JP2015174909A - 含フッ素樹脂塗料組成物および塗膜を有する塗装物品 - Google Patents
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Abstract
Description
親水性部位を有するマクロモノマーに基づく重合単位を必須構成成分とする含フッ素系共重合体が水に分散されている水性分散液を塗料ベースとして含む塗料(特許文献1)
フルオロオレフィンに基づく重合単位、プロピレンに基づく重合単位、エチレンに基づく重合単位、ブチレンに基づく重合単位を含むフッ素系共重合体が水に分散されている水性分散液を塗料ベースとして含む塗料(特許文献2)
含フッ素樹脂エマルションとアクリル共重合体の水溶液または分散体からなる塗料(特許文献3)
また、造膜性の悪さに起因して、塗膜のブロッキング性も完全とは言えなかった。
一方、(3)の含フッ素樹脂塗料組成物は、塗膜の造膜性の問題は解決できるものの、耐候性が悪く、高耐候性の含フッ素樹脂塗料とは言い難い。
前記、エーテル化合物(b)は、下式(1)で表わされる化合物または下式(2)で表される化合物であることが好ましい。
含フッ素樹脂(a)は、含フッ素樹脂水分散体であることが好ましい。
発明に用いる含フッ素樹脂(a)については、本発明の目的を損なわない限り特に制限はないが、水酸基価0〜30mgKOH/g(固形分)、最低造膜温度40℃〜60℃の範囲にある含フッ素樹脂水分散体であることが好ましい。
単量体(m1):フルオロオレフィン。
単量体(m2):親水性部位を有するマクロモノマー。
単量体(m3):下式(m3)で表される水酸基含有単量体。
X’−Y’−Z’ ・・・(m3)
ただし、X’はラジカル重合性不飽和基を有する基であり、Y’はn−ノニレン基またはシクロヘキサン−1,4−ジメチレン基であり、Z’は水酸基である。
本発明の塗装物品は、耐候性、耐ブロッキング性、耐温水性に優れた塗膜を有するものとなる。
以下の用語の定義は、本明細書および特許請求の範囲にわたって適用される。
「構成単位」とは、単量体が重合することによって形成された該単量体に由来する単位を意味する。重合反応によって直接形成された単位であってもよく、重合体を処理することによって該単位の一部が別の構造に変換された単位であってもよい。
「単量体」とは、ラジカル重合性不飽和基を有する化合物を意味する。
「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または両方を意味する。
「水性媒体」とは、水を含み、有機溶媒の含有量が3質量%以下である液体を意味する。
「マクロモノマー」とは、片末端にラジカル重合性不飽和基を有する低分子量のポリマーまたはオリゴマーを意味する。
「親水性部位」とは、親水性基を有する部位、親水性の結合を有する部位、またはこれらの組み合わせからなる部位を意味する。
本発明の含フッ素樹脂塗料組成物は、水酸基価0〜30mgKOH/g(固形分)、最低造膜温度40℃〜60℃の範囲にある含フッ素樹脂(a)と、比重が0.90〜1.03の範囲であり、沸点が230〜350℃の範囲であり、かつTg−DTA(昇温速度:10℃・分)で測定した5%減量温度が150〜250℃の範囲にあるエーテル化合物(b)と、水とを含むものである。
本発明の含フッ素樹脂塗料組成物は、例えば、水酸基価0〜30mgKOH/g(固形分)、最低造膜温度40℃〜60℃の範囲にある含フッ素樹脂(a)と、比重が0.90〜1.03の範囲であり、沸点が230〜350℃の範囲であり、かつTg−DTA(昇温速度:10℃・分)で測定した5%減量温度が150〜250℃の範囲にあるエーテル化合物(b)と、水とを配合することによって得られる。
エステル化合物(b)は、下式(1)で表わされる化合物または下式(2)で表される化合物である。
前記式(b)で表される化合物の分子量は、NMR分析による化学構造式より算出できる。
前記含有量が下限値以上であれば、塗膜の造膜性が良好となり、塗膜の白化を抑制することができる。前記含有量が上限値以下であれば、塗膜中の残存量が少なく、塗膜のブロッキング性が良好となる。
含フッ素樹脂(a)は、水性媒体に含フッ素重合体が分散または溶解したものである。
含フッ素重合体としては、含フッ素単量体に基づく構成単位を有する重合体、または、含フッ素単量体に基づく構成単位と、含フッ素単量体と共重合可能な他の単量体に基づく構成単位とを有する重合体が挙げられる。
含フッ素単量体としては、これらの中でもフルオロオレフィンが好ましく、フルオロオレフィンの中でも、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレンがより好ましい。
含フッ素単量体と共重合可能な他の単量体としては、たとえば、アクリル系単量体、アクリル系単量体と共重合可能な他の単量体等が挙げられる。
乳化重合に用いる乳化剤としては、アニオン性乳化剤、カチオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤、両性乳化剤、ノニオン−カチオン性乳化剤、ノニオン−アニオン性乳化剤等が挙げられる。耐水性の向上を目的として、反応性基を有する乳化剤を用いてもよい。乳化剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
重合開始剤の量は、たとえば、単量体100質量部に対して0.01〜5質量部程度である。
含フッ素樹脂水分散体(A1)は、水性媒体に含フッ素共重合体(A1’)を含む合成樹脂が分散または溶解したものである。
含フッ素共重合体(A1’)は、単量体(m1)に基づく構成単位と、単量体(m2)に基づく構成単位と、単量体(m3)に基づく構成単位とを有する。
単量体(m1)は、フルオロオレフィンである。
フルオロオレフィンとしては、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ペンタフルオロプロピレン、ヘキサフルオロプロピレン等が挙げられる。
フルオロオレフィンとしては、炭素数2〜4のフルオロオレフィンが好ましく、ペルハロオレフィンが特に好ましい。
単量体(m2)は、親水性部位を有するマクロモノマーである。
単量体(m2)としては、主鎖に2つ以上の構成単位を有し、片末端にラジカル重合性不飽和基を有し、残りの末端、ペンダント基または主鎖に親水性部位を有する化合物が挙げられる。構成単位の数は、構成単位の種類によって異なるが、重合性、耐水性等の点から、通常、100以下が好ましい。
単量体(m21):主鎖にポリエーテル鎖またはポリエステル鎖を有し、片末端にラジカル重合性不飽和基を有するマクロモノマー。
単量体(m22):親水性のエチレン性不飽和モノマーがラジカル重合した鎖を有し、片末端にラジカル重合性不飽和基(ビニルオキシ基またはアリルオキシ基)を有するマクロモノマー。
(1)CH2=CHO−CaH2a−(OCbH2b)cOX”
ただし、aは1〜10の整数であり、bは1〜4の整数であり、cは2〜20の整数であり、X”は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基(以下、低級アルキル基と記す。)である。
(2)CH2=CHCH2O−CdH2d−(OCeH2e)fOX”
ただし、dは1〜10の整数であり、eは1〜4の整数であり、fは2〜20の整数であり、X”は水素原子または低級アルキル基である。
(3)CH2=CHO−CgH2g−(OCH2CH2)h(OCH2CH(CH3))iOX”
ただし、gは1〜10の整数であり、hは2〜20の整数であり、iは0〜20の整数であり、X”は水素原子または低級アルキル基であり、オキシエチレン単位およびオキシプロピレン単位はブロック、ランダムのいずれの型で配列されていてもよい。
(4)CH2=CHCH2O−CjH2j−(OCH2CH2)k(OCH2CH(CH3))lOX”
ただし、jは1〜10の整数であり、kは2〜20の整数であり、lは0〜20の整数であり、X”は水素原子または低級アルキル基であり、オキシエチレン単位とオキシプロピレン単位はブロック、ランダムのいずれの型で配列されていてもよい。
(5)CH2=CHO−CpH2p−O(CO−CqH2q−O)rH
ただし、pは1〜10の整数であり、qは1〜10の整数であり、rは1〜30の整数である。
(6)CH2=CHOCH2−cycloC6H10−CH2(OCsH2s)tOX”
ただし、sは1〜4の整数であり、tは2〜20の整数であり、X”は水素原子または低級アルキル基である。
単量体(m21)としては、安定性等の諸性質を十分に発揮させる点から、オキシエチレン単位を2つ以上有するものが好ましい。なお、オキシアルキレン単位の数が多すぎると、塗膜の耐水性、耐候性等が低下するおそれがある。
縮合可能な官能基を有する開始剤および連鎖移動剤の存在下に親水性基を有するエチレン性不飽和モノマーをラジカル重合させることにより、縮合可能な官能基を有する重合体を製造し、縮合可能な官能基にグリシジルビニルエーテル、グリシジルアリルエーテル等を反応させ、末端にラジカル重合性不飽和基を導入する方法(山下ら,Polym.Bull.,5.335(1981))。
縮合可能な官能基を有する開始剤としては、4,4’−アゾビス−4−シアノバレリアン酸、2,2’−アゾビス−2−アミジノプロパン塩酸塩、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル等が挙げられる。
単量体(m3)は、下式(m3)で表される水酸基含有単量体である。
X’−Y’−Z’ ・・・(m3)
ただし、X’はラジカル重合性不飽和基を有する基であり、Y’はn−ノニレン基またはシクロヘキサン−1,4−ジメチレン基であり、Z’は水酸基である。
(1)CH2=CHOCH2−cycloC6H10−CH2OH
(2)CH2=CHCH2OCH2−cycloC6H10−CH2OH
(3)CH2=CHOC9H18OH
(4)CH2=CHCH2OC9H18OH
含フッ素共重合体(A1’)は、単量体(m1)〜(m3)の他に、これらと共重合可能な他の単量体(単量体(m4))に基づく構成単位を有していてもよい。
単量体(m4)としては、オレフィン(エチレン、プロピレン等)、ビニルエーテル(エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル等)、ビニルエステル(ブタン酸ビニルエステル、オクタン酸ビニルエステル等)、芳香族ビニル化合物(スチレン、ビニルトルエン等)、アリル化合物(エチルアリルエーテル等)、アクリロイル化合物(ブチルアクリレート等)、メタクリロイル化合物(エチルメタクリレート等)等が挙げられる。
オレフィンとしては、炭素数2〜10のオレフィンが好ましい。
ビニルエーテル類、ビニルエステル類、アリルエーテル類、アリルエステル類としては、炭素数2〜15の直鎖状、分岐状または脂環状のアルキル基を有するものが好ましい。
単量体(m4)は、炭素原子に結合した水素原子の少なくとも一部がフッ素原子に置換されたものであってもよい。
単量体(m1)に基づく構成単位の割合は、すべての構成単位のうち、20〜80モル%が好ましく、30〜70モル%がより好ましい。単量体(m1)に基づく構成単位が20モル%以上であれば、耐候性が充分に発揮される。単量体(m1)に基づく構成単位が80モル%以下であれば、含フッ素共重合体(A1’)の水分散性が良好となる。
単量体(m3)に基づく構成単位の割合は、含フッ素共重合体(A1’)の水酸基価が0〜30mgKOH/g(固形分)の範囲内となるような割合であることが好ましい。含フッ素共重合体(A1’)の水酸基価が0〜30mgKOH/g(固形分)の範囲内であれば、塗膜中への水の浸透は少なく耐水性が格段に向上する。
含フッ素樹脂水分散体(A1)は、乳化重合によって製造される。
乳化剤を用いなくても分散安定性が良好な含フッ素樹脂水分散体(A1)が得られるが、乳化剤を用いることが好ましい。ノニオン性乳化剤としては、アルキルフェノールエチレンオキシド付加物、高級アルコールエチレンオキシド付加物、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのブロックコポリマー等が挙げられる。アニオン性乳化剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、リン酸エステル塩等が挙げられる。
重合開始剤としては、公知のラジカル開始剤が挙げられ、水溶性開始剤が好ましい。具体的には、過硫酸塩(過硫酸アンモニウム塩等)、レドックス開始剤(過酸化水素と還元剤(亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム等)との組み合わせ等)、これらに無機系開始剤(鉄、第一鉄塩、硫酸銀等)を共存させた系、二塩基酸過酸化物(ジコハク酸ペルオキシド、ジグルタル酸ペルオキシド等)、有機系開始剤(アゾビスイソブチルアミジン塩酸塩、アゾビスイソブチロニトリル等)等が挙げられる。
重合開始剤の量は、その種類、乳化重合条件等に応じて適宜変更でき、通常、単量体100質量部に対して0.005〜0.5質量部程度である。
重合開始剤は、一括添加してもよく、分割添加してもよい。
pH調整剤の量は、乳化重合に用いる水性媒体100質量部に対して、通常、0.05〜2質量部程度であり、0.1〜2質量部が好ましい。乳化物のpHが高い方が、重合速度が速くなる傾向にある。
乳化重合の際の圧力は、適宜選定でき、通常、0.1〜10MPa程度であり、0.2〜5MPaが好ましい。
含フッ素樹脂水分散体(A2)は、水性媒体に含フッ素重合体(A2’)を含む樹脂が分散または溶解したものである。
含フッ素重合体(A2’)は、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレンからなる群より選ばれる少なくとも1種の含フッ素単量体に基づく構成単位を有する。
含フッ素重合体(A2’)は、含フッ素単量体と共重合可能な他の単量体(たとえば、アクリル系単量体、アクリル系単量体と共重合可能な他の単量体等)に基づく構成単位を有していてもよい。
アクリル樹脂は、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸およびメタクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種のアクリルモノマーに基づく構成単位を有することが好ましい。
アクリル酸エステルとしては、透明性、造膜性に優れる塗膜が得られるという点で、アルキル基の炭素数が1〜10のアクリル酸アルキルエステルが好ましい。
メタクリル酸エステルとしては、透明性、造膜性に優れる塗膜が得られるという点で、アルキル基の炭素数が1〜10のメタクリル酸アルキルエステルが好ましい。
含フッ素重合体(A2’)とアクリル樹脂との質量比(含フッ素重合体(A2’)/アクリル樹脂)は、10/90〜90/10が好ましく、20/80〜80/20がより好ましい。含フッ素重合体(A3’)が多すぎると、塗膜の造膜性や基材への密着性が低下する。アクリル樹脂が多すぎると、塗膜の耐候性が低下する。
アクリル樹脂を含む含フッ素樹脂水分散体(A2)としては、Arkema社製、製品名「Kynar Aquatec FMA−12」(フッ化ビニリデン系重合体/アクリル樹脂=50/50(質量比)、アクリル樹脂=メタクリル酸メチル単位/メタクリル酸エチル単位/メタクリル酸ブチル単位=60/20/20(質量比))、Arkema社製、製品名「Kynar Aquatec ARC」(フッ化ビニリデン系重合体/アクリル樹脂=70/30(質量比)、アクリル樹脂=メタクリル酸メチル単位/メタクリル酸ブチル単位=75/20/5(質量比)が挙げられる。
シリコーン樹脂(c)は、水性媒体にシリコーン樹脂が分散または溶解したものである。シリコーン樹脂(c)としては、例えば、ジメチルポリシロキサン等のジアルキルポリシロキサン、ポリジフェニルシロキサン等のポリアリールシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン等のポリアルキルアリールシロキサンからなるシリコーンオイルやシリコーン樹脂、あるいは、アミノ変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルボキシル変性シリコーン、アルコール変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン等の変性シリコーンオイルや変性シリコーン樹脂等をエマルション化したものを使用することができる。
シリコーン樹脂(c)は、最低造膜温度が0℃〜60℃で、平均粒子径は、10〜200nmが好ましい。
本発明の含フッ素樹脂塗料組成物には、本発明の効果を損なわない範囲内で、含フッ素樹脂と、比重が0.90〜1.03の範囲であり、沸点が230〜350℃の範囲であり、かつTg−DTA(昇温速度:10℃・分)で測定した5%減量温度が150〜250℃の範囲にあるエーテル化合物(b)と、水の他に、他の成分を配合してもよい。
他の成分としては、公知の塗料用添加剤が挙げられ、具体的には、イソシアネート系硬化剤、ブロック化イソシアネート系硬化剤、メラミン樹脂、合成樹脂エマルション(ただし、含フッ素樹脂(a)とシリコーン樹脂(c)は除く。)、無機系着色顔料、有機系着色顔料、体質顔料、硬化触媒、可塑剤、防腐剤、防黴剤、消泡剤、レベリング剤、顔料分散剤、沈降防止剤、たれ防止剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等が挙げられる。本発明の含フッ素樹脂塗料組成物には、他の成分を2種以上配合してもよい。
樹脂エマルション、ポリエステル樹脂エマルション、アルキッド樹脂エマルション、塩化ビニル樹脂エマルション、エポキシ樹脂エマルション、アクリル樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、フッ素樹脂エマルション(ただし、含フッ素樹脂(a)とシリコーン樹脂(c)は除く。)等、あるいはこれらの複合系等が挙げられる。
アクリル樹脂エマルションの平均粒子径は、100〜200nmが好ましい。
シリコーン樹脂(c)が、この比率より少ない場合は、吸放湿性が低下してしまう。また、塗膜の質感が損なわれるおそれがある。
シリコーン樹脂(c)が、この比率より多い場合は、造膜性が低下する。
以上説明した本発明の含フッ素樹脂塗料組成物にあっては、塗膜の造膜性が良好となり、塗膜の耐候性、耐ブロッキング性、耐温水性に優れる。
本発明の塗装物品は、本発明の含フッ素樹脂塗料組成物を用いて形成された塗膜を有する。
本発明の塗装物品は、基材の表面に本発明の含フッ素樹脂塗料組成物を塗布し、乾燥させて、基材の表面に塗膜を形成することによって製造できる。
本発明の含フッ素樹脂塗料組成物は、基材に直接塗布してもよく、基材に公知の表面処理(下地処理等)を施した上に塗布してもよい。塗布方法としては、ハケ塗り、スプレー、ローラー、ロールコーター、フローコーター等が挙げられる。
以上説明した本発明の塗装物品にあっては、上述した効果を発揮できる本発明の含フッ素樹脂塗料組成物からなる塗膜を有するため、充分な、耐候性、耐ブロッキング性、耐温水性を有する塗膜を有するものとなる。
試験体片二枚の塗装面を重ねて、0.05MPaの荷重をかけ、50℃で1時間放置した後、試験片を引き離したときの塗膜の状態を、以下の基準に従い評価した。
○:塗膜面に変化がない
△:塗膜一部に損傷が認められた
×:塗膜の全面に損傷が認められた
沖縄県那覇市の屋外に、得られた試験板を設置し、設置直前と2年後を比較して、塗膜の光沢保持率について評価した。
評価は、塗膜表面の光沢を光沢計(日本電色工業社製、PG−1M)を用いて測定し、以下の基準に従って耐候性を評価した。
「○」:光沢保持率が80%以上であった。
「×」:光沢保持率が80%未満であった。
試験板を60℃の温水に14日間浸漬後、試験板を取り出し、以下の基準に従い評価した。
○:塗膜面に、白化やふくれの発生が認められなかった。
×:塗膜面に、白化やふくれの発生が認められた。
試験板を60℃の温水に8時間浸漬後、試験板を取り出し、5℃の冷水へ浸漬させた。その後、5℃の冷水に14時間浸漬し、試験板を取り出した後、5℃の環境下で3時間放置し、塗膜の白化とふくれについて、以下の基準に従い評価した。
○:塗膜面に、白化やふくれの発生が認められなかった。
×:塗膜面に、白化やふくれの発生が認められた。
試験板を23℃の水に24時間浸漬後、試験板を取り出し、浸漬後1分以内に試験板の重量を測定し、浸漬前の試験板の重量との比較により、吸水率を測定した。
○:吸水率20%未満であった。
×:吸水率20%以上であった。
単量体(m1):
CTFE:クロロトリフルオロエチレン
単量体(m2):
CM−EOVE:CH2=CHOCH2−cycloC6H10−CH2(OCH2CH2)tOH(数平均分子量830)
単量体(m3):
CHMVE:CH2=CHOCH2−cycloC6H10−CH2OH
単量体(m4):
CHVE:シクロヘキシルビニルエーテル
2−EHVE:2−エチルヘキシルビニルエーテル
EVE:エチルビニルエーテル
CTFE:クロロトリフルオロエチレン
単量体(b2):
EVE:エチルビニルエーテル
CHVE:シクロヘキシルビニルエーテル
単量体(b3):
4−HBVE:4−ヒドロキシブチルビニルエーテル
含フッ素樹脂水分散体(A1−1)の調製:
内容積2500mLの撹拌機付きステンレス製オートクレーブ中に、水の1280g、EVEの237g、CHVEの301g、CM−EOVEの50g、CHMVEの40.7g、イオン交換水の1280g、炭酸カリウムの2.0g、過硫酸アンモニウムの1.3g、ノニオン性乳化剤(日本乳化剤社製、Newcol(登録商標)−2320)の33g、アニオン性乳化剤(ラウリル硫酸ナトリウム)の1.4gを仕込み、氷で冷却して、窒素ガスで0.4MPaGになるよう加圧し脱気した。この加圧脱気を2回繰り返した。0.095MPaGまで脱気して溶存空気を除去した後、CTFEの664gを仕込み、50℃で24時間反応を行った。24時間反応を行った後、オートクレーブを水冷して反応を停止した。この反応液を室温まで冷却した後、未反応単量体をパージし、固形分濃度50質量%の含フッ素樹脂水分散体(A1−1)を得た。これに含まれる含フッ素共重合体(A1’−1)の水酸基価は13mgKOH/gであった。含フッ素共重合体(A1’−1)の構成単位の比は、CTFE単位/CM−EOVE単位/CHMVE単位/EVE単位/CHVE単位=50/0.5/2/27.5/20(モル比)であった。
含フッ素樹脂水分散体(A1−2)の調製:
内容積2500mLの撹拌機付きステンレス製オートクレーブ中に、水の1280g、EVEの185g、CHVEの244g、CM−EOVEの47g、CHMVEの194g、イオン交換水の1280g、炭酸カリウムの2.0g、過硫酸アンモニウムの1.3g、ノニオン性乳化剤(日本乳化剤社製、Newcol(登録商標)−2320)の33g、アニオン性乳化剤(ラウリル硫酸ナトリウム)の1.4gを仕込み、氷で冷却して、窒素ガスで0.4MPaGになるよう加圧し脱気した。この加圧脱気を2回繰り返した。0.095MPaGまで脱気して溶存空気を除去した後、CTFEの664gを仕込み、50℃で24時間反応を行った。24時間反応を行った後、オートクレーブを水冷して反応を停止した。この反応液を室温まで冷却した後、未反応単量体をパージし、固形分濃度50質量%の含フッ素樹脂水分散体(A1−2)を得た。これに含まれる含フッ素共重合体(A1’−2)の水酸基価は55mgKOH/gであった。含フッ素共重合体(A1’−2)の構成単位の比は、CTFE単位/CM−EOVE単位/CHMVE単位/EVE単位/CHVE単位=50/0.5/10/17/22.5(モル比)であった。
内容積2500mLの撹拌機付きステンレス製オートクレーブ中に、水の1280g、CHVEの415g、2−EHVEの230g、CM−EOVEの21g、CHMVEの34g、イオン交換水の1280g、炭酸カリウムの3.0g、過硫酸アンモニウムの5.4g、ノニオン性乳化剤(日本乳化剤社製、Newcol(登録商標)−2320)の33g、アニオン性乳化剤(ラウリル硫酸ナトリウム)の1.4gを仕込み、氷で冷却して、窒素ガスで0.4MPaGになるよう加圧し脱気した。この加圧脱気を2回繰り返した。0.095MPaGまで脱気して溶存空気を除去した後、CTFEの580gを仕込み、50℃で24時間反応を行った。24時間反応を行った後、オートクレーブを水冷して反応を停止した。この反応液を室温まで冷却した後、未反応単量体をパージし、固形分濃度50質量%の含フッ素樹脂水分散体(A1−3)を得た。これに含まれる含フッ素共重合体(A1’−3)の水酸基価は10mgKOH/gであった。含フッ素共重合体(A1’−3)の構成単位の比は、CTFE単位/CM−EOVE単位/CHMVE単位/CHVE単位/2−EHVE単位=50/0.25/2/33/14.75(モル比)であった。
調製例1で得た含フッ素樹脂水分散体(A1−1)の80g、造膜助剤としてSDX−3652(ADEKA製、商品名、安息香酸2−エチルヘキシル、比重:0.962、沸点:277℃、Tg−DTA(昇温速度:10℃/分)で測定した5%減量温度:162℃)の6g、増粘剤(ローム&ハース社製、プライマル(登録商標)TT−615)の0.4g、消泡剤(BASF社製、デヒドラン(登録商標)1620)の0.6g、イオン交換水の13gを
加えて混合し、含フッ素塗料組成物(1)を調整した。
実施例1で使用した含フッ素樹脂水分散体(A1−1)を、含フッ素樹脂水分散体(Arkema社製、製品名「Kynar Aquatec FMA−12」)に変更した以外は、同様の方法で含フッ素塗料組成物(3)を調整した。
実施例1で使用した造膜助剤としてSDX−3652(ADEKA製、商品名、安息香酸2−エチルヘキシル、比重:0.962、沸点:277℃、Tg−DTA(昇温速度:10℃/分)で測定した5%減量温度:162℃)を、SDX−3789(ADEKA社製商品名、アジピン酸ジブトキシエチル、比重:0.996、沸点:290℃、Tg−DTA(昇温速度:10℃/分)で測定した5%減量温度:215℃)に変更した以外は、同様の方法で含フッ素塗料組成物(5)を調整した。
調製例1で得た含フッ素樹脂水分散体(A1−1)の55g、造膜助剤としてSDX−3652(ADEKA製、商品名、安息香酸2−エチルヘキシル)の6g、増粘剤(ローム&ハース社製、プライマル(登録商標)TT−615)の0.4g、消泡剤(BASF社製、デヒドラン(登録商標)1620)の0.6g、イオン交換水の13g、ユーダブル EF−010(日本触媒社製、商品名、シリコーン樹脂エマルション(平均粒子径:23nm)とアクリル樹脂エマルション(平均粒子径:164nm)の混合物)の25gを加えて混合し、含フッ素塗料組成物(6)を調整した。
調製例1で得た含フッ素樹脂水分散体(A1−1)を30g、ユーダブル EF−050(日本触媒社製、商品名、シリコーン樹脂エマルション(平均粒子径:23nm)とアクリル樹脂エマルション(平均粒子径:164nm)の混合物)を40gに変更した以外は、実施例7と同様の方法で、含フッ素塗料組成物(7)を調整した。
実施例1で使用した含フッ素樹脂水分散体(A1−1)を、含フッ素樹脂水分散体(A1−2)に変更した以外は、同様の方法で含フッ素塗料組成物(2)を調整した。
実施例1で使用した含フッ素樹脂水分散体(A1−1)を、含フッ素樹脂水分散体(A1−3)に変更した以外は、同様の方法で含フッ素塗料組成物(2)を調整した。
実施例1で使用した造膜助剤としてSDX−3652(ADEKA製、商品名、安息香酸2−エチルヘキシル、比重:0.962、沸点:277℃、Tg−DTA(昇温速度:10℃/分)で測定した5%減量温度:162℃)を、テキサノール(イーストマンケミカル社製商品名、比重:0.940、沸点:250℃、Tg−DTA(昇温速度:10℃/分)で測定した5%減量温度:139℃)に変更した以外は、同様の方法で含フッ素塗料組成物(8)を調整した。
実施例5で使用した含フッ素樹脂水分散体(A1−1)を20g、ユーダブル F−010(日本触媒社製、商品名、シリコーン樹脂エマルション(平均粒子径:23nm)とアクリル樹脂エマルション(平均粒子径:164nm)の混合物)を60gに変更した以外は、同様の方法で含フッ素塗料組成物(8)を調整した。
縦120mm、横60mm、厚さ15mmのスレート板の表面に、大日本塗料社製商品名Vセラン #700を、エアスプレーにて、乾燥膜厚が20μmになるように塗布し、100℃で210秒間、乾燥させた。
その後、実施例1〜7、比較例1のそれぞれで得られた含フッ素塗料組成物を、エアスプレーにて、乾燥膜厚が40μmになるように塗布し、100℃で210秒間乾燥させ、試験板を作成した。
得られた試験板の評価結果を表1に示す。
一方、比較例1、比較例2、比較例3、比較例4は、同様の試験で塗膜が白化し、耐候性、耐ブロッキング性に劣っていた。
このことから、実施例1〜6は、塗膜の耐候性、耐ブロッキング性、耐温水性が向上したことが分かる。
Claims (6)
- 水酸基価0〜30mgKOH/g(固形分)、最低造膜温度40℃〜60℃の範囲にある含フッ素樹脂水分散体(a)と、比重が0.90〜1.03の範囲であり、沸点が230〜350℃の範囲であり、かつ、Tg−DTA(昇温速度:10℃/分)で測定した5%減量温度が150〜250℃の範囲にあるエステル化合物(b)と、
水とを含むことを特徴とする含フッ素樹脂塗料組成物。 - 含フッ素樹脂(a)の100質量部に対して、エステル化合物(b)を1〜15質量部含有する請求項1に記載の含フッ素樹脂塗料組成物。
- さらに、シリコーン樹脂(c)を、含フッ素樹脂(a)の100重量部に対して、5〜150重量部含有する請求項1または2に記載の含フッ素樹脂塗料組成物。
- シリコーン樹脂(c)の最低造膜温度が0℃〜60℃で、かつ、平均粒子径が50nm〜200nmであることを特徴とする請求項4に記載のフッ素樹脂塗料組成物。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の含フッ素樹脂塗料組成物を用いて形成された塗膜を有することを特徴とする塗装物品。
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