adhesion of dirt over time. <P>SOLUTION: The coating agent composition for automotive hard surfaces comprises (A) a hydrolytic condensation product of a mixture of alkyltrialkoxysilanes and/or alkyltrichlorosilanes different in alkyl chain length and (B) a sufficient amount of a curing agent to cure the composition, wherein 20-90 mol% of the alkyl groups in the mixture are 1C-3C alkyl groups and 10-80 mol% of the remaining alkyl groups are 4C-12C alkyl groups. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車塗装面に対し撥水性を付与し、汚れ付着を低減させ、その効果が長きにわたって持続する自動車塗装面用コーティング剤組成物に関する。   The present invention relates to a coating composition for an automotive painted surface that imparts water repellency to an automotive painted surface, reduces adhesion of dirt, and the effect lasts for a long time.

これまで、シラン化合物やオルガノポリシロキサンなどの有機ケイ素化合物は表面改質剤として各種基材に塗布することにより、表面に耐熱性や耐候性を与え、艶や撥水性能を与えることが知られている。特に室温硬化型のアルコキシ基を有するシランの加水分解縮合物は基材表面に室温で硬化皮膜を形成することができることから、熱を加えることができない用途での使用が広がっている。自動車の塗装表面上に対しては撥水機能や艶を与える目的でワックスや水系エマルションによる撥水剤が広く知られているが、近年、撥水性能だけでなく耐候性付与や汚れ付着を低減させる保護剤として、シラン化合物やオルガノポリシロキサンを含有するコーティング剤が提案されている。   Until now, organosilicon compounds such as silane compounds and organopolysiloxanes have been known to impart heat resistance and weather resistance to surfaces, and gloss and water repellency by applying them to various substrates as surface modifiers. ing. In particular, the hydrolysis condensate of a silane having a room temperature curing type alkoxy group can form a cured film on the surface of the substrate at room temperature, and therefore is widely used in applications where heat cannot be applied. Water repellents with wax or water-based emulsions are widely known for the purpose of giving water repellent function and gloss to the painted surface of automobiles. As a protective agent, a coating agent containing a silane compound or an organopolysiloxane has been proposed.

例えば、常温硬化型シリコーンレジンとイソプロピルアルコールと水を含むつや出し剤が(特許文献1参照)、湿気硬化型ポリシロキサンとスズ触媒、溶剤、シリコーンオイルを含む自動車用つや出し剤が(特許文献2参照)、アルコキシ基を有するフルオロアルキル基含有アルコキシシラン、加水分解用触媒、アルコール、炭化水素系溶剤、揮発性シリコーンを含む撥水剤が(特許文献3参照)公知である。   For example, a polishing agent containing a room temperature curable silicone resin, isopropyl alcohol and water (see Patent Document 1), and an automotive polishing agent containing a moisture curable polysiloxane, a tin catalyst, a solvent and silicone oil (see Patent Document 2). A water repellent containing a fluoroalkyl group-containing alkoxysilane having an alkoxy group, a hydrolysis catalyst, an alcohol, a hydrocarbon solvent, and volatile silicone is known (see Patent Document 3).

特開昭61−34081号公報JP-A-61-34081 特開平10−36771号公報JP-A-10-36771 特開平11−349930号公報JP 11-349930 A

これら従来技術による組成物は、自動車塗装面に使用した場合、初期に撥水性や艶を与えることはできるがその効果は持続性に乏しく、また汚れ付着低減効果の持続性で更なる向上が求められていたのである。   These compositions according to the prior art can give water repellency and gloss in the initial stage when used on automobile painted surfaces, but their effects are poor in sustainability, and further improvement is required in the persistence of the dirt adhesion reducing effect. It was done.

本発明は、上記の事情に鑑み、自動車塗装面に対し効率的に膜を形成し、初期撥水性を付与すると同時にその効果を長期にわたって継続することができ、また経時による汚れ付着を抑えることができる自動車塗装面用コーティング剤を提供することを課題とする。   In view of the above circumstances, the present invention can efficiently form a film on a painted surface of an automobile, impart initial water repellency, and at the same time maintain its effect over a long period of time, and suppress contamination due to aging. It is an object of the present invention to provide a coating agent for automobile painted surfaces.

本発明者は、上記課題を解決するために、自動車塗装面用コーティング剤の有機ケイ素化合物の構造、組成について鋭意研究を重ねた結果、特定のアルキル鎖長のアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルトリクロロシランの混合物の加水分解縮合物であって、ケイ素原子に結合したアルキル基の鎖長が分子内または分子間で異なるものと、硬化触媒を組み合わせた組成物により課題が解決されることを見出し、本発明をなすに至った。すなわち本発明は、
[1](A)アルキルトリアルコキシシランおよびまたはアルキルトリクロロシランのアルキル鎖長の異なるものの混合物の加水分解縮合物、および(B)組成物を硬化するのに十分な量の硬化触媒からなり、該混合物のケイ素原子に結合したアルキル基の20〜90モル%が同一または異なっていてもよい炭素数1〜3のアルキル基であり、残余のアルキル基の10〜80モル%が同一でも異なっていてもよい炭素数4〜12のアルキル基であることを特徴とする自動車塗装面用コーティング剤組成物。
[2](A)の加水分解縮合物の粘度が5〜100mPa・sである[1]に記載の組成物。
[3](A)の加水分解縮合物100重量部に対して、(C)乾式シリカを0.1〜30重量部含有する[1]または[2]のいずれかに記載の組成物。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has conducted extensive research on the structure and composition of the organosilicon compound of the coating agent for automobile painted surfaces. As a result, the alkyltrialkoxysilane or alkyltrichlorosilane having a specific alkyl chain length has been studied. The present invention finds that the problem is solved by a composition obtained by combining a curing catalyst with a hydrolytic condensate of a mixture in which the chain length of an alkyl group bonded to a silicon atom is different within a molecule or between molecules. It came to make. That is, the present invention
[1] (A) a hydrolytic condensate of a mixture of alkyltrialkoxysilanes and / or alkyltrichlorosilanes having different alkyl chain lengths, and (B) a curing catalyst in an amount sufficient to cure the composition, 20 to 90 mol% of the alkyl groups bonded to the silicon atom of the mixture are the same or different alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, and 10 to 80 mol% of the remaining alkyl groups are the same or different. A coating composition for automobile painted surfaces, which is an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms.
[2] The composition according to [1], wherein the hydrolysis condensate of (A) has a viscosity of 5 to 100 mPa · s.
[3] The composition according to any one of [1] or [2], wherein 0.1 to 30 parts by weight of (C) dry silica is added to 100 parts by weight of the hydrolyzed condensate of (A).

本発明の組成物は、自動車塗装面に対し効率的に膜を形成し、初期撥水性を塗装面に与え、長期にわたりその撥水性能を維持すると共に汚れ付着低減に対する耐久性を高めるという効果を奏する。   The composition of the present invention effectively forms a film on a painted surface of an automobile, imparts initial water repellency to the painted surface, maintains the water repellency performance over a long period of time, and enhances the durability against dirt adhesion reduction. Play.

以下、本願発明について具体的に説明する。本発明の(A)成分である加水分解縮合物は、一般式(1)で表わされるアルキルトリアルコキシシランおよびまたはアルキルトリクロロシランのアルキル鎖長の異なるものの混合物を加水分解縮合して得られるものである。
Si(X) (1)
式(1)中のRは同一または異なっていてもよい炭素数1〜12のアルキル基であり、XはORで示されるアルコキシ基または塩素原子である。
Hereinafter, the present invention will be specifically described. The hydrolysis condensate which is the component (A) of the present invention is obtained by hydrolytic condensation of a mixture of alkyltrialkoxysilanes represented by the general formula (1) and / or alkyltrichlorosilanes having different alkyl chain lengths. is there.
R 1 Si (X) 3 (1)
R 1 in Formula (1) is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may be the same or different, and X is an alkoxy group represented by OR 2 or a chlorine atom.

式(1)中のRの例は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基等であって、これらアルキル基は直鎖であっても分岐であってもよい。混合物として、Rの20〜90モル%は、炭素数1〜3の短鎖アルキル基から選択され、Rの残余の10〜80モル%は、炭素数4〜12の長鎖アルキル基となるように選択されることが必要である。短鎖または長鎖のアルキル基は、各々1種または2種以上であってよい。炭素数が4以上の長鎖アルキル基を含まないと撥水性能が十分ではないという問題があり、また長鎖アルキル基の炭素数が12以上になると立体障害により縮合硬化速度が遅くなるため膜を形成しにくく、また未硬化の部分がある場合、膜強度の低下になるため好ましくない。また含まれる炭素数4〜12の長鎖アルキル基のモル%が10モル%以下であると十分な撥水性を発現することができず好ましくなく、80モル%を超えると加水分解が起こりにくく皮膜を形成することが出来ないため、常温硬化型の自動車塗装面用コーティング剤として問題がある。炭素数1〜3の短鎖アルキル基の好ましいものはメチル基であり、炭素数4〜12の長鎖アルキル基の好ましいものは炭素数5〜10のアルキル基である。 Examples of R 1 in formula (1) are methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, octyl, decyl, dodecyl, etc., and these alkyl groups are linear It may be branched or branched. As a mixture, 20 to 90 mol% of R 1 is selected from short-chain alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, and the remaining 10 to 80 mol% of R 1 is composed of long-chain alkyl groups having 4 to 12 carbon atoms. It is necessary to be selected to be. Each of the short-chain or long-chain alkyl groups may be one kind or two or more kinds. If the long chain alkyl group having 4 or more carbon atoms is not included, there is a problem that the water repellency is not sufficient, and if the long chain alkyl group has 12 or more carbon atoms, the condensation curing rate is slowed due to steric hindrance. When there is an uncured part, it is not preferable because the film strength is lowered. Further, when the mol% of the long-chain alkyl group having 4 to 12 carbon atoms contained is 10 mol% or less, sufficient water repellency cannot be expressed, and when it exceeds 80 mol%, hydrolysis is unlikely to occur. Therefore, there is a problem as a room temperature curing type coating agent for automobile painted surfaces. A preferable thing of a C1-C3 short chain alkyl group is a methyl group, and a preferable thing of a C4-C12 long-chain alkyl group is a C5-C10 alkyl group.

式(1)中のXが一般式ORで表されるアルコキシ基である場合、Rの例は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t−ペンチル基、n−ヘキシル基のような炭素数1〜6のアルキル基であり、分子中で同一または異なっていてもよい。これらのなかでも好ましいRは炭素数1または2のアルキル基である。一般式(1)のXは、一部に水酸基を含んでいてもよい。 If X in formula (1) is an alkoxy group represented by the general formula OR 2, examples of R 2 include a methyl group, an ethyl group, n- propyl group, an isopropyl group, n- butyl group, an isobutyl group, It is a C1-C6 alkyl group such as a t-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, t-pentyl group, n-hexyl group, and may be the same or different in the molecule. Of these, preferred R 2 is an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms. X in the general formula (1) may partially contain a hydroxyl group.

本発明の(A)の加水分解縮合物は、アルキルアルコキシシラン類またはアルキルクロロシラン類を触媒の存在下で加水分解縮合するという、当業者には公知の方法によって製造することができる。アルキルアルコキシシラン類の加水分解縮合は、メタノール、エタノールやプロパノールなどのアルコール類、および水の存在下に、トルエンなどの炭化水素溶剤を用い、アルカリまたは酸触媒により加水分解と縮合を同時に行い、触媒を中和した後にアルコール類や溶剤を溜去することにより得られる。アルキルクロロシラン類の加水分解縮合の場合には、加水分解により発生する塩化水素が触媒となり、アルキルアルコキシシランの場合と同様にして製造される。未反応のアルキルトリアルコキシシラン、あるいはアルキルトリクロロシランを用いた場合に副生するアルキルトリアルコキシシランは、少量残留しても本発明の効果を特に妨げない。   The hydrolyzed condensate (A) of the present invention can be produced by a method known to those skilled in the art of hydrolyzing and condensing alkyl alkoxysilanes or alkylchlorosilanes in the presence of a catalyst. Hydrolysis condensation of alkylalkoxysilanes is carried out by using a hydrocarbon solvent such as toluene in the presence of methanol, alcohols such as ethanol and propanol, and water, and simultaneously performing hydrolysis and condensation using an alkali or acid catalyst. It is obtained by distilling off alcohols and solvents after neutralizing. In the case of hydrolytic condensation of alkylchlorosilanes, hydrogen chloride generated by hydrolysis serves as a catalyst and is produced in the same manner as in the case of alkylalkoxysilanes. Even if a small amount of alkyltrialkoxysilane by-produced when unreacted alkyltrialkoxysilane or alkyltrichlorosilane is used, the effect of the present invention is not particularly disturbed.

一般的にアルキル鎖長の長いアルキルアルコキシシラン類またはアルキルクロロシラン類から得られる加水分解縮合物は、高い撥水性を発現するが汚れ付着を助長し、特に長期での汚れ耐久性を損ねることが、反対にアルキル鎖長が短いと、縮合率が高く硬い皮膜を作ることが出来るため汚れ付着に対する耐性には優れるが、撥水性が劣るということが知られている。本発明の特定のアルキル鎖長の組合わせの加水分解縮合物を用いることにより、短鎖および長鎖の両方の相反した性能効果の中間点よりは、高い撥水性を発現し、かつ、汚れ付着に対しても優れた効果を維持するという相乗効果をあげることができる。本発明で用いられるシランはアルキルトリアルコキシシランまたはアルキルトリクロロシランの3官能性シランであるが、ジアルキルジアルコキシシランまたはジアルキルジクロロシランの2官能性シランであると3次元網目構造をとることができないため、得られた加水分解縮合物から形成される膜が弱いという問題がある。またテトラアルコキシシランのような4官能性のシランを用いるとアルキル基を含むことが出来ないため、撥水性を発現しにくい。また縮合反応基が4つあるため縮合に時間がかかる、未硬化のアルコキシ基や加水分解後の水酸基が残りやすく撥水性が劣るという問題がある。ただし3官能性シラン以外のシランは本発明の目的を損ねない範囲で少量用いることができる。   In general, hydrolysis condensates obtained from alkylalkoxysilanes or alkylchlorosilanes having a long alkyl chain length exhibit high water repellency but promote soil adhesion, and impair soil resistance especially in the long term. On the other hand, when the alkyl chain length is short, it is known that a hard film can be formed with a high condensation rate, so that it is excellent in resistance to dirt adhesion but poor in water repellency. By using the hydrolyzed condensate of a specific alkyl chain length combination of the present invention, it exhibits higher water repellency than the midpoint of the contradictory performance effects of both short chain and long chain, and adheres to dirt. As a result, a synergistic effect of maintaining an excellent effect can be obtained. The silane used in the present invention is an alkyltrialkoxysilane or an alkyltrichlorosilane trifunctional silane, but a dialkyl dialkoxysilane or a dialkyldichlorosilane bifunctional silane cannot have a three-dimensional network structure. There is a problem that the film formed from the obtained hydrolysis condensate is weak. In addition, when a tetrafunctional silane such as tetraalkoxysilane is used, an alkyl group cannot be included, and thus water repellency is hardly exhibited. In addition, since there are four condensation reactive groups, it takes time to condense, and there is a problem that uncured alkoxy groups and hydroxyl groups after hydrolysis are likely to remain, resulting in poor water repellency. However, silanes other than trifunctional silanes can be used in small amounts as long as the object of the present invention is not impaired.

このようなアルキルトリアルコキシシランの具体例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘプチルトリメトキシシラン、ヘプチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、ノニルトリメトキシシラン、ノニルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ウンデシルトリメトキシシラン、ウンデシルトリエトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン等が挙げられる。アルキルトリクロロシランの具体例としては、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、プロピルトリクロロシラン、ブチルトリクロロシラン、ペンチルトリクロロシラン、ヘキシルトリクロロシシラン、ヘプチルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、ノニルトリクロロシラン、デシルトリクロロシラン、ウンデシルトリクロロシラン、ドデシルトリクロロシラン等があげられる。これらのアルキル基は直鎖であっても分岐していてもよい。   Specific examples of such alkyltrialkoxysilanes include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane. Ethoxysilane, pentyltrimethoxysilane, pentyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, heptyltrimethoxysilane, heptyltriethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltriethoxysilane, nonyltrimethoxysilane, nonyltri Ethoxysilane, decyltrimethoxysilane, decyltriethoxysilane, undecyltrimethoxysilane, undecyltriethoxysilane, dodecylto Silane, a dodecyloxy triethoxy silane and the like. Specific examples of the alkyltrichlorosilane include methyltrichlorosilane, ethyltrichlorosilane, propyltrichlorosilane, butyltrichlorosilane, pentyltrichlorosilane, hexyltrichlorosilane, heptyltrichlorosilane, octyltrichlorosilane, nonyltrichlorosilane, decyltrichlorosilane, Examples include undecyltrichlorosilane and dodecyltrichlorosilane. These alkyl groups may be linear or branched.

(A)の加水分解縮合物の粘度は5〜100mPa・sであることが好ましく、更に好ましくは5〜50mPa・sである。粘度が5mPa・s以下であると塗装面上に施工した時、薄塗りになってしまい膜を作るのに十分な量にならないことから艶感が乏しくなるという問題がある。また粘度100mPa・s以上であると施工が重くなり、均一に施工することが困難になるため斑ができやすくなるという問題がある。   The viscosity of the hydrolysis condensate of (A) is preferably 5 to 100 mPa · s, more preferably 5 to 50 mPa · s. When the viscosity is 5 mPa · s or less, there is a problem that the glossiness becomes poor because the coating is thin and does not become a sufficient amount to form a film. Further, when the viscosity is 100 mPa · s or more, the construction becomes heavy, and it becomes difficult to perform the uniform construction, so that there is a problem that spots are easily formed.

本発明の自動車塗装面用コーティング組成物中、(B)成分の硬化触媒は室温で(A)成分の縮合硬化反応を促進し、皮膜を硬化させるものである。このような触媒として、アルキルチタン酸塩、オクチル酸錫およびジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジマレート等のカルボン酸の金属塩;ジブチルアミン−2−ヘキソエート、ジメチルアミンアセテート、エタノールアミンアセテート等のアミン塩;酢酸テトラメチルアンモニウム等のカルボン酸第4級アンモニウム塩;テトラエチルペンタミンのようなアミン類;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、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミン系シランカップリング剤;p−トルエンスルホン酸、フタル酸、塩酸等の酸類;アルミニウムアルコキシド、アルミニウムキレート等のアルミニウム化合物、水酸化カリウムなどのアルカリ触媒;テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート、チタニウムテトラアセチルアセトネート等のチタニウム化合物等があるが、縮合反応の促進に有効なものであれば、特に制限はない。このような硬化触媒の使用量は、縮合反応を促進するに十分な量を用いるが、その使用量は、例えば、チタニウム化合物の場合は、(A)成分100重量部に対して、0.5〜5重量部である。   In the coating composition for an automotive painted surface of the present invention, the curing catalyst of component (B) accelerates the condensation curing reaction of component (A) at room temperature to cure the film. Examples of such catalysts include metal salts of carboxylic acids such as alkyl titanates, tin octylate and dibutyltin dilaurate, dioctyltin dimaleate; amine salts such as dibutylamine-2-hexoate, dimethylamine acetate and ethanolamine acetate; acetic acid Quaternary ammonium salts of carboxylic acids such as tetramethylammonium; amines such as tetraethylpentamine; N-β-aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β-aminoethyl-γ-aminopropylmethyldimethoxy Amine-based silane coupling agents such as silane; acids such as p-toluenesulfonic acid, phthalic acid and hydrochloric acid; aluminum compounds such as aluminum alkoxide and aluminum chelate; alkali catalysts such as potassium hydroxide; tetraisopropyl titane , Tetrabutyl titanate, there are titanium compounds such as titanium tetra acetyl acetonate, as long as it is effective in promoting the condensation reaction is not particularly limited. The amount of such a curing catalyst used is an amount sufficient to promote the condensation reaction. For example, in the case of a titanium compound, the amount used is 0.5 with respect to 100 parts by weight of component (A). ~ 5 parts by weight.

本発明の自動車塗装面用コーティング組成物中に、更に乾式シリカを配合することが出来る。乾式シリカは当業者には公知の方法により製造されたものが使用でき、例えば気化させた四塩化ケイ素と水素を混合させたものを1000〜1200℃以上にて空気中で燃焼させ10nm程度の非常に微細な粒子を得る燃焼法により合成される乾式シリカ、乾式シリカを疎水化表面処理剤および水蒸気を不活性のキャリアーガスとともに約400℃に加熱し、乾式シリカ表面の親水性であるシラノール基と疎水化表面処理剤を反応させ合成される疎水性乾式シリカ等が挙げられる。疎水化表面処理剤としてはオルガノポリシロキサン、オルガノポリシラザン、クロロシラン、アルコキシシラン等があげられる。本発明において、乾式シリカは特に疎水性乾式シリカが好適に用いられる。これらのシリカは1種単独でも2種以上併用してもよい。   Dry silica can be further blended in the coating composition for an automotive painted surface of the present invention. A dry silica produced by a method known to those skilled in the art can be used. For example, a mixture of vaporized silicon tetrachloride and hydrogen is burned in air at 1000 to 1200 ° C. or higher, and is about 10 nm. Dry silica synthesized by a combustion method to obtain fine particles, dry silica is hydrophobized with a surface treatment agent and water vapor is heated to about 400 ° C. together with an inert carrier gas, and the dry silica surface has hydrophilic silanol groups and Examples thereof include hydrophobic dry silica synthesized by reacting a hydrophobized surface treatment agent. Examples of the hydrophobizing surface treatment agent include organopolysiloxane, organopolysilazane, chlorosilane, and alkoxysilane. In the present invention, the dry silica is particularly preferably hydrophobic dry silica. These silicas may be used alone or in combination of two or more.

本発明において、乾式シリカは初期および持続性のある撥水性を向上させる成分である。一般に微粒子粉により基材に均一な凸凹を形成させ、ハスの葉効果により撥水性を付与する効果は知られているが、本発明においても乾式シリカを配合することによりハスの葉効果が塗装板上で形成され、その効果により撥水性が向上していることが考えられる。また均一な凸凹を形成しておらずハスの葉効果を形成していない場合であっても、乾式シリカにより疎水性基の数が相対的に増えることにより、撥水性が向上していることが考えられる。   In the present invention, dry silica is a component that improves initial and persistent water repellency. In general, it is known that uniform unevenness is formed on a base material by fine particle powder and water repellency is imparted by a lotus leaf effect. However, even in the present invention, the lotus leaf effect can be achieved by adding dry silica. It is considered that the water repellency is improved by the effect formed above. In addition, even in the case where uniform unevenness is not formed and the lotus leaf effect is not formed, the water repellency is improved by relatively increasing the number of hydrophobic groups by dry silica. Conceivable.

乾式シリカは(A)成分100重量部に対して0.1〜30重量部配合されていることが必要である。0.1重量部未満では、乾式シリカ添加量が十分でないため撥水性向上効果が出ず、また30重量部より多くすると、粒子が表面で目立つようになるため美観を損ねという問題や、系全体の粘度が高まるため、作業性が悪くなるという問題が生じる。   It is necessary that the dry silica is blended in an amount of 0.1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (A). If it is less than 0.1 parts by weight, the effect of improving water repellency is not obtained because the amount of dry silica added is not sufficient, and if it exceeds 30 parts by weight, the particles become conspicuous on the surface and the problem of deteriorating the aesthetics or the whole system Since the viscosity of the resin increases, there is a problem that workability is deteriorated.

乾式シリカの配合は、アルキルトリアルコキシシランまたはアルキルトリクロロシランの縮合時に添加することもできるし、縮合後に添加することもできる。混合方法に特に制限はなく、通常の方法で混合することができる。   The dry silica can be added at the time of condensation of the alkyltrialkoxysilane or alkyltrichlorosilane, or can be added after the condensation. There is no restriction | limiting in particular in a mixing method, It can mix by a normal method.

本発明の自動車塗装面用コーティング剤組成物は取り扱いの容易さから各種有機溶媒で希釈して使用できる。有機溶媒の種類は成分(A)、(B)を溶解または分散するものであれば特に限定されないが、たとえば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール等の低級脂肪族アルコール類;エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル等のエチレングリコール誘導体;ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコール誘導体;ヘキサン、ヘプタン、n−オクタン、iso−オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカンなどの脂肪族系炭化水素類;トルエン、キシレンなどの芳香族系炭化水素類;ケロシン、ミネラルスピリット、流動パラフィン、工業ガソリン等の石油系溶剤類;オクタメチルシクロテトラシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサンなどの環状メチルシロキサン類;低粘度のジメチルポリシロキサン等のシリコーン系溶剤等が挙げられる。   The coating agent composition for automobile painted surfaces of the present invention can be used by diluting with various organic solvents for ease of handling. The type of organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse components (A) and (B). For example, lower aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, and isobutanol; ethylene Ethylene glycol derivatives such as glycol, ethylene glycol monobutyl ether and ethylene glycol monoethyl ether; diethylene glycol derivatives such as diethylene glycol and diethylene glycol monobutyl ether; hexane, heptane, n-octane, iso-octane, nonane, decane, undecane, dodecane, etc. Aliphatic hydrocarbons; Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; Petroleum solvents such as kerosene, mineral spirits, liquid paraffin, and industrial gasoline; Cyclotetrasiloxane, cyclic methyl siloxanes such as dodecamethylcyclohexasiloxane; silicone solvents such as dimethyl polysiloxane of a low viscosity and the like.

本発明の自動車塗装面用コーティング剤組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定化剤、レベリング剤、増粘剤、殺カビ剤、殺菌剤、香料、防錆剤、光触媒及び消泡剤等を副次的に添加することができる。   In the coating agent composition for automobile painted surfaces of the present invention, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a light stabilizer, a leveling agent, a thickener, a fungicide, a fungicide, A fragrance | flavor, a rust preventive agent, a photocatalyst, an antifoamer, etc. can be added secondary.

本発明の自動車塗装面用コーティング剤組成物は、室温下、ホモミキサー、ウルトラディスパーザー、高圧ホモジナイザー、スリーワンモーターなどの攪拌機を用いて、攪拌混合することにより製造することができる。   The coating composition for automobile painted surfaces of the present invention can be produced by stirring and mixing at room temperature using a stirrer such as a homomixer, ultradisperser, high-pressure homogenizer, or three-one motor.

本発明の自動車塗装面用コーティング剤組成物は、自動車塗装面に対して、刷毛、布、スポンジ、不織布、紙などで直接塗布してもよいし、またスプレーなどを用いることができる。また、乾燥および硬化の方法としては、室温下に放置して乾燥させても良いし、屋外乾燥、加熱乾燥によっても良い。   The coating composition for an automotive painted surface of the present invention may be applied directly to the painted automotive surface with a brush, cloth, sponge, nonwoven fabric, paper, or the like, or a spray or the like can be used. Moreover, as a method of drying and curing, it may be left to dry at room temperature, or may be outdoor drying or heat drying.

本発明の自動車塗装面用コーティング剤組成物は、自動車塗装面の他に自動車のガラス、タイヤ、サイドミラー、リアミラーやタイル、ガラス等の硬質基材のコーティング剤としても使用することができる。   The coating agent composition for automobile painted surfaces of the present invention can be used as a coating agent for hard substrates such as automobile glass, tires, side mirrors, rear mirrors, tiles and glass in addition to automobile painted surfaces.

本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。実施例中で行う評価方法は以下の通りである。   The present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to the following examples. The evaluation methods performed in the examples are as follows.

<粘度測定>
加水分解縮合物(A)の粘度を25℃恒温下で測定した。ブルックフィールド社製 BROOKFIELD DV−II +Pro コーンプレート型を用い、試料(約0.5ml)をセットし、トルクが約50%になるようにせん断速度とコーンプレート(CP−40またはCP−52)を設定し、回転開始2分後の数値を粘度測定値とした。
<Viscosity measurement>
The viscosity of the hydrolysis condensate (A) was measured at a constant temperature of 25 ° C. Using Brookfield's BROOKFIELD DV-II + Pro cone plate type, set the sample (about 0.5 ml), and set the shear rate and cone plate (CP-40 or CP-52) so that the torque is about 50%. The value was set and the value 2 minutes after the start of rotation was taken as the viscosity measurement value.

<試験片への塗布方法>
自動車塗装面用コーティング剤組成物10重量部をミネラルスピリット90重量部で希釈した調整液を用いた。カチオン電着塗装片面メラミン焼き付け塗装板(JIS G3141(SPCC、SD)0.8mm×70mm×150mm)を試験片とし(試験片初期接触角;82°)、希釈した調整液(約1ml)をスポンジで塗布し、軽くタオルで拭いた後、室温で20分間放置する。放置後乾いたタオルでよく拭き上げ、室温で一晩放置し調整液を硬化させた。出来上がった試験片を塗布後試験片とした。
<Application method to test piece>
An adjustment solution in which 10 parts by weight of a coating agent composition for automobile painted surfaces was diluted with 90 parts by weight of mineral spirit was used. Cationic electrodeposition-coated single-sided melamine baking coating plate (JIS G3141 (SPCC, SD) 0.8 mm x 70 mm x 150 mm) was used as a test piece (test piece initial contact angle: 82 °), and diluted adjustment liquid (about 1 ml) was used as a sponge. Apply with, lightly wipe with a towel, and leave at room temperature for 20 minutes. After standing, it was thoroughly wiped with a dry towel and allowed to stand overnight at room temperature to cure the adjustment solution. The finished test piece was used as a test piece after application.

<初期撥水性評価方法>
塗布後試験片の初期撥水性を接触角の測定により求めた。接触角測定器(協和界面科学(株) 接触角計 CA−X150型、測定条件;室温、滴下蒸留水滴;約1.8μL)で塗布後試験片中央部の任意の3点の接触角(°)を測定し、平均値を求めた。
評価基準は次のとおりである。
◎ (優れた撥水性):接触角が95°以上
○(良好な撥水性):接触角が85°以上95°未満
×(撥水性に劣る):接触角が85°未満
<Initial water repellency evaluation method>
The initial water repellency of the test piece after application was determined by measuring the contact angle. Contact angle measuring device (Kyowa Interface Science Co., Ltd. Contact angle meter CA-X150 type, measurement conditions: room temperature, drop of distilled water; approx. ) Was measured and the average value was determined.
The evaluation criteria are as follows.
◎ (Excellent water repellency): Contact angle is 95 ° or more ○ (Good water repellency): Contact angle is 85 ° or more and less than 95 ° x (Inferior water repellency): Contact angle is less than 85 °

<撥水持続性評価方法>
初期撥水性評価後の塗布後試験片を、屋外に設置した架台に地面に対し直角になるように取り付け、自然環境下で6ヶ月間曝露する。曝露後試験片表面のホコリを水道水流水下で軽く落とし、表面が乾いた後、接触角測定により撥水持続性を評価した。接触角(°)は接触角測定器(協和界面科学(株) 接触角計 CA−X150型、測定条件;室温、滴下蒸留水滴;約1.8μL)で試験片中央部の任意の3点を測定し、平均値を求めた。評価基準は初期撥水性評価基準と同様である。
<Water repellent durability evaluation method>
The test specimen after application after the initial water repellency evaluation is attached to a stand installed outdoors so as to be perpendicular to the ground, and exposed for 6 months in a natural environment. After exposure, dust on the surface of the test piece was gently dropped under running tap water, and after the surface was dried, the water repellency was evaluated by contact angle measurement. The contact angle (°) was determined using a contact angle measuring device (Kyowa Interface Science Co., Ltd., contact angle meter CA-X150 type, measurement conditions: room temperature, drop of distilled water; approximately 1.8 μL). The average value was obtained by measurement. The evaluation criteria are the same as the initial water repellency evaluation criteria.

<汚れ付着評価方法>
塗布後試験片の明度をあらかじめ色差計(東京電色(有)、色差計 MODEL TC−PIII、測定条件:室温)で測定しておく。屋外に設置した架台に地面に対し直角になるように塗布後試験片を取り付け、自然環境下で6ヶ月間曝露する。曝露後試験片表面のホコリを水道水流水下で軽く落とし、表面が乾いた後、色差計にて試験片の明度を測定し、未処理品の明度を100としたときの汚れ付着率を下記計算式により算出した。
汚れ付着率(%)=100X((曝露後測定値)−(曝露前測定値))/((未処理品曝露後測定値)−(未処理品曝露前測定値))
評価基準は次の通りである。
○:汚れ付着率140%未満
×:汚れ付着率140%以上
汚れ付着率が130%を超えると目視で色の違いが表れ始め、150%を超えると完全に表面が黒くなっている様を観察することができる。
<Stain adhesion evaluation method>
After application, the brightness of the test piece is measured in advance with a color difference meter (Tokyo Denshoku Co., Ltd., color difference meter MODEL TC-PIII, measurement condition: room temperature). A test piece is attached to a stand installed outdoors at a right angle to the ground and exposed for 6 months in a natural environment. After exposure, the dust on the surface of the test piece is gently dropped under running tap water, and after the surface is dried, the brightness of the test piece is measured with a color difference meter. It was calculated by the calculation formula.
Dirt adhesion rate (%) = 100X ((measured value after exposure) − (measured value before exposure)) / ((measured value after exposure to untreated product) − (measured value before exposure to untreated product))
The evaluation criteria are as follows.
○: Dirt adhesion rate of less than 140% ×: Dirt adhesion rate of 140% or more
When the dirt adhesion rate exceeds 130%, a color difference starts to appear visually, and when it exceeds 150%, it can be observed that the surface is completely black.

[実施例1]
アルキルトリメトキシシラン(アルキル基はオクチル基:20モル%、メチル基:80モル%)の加水分解縮合物(粘度 28mPa・s)、硬化触媒(テトラブチルチタネート)を表1にあるように配合した組成物を用い、試験片への塗布方法に準じ、塗布後試験片を得た。初期撥水性評価方法、撥水持続性評価方法、汚れ付着評価方法に従い評価を行った評価結果を表2に示す。
[Example 1]
Hydrolyzed condensate (viscosity: 28 mPa · s) of alkyltrimethoxysilane (alkyl group is octyl group: 20 mol%, methyl group: 80 mol%) and curing catalyst (tetrabutyl titanate) were blended as shown in Table 1. Using the composition, a test piece after application was obtained according to the method of application to the test piece. Table 2 shows the evaluation results of evaluation according to the initial water repellency evaluation method, the water repellency persistence evaluation method, and the dirt adhesion evaluation method.

[実施例2]
アルキルトリメトキシシラン(アルキル基はオクチル基:20モル%、メチル基:80モル%)の加水分解縮合物(粘度 28mPa・s)、硬化触媒(テトラブチルチタネート)、乾式シリカ(表面疎水化シリカ。疎水化率99.5%以上)を表1にあるように配合した組成物を用い、試験片への塗布方法に準じ、塗布後試験片を得た。初期撥水性評価方法、撥水持続性評価方法、汚れ付着評価方法に従い評価を行った評価結果を表2に示す。
[Example 2]
Hydrolysis condensate (viscosity: 28 mPa · s) of alkyltrimethoxysilane (alkyl group is octyl group: 20 mol%, methyl group: 80 mol%), curing catalyst (tetrabutyl titanate), dry silica (surface hydrophobized silica. Using a composition having a hydrophobization rate of 99.5% or more) as shown in Table 1, a test piece after application was obtained in accordance with the method of application to the test piece. Table 2 shows the evaluation results of evaluation according to the initial water repellency evaluation method, the water repellency persistence evaluation method, and the dirt adhesion evaluation method.

[比較例1]
アルキルトリメトキシシラン(アルキル基はメチル基:100モル%)の加水分解縮合物(粘度 26mPa・s)、硬化触媒(テトラブチルチタネート)を表1にあるように配合した組成物を用い、試験片への塗布方法に準じ、塗布後試験片を得た。初期撥水性評価方法、撥水持続性評価方法、汚れ付着評価方法に従い評価を行った評価結果を表2に示す。
[Comparative Example 1]
Using a composition in which an alkyltrimethoxysilane (alkyl group is methyl group: 100 mol%) hydrolyzed condensate (viscosity 26 mPa · s) and a curing catalyst (tetrabutyl titanate) are blended as shown in Table 1, According to the coating method, a test piece was obtained after coating. Table 2 shows the evaluation results of evaluation according to the initial water repellency evaluation method, the water repellency persistence evaluation method, and the dirt adhesion evaluation method.

本発明の自動車塗装面用コーティング剤により、初期撥水性を塗装面に与え、長期にわたってその撥水性能を維持すると共に汚れ付着低減に対する耐久性を高めることができ、有用である。   The coating agent for an automotive painted surface of the present invention is useful because it imparts initial water repellency to the painted surface, maintains its water repellency performance over a long period of time, and enhances durability against dirt adhesion reduction.

Claims (3)

(A)アルキルトリアルコキシシランおよびまたはアルキルトリクロロシランのアルキル鎖長の異なるものの混合物の加水分解縮合物、および(B)組成物を硬化するのに十分な量の硬化触媒からなり、該混合物のケイ素原子に結合したアルキル基の20〜90モル%が同一または異なっていてもよい炭素数1〜3のアルキル基であり、残余のアルキル基の10〜80モル%が同一でも異なっていてもよい炭素数4〜12のアルキル基であることを特徴とする自動車塗装面用コーティング剤組成物。   (A) a hydrolytic condensate of a mixture of alkyltrialkoxysilanes and / or alkyltrichlorosilanes having different alkyl chain lengths, and (B) a curing catalyst in an amount sufficient to cure the composition, 20 to 90 mol% of the alkyl groups bonded to the atoms are alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms which may be the same or different, and 10 to 80 mol% of the remaining alkyl groups may be the same or different A coating composition for automobile painted surfaces, which is an alkyl group of formula 4-12. (A)の加水分解縮合物の粘度が5〜100mPa・sである請求項1または2のいずれかに記載の組成物。   The composition according to claim 1, wherein the hydrolysis condensate of (A) has a viscosity of 5 to 100 mPa · s. (A)の加水分解縮合物100重量部に対して、(C)乾式シリカを0.1〜30重量部含有する請求項1または2のいずれかに記載の組成物。   The composition according to any one of claims 1 and 2, comprising 0.1 to 30 parts by weight of (C) dry silica with respect to 100 parts by weight of the hydrolysis condensate of (A).
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