JP2014009304A - Inorganic clear coating composition and method for forming double-layer coating film by using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建材用の高耐候性塗料およびそれを用いた複層塗膜に関する。より詳しくは、本発明は、被塗物である屋外で用いる建材用基材の上に複層塗膜を形成する際に用いる、高耐候性無機クリヤー塗料組成物に関する。 The present invention relates to a highly weather-resistant coating material for building materials and a multilayer coating film using the same. More specifically, the present invention relates to a highly weather-resistant inorganic clear coating composition used when forming a multilayer coating film on a building material substrate used outdoors, which is an object to be coated.
屋外の建材用塗膜は常に厳しい環境下に曝されており、近年、酸性雨、オゾン層破壊に伴う紫外線の増加等で環境はさらに悪化している。また、市場の要望により、数十年単位の長期耐久性が求められている。すなわち、過酷な環境で、耐候性や耐薬品性等の塗膜性能を長期にわたり保持できる塗料組成物が待ち望まれている。 Outdoor coating films for building materials are always exposed to harsh environments, and in recent years, the environment has been further deteriorated due to acid rain and an increase in ultraviolet rays accompanying ozone layer destruction. In addition, long-term durability of several decades is required due to market demand. That is, a coating composition that can maintain coating performance such as weather resistance and chemical resistance over a long period of time in a harsh environment is awaited.
耐久性が高いと言われる塗料としては、フッ素塗料、アクリルシリコーン塗料、無機系塗料等が挙げられる。しかしながら、フッ素塗料、アクリルシリコーン塗料では、上記塗膜性能を有するものとしては満足のいくものではない。 Examples of paints that are said to have high durability include fluorine paints, acrylic silicone paints, and inorganic paints. However, fluorine paints and acrylic silicone paints are not satisfactory as those having the above-mentioned coating film performance.
そこで、無機系塗料をクリヤー塗料として用い、耐久性を上げる試みがされている。例えば、特開平10−60377号公報(特許文献1)には、シラノール含有ポリオルガノシロキサン、グリシドキシプロピル基含有シラン、2つの加水分解基を有するシラン混合物およびアミノ基含有アルコキシシランと硬化触媒とを含有するコーティング剤組成物が開示されている。 Therefore, attempts have been made to increase durability by using an inorganic paint as a clear paint. For example, JP-A-10-60377 (Patent Document 1) discloses a silanol-containing polyorganosiloxane, a glycidoxypropyl group-containing silane, a silane mixture having two hydrolyzable groups, an amino group-containing alkoxysilane, and a curing catalyst. Disclosed is a coating composition containing
また、特開2000−239608号公報(特許文献2)には、オルガノシラン、シラノール基を有するポリオルガノシロキサン、シリカ、硬化触媒を含み、さらに、加水分解性オルガノシロキサンを含有するコーティング組成物は耐クラック性に優れた被膜を形成し得ることが開示されている。 JP 2000-239608 A (Patent Document 2) discloses a coating composition containing an organosilane, a polyorganosiloxane having a silanol group, silica, a curing catalyst, and further containing a hydrolyzable organosiloxane. It is disclosed that a film having excellent cracking properties can be formed.
発明者らは、鋭意研究の結果、この無機系クリヤー塗膜上のクラックは、建材用基材である被塗物が水と接触した際に溶出するアルカリ成分と紫外線との複合作用による塗膜の劣化が原因であることを突き止めた。 As a result of diligent research, the inventors have found that cracks on this inorganic clear coating film are caused by the combined action of alkali components and ultraviolet rays that elute when the object to be coated, which is a base material for building materials, comes into contact with water. It was determined that the deterioration was caused.
しかしながら、上記の特許文献1に開示されたコーティング組成物は、長期間使用することによりクラックが発生し、市場が塗膜の品質に対して求める長期耐久性を有していない。また、特許文献2に開示されたコーティング組成物は、アルミニウム板上に形成した塗膜の耐久性については検討されているが、建材用基材が水と接触した際にアルカリ成分を溶出し、紫外線との複合作用により塗膜にクラックが発生することにまで着目しておらず、屋外で使用する建材用基材に用いるには耐候性が不充分であった。 However, the coating composition disclosed in Patent Document 1 does not have the long-term durability that the market demands for the quality of the coating film because cracks occur when used for a long time. Moreover, although the coating composition disclosed in Patent Document 2 has been studied for the durability of the coating film formed on the aluminum plate, the alkaline component is eluted when the base material for building materials comes into contact with water, It did not pay attention to the occurrence of cracks in the coating film due to the combined action with ultraviolet rays, and the weather resistance was insufficient for use as a building material substrate used outdoors.
本発明の課題は、上記に示すような優れた塗膜性能を有するために、被塗物と水とが接触した際に溶出するアルカリ成分と紫外線との複合作用に対して、長期間、クラックが発生しにくく、かつ、長期間、高い塗膜の諸性能を維持することができる塗膜を形成できる無機クリヤー塗料組成物と、それから得られる無機の高耐候性クリヤー塗膜を提供することにある。 The object of the present invention is to provide excellent coating performance as described above, and for a long period of time against the combined action of alkali components and ultraviolet rays that are eluted when the object to be coated and water come into contact with each other. To provide an inorganic clear coating composition that can form a coating film that is less likely to generate and that can maintain various performances of a high coating film for a long period of time, and to provide an inorganic highly weather-resistant clear coating film obtained therefrom. is there.
本発明は、(a)一般式(I): The present invention relates to (a) general formula (I):
(b)一般式(II):
(B) General formula (II):
(c)三級アミン化合物およびスズ含有化合物よりなる群から選択される硬化触媒;および
(d)酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化セリウムからなる群より選ばれる1種以上の化合物である無機紫外線吸収剤
を含有する、無機クリヤー塗料組成物である。
(C) a curing catalyst selected from the group consisting of tertiary amine compounds and tin-containing compounds; and (d) one or more compounds selected from the group consisting of titanium oxide, zinc oxide, tin oxide and cerium oxide. An inorganic clear coating composition containing an ultraviolet absorber.
ここで、本発明の無機クリヤー塗料組成物は、その態様として、(a)一般式(I)で表されるシラノール基含有ポリオルガノシロキサンと(b)一般式(II)で表されるシランカップリング剤との固形分質量比が、(a):(b)=90:10〜60:40であることが好ましい。 Here, the inorganic clear coating composition of the present invention includes, as its embodiment, (a) a silanol group-containing polyorganosiloxane represented by the general formula (I) and (b) a silane cup represented by the general formula (II). It is preferable that solid content mass ratio with a ring agent is (a) :( b) = 90: 10-60: 40.
また、本発明の無機クリヤー塗料組成物は、別の態様として、(a)一般式(I)で表されるシラノール基含有ポリオルガノシロキサンが、一般式(III): In another aspect of the inorganic clear coating composition of the present invention, (a) the silanol group-containing polyorganosiloxane represented by the general formula (I) is represented by the general formula (III):
また、本発明の無機クリヤー塗料組成物は、別の態様として、(a)一般式(I)で表されるシラノール基含有ポリオルガノシロキサンが、一般式(IV): In another aspect of the inorganic clear coating composition of the present invention, (a) the silanol group-containing polyorganosiloxane represented by the general formula (I) is represented by the general formula (IV):
また、本発明の無機クリヤー塗料組成物は、別の態様として、(a)一般式(I)で表されるシラノール基含有ポリオルガノシロキサンが、一般式(V): In another aspect of the inorganic clear coating composition of the present invention, (a) the silanol group-containing polyorganosiloxane represented by the general formula (I) is represented by the general formula (V):
本発明は、被塗物上に、着色顔料含有塗料を塗布して着色顔料含有塗膜を形成し、前記着色顔料含有塗膜上に、上記の無機クリヤー塗料を塗布して無機クリヤー塗膜を形成する複層塗膜形成方法であり、上記被塗物が、被塗物100gをpHが6.7であるイオン交換水1Lに浸漬して23℃で24時間静置し、前記被塗物を取り除いた後のイオン交換水のpHが8.5以上である窯業建材または屋根用スレート建材である、複層塗膜形成方法である。 In the present invention, a colored pigment-containing coating is formed on an object to be coated to form a colored pigment-containing coating, and the inorganic clear coating is applied on the colored pigment-containing coating to form an inorganic clear coating. A method for forming a multi-layer coating film, wherein the object to be coated is immersed in 1 L of ion-exchanged water having a pH of 6.7 and left to stand at 23 ° C. for 24 hours. This is a method for forming a multilayer coating film, which is a ceramic building material or a slate building material for roofs, having a pH of 8.5 or higher after removing ion exchange water.
さらに、本発明は上記の複層塗膜形成方法によって形成された複層塗膜である。 Furthermore, this invention is a multilayer coating film formed by said multilayer coating-film formation method.
本発明の無機クリヤー塗料組成物は、特定構造を有する(a)シラノール基含有ポリオルガノシロキサン、特定構造を有する(b)シランカップリング剤、(c)硬化触媒および(d)無機紫外線吸収剤を含んでいるため、被塗物である建材用基材上に塗布して塗膜を形成したとき、被塗物と水とが接触した際に溶出するアルカリ成分と紫外線との複合作用に対して、長期間、クラックが発生しにくく、かつ、長期間、高い塗膜の諸性能を維持する塗膜を形成することができる。 The inorganic clear coating composition of the present invention comprises (a) a silanol group-containing polyorganosiloxane having a specific structure, (b) a silane coupling agent having a specific structure, (c) a curing catalyst, and (d) an inorganic ultraviolet absorber. Because it contains, when it is applied on the building material base material to be coated to form a coating film, the combined action of the alkaline component and ultraviolet rays that elute when the coating object and water come into contact with each other In addition, it is possible to form a coating film that does not easily generate cracks for a long period of time, and that maintains various performances of a high coating film for a long period of time.
本発明の無機クリヤー塗料組成物は、(a)一般式(I): The inorganic clear coating composition of the present invention comprises (a) the general formula (I):
(b)一般式(II):
(B) General formula (II):
(c)三級アミン化合物およびスズ含有化合物よりなる群から選択される硬化触媒、および、(d)酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化セリウムからなる群より選ばれる1種以上の化合物である無機紫外線吸収剤を含有する。
(C) a curing catalyst selected from the group consisting of a tertiary amine compound and a tin-containing compound, and (d) one or more compounds selected from the group consisting of titanium oxide, zinc oxide, tin oxide and cerium oxide. Contains an inorganic ultraviolet absorber.
本発明の無機クリヤー塗料組成物に含まれる(a)シラノール基含有ポリオルガノシロキサンは、シラノール基を有する第1のモノマーユニットとしてモノマーユニットA1[−Si(R1)(OH)−O−]、2つの炭化水素基を有する第2のモノマーユニットとしてモノマーユニットB1[−Si(R1)2−O−]および他のSiと結合するシロキサン構造を有する第3のモノマーユニットとしてモノマーユニットC1[−Si(R1)(X)−O−]からなるランダムコポリマーであり、一般式(I): The (a) silanol group-containing polyorganosiloxane contained in the inorganic clear coating composition of the present invention has a monomer unit A1 [—Si (R 1 ) (OH) —O—] as the first monomer unit having a silanol group, Monomer unit B1 [—Si (R 1 ) 2 —O—] as the second monomer unit having two hydrocarbon groups and monomer unit C1 [— as the third monomer unit having a siloxane structure bonded to other Si Random copolymer consisting of Si (R 1 ) (X) —O—], represented by the general formula (I):
一般式(I)中のモノマーユニットA1[−Si(R1)(OH)−O−]のコポリマー内のモル分率a1は、0.05〜0.25、好ましくは0.10〜0.25である。モル分率a1が0.05未満であれば、ランダムコポリマーの硬化点となるOH基含有量が少なすぎて、塗膜の架橋密度が低くなるため長期耐候性試験で水跡が残り、白化しやすくなる。0.25を超えると、残存するシラノール基が多くなるため耐アルカリ性が劣り、長期耐候性試験でもアルカリ成分と紫外線との複合作用による塗膜の光沢の低下やクラックが発生しやすくなる。また、塗膜形成後も残存するシラノール基の架橋が進行するため、塗膜形成後の収縮クラックも発生しやすくなる。 The molar fraction a 1 in the copolymer of the monomer unit A1 [—Si (R 1 ) (OH) —O—] in the general formula (I) is 0.05 to 0.25, preferably 0.10 to 0 .25. If the molar fraction a 1 is less than 0.05, the content of OH groups serving as the curing point of the random copolymer is too small, and the crosslink density of the coating film becomes low. It becomes easy to become. If it exceeds 0.25, the remaining silanol groups increase, resulting in poor alkali resistance, and even in a long-term weather resistance test, the coating film tends to deteriorate in gloss or crack due to the combined action of an alkali component and ultraviolet rays. Moreover, since the crosslinking of the silanol groups remaining after the coating film formation proceeds, shrinkage cracks after the coating film formation are likely to occur.
一般式(I)中のモノマーユニットB1[−Si(R1)2−O−]のコポリマー内のモル分率b1は、0〜0.25であり、より好ましくは0〜0.15である。モル分率b1が0.25を超えると、疎水性官能基が増えるため、密着性が低下し、結果的に長期耐候性試験でアルカリ成分と紫外線との複合作用による塗膜の光沢の低下や白化が発生しやすくなる。 The molar fraction b 1 in the copolymer of the monomer unit B1 [—Si (R 1 ) 2 —O—] in the general formula (I) is 0 to 0.25, more preferably 0 to 0.15. is there. When the molar fraction b 1 exceeds 0.25, the hydrophobic functional groups increase, resulting in a decrease in adhesion, resulting in a decrease in the gloss of the coating film due to the combined action of alkali components and ultraviolet rays in a long-term weather resistance test. And whitening easily occurs.
一般式(I)中のモノマーユニットC1[−Si(R1)(X)−O−]のコポリマー内のモル分率c1は、0.50〜0.95、より好ましくは0.60〜0.90である。モル分率c1が0.50未満であれば、他のユニットの比率が増えすぎることによって不具合が生じる。0.95を超えると、塗膜の架橋密度が高くなり塗膜にクラックが発生しやすくなる。なお、モル分率a1、b1、およびc1は合計すると1になる。 The molar fraction c 1 in the copolymer of the monomer unit C1 [—Si (R 1 ) (X) —O—] in the general formula (I) is 0.50 to 0.95, more preferably 0.60. 0.90. If the molar fraction c 1 is less than 0.50, problems will be caused by the ratio of other units increases too much. If it exceeds 0.95, the crosslinking density of the coating film becomes high and cracks are likely to occur in the coating film. The molar fractions a 1 , b 1 , and c 1 are 1 in total.
一般式(I)中のR1は、同一または異種の置換もしくは非置換の、合計炭素数が1〜8である1価の炭化水素基を示す。上記炭素数は置換基中の炭素原子を含める。上記炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などのアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基;フェニル基、スチリル基などの芳香族基;ビニル基、アリル基などのアルケニル基;クロロメチル基、γ−クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基などのハロゲン置換炭化水素基;γ−アクリロキシプロピル基、γ-メタクリロキシプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、γ−メルカプトプロピル基などの置換炭化水素基等を例示することができる。これらの中でも入手の容易さから合計炭素数は1〜4であることが好ましく、具体的には、炭化水素基はアルキル基またはフェニル基であることが好ましい。 R 1 in the general formula (I) represents the same or different substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms in total. The above carbon number includes the carbon atom in the substituent. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group; a cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group; a phenyl group, Aromatic groups such as styryl groups; alkenyl groups such as vinyl groups and allyl groups; halogen-substituted hydrocarbon groups such as chloromethyl groups, γ-chloropropyl groups, and 3,3,3-trifluoropropyl groups; γ-acryloxy Examples thereof include substituted hydrocarbon groups such as a propyl group, a γ-methacryloxypropyl group, a γ-glycidoxypropyl group, and a γ-mercaptopropyl group. Among these, it is preferable that the total number of carbon atoms is 1 to 4 in view of availability, and specifically, the hydrocarbon group is preferably an alkyl group or a phenyl group.
一般式(I)中のXは、酸素原子を介して、同一ポリオルガノシロキサン中または他のポリオルガノシロキサン中の骨格に存在するSiと結合し、ポリオルガノシロキサンが分岐をしているシロキサン構造を示す。 X in the general formula (I) is bonded to Si existing in the skeleton of the same polyorganosiloxane or in another polyorganosiloxane through an oxygen atom, and a siloxane structure in which the polyorganosiloxane is branched. Show.
本発明の無機クリヤー塗料組成物に含まれる(a)シラノール基含有ポリオルガノシロキサンは、一般式(I)で表されるランダムコポリマーの1つの態様として、第1のモノマーユニットとしてモノマーユニットA2[−Si(R2)(OH)−O−]および第3のモノマーユニットとしてモノマーユニットC2[−Si(R2)(X)−O−]のランダムコポリマーであり、一般式(III): The (a) silanol group-containing polyorganosiloxane contained in the inorganic clear coating composition of the present invention is, as one embodiment of the random copolymer represented by the general formula (I), the monomer unit A2 [- A random copolymer of Si (R 2 ) (OH) —O—] and the monomer unit C 2 [—Si (R 2 ) (X) —O—] as the third monomer unit, represented by the general formula (III):
一般式(III)中のR2は、同一または異種の置換もしくは非置換の、合計炭素数が1〜8である炭化水素基を示す。上記炭化水素基は、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などのアルキル基;ビニル基、アリル基などのアルケニル基;クロロメチル基、γ−クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基などのハロゲン置換アルキル基;γ−メタクリロキシプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、γ−メルカプトプロピル基などの置換アルキル基等を例示することができる。より好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基である。
一般式(III)中のXは、一般式(I)中のXと同じである。
R 2 in the general formula (III) represents an identical or different substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms in total. Examples of the hydrocarbon group include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, and butyl; alkenyl groups such as vinyl and allyl; chloromethyl, γ-chloropropyl, 3,3,3-tri Examples include halogen-substituted alkyl groups such as fluoropropyl groups; substituted alkyl groups such as γ-methacryloxypropyl groups, γ-glycidoxypropyl groups, and γ-mercaptopropyl groups. More preferably, they are a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
X in the general formula (III) is the same as X in the general formula (I).
一般式(III)中のモノマーユニットA2[−Si(R2)(OH)−O−]のコポリマー内のモル分率a2は、0.05〜0.25、好ましくは0.10〜0.25である。モル分率a2が0.05未満であれば、長期耐候性試験で白化しやすくなる。0.25を超えると、耐アルカリ性が劣り、また、長期耐候性試験でアルカリ成分と紫外線との複合作用による塗膜光沢の低下やクラックが発生しやすくなる。 The molar fraction a 2 in the copolymer of the monomer unit A2 [—Si (R 2 ) (OH) —O—] in the general formula (III) is 0.05 to 0.25, preferably 0.10 to 0 .25. If the molar fraction a 2 is less than 0.05, whitening tends to occur in the long-term weather resistance test. When it exceeds 0.25, the alkali resistance is inferior, and in the long-term weather resistance test, coating film gloss is lowered and cracks are likely to occur due to the combined action of an alkali component and ultraviolet rays.
一般式(III)中のモノマーユニットC2[−Si(R2)(X)−O−]のコポリマー内のモル分率c2は、0.75〜0.95である。0.95を超えると、塗膜の架橋密度が高くなりクラックが入りやすくなる。なお、モル分率a2とc2とは合計すると1になる。 The molar fraction c 2 in the copolymer of the monomer unit C2 [—Si (R 2 ) (X) —O—] in the general formula (III) is 0.75 to 0.95. When it exceeds 0.95, the crosslinking density of the coating film increases and cracks are likely to occur. The molar fractions a 2 and c 2 are 1 in total.
本発明による無機クリヤー塗料組成物に含まれる(a)シラノール基含有ポリオルガノシロキサンは、一般式(I)で表されるランダムコポリマーのもう1つの態様として、第1のモノマーユニットとしてモノマーユニットA3[−Si(R3)(OH)−O−]、第2のモノマーユニットとしてモノマーユニットB3[−Si(R3)2−O−]および第3のモノマーユニットとしてモノマーユニットC3[−Si(R3)(X)−O−]のランダムコポリマーであり、一般式(IV): The (a) silanol group-containing polyorganosiloxane contained in the inorganic clear coating composition according to the present invention is, as another embodiment of the random copolymer represented by the general formula (I), the monomer unit A3 [ —Si (R 3 ) (OH) —O—], monomer unit B3 [—Si (R 3 ) 2 —O—] as the second monomer unit, and monomer unit C3 [—Si (R) as the third monomer unit. 3 ) a random copolymer of (X) -O-], which has the general formula (IV):
一般式(IV)中のR3は一般式(III)中のR2と同じものを使うことができる。
一般式(IV)中のXは、一般式(I)中のXと同じである。
R 3 in the general formula (IV) may be the same as R 2 in the general formula (III).
X in general formula (IV) is the same as X in general formula (I).
一般式(IV)で表されるシラノール基含有ポリオルガノシロキサンは、一部の置換基が低級脂肪族炭化水素基を2つ含む構造を有することで、主鎖へのアルカリ成分の攻撃を防御することができ、耐アルカリ性がさらに向上する。また、塗膜に柔軟性を付与することができ、クラックが発生しにくくなる。 The silanol group-containing polyorganosiloxane represented by the general formula (IV) has a structure in which some of the substituents contain two lower aliphatic hydrocarbon groups, thereby preventing the attack of alkali components on the main chain. The alkali resistance is further improved. Moreover, a softness | flexibility can be provided to a coating film and it becomes difficult to generate | occur | produce a crack.
一般式(IV)中のモノマーユニットA3[−Si(R3)(OH)−O−]のコポリマー内のモル分率a3は、0.05〜0.25、好ましくは0.10〜0.25である。モル分率a3が0.05未満であれば、長期耐候性試験でクリヤー塗膜上に水跡が残り、白化しやすくなる。0.25を超えると、耐アルカリ性が劣り、長期耐候性試験でアルカリ成分と紫外線との複合作用による塗膜の光沢の低下やクラックが発生しやすくなる。 The molar fraction a 3 in the copolymer of the monomer unit A3 [—Si (R 3 ) (OH) —O—] in the general formula (IV) is 0.05 to 0.25, preferably 0.10 to 0 .25. If the molar fraction a 3 is less than 0.05, remainder water marks on the clear coating film with long-term weathering test, easily whitened. If it exceeds 0.25, the alkali resistance is inferior, and in the long-term weather resistance test, the coating film tends to deteriorate in gloss or crack due to the combined action of the alkali component and ultraviolet rays.
一般式(IV)中のモノマーユニットB3[−Si(R3)2−O−]のコポリマー内のモル分率b3は、0.05〜0.25、好ましくは0.05〜0.15である。モル分率b3が0.25を超えると、疎水性官能基が増えるため、密着性が低下し、長期耐候性試験でアルカリ成分と紫外線との複合作用による塗膜の光沢の低下や白化が発生しやすくなる。0.05未満であれば、当該ユニットによる、耐アルカリ性の向上及び塗膜の柔軟性を付与する効果が得られない。 The molar fraction b 3 in the copolymer of the monomer unit B3 [—Si (R 3 ) 2 —O—] in the general formula (IV) is 0.05 to 0.25, preferably 0.05 to 0.15. It is. When the molar fraction b 3 exceeds 0.25, due to the increased hydrophobic functional group, adhesion is lowered, decrease or whitening of the gloss of the coating film due to the combined action of an alkali component and the ultraviolet long-term weathering test It tends to occur. If it is less than 0.05, the effect which provides the improvement of alkali resistance and the softness | flexibility of a coating film by the said unit is not acquired.
一般式(IV)中のモノマーユニットC3[−Si(R3)(X)−O−]のコポリマー内のモル分率c3の範囲は、0.50〜0.90である。なお、モル分率a3、b3およびc3は合計すると1になる。 The range of the molar fraction c 3 in the copolymer of the monomer unit C3 [—Si (R 3 ) (X) —O—] in the general formula (IV) is 0.50 to 0.90. The molar fractions a 3 , b 3 and c 3 are 1 in total.
本発明による無機クリヤー塗料組成物に含まれる(a)シラノール基含有ポリオルガノシロキサンは、一般式(I)で表されるランダムコポリマーのもう1つの態様として、第1のモノマーユニットとしてモノマーユニットA4[−Si(R4)(OH)−O−]とモノマーユニットA5[−Si(R5)(OH)−O−]、第2のモノマーユニットとしてモノマーユニットB4[−Si(R4)2−O−]および第3のモノマーユニットとしてモノマーユニットC4[−Si(R4)(X)−O−]とモノマーユニットC5[−Si(R5)(X)−O−]のランダムコポリマーであり、一般式(V): The (a) silanol group-containing polyorganosiloxane contained in the inorganic clear coating composition according to the present invention is, as another embodiment of the random copolymer represented by the general formula (I), the monomer unit A4 [ —Si (R 4 ) (OH) —O—] and monomer unit A5 [—Si (R 5 ) (OH) —O—], and monomer unit B4 [—Si (R 4 ) 2 — as the second monomer unit. O—] and a random copolymer of monomer unit C4 [—Si (R 4 ) (X) —O—] and monomer unit C5 [—Si (R 5 ) (X) —O—] as the third monomer unit General formula (V):
一般式(V)中のR4は一般式(IV)中のR3と同じものを使うことができる。また、一般式(V)中のR5は同一または異種の置換もしくは非置換の、合計炭素数が6〜8である芳香族基を示す。上記芳香族基は、例えばフェニル基、スチリル基などである。その中でも、フェニル基が入手の容易さから好ましい。
一般式(V)中のXは、一般式(I)中のXと同じである。
R 4 in the general formula (V) may be the same as R 3 in the general formula (IV). R 5 in the general formula (V) represents the same or different substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 8 carbon atoms in total. Examples of the aromatic group include a phenyl group and a styryl group. Among these, a phenyl group is preferable from the viewpoint of availability.
X in the general formula (V) is the same as X in the general formula (I).
一般式(V)で表されるシラノール基含有ポリオルガノシロキサンの構造は、一部の置換基に立体障害の大きい芳香環を含むので、クリヤー塗膜の耐アルカリ性、耐薬品性が向上する。 Since the structure of the silanol group-containing polyorganosiloxane represented by the general formula (V) includes an aromatic ring having a large steric hindrance in some substituents, the alkali resistance and chemical resistance of the clear coating film are improved.
一般式(V)中のモノマーユニットA4[−Si(R4)(OH)−O−]のコポリマー内のモル分率a4は、0.04〜0.24、好ましくは0.10〜0.24である。 The molar fraction a 4 in the copolymer of the monomer unit A4 [—Si (R 4 ) (OH) —O—] in the general formula (V) is 0.04 to 0.24, preferably 0.10 to 0 .24.
一般式(V)中のモノマーユニットA5[−Si(R5)(OH)−O−]のコポリマー内のモル分率a5は、0.01〜0.15、好ましくは0.01〜0.10である。モル分率a5が0.15を超えると、Si−OHの反応性が低下して塗膜の架橋密度が低くなるため長期耐候性試験で白化が発生しやすくなる。なお、モル分率a4とa5とは合計して0.05〜0.25の範囲であることが好ましい。 The molar fraction a 5 in the copolymer of the monomer unit A5 [—Si (R 5 ) (OH) —O—] in the general formula (V) is 0.01 to 0.15, preferably 0.01 to 0. .10. When the molar fraction a 5 exceeds 0.15, the reactivity of the Si-OH is whitening tends to occur with long-term weathering test the crosslinking density of lower coating film decreases. The molar fractions a 4 and a 5 are preferably in the range of 0.05 to 0.25 in total.
一般式(V)中のモノマーユニットB4[−Si(R4)2−O−]のコポリマー内のモル分率b4は、0.05〜0.25、好ましくは0.10〜0.25である。モル分率b4が0.25を超えると、密着性が低下し、長期耐候性試験での塗膜の光沢が低下するおそれがある。0.05未満であれば、当該ユニットを含む効果が得られない。 The molar fraction b 4 in the copolymer of the monomer unit B4 [—Si (R 4 ) 2 —O—] in the general formula (V) is 0.05 to 0.25, preferably 0.10 to 0.25. It is. When the molar fraction b 4 exceeds 0.25, the adhesion is lowered, the gloss of the coating film with long-term weathering test may be reduced. If it is less than 0.05, the effect including the unit cannot be obtained.
一般式(V)中のモノマーユニットC4[−Si(R4)(X)−O−]のコポリマー内のモル分率c4は、0.40〜0.80である。 The molar fraction c 4 in the copolymer of the monomer unit C4 [—Si (R 4 ) (X) —O—] in the general formula (V) is 0.40 to 0.80.
一般式(V)中のモノマーユニットC5[−Si(R5)(X)−O−]のコポリマー内のモル分率c5は、0.05〜0.15、好ましくは0.05〜0.10である。モル分率c5が0.15を超えると、塗膜の架橋密度が低くなり長期耐候性試験で白化が発生しやすくなる。なお、モル分率a4、a5、b4、c4およびc5は合計すると1になる。 The molar fraction c 5 in the copolymer of the monomer unit C5 [—Si (R 5 ) (X) —O—] in the general formula (V) is 0.05 to 0.15, preferably 0.05 to 0. .10. When the molar fraction c 5 exceeds 0.15, the crosslinking density of the coating film whitening tends to occur with long-term weathering test decreases. The molar fractions a 4 , a 5 , b 4 , c 4 and c 5 are 1 in total.
上記モル分率は例えば、29Si−NMRスペクトルにより求めることができる。具体的には、例えば一般式(V)で表されるシラノール基含有ポリオルガノシロキサンであれば、第1のモノマーユニットであるモノマーユニットA4[−Si(R4)(OH)−O−]のSiシグナルは−53〜−60ppm付近に、モノマーユニットA5[−Si(R5)(OH)−O−]のSiシグナルは−67〜−73ppm付近に観測できる。これらのシグナルの積分値をT2およびT2’とする。また、第2のモノマーユニットであるモノマーユニットB4[−Si(R4)2−O−]のSiシグナルは−15〜−25ppm付近に観測できる。このシグナルの積分値をD2とする。第3のモノマーユニットであるモノマーユニットC4[−Si(R4)(X)−O−]のSiシグナルは−62〜−70ppm付近に、モノマーユニットC5[−Si(R5)(X)−O−]のSiシグナルは−74〜−84ppm付近に観測できる。これらのシグナルの積分値をT3およびT3’とする。
なお、モノマーユニットA5のピークはC4のNMRのピークよりも高磁場側に観察される。
The molar fraction can be determined by, for example, 29 Si-NMR spectrum. Specifically, for example, in the case of a silanol group-containing polyorganosiloxane represented by the general formula (V), the first monomer unit A4 [—Si (R 4 ) (OH) —O—] is used. The Si signal can be observed in the vicinity of −53 to −60 ppm, and the Si signal of the monomer unit A5 [—Si (R 5 ) (OH) —O—] can be observed in the vicinity of −67 to −73 ppm. The integrated values of these signals are T2 and T2 ′. Further, the Si signal of the monomer unit B4 [—Si (R 4 ) 2 —O—] as the second monomer unit can be observed in the vicinity of −15 to −25 ppm. The integrated value of this signal is D2. The monomer unit C4 [—Si (R 4 ) (X) —O—] of the third monomer unit has a Si signal in the vicinity of −62 to −70 ppm, and the monomer unit C5 [—Si (R 5 ) (X) — The O-] Si signal can be observed in the vicinity of -74 to -84 ppm. The integrated values of these signals are T3 and T3 ′.
The peak of the monomer unit A5 is observed on the higher magnetic field side than the C4 NMR peak.
モル分率の計算は、例えば、モル分率a4であれば、下式で計算できる。他のモル分率も同様の方法で計算することができる。 Calculation of mole fraction, for example, if the mole fraction a 4, can be calculated by the following expression. Other mole fractions can be calculated in a similar manner.
〔数1〕
モル分率a4=T2/(T2+T2’+D2+T3+T3’)
[Equation 1]
Molar fraction a 4 = T2 / (T2 + T2 ′ + D2 + T3 + T3 ′)
(a)シラノール基含有ポリオルガノシロキサンは、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシランなどの同一または異種の置換もしくは非置換の、合計炭素数が1〜8である1価の炭化水素基を有するアルキルトリクロロシラン、芳香族トリクロロシランまたはジアルキルジシクロロシラン、もしくはこれらに対応するアルコキシシランの1種もしくは2種以上の混合物を公知の方法により大量の水で加水分解することにより得ることができる。 (A) The silanol group-containing polyorganosiloxane is a monovalent having 1 to 8 carbon atoms in total, having the same or different substituted or unsubstituted methyltrichlorosilane, ethyltrichlorosilane, phenyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, etc. Obtained by hydrolyzing an alkyltrichlorosilane having a hydrocarbon group, aromatic trichlorosilane or dialkyldicyclosilane, or one or a mixture of two or more alkoxysilanes corresponding thereto with a large amount of water by a known method. Can do.
シラノール基はシラノール基同士またはシラノール基とアルコキシシリル基が縮合反応を起こすが、反応温度、反応時間、反応時の濃度等の条件により、縮合反応速度が変わる。シラノール基を有する第一モノマーユニットのモル分率を反応途中で29Si−NMRスペクトルによる上記計測方法により算出することで、適宜、上記反応条件を調整する。 Silanol groups cause a condensation reaction between silanol groups or between a silanol group and an alkoxysilyl group, but the condensation reaction rate varies depending on conditions such as reaction temperature, reaction time, and concentration during the reaction. The reaction conditions are appropriately adjusted by calculating the molar fraction of the first monomer unit having a silanol group by the above measurement method based on 29 Si-NMR spectrum during the reaction.
(a)シラノール基含有ポリオルガノシロキサンの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定によるポリスチレン換算で、1,500〜200,000、好ましくは3,000〜100,000である。 (A) The weight average molecular weight of the silanol group-containing polyorganosiloxane is 1,500 to 200,000, preferably 3,000 to 100,000, in terms of polystyrene as measured by gel permeation chromatography (GPC).
重量平均分子量が1,500未満であれば塗膜の形成が不充分となり耐アルカリ性や耐薬品性が低下するおそれがある。200,000を超えると、塗料の安定性が低下するおそれがある。 If the weight average molecular weight is less than 1,500, the coating film is not sufficiently formed, and the alkali resistance and chemical resistance may be lowered. If it exceeds 200,000, the stability of the paint may be reduced.
本発明の無機クリヤー塗料組成物の固形分100質量部中の、(a)シラノール基含有ポリオルガノシロキサンの含有量は、2〜40質量部である。2質量部未満であれば、塗布効率が悪く、40質量部を超えると、粘度が高すぎて、塗料製造効率、塗布作業性が劣るおそれがある。 Content of (a) silanol group containing polyorganosiloxane in 100 mass parts of solid content of the inorganic clear coating composition of this invention is 2-40 mass parts. If it is less than 2 parts by mass, the coating efficiency is poor, and if it exceeds 40 parts by mass, the viscosity is too high and the coating production efficiency and the coating workability may be inferior.
本発明の無機クリヤー塗料組成物に含まれる(b)シランカップリング剤は以下の一般式(II): The (b) silane coupling agent contained in the inorganic clear coating composition of the present invention has the following general formula (II):
本発明による無機クリヤー塗料組成物に含まれる(b)シランカップリング剤におけるYは、1つ以上の反応性官能基により置換された、合計炭素数が1〜8である1価の炭化水素基であり、上記反応性官能基はグリシジルオキシ基、アミノ基、メルカプト基、ビニル基および(メタ)アクリロイル基よりなる群から選択される1種以上の官能基である。 Y in the (b) silane coupling agent contained in the inorganic clear coating composition according to the present invention is a monovalent hydrocarbon group substituted with one or more reactive functional groups and having 1 to 8 carbon atoms in total. The reactive functional group is at least one functional group selected from the group consisting of a glycidyloxy group, an amino group, a mercapto group, a vinyl group, and a (meth) acryloyl group.
本発明による無機クリヤー塗料組成物に含まれる(b)シランカップリング剤は、(a)シラノール基含有ポリオルガノシロキサンのシラノール基と架橋して、残存シラノールを少なくすることにより、塗膜の耐アルカリ性を向上させる。また、塗膜に柔軟性を付与し、長期耐候性試験でのクラックの発生を防ぐことができる。 The (b) silane coupling agent contained in the inorganic clear coating composition according to the present invention is (a) crosslinked with the silanol group of the silanol group-containing polyorganosiloxane to reduce the residual silanol, thereby reducing the alkali resistance of the coating film. To improve. Moreover, a softness | flexibility can be provided to a coating film and generation | occurrence | production of the crack in a long-term weather resistance test can be prevented.
(b)シランカップリング剤におけるR6はフェニル基または炭素数1〜8の炭化水素基であり、より好ましくは、フェニル基、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基である。また、R7は炭素数1〜4のアルキル基であり、より好ましくは、メチル基、エチル基である。 (B) R 6 in the silane coupling agent is a phenyl group or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and more preferably a phenyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group. R 7 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group.
本発明による無機クリヤー塗料組成物に含まれる(b)シランカップリング剤において、用いることができるシランカップリング剤は、特に限定されず、例えば、信越化学工業社、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社、東レダウコーニング社、エボニックデグサジャパン社、チッソ社等から販売されているビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらのシランカップリング剤は、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、密着性の向上において特に優れた効果を有することから、グリシジルオキシ基を有するシランカップリング剤を使用することがより好ましい。 In the (b) silane coupling agent contained in the inorganic clear coating composition according to the present invention, the silane coupling agent that can be used is not particularly limited. For example, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Momentive Performance Materials, Vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyl sold by Toray Dow Corning, Evonik Degussa Japan, Chisso, etc. Dimethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylto Limethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyl A trimethoxysilane etc. can be mentioned. These silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is more preferable to use a silane coupling agent having a glycidyloxy group because it has a particularly excellent effect in improving adhesion.
本発明の無機クリヤー塗料組成物において、(a)シラノール基含有ポリオルガノシロキサンと(b)シランカップリング剤との固形分質量比は90:10〜60:40が好ましい。(b)シランカップリング剤の比が10未満であれば、塗膜の架橋が十分に進行せず、残存するシラノール基が多くなり、塗膜に柔軟性がなく、長期耐候性試験で光沢が低下するおそれがある。(b)シランカップリング剤の比が40を超えると、架橋が進みすぎて、塗膜に応力がかかり、クラックが発生するおそれがある。さらに好ましくは85:15〜65:35である。 In the inorganic clear coating composition of the present invention, the solid content mass ratio of (a) silanol group-containing polyorganosiloxane and (b) silane coupling agent is preferably 90:10 to 60:40. (B) If the ratio of the silane coupling agent is less than 10, crosslinking of the coating does not proceed sufficiently, the remaining silanol groups increase, the coating is not flexible, and gloss is obtained in a long-term weather resistance test. May decrease. (B) When the ratio of the silane coupling agent exceeds 40, the crosslinking proceeds too much, stress is applied to the coating film, and cracks may occur. More preferably, it is 85: 15-65: 35.
本発明の無機クリヤー塗料組成物に含まれる(c)硬化触媒は三級アミン化合物およびスズ含有化合物からなる群から選択されるものである。上記三級アミン化合物は、具体的には、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N−ジメチルドデシルアミン等のアミン類;トリエタノールアミン等のエタノールアミン類;N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン等のアミノアルコール類;ピリジン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン等のアミノ基を有するその他の有機化合物類;1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5(DBN)等が挙げられる。 The (c) curing catalyst contained in the inorganic clear coating composition of the present invention is selected from the group consisting of tertiary amine compounds and tin-containing compounds. Specific examples of the tertiary amine compound include trimethylamine, triethylamine, tributylamine, amines such as N, N-dimethyldodecylamine; ethanolamines such as triethanolamine; N, N-dimethylethanolamine, N, Amino alcohols such as N-diethylethanolamine and N-methyldiethanolamine; other organic compounds having an amino group such as pyridine, polyvinylamine and polyallylamine; 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 (DBU), 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO), 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5 (DBN) and the like.
上記スズ含有化合物は、具体的には、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオクチエート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオレエート、ジオクチルスズジラウレート、ジフェニルスズジアセテート、酸化ジブチルスズ、ジブチルスズジメトキシド、ジブチルスズ(トリエトキシシロキシ)スズジブチルスズビス(アセチルアセトネート)が挙げられる。 Specific examples of the tin-containing compound include dibutyltin dilaurate, dibutyltin dioctate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dioleate, dioctyltin dilaurate, diphenyltin diacetate, dibutyltin oxide, dibutyltin dimethoxide, and dibutyltin (triethoxysiloxy) tin. And dibutyltin bis (acetylacetonate).
上記(c)硬化触媒としては、DBU、N,N−ジメチルドデシルアミン、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテートからなる群から選択されることが好ましく、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The (c) curing catalyst is preferably selected from the group consisting of DBU, N, N-dimethyldodecylamine, dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, and dibutyltin diacetate, and only one type may be used. You may use combining more than a seed.
本発明の無機クリヤー塗料組成物において、(c)硬化触媒の含有量は、(a)シラノール基含有ポリオルガノシロキサンの固形分質量に対して0.1〜10質量%であることが好ましい。 In the inorganic clear coating composition of the present invention, the content of the (c) curing catalyst is preferably 0.1 to 10% by mass with respect to the solid content mass of the (a) silanol group-containing polyorganosiloxane.
本発明による無機クリヤー塗料組成物に含まれる(d)無機紫外線吸収剤は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化セリウムからなる群より選ばれる1種以上の化合物である。無機紫外線吸収剤を用いることで、得られる塗膜の長期耐候性を維持することができるとともに、耐アルカリ性をも向上できる。より好ましくは酸化亜鉛または酸化セリウムであり、さらに好ましくはこれらの表面を疎水処理したものである。このようなもので市販品としては、例えば、酸化亜鉛であればNANOFINE−50A(堺化学工業社製)のように酸化亜鉛微粒子の表面に含水ケイ素酸化合物からなる高密度の被覆層を形成し、さらにその上にオルガノポリシロキサンで被覆層を形成したものが挙げられる。 The inorganic ultraviolet absorber (d) contained in the inorganic clear coating composition according to the present invention is one or more compounds selected from the group consisting of titanium oxide, zinc oxide, tin oxide and cerium oxide. By using an inorganic ultraviolet absorber, long-term weather resistance of the resulting coating film can be maintained, and alkali resistance can also be improved. Zinc oxide or cerium oxide is more preferred, and those surfaces subjected to hydrophobic treatment are more preferred. As such a commercial product, for example, in the case of zinc oxide, a high-density coating layer made of a hydrous silicon acid compound is formed on the surface of the zinc oxide fine particles, such as NANOFINE-50A (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.). Furthermore, the thing which formed the coating layer with organopolysiloxane on it further is mentioned.
無機紫外線吸収剤の平均粒子径は、好ましくは0.20μm以下、より好ましくは0.15μm以下である。平均粒子径が0.20μmを超えると塗膜が白濁する。上記平均粒子径は体積換算であり、レーザー光散乱法で測定することによって決定できる。 The average particle size of the inorganic ultraviolet absorber is preferably 0.20 μm or less, more preferably 0.15 μm or less. When the average particle diameter exceeds 0.20 μm, the coating film becomes cloudy. The said average particle diameter is volume conversion and can be determined by measuring with a laser light scattering method.
本発明の無機クリヤー塗料組成物において、(a)シラノール基含有ポリオルガノシロキサンと(b)シランカップリング剤の合計固形分と(d)無機紫外線吸収剤の固形分との質量比は100:10〜100:50であることが好ましい。(d)無機紫外線吸収剤の比が10未満であれば、無機紫外線吸収剤の量が少なすぎて得られる塗膜の耐候性が低下するおそれがある。(d)無機紫外線吸収剤の比が50を超えると、無機紫外線吸収剤の量が多すぎて得られる塗膜にクラックが発生するおそれがある。
上記無機紫外線吸収剤は、無機クリヤー塗料組成物に直接添加してもよいし、分散樹脂と溶剤によりペースト化した後に添加してもよい。
In the inorganic clear coating composition of the present invention, the mass ratio of the total solid content of (a) silanol group-containing polyorganosiloxane and (b) silane coupling agent to the solid content of (d) inorganic ultraviolet absorber is 100: 10. It is preferably ~ 100: 50. (D) If the ratio of the inorganic ultraviolet absorber is less than 10, the weather resistance of the coating film obtained when the amount of the inorganic ultraviolet absorber is too small may be lowered. (D) When the ratio of the inorganic ultraviolet absorber exceeds 50, there is a possibility that cracks may occur in the coating film obtained because the amount of the inorganic ultraviolet absorber is too large.
The inorganic ultraviolet absorber may be added directly to the inorganic clear coating composition, or may be added after making a paste with a dispersion resin and a solvent.
本発明の無機クリヤー塗料組成物は、上記シラノール基含有ポリオルガノシロキサン、(b)シランカップリング剤、(c)硬化触媒および(d)無機紫外線吸収剤以外に、その他、通常の塗料と同様の各種添加剤等を含むことができる。上記各種添加剤として、例えば、表面調整剤、防腐剤、防かび剤、消泡剤、光安定剤、酸化防止剤、粘性調整剤などが挙げられる。本発明の無機クリヤー塗料組成物は、上述した各成分を攪拌機などにより混合し攪拌することによって調製することができる。 In addition to the silanol group-containing polyorganosiloxane, (b) silane coupling agent, (c) curing catalyst, and (d) inorganic ultraviolet absorber, the inorganic clear coating composition of the present invention is the same as the ordinary coating material. Various additives and the like can be included. Examples of the various additives include surface conditioners, antiseptics, fungicides, antifoaming agents, light stabilizers, antioxidants, viscosity modifiers, and the like. The inorganic clear coating composition of the present invention can be prepared by mixing and stirring the above-described components with a stirrer or the like.
本発明の複層塗膜形成方法は、被塗物上に、着色顔料含有塗料を塗布して着色顔料含有塗膜を形成し、その上に、上述の無機クリヤー塗料組成物を塗布して無機クリヤー塗膜を形成するものである。 In the method for forming a multilayer coating film of the present invention, a colored pigment-containing coating is formed on an object to be coated to form a colored pigment-containing coating, and the above-described inorganic clear coating composition is applied thereon to form an inorganic coating. A clear coating film is formed.
上記被塗物は、被塗物100gをpHが6.7であるイオン交換水1Lに浸漬して23℃で24時間静置し、上記被塗物を取り除いた後のイオン交換水のpHが8.5以上である窯業建材または屋根用スレート建材である。このような被塗物は、水と接触することでアルカリ成分が溶出するものであり、本発明の複層塗膜形成方法が優れた効果を発現できるものである。上記窯業建材または屋根用スレート建材は、具体的には、外壁仕上げ材として用いられるものであり、窯業建材は窯業系サイディングとも呼ばれている。上記窯業建材及び屋根用スレート建材は、具体的には、セメント、ケイ酸質原料、繊維質原料、混和材料などを用いて板状に成型し、乾燥(養生・硬化)させることによって製造される、JIS A 5422に規定された建材、JIS A 5423に規定された化粧スレート、硬質木質セメント板、押出成型セメント板、軽量発泡コンクリート(ALC)などが挙げられる。上記試験によるイオン交換水のpHは、例えば、硬質木質セメント板では11.4、押出成型セメント板では11.2、軽量発泡コンクリート(ALC)では9.8である。なお、アルミニウム板では6.7であり、変化はない。 The coating object is obtained by immersing 100 g of the coating object in 1 L of ion-exchanged water having a pH of 6.7 and allowing it to stand at 23 ° C. for 24 hours, so that the pH of the ion-exchanged water after removing the coating object is It is a ceramic building material or roof slate building material that is 8.5 or more. In such an object to be coated, an alkaline component is eluted by contact with water, and the multilayer coating film forming method of the present invention can exhibit an excellent effect. The ceramic building material or the slate building material for roof is specifically used as an outer wall finishing material, and the ceramic building material is also called a ceramic siding. The ceramic building material and the slate building material for roof are specifically manufactured by molding into a plate shape using cement, siliceous raw material, fibrous raw material, admixture, etc., and drying (curing / curing). , Building materials specified in JIS A 5422, decorative slate specified in JIS A 5423, hard wood cement board, extruded cement board, lightweight foamed concrete (ALC), and the like. The pH of ion-exchanged water according to the above test is, for example, 11.4 for hard wood cement board, 11.2 for extruded cement board, and 9.8 for lightweight foamed concrete (ALC). In addition, it is 6.7 in an aluminum plate, and there is no change.
上記被塗物は、密着性向上や耐水性、耐透水性などを向上させるために、予め、当業者において通常用いられるシーラーを塗布してシーラー塗膜を形成していても良い。 In order to improve adhesion, water resistance, water permeation resistance, and the like, the object to be coated may be previously applied with a sealer usually used by those skilled in the art to form a sealer coating film.
複層塗膜形成方法
本発明の複層塗膜形成方法は、まず、上記被塗物上に、着色顔料含有塗料を塗布して着色顔料含有塗膜を形成するものである。
上記着色顔料含有塗料は、通常、樹脂と着色顔料とを含んでいる。上記樹脂としては特に限定されず、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂エマルション、酢酸ビニル樹脂エマルション、フッ素樹脂エマルション、塩化ビニルエマルションなどを挙げることができる。
Multi-layer coating film forming method In the multi-layer coating film forming method of the present invention, first, a color pigment-containing coating film is formed by applying a color pigment-containing paint on the article to be coated.
The colored pigment-containing paint usually contains a resin and a colored pigment. It does not specifically limit as said resin, An acrylic resin, an acrylic urethane resin, a fluororesin, a polyester resin, an epoxy resin, a urethane resin emulsion, a vinyl acetate resin emulsion, a fluororesin emulsion, a vinyl chloride emulsion etc. can be mentioned.
上記着色顔料としては、特に限定されず、例えば、ジケトピロロピロール系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、などの有機系着色顔料;黄色酸化鉄、ベンガラ、チタンイエロー、亜鉛華、カーボンブラック、二酸化チタン、コバルトブルーなどの無機系着色顔料;マイカ顔料;アルミナフレーク顔料、金属チタンフレーク、有色偏平顔料;などが挙げられる。 The color pigment is not particularly limited, and examples thereof include organic color pigments such as diketopyrrolopyrrole pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, and isoindolinone pigments; yellow iron oxide, bengara, titanium yellow, Examples thereof include inorganic colored pigments such as zinc white, carbon black, titanium dioxide, and cobalt blue; mica pigments; alumina flake pigments, metallic titanium flakes, and colored flat pigments.
着色顔料含有塗料は、上記樹脂および着色顔料の他、必要に応じその他の成分を含んでもよい。その他の成分として、例えば、体質顔料(炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、珪酸マグネシウム、クレー、タルク、シリカ、焼成カオリンなど)意匠材料(砂、硅砂、カラーサンド、ビーズ、カラーチップ、ガラスチップおよびカラービーズなど)、造膜助剤、表面調整剤、防腐剤、防かび剤、消泡剤、光安定剤、酸化防止剤、pH調整剤、粘性調整剤などが挙げられる。 The color pigment-containing paint may contain other components as necessary in addition to the resin and the color pigment. Other components include, for example, extender pigments (calcium carbonate, barium sulfate, barium carbonate, magnesium silicate, clay, talc, silica, calcined kaolin, etc.) design materials (sand, cinnabar sand, colored sand, beads, colored chips, glass chips and Color beads, etc.), film-forming aids, surface conditioners, antiseptics, fungicides, antifoaming agents, light stabilizers, antioxidants, pH adjusters, viscosity adjusters and the like.
上記着色顔料含有塗料の固形分に対する顔料質量濃度(PWC)は5〜70質量%であることが好ましい。上記PWCが5質量%未満であると、下地隠蔽性が劣り、上記PWCが70質量%を超えると、耐侯性が低下するおそれがある。PWCは20〜45質量%であることがより好ましい。 The pigment mass concentration (PWC) with respect to the solid content of the colored pigment-containing coating is preferably 5 to 70% by mass. When the PWC is less than 5% by mass, the base concealing property is inferior, and when the PWC exceeds 70% by mass, the weather resistance may be lowered. The PWC is more preferably 20 to 45% by mass.
上記着色顔料含有塗料は、上記樹脂および着色顔料、必要に応じその他の成分を、攪拌機などにより攪拌、混合することによって調製することができる。 The colored pigment-containing paint can be prepared by stirring and mixing the resin, the colored pigment, and if necessary, other components with a stirrer or the like.
上記着色顔料含有塗料の塗布方法としては特に限定されず、例えば、浸漬、刷毛、ローラー、ロールコーター、エアスプレー、エアレススプレー、カーテンフローコーター、ローラーカーテンコーター、ダイコーター等の一般に用いられている塗布方法等を挙げることができる。これらは基材の用途に応じて適宜選択することができる。 The application method of the color pigment-containing paint is not particularly limited, and for example, commonly used applications such as immersion, brush, roller, roll coater, air spray, airless spray, curtain flow coater, roller curtain coater, die coater, etc. The method etc. can be mentioned. These can be appropriately selected according to the use of the substrate.
塗布した後、そのまま放置または加熱して強制乾燥することによって、着色顔料含有塗膜を形成することができる。
このようにして得られる着色顔料含有塗膜の膜厚は5〜350μm、好ましくは20〜300μmである。
After coating, the colored pigment-containing coating film can be formed by leaving or heating as it is and forced drying.
The color pigment-containing coating film thus obtained has a thickness of 5 to 350 μm, preferably 20 to 300 μm.
本発明の複層塗膜形成方法は、次に、得られた着色顔料含有塗膜上に上述の無機クリヤー塗料を塗布して無機クリヤー塗膜を形成するものである。上記無機クリヤー塗料の塗布方法としては特に限定されず、上記着色顔料含有塗料で述べたものが挙げられる。 In the method for forming a multilayer coating film of the present invention, the inorganic clear coating film is then formed by applying the above-mentioned inorganic clear coating material on the obtained color pigment-containing coating film. The method for applying the inorganic clear paint is not particularly limited, and examples thereof include those described for the color pigment-containing paint.
塗布した後、そのまま放置または加熱して強制乾燥することによって、無機クリヤー塗膜を形成することができる。
このようにして得られる無機クリヤー塗膜の膜厚は0.5〜10μm、好ましくは1〜5μmである。
After coating, the inorganic clear coating film can be formed by leaving or heating as it is and forced drying.
The film thickness of the inorganic clear coating film thus obtained is 0.5 to 10 μm, preferably 1 to 5 μm.
なお、本発明の複層塗膜形成方法の後、得られた無機クリヤー塗膜上に親水化処理剤を塗布して親水化処理膜を形成することができる。上記親水化処理剤としては特に限定されず、例えば、界面活性剤とコロイダルシリカとからなり、さらに、酸化亜鉛、酸化チタンなどの光触媒を含むものを挙げることができる。上記親水化処理剤の塗布方法としては特に限定されず、上記着色顔料含有塗料で述べたものが挙げられる。 In addition, the hydrophilic treatment film | membrane can be formed by apply | coating a hydrophilic treatment agent on the obtained inorganic clear coating film after the multilayer coating-film formation method of this invention. The hydrophilic treatment agent is not particularly limited, and examples thereof include those comprising a surfactant and colloidal silica and further containing a photocatalyst such as zinc oxide and titanium oxide. It does not specifically limit as a coating method of the said hydrophilic treatment agent, What was described by the said color pigment containing coating material is mentioned.
複層塗膜
本発明の複層塗膜は、上述の複層塗膜形成方法によって得られるものである。本発明の複層塗膜の膜厚は6〜350μm、好ましくは20〜300μmである。
Multi-layer coating film The multi-layer coating film of the present invention is obtained by the above-mentioned multi-layer coating film forming method. The film thickness of the multilayer coating film of the present invention is 6 to 350 μm, preferably 20 to 300 μm.
製造例1 シラノール基含有ポリオルガノシロキサン1の調整
表1に示すように、メチルトリクロロシラン300部をトルエン300部と混合し、これを、還流冷却器付きの容器に入れた水700部とメタノール100部の混合液中に、温度を50℃以下に保ちながら撹拌しつつ滴下し、8時間かけて、加水分解・縮合させた。生成したシラノール基含有ポリオルガノシロキサンを水で洗浄し、副生した塩化水素を除去した。これを減圧下で加熱し、溶剤の一部として残存する水を除去し、固形分濃度50%のシラノール基含有ポリオルガノシロキサンのトルエン溶液Aを得た。得られたトルエン溶液Aを撹拌機、コンデンサー、減圧装置、及び温度計を備えた脱溶剤装置に仕込み、減圧下にて50℃に加熱して、5時間かけて溶剤を完全に留去した。得られたシラノール基含有ポリオルガノシロキサン1は、軟化点109℃の固体であった。
Production Example 1 Preparation of Silanol Group-Containing Polyorganosiloxane 1 As shown in Table 1, 300 parts of methyltrichlorosilane was mixed with 300 parts of toluene, and 700 parts of water and 100 parts of methanol in a container equipped with a reflux condenser. The mixture was added dropwise with stirring while keeping the temperature at 50 ° C. or lower, and hydrolyzed / condensed over 8 hours. The produced silanol group-containing polyorganosiloxane was washed with water to remove by-produced hydrogen chloride. This was heated under reduced pressure to remove water remaining as a part of the solvent, and a toluene solution A of a silanol group-containing polyorganosiloxane having a solid content concentration of 50% was obtained. The obtained toluene solution A was charged into a solvent removal apparatus equipped with a stirrer, a condenser, a decompression device, and a thermometer, heated to 50 ° C. under reduced pressure, and the solvent was completely distilled off over 5 hours. The resulting silanol group-containing polyorganosiloxane 1 was a solid having a softening point of 109 ° C.
得られたシラノール基含有ポリオルガノシロキサン1に含まれる第1のモノマーユニットであるモノマーユニットA2[−Si(CH3)(OH)−O−]および第3のモノマーユニットであるモノマーユニットC2[−Si(CH3)(X)−O−]を29Si−NMRスペクトルにより求めた。なお、Xは酸素原子を介して、同一ポリオルガノシロキサン中または他のポリオルガノシロキサン中の骨格に存在するSiと結合するシロキサン構造を示す。
具体的には、モノマーユニットA2のSiシグナルは−53〜−60ppm付近、モノマーユニットC2のSiシグナルは−62〜−70ppm付近に観測できるので、これらのシグナルの積分値を求める。
次に、モノマーユニットA2のSiシグナルの積分値をT2、モノマーユニットC2のSiシグナルの積分値をT3とすると、モノマーユニットA2のモル分率a2は、下式で計算できる。
Monomer unit A2 [—Si (CH 3 ) (OH) —O—] as the first monomer unit and monomer unit C2 [— as the third monomer unit contained in the obtained silanol group-containing polyorganosiloxane 1 Si (CH 3 ) (X) —O—] was determined by 29 Si-NMR spectrum. X represents a siloxane structure bonded to Si existing in a skeleton in the same polyorganosiloxane or another polyorganosiloxane through an oxygen atom.
Specifically, since the Si signal of the monomer unit A2 can be observed in the vicinity of −53 to −60 ppm and the Si signal of the monomer unit C2 can be observed in the vicinity of −62 to −70 ppm, the integral value of these signals is obtained.
Then, an integral value of Si signal monomer units A2 T2, when the integral value of the Si signal monomer units C2 and T3, the molar fraction a 2 monomer units A2 can be calculated by the following expression.
〔数1〕
モル分率a2=T2/(T2+T3)
[Equation 1]
Molar fraction a 2 = T2 / (T2 + T3)
シラノール基含有ポリオルガノシロキサン1は、D2=0、T2=1.2716、T3=7.1618であったので、29Si−NMRスペクトルにより求めたモル分率a2は、1.2716/(1.2716+7.1618)=0.15であった。また、モル分率c2は0.85であった。 Since the silanol group-containing polyorganosiloxane 1 had D2 = 0, T2 = 1.2716, and T3 = 7.1618, the molar fraction a 2 determined by 29 Si-NMR spectrum was 1.2716 / (1 2716 + 7.1618) = 0.15. The molar fraction c 2 was 0.85.
得られたシラノール基含有ポリオルガノシロキサン1の重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定し、ポリスチレン換算したところ、9,600であった。 It was 9,600 when the weight average molecular weight of the obtained silanol group containing polyorganosiloxane 1 was measured by gel permeation chromatography, and converted into polystyrene.
製造例2 シラノール基含有ポリオルガノシロキサン2の調製
製造例1と同様に、表1の配合にもとづき、液体のシラノール基含有ポリオルガノシロキサン2を調製した。
得られたシラノール基含有ポリオルガノシロキサン2のモノマーユニットA3[−Si(CH3)(OH)−O−]、モノマーユニットB3[−Si(CH3)2−O−]、モノマーユニットC3[−Si(CH3)(X)−O−]のモル分率a3、b3、c3を29Si−NMRスペクトルにより求めた。モノマーユニットA3およびC3のSiシグナルはモノマーユニットA2およびC2と同じ位置に観察される。モノマーユニットB3のSiシグナルは−15〜−25ppm付近に観測できる。観察されたピークの積分値を求め、モル分率を計算した。求めたモル分率は表1に示す。
また、ポリスチレン換算による重量平均分子量は55,000であった。
Production Example 2 Preparation of Silanol Group-Containing Polyorganosiloxane 2 Similarly to Production Example 1, a liquid silanol group-containing polyorganosiloxane 2 was prepared based on the formulation shown in Table 1.
Monomer unit A3 [—Si (CH 3 ) (OH) —O—], monomer unit B3 [—Si (CH 3 ) 2 —O—], monomer unit C3 [— of the resulting silanol group-containing polyorganosiloxane 2 The molar fractions a 3 , b 3 , and c 3 of Si (CH 3 ) (X) —O—] were determined by 29 Si-NMR spectrum. The Si signals of monomer units A3 and C3 are observed at the same positions as monomer units A2 and C2. The Si signal of monomer unit B3 can be observed in the vicinity of −15 to −25 ppm. The integrated value of the observed peak was determined and the molar fraction was calculated. The obtained molar fraction is shown in Table 1.
Moreover, the weight average molecular weight by polystyrene conversion was 55,000.
製造例3 シラノール基含有ポリオルガノシロキサン3の調製
製造例1と同様に、表1の配合にもとづき、液体のシラノール基含有ポリオルガノシロキサン3を調製した。
得られたシラノール基含有ポリオルガノシロキサン3のモノマーユニットA4[−Si(CH3)(OH)−O−]、モノマーユニットA5[−Si(Ph)(OH)−O−]、モノマーユニットB4[−Si(CH3)2−O−]、モノマーユニットC4[−Si(CH3)(X)−O−]、モノマーユニットC5[−Si(Ph)(X)−O−]のモル分率a4、a5、b4、c4、c5を29Si−NMRスペクトルにより求めた。モノマーユニットA4、B4およびC4のSiシグナルはモノマーユニットA3、B3およびC3と同じ位置に観察される。モノマーユニットB5のSiシグナルは−67〜−73ppm付近に、モノマーユニットB5のSiシグナルは−74〜−84ppm付近に観測できる。観察されたピークの積分値を求め、モル分率を計算した。求めたモル分率は表1に示す。
また、ポリスチレン換算による重量平均分子量は23,000であった。
Production Example 3 Preparation of Silanol Group-Containing Polyorganosiloxane 3 Similarly to Production Example 1, a liquid silanol group-containing polyorganosiloxane 3 was prepared based on the formulation shown in Table 1.
Monomer unit A4 [—Si (CH 3 ) (OH) —O—], monomer unit A5 [—Si (Ph) (OH) —O—], monomer unit B4 [] of the resulting silanol group-containing polyorganosiloxane 3 -Si (CH 3) 2 -O-] , the monomer unit C4 [-Si (CH 3) ( X) -O-], the molar fraction of the monomer unit C5 [-Si (Ph) (X ) -O-] a 4 , a 5 , b 4 , c 4 , and c 5 were determined by 29 Si-NMR spectrum. The Si signals of monomer units A4, B4 and C4 are observed at the same positions as monomer units A3, B3 and C3. The Si signal of the monomer unit B5 can be observed near -67 to -73 ppm, and the Si signal of the monomer unit B5 can be observed near -74 to -84 ppm. The integrated value of the observed peak was determined and the molar fraction was calculated. The obtained molar fraction is shown in Table 1.
Moreover, the weight average molecular weight by polystyrene conversion was 23,000.
製造例4 シラノール基含有ポリオルガノシロキサン4の調製
製造例1と同様に、表1の配合にもとづき、液体のシラノール基含有ポリオルガノシロキサン4を調製した。
得られたシラノール基含有ポリオルガノシロキサン4のモノマーユニットA3[−Si(CH3)(OH)−O−]、モノマーユニットB3[−Si(CH3)2−O−]、モノマーユニットC3[−Si(CH3)(X)−O−]のモル分率a3、b3、c3を29Si−NMRスペクトルにより求めた。モノマーユニットA3およびC3のSiシグナルはモノマーユニットA2およびC2と同じ位置に観察される。モノマーユニットB3のSiシグナルは−15〜−25ppm付近に観測できる。観察されたピークの積分値を求め、モル分率を計算した。求めたモル分率は表1に示す。
また、ポリスチレン換算による重量平均分子量は135,000であった。
Production Example 4 Preparation of Silanol Group-Containing Polyorganosiloxane 4 Similarly to Production Example 1, a liquid silanol group-containing polyorganosiloxane 4 was prepared based on the formulation shown in Table 1.
Monomer unit A3 [—Si (CH 3 ) (OH) —O—], monomer unit B3 [—Si (CH 3 ) 2 —O—], monomer unit C3 [— of the resulting silanol group-containing polyorganosiloxane 4 The molar fractions a 3 , b 3 , and c 3 of Si (CH 3 ) (X) —O—] were determined by 29 Si-NMR spectrum. The Si signals of monomer units A3 and C3 are observed at the same positions as monomer units A2 and C2. The Si signal of monomer unit B3 can be observed in the vicinity of −15 to −25 ppm. The integrated value of the observed peak was determined and the molar fraction was calculated. The obtained molar fraction is shown in Table 1.
Moreover, the weight average molecular weight by polystyrene conversion was 135,000.
製造例5 シラノール基含有ポリオルガノシロキサン5の調製
製造例1と同様に、表1の配合にもとづき、液体のシラノール基含有ポリオルガノシロキサン5を調製した。
製造例2と同様に29Si−NMRスペクトルによりモル分率を求めた。求めたモル分率は表1に示す。
ポリスチレン換算による重量平均分子量は14,300であった。
Production Example 5 Preparation of Silanol Group-Containing Polyorganosiloxane 5 Similarly to Production Example 1, a liquid silanol group-containing polyorganosiloxane 5 was prepared based on the formulation shown in Table 1.
In the same manner as in Production Example 2, the molar fraction was determined by 29 Si-NMR spectrum. The obtained molar fraction is shown in Table 1.
The weight average molecular weight in terms of polystyrene was 14,300.
製造例6 シラノール基含有ポリオルガノシロキサン6の調製
製造例1と同様に、表1の配合にもとづき、シラノール基含有ポリオルガノシロキサン溶液を調製した後、得られた溶液を撹拌機、コンデンサー、減圧装置、及び温度計を備えた脱溶剤装置に仕込み、減圧下常温で8時間かけて溶剤を完全に留去した。得られたシラノール基含有ポリオルガノシロキサン6は、常温で液体であった。
製造例3と同様に29Si−NMRスペクトルによりモル分率を求めた。求めたモル分率は表1に示す。
ポリスチレン換算による重量平均分子量は5,400であった。
Production Example 6 Preparation of Silanol Group-Containing Polyorganosiloxane 6 Similar to Production Example 1, after preparing a silanol group-containing polyorganosiloxane solution based on the formulation shown in Table 1, the resulting solution was stirred with a stirrer, condenser, and decompressor. The solvent was completely distilled off for 8 hours at room temperature under reduced pressure. The resulting silanol group-containing polyorganosiloxane 6 was liquid at room temperature.
The molar fraction was determined by 29 Si-NMR spectrum in the same manner as in Production Example 3. The obtained molar fraction is shown in Table 1.
The weight average molecular weight in terms of polystyrene was 5,400.
製造例7 シラノール基含有ポリオルガノシロキサン7の調製
製造例1と同様に、表1の配合にもとづき、シラノール基含有ポリオルガノシロキサン溶液を調製した後、得られた溶液を撹拌機、コンデンサー、減圧装置、及び温度計を備えた脱溶剤装置に仕込み、減圧下にて50℃に加熱して、5時間かけて溶剤を完全に留去した。その後12時間加熱時間を延長し、シラノール基量を低下させた。得られたシラノール基含有ポリオルガノシロキサン7は、液体であった。
製造例2と同様に29Si−NMRスペクトルによりモル分率を求めた。求めたモル分率は表1に示す。
ポリスチレン換算による重量平均分子量は30,000であった。
Production Example 7 Preparation of Silanol Group-Containing Polyorganosiloxane 7 Similarly to Production Example 1, a silanol group-containing polyorganosiloxane solution was prepared based on the formulation shown in Table 1, and then the resulting solution was stirred. , And a desolventizer equipped with a thermometer, heated to 50 ° C. under reduced pressure, and the solvent was completely distilled off over 5 hours. Thereafter, the heating time was extended for 12 hours to reduce the amount of silanol groups. The resulting silanol group-containing polyorganosiloxane 7 was a liquid.
In the same manner as in Production Example 2, the molar fraction was determined by 29 Si-NMR spectrum. The obtained molar fraction is shown in Table 1.
The weight average molecular weight in terms of polystyrene was 30,000.
製造例8 微粒子酸化亜鉛ペーストの調製
NANOFINE−50A(商品名、平均粒子径が0.025μmの微粒子酸化亜鉛、堺化学社製)を40部、DISPERBYK−110(商品名、湿潤分散剤、ビックケミー・ジャパン社製)を5部、希釈溶媒としてメトキシプロピルアセテートを55部添加して、ディスパーで約30分攪拌した。さらに1mm ガラスビーズを用いて、サンドミルを用いて3,000rpmで1時間分散することにより微粒子酸化亜鉛ペーストを作成した。
Production Example 8 Preparation of Fine Zinc Oxide Paste NANOFINE-50A (trade name, fine particle zinc oxide having an average particle size of 0.025 μm, manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.) 40 parts, DISPERBYK-110 (trade name, wetting dispersant, Big Chemie 5 parts of Japan) and 55 parts of methoxypropyl acetate as a diluent solvent were added and stirred with a disper for about 30 minutes. Furthermore, using a 1 mm glass bead, a fine particle zinc oxide paste was prepared by dispersing for 1 hour at 3,000 rpm using a sand mill.
製造例9 着色顔料含有塗料の調製
DISPERBYK−190(商品名、湿潤分散剤、ビックケミー・ジャパン社製)3部、チタンCR−95(商品名、二酸化チタン、石原産業社製)50部、沈降性硫酸バリウム#100(商品名、沈降性硫酸バリウム、堺化学社製)40部、脱イオン水20部からなるチタン白分散ペーストにアニオン性水性樹脂分散体としてリカボンドES−85(商品名、固形分濃度51.0%のアクリル樹脂、中央理化工業社製)を208部、25%アンモニア水を0.5部、混合し、さらに、サノールLS292(商品名、ヒンダードアミン系光安定剤、三共社製)1部、テキサノール(商品名、造膜助剤、イーストマン社製)11部、及び、脱イオン交換水240部を添加した。最後に、NK−2カップ(商品名、粘度カップ、アネスト岩田社製)で40秒となるように、増粘剤(商品名:プライマルASE−60、ローム&ハース社製)の添加により粘性調整して、着色顔料含有塗料を得た。
Production Example 9 Preparation of Colored Pigment-Containing Paint DISPERBYK-190 (trade name, wetting and dispersing agent, manufactured by Big Chemie Japan) 3 parts, titanium CR-95 (trade name, titanium dioxide, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), sedimentation Ricabond ES-85 (trade name, solid content) as an anionic aqueous resin dispersion in titanium white dispersion paste comprising 40 parts of barium sulfate # 100 (trade name, precipitated barium sulfate, manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.) and 20 parts of deionized water 208 parts of acrylic resin with a concentration of 51.0% (manufactured by Chuo Rika Kogyo Co., Ltd.) and 0.5 parts of 25% aqueous ammonia are mixed, and Sanol LS292 (trade name, hindered amine light stabilizer, Sankyo Co., Ltd.) 1 part, 11 parts of texanol (trade name, film-forming aid, manufactured by Eastman) and 240 parts of deionized water were added. Finally, the viscosity is adjusted by adding a thickener (trade name: Primal ASE-60, manufactured by Rohm & Haas) so that it takes 40 seconds with NK-2 cup (trade name, viscosity cup, manufactured by Anest Iwata). Thus, a colored pigment-containing paint was obtained.
実施例1
表2に示すように、製造例1で得られたシラノール基含有ポリオルガノシロキサン1を80部、トルエン80部に溶解させた。その後、シランカップリング剤として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを20部、硬化触媒としてエンビライザーL−101(商品名、ジブチルスズジラウレート、東京ファインケミカル社製)を1部、製造例8で得た微粒子酸化亜鉛ペースト40部、トルエン400部を加えて、攪拌混合し、無機クリヤー塗料組成物1を得た。
Example 1
As shown in Table 2, 80 parts of the silanol group-containing polyorganosiloxane 1 obtained in Production Example 1 was dissolved in 80 parts of toluene. Thereafter, 20 parts of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane as a silane coupling agent and 1 part of Enabilizer L-101 (trade name, dibutyltin dilaurate, manufactured by Tokyo Fine Chemical Co., Ltd.) as a curing catalyst were obtained in Production Example 8. 40 parts of fine particle zinc oxide paste and 400 parts of toluene were added and mixed by stirring to obtain an inorganic clear coating composition 1.
被塗物として窯業建材である硬質木質セメント板を用意した。なお、この被塗物100gを、pHが6.7であるイオン交換水1Lに浸漬して23℃で24時間静置し、被塗物を取り除いた後のイオン交換水のpHは11.4であった。
上記被塗物上に、オーデタイト128シーラー(商品名、シーラー、日本ペイント社製)を乾燥膜厚50μmとなるようエアスプレーにより塗布し、室温で4時間乾燥させた。次いで、シーラー上に、製造例9で得られた着色顔料含有塗料を、乾燥膜厚が50μmとなるようにエアスプレーにより塗布し、80℃で10分間加熱し着色顔料含有塗膜を形成した。
さらに得られた着色顔料含有塗膜上に、上記で調製した無機クリヤー塗料組成物1を乾燥膜厚5μmとなるようにエアスプレーにより塗布し、120℃で10分間加熱して無機クリヤー塗膜を形成して、乾燥膜厚が55μmの複層塗膜を得た。
A hard wood cement board, which is a ceramic building material, was prepared. In addition, 100 g of the object to be coated is immersed in 1 L of ion-exchanged water having a pH of 6.7, and is left to stand at 23 ° C. for 24 hours. After removing the object to be coated, the pH of the ion-exchanged water is 11.4. Met.
On the object to be coated, an odeite 128 sealer (trade name, sealer, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) was applied by air spray so as to have a dry film thickness of 50 μm, and dried at room temperature for 4 hours. Next, the color pigment-containing paint obtained in Production Example 9 was applied onto the sealer by air spray so that the dry film thickness was 50 μm, and heated at 80 ° C. for 10 minutes to form a color pigment-containing coating film.
Further, the inorganic clear coating composition 1 prepared as described above was applied onto the obtained colored pigment-containing coating film by air spray so as to have a dry film thickness of 5 μm, and heated at 120 ° C. for 10 minutes to form an inorganic clear coating film. Thus, a multilayer coating film having a dry film thickness of 55 μm was obtained.
得られた複層塗膜の耐アルカリ性、耐凍結融解性および促進耐候性を以下の基準で評価した。評価結果を表3に示した。 The resulting multilayer coating film was evaluated for alkali resistance, freeze-thaw resistance, and accelerated weather resistance according to the following criteria. The evaluation results are shown in Table 3.
[評価基準]
A.耐アルカリ性
得られた複層塗膜を有する被塗物を飽和水酸化カルシウム溶液に浸漬し、10日後の塗膜外観を目視評価した。4点以上を合格とした。評価基準は以下のとおりとした。
5 全く異常なし。
4 部分的に光沢が低下した。
3 全面に光沢が低下した。
2 部分的に白化及びクラックが発生した。
1 全面に白化及びクラックが発生した。
[Evaluation criteria]
A. Alkali Resistance The coated object having the obtained multilayer coating film was immersed in a saturated calcium hydroxide solution, and the appearance of the coating film after 10 days was visually evaluated. A score of 4 or more was accepted. The evaluation criteria were as follows.
5 No abnormality at all.
4 Partially reduced gloss.
3 The gloss decreased on the entire surface.
2 Partial whitening and cracking occurred.
1 Whitening and cracks occurred on the entire surface.
B.耐凍結融解性
得られた複層塗膜を有する被塗物をJIS A 1435に規定される耐凍害性試験(気中凍結水中融解法)を行い、200サイクル後の塗膜外観を目視評価した。4点以上を合格とした。評価基準は以下のとおりとした。
5 クラックが発生していない。
4 クラックが発生し、その面積は塗膜全体の5%未満である
3 クラックが発生し、その面積は塗膜全体の5%以上30%未満である。
2 クラックが発生し、その面積は塗膜全体の30%以上50%未満である。
1 クラックが発生し、その面積は塗膜全体の50%以上である。
B. Freezing and thawing resistance The coated object having the obtained multilayer coating film was subjected to a frost damage resistance test (a method for thawing in the air in frozen water) as specified in JIS A 1435, and the coating film appearance after 200 cycles was visually evaluated. . A score of 4 or more was accepted. The evaluation criteria were as follows.
5 No cracks have occurred.
4 Cracks are generated, and the area is less than 5% of the entire coating film. 3 Cracks are generated, and the area is 5% or more and less than 30% of the entire coating film.
2 Cracks occur, and the area is 30% or more and less than 50% of the entire coating film.
1 Cracks occur, and the area is 50% or more of the entire coating film.
C.促進耐候性
得られた複層塗膜を有する被塗物を岩崎電気社製アイスーパーUVテスターで促進試験6時間照射(温度63℃、湿度40%)2時間湿潤(湿度95%)を1サイクルとして促進耐候性試験を行い、100サイクル後の塗膜の外観について、光沢保持率をデジタル変角光沢計(スガ試験機社製)により評価した。4点以上を合格とした。評価基準は以下のとおりとした。
5 光沢保持率が90%以上である。
4 光沢保持率が70%以上90%未満である。
3 光沢保持率が50%以上70%未満である。
2 光沢保持率が20%以上50%未満である。
1 光沢保持率が20%未満である。
C. Accelerated weather resistance The object to be coated having the obtained multilayer coating film is irradiated with an I-super UV tester manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd. for 6 hours of irradiation (temperature 63 ° C, humidity 40%), 2 hours wet (humidity 95%) for 1 cycle. Then, an accelerated weather resistance test was conducted, and the gloss retention was evaluated with a digital variable angle gloss meter (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) for the appearance of the coating film after 100 cycles. A score of 4 or more was accepted. The evaluation criteria were as follows.
5 Gloss retention is 90% or more.
4 Gloss retention is 70% or more and less than 90%.
3 Gloss retention is 50% or more and less than 70%.
2 Gloss retention is 20% or more and less than 50%.
1 Gloss retention is less than 20%.
実施例2〜4
表2の配合に従い、実施例1と同様にして無機クリヤー塗料組成物2〜4を得た。
さらに、無機クリヤー塗料組成物1に代えて、得られた無機クリヤー塗料組成物2〜4を各々用いたこと以外は実施例1と同様にして、複層塗膜を得た。
得られた複層塗膜を有する被塗物について、実施例1と同様にして耐アルカリ性、耐凍結融解性および促進耐候性を評価した。評価結果を表3に示した。
Examples 2-4
According to the formulation in Table 2, inorganic clear coating compositions 2 to 4 were obtained in the same manner as in Example 1.
Furthermore, it replaced with the inorganic clear coating composition 1, and obtained the multilayer coating film like Example 1 except having used the obtained inorganic clear coating compositions 2-4, respectively.
About the to-be-coated object which has the obtained multilayer coating film, it carried out similarly to Example 1, and evaluated alkali resistance, freeze-thaw resistance, and accelerated weather resistance. The evaluation results are shown in Table 3.
実施例5
表2の配合に従い、実施例1と同様にして無機クリヤー塗料組成物5を得た。
さらに、被塗物として窯業建材である押出成形セメント板を用いたこと、および、無機クリヤー塗料組成物1に代えて、得られた無機クリヤー塗料組成物5を用いたこと以外は実施例1と同様にして、複層塗膜を得た。
Example 5
According to the formulation in Table 2, an inorganic clear coating composition 5 was obtained in the same manner as in Example 1.
Further, Example 1 was used except that an extruded cement board, which was a ceramic building material, was used as an object to be coated, and that the obtained inorganic clear coating composition 5 was used in place of the inorganic clear coating composition 1. Similarly, a multilayer coating film was obtained.
得られた複層塗膜を有する被塗物について、実施例1と同様にして耐アルカリ性、耐凍結融解性および促進耐候性を評価した。評価結果を表3に示した。
なお、この被塗物100gを、pHが6.7であるイオン交換水1Lに浸漬して23℃で24時間静置し、被塗物を取り除いた後のイオン交換水のpHは11.2であった。
About the to-be-coated object which has the obtained multilayer coating film, it carried out similarly to Example 1, and evaluated alkali resistance, freeze-thaw resistance, and accelerated weather resistance. The evaluation results are shown in Table 3.
In addition, 100 g of the object to be coated is immersed in 1 L of ion-exchanged water having a pH of 6.7, and is left to stand at 23 ° C. for 24 hours. After removing the object to be coated, the pH of the ion-exchanged water is 11.2. Met.
実施例6
表2の配合に従い、実施例1と同様にして無機クリヤー塗料組成物6を得た。
さらに、被塗物として窯業建材である軽量発泡セメント板を用いたこと、および、無機クリヤー塗料組成物1に代えて、得られた無機クリヤー塗料組成物6を用いたこと以外は実施例1と同様にして、複層塗膜を得た。
Example 6
According to the formulation in Table 2, an inorganic clear coating composition 6 was obtained in the same manner as in Example 1.
Further, Example 1 except that a lightweight foamed cement board, which is a ceramic building material, was used as an object to be coated, and that the obtained inorganic clear coating composition 6 was used instead of the inorganic clear coating composition 1. Similarly, a multilayer coating film was obtained.
得られた複層塗膜を有する被塗物について、実施例1と同様にして耐アルカリ性、耐凍結融解性および促進耐候性を評価した。評価結果を表3に示した。
なお、この被塗物100gを、pHが6.7であるイオン交換水1Lに浸漬して23℃で24時間静置し、被塗物を取り除いた後のイオン交換水のpHは9.8であった。
About the to-be-coated object which has the obtained multilayer coating film, it carried out similarly to Example 1, and evaluated alkali resistance, freeze-thaw resistance, and accelerated weather resistance. The evaluation results are shown in Table 3.
In addition, 100 g of the object to be coated is immersed in 1 L of ion-exchanged water having a pH of 6.7, left to stand at 23 ° C. for 24 hours, and the pH of the ion-exchanged water after removing the object to be coated is 9.8. Met.
比較例1〜5
表2の配合に従い、実施例1と同様にして無機クリヤー塗料組成物7〜11を得た。
さらに、無機クリヤー塗料組成物1に代えて、得られた無機クリヤー塗料組成物7〜11を各々用いたこと以外は実施例1と同様にして、複層塗膜を得た。
得られた複層塗膜を有する被塗物について、実施例1と同様にして耐アルカリ性、耐凍結融解性および促進耐候性を評価した。評価結果を表3に示した。
Comparative Examples 1-5
According to the formulation in Table 2, inorganic clear coating compositions 7 to 11 were obtained in the same manner as in Example 1.
Furthermore, it replaced with the inorganic clear coating composition 1, and obtained the multilayer coating film like Example 1 except having used each of the obtained inorganic clear coating compositions 7-11.
About the to-be-coated object which has the obtained multilayer coating film, it carried out similarly to Example 1, and evaluated alkali resistance, freeze-thaw resistance, and accelerated weather resistance. The evaluation results are shown in Table 3.
参考例1
被塗物としてアルミニウム板を用いたこと以外は実施例1と同様にして、複層塗膜を得た。
得られた複層塗膜を有する被塗物について、実施例1と同様にして耐アルカリ性、耐凍結融解性および促進耐候性を評価した。評価結果を表3に示した。
なお、この被塗物100gを、pHが6.7であるイオン交換水1Lに浸漬して23℃で24時間静置し、被塗物を取り除いた後のイオン交換水のpHは6.7であった。
Reference example 1
A multilayer coating film was obtained in the same manner as in Example 1 except that an aluminum plate was used as the article to be coated.
About the to-be-coated object which has the obtained multilayer coating film, it carried out similarly to Example 1, and evaluated alkali resistance, freeze-thaw resistance, and accelerated weather resistance. The evaluation results are shown in Table 3.
In addition, 100 g of the object to be coated is immersed in 1 L of ion-exchanged water having a pH of 6.7, and left to stand at 23 ° C. for 24 hours, and the pH of the ion-exchanged water after removing the object to be coated is 6.7. Met.
表3に示した評価結果からわかるように、本発明で規定した量の(CH3)2Si基やSi−OH基を有するシラノール基含有ポリオルガノシロキサン1〜4を含有する無機クリヤー塗料組成物1〜6を用いて得られた複層塗膜の評価結果は、いずれの評価項目についても合格であった。 As can be seen from the evaluation results shown in Table 3, an inorganic clear coating composition containing silanol group-containing polyorganosiloxanes 1 to 4 having (CH 3 ) 2 Si groups or Si—OH groups in an amount specified in the present invention. The evaluation result of the multilayer coating film obtained using 1-6 was a pass also about any evaluation item.
しかしながら、疎水性の(CH3)2Si基が多すぎるシラノール基含有ポリオルガノシロキサン5、Si−OH基が多すぎるシラノール基含有ポリオルガノシロキサン6、SiOH基が少なすぎるシラノール基含有ポリオルガノシロキサン7を各々含有する無機クリヤー塗料組成物7〜9を用いて得られた複層塗膜の評価結果は、少なくとも1以上の評価項目について不合格であった。 However, the silanol group-containing polyorganosiloxane 5 having too many hydrophobic (CH 3 ) 2 Si groups, the silanol group-containing polyorganosiloxane 6 having too many Si—OH groups, and the silanol group-containing polyorganosiloxane 7 having too few SiOH groups. The evaluation results of the multilayer coating films obtained using the inorganic clear coating compositions 7 to 9 containing each of the above were rejected for at least one evaluation item.
また、シランカップリング剤を含まない無機クリヤー塗料組成物10、および、無機紫外線吸収剤を含まない無機クリヤー塗料組成物11を用いて得られた複層塗膜の評価結果も、少なくとも1以上の評価項目について不合格であった。 In addition, the evaluation results of the multilayer coating film obtained using the inorganic clear coating composition 10 containing no silane coupling agent and the inorganic clear coating composition 11 containing no inorganic ultraviolet absorber are also at least one or more. The evaluation item was rejected.
本発明の無機クリヤー塗料組成物は、窯業建材または屋根用スレート建材に好適に用いることができる。 The inorganic clear coating composition of the present invention can be suitably used for ceramic building materials or slate building materials for roofs.
Claims (7)
(b)一般式(II):
(c)三級アミン化合物およびスズ含有化合物からなる群から選択される硬化触媒;および
(d)酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化セリウムからなる群より選ばれる1種以上の化合物である無機紫外線吸収剤
を含有する、無機クリヤー塗料組成物。 (A) General formula (I):
(B) General formula (II):
(C) a curing catalyst selected from the group consisting of tertiary amine compounds and tin-containing compounds; and (d) one or more compounds selected from the group consisting of titanium oxide, zinc oxide, tin oxide and cerium oxide. An inorganic clear coating composition containing an ultraviolet absorber.
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CN118256142A (en) * | 2024-05-31 | 2024-06-28 | 中国建筑西南设计研究院有限公司 | Normal-temperature-cured antibacterial water-based ceramic coating and preparation method thereof |
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