JP2019099727A - 共重合体及び塗料組成物、並びに塗装物品及びその製造方法 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
しかしながら、硬化させる際の架橋密度の高まりにより塗膜が硬脆くなるので、インサート成形やインモールド成形の際にハードコートフィルムが曲面に追従できずクラック等の外観不良が生じる問題があった。
[1]マクロモノマー(A)由来の構成単位とビニル単量体(b)由来の構成単位とを含む共重合体(C)であって、前記マクロモノマー(A)のSP値SPAとビニル単量体(b)を重合して得られる重合体(B)のSP値SPBとが、1.5≦SPB−SPA≦8.0の関係を満足し、前記共重合体(C)のFoxの式で算出したガラス転移温度TgCが40℃以下である共重合体。
[2]前記マクロモノマー(A)由来の構成単位が前記共重合体(C)の20〜75質量%である前記[1]に記載の共重合体。
[3]前記マクロモノマー(A)由来の構成単位及び前記ビニル単量体(b)由来の構成単位のいずれか一方又は両方が水酸基を有する前記[1]又は[2]に記載の共重合体。
[4]前記共重合体(C)が、前記マクロモノマー(A)及び前記ビニル単量体(b)を含む単量体混合物の重合物である、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の共重合体。
[5]前記マクロモノマー(A)が、ラジカル重合性基を有し、かつ下記式(1)で示される構成単位(a’)を2以上有する、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の共重合体。
[6]前記マクロモノマー(A)が、下記式[2]で表される、前記[5]に記載に記載の共重合体。
[7]前記[1]〜[6]の何れかに記載の共重合体(C)を含む塗料組成物。
[8]前記塗料組成物に含まれる前記共重合体(C)の量が、樹脂固形分に対して40質量%以上である、前記[7]に記載の塗料組成物。
[9]硬化剤をさらに含む前記[7]又は[8]に記載の塗料組成物。
[10]基材面に前記[7]〜[9]の何れかに記載の塗料組成物を塗装して得られる塗装物品。
[11]基材面に形成された電着塗料の硬化塗膜上に、第1着色ベース塗料を塗装して第1着色ベース塗膜を形成し、ついで前記第1着色ベース塗膜を予備加熱することなく又は予備加熱若しくは加熱硬化した後、前記第1着色ベース塗膜上に第2着色ベース塗料を塗装して第2着色ベース塗膜を形成し、ついで前記第1着色ベース塗膜及び前記第2着色ベース塗膜を予備加熱した後、前記第2着色ベース塗膜上にクリヤー塗料を塗装してクリヤー塗膜を形成し、形成された3層の塗膜を同時に加熱硬化させて複層塗膜を形成する塗装物品の製造方法において、前記クリヤー塗料として、前記[7]〜[9]の何れかに記載の塗料組成物を用いる塗装物品の製造方法。
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。
「ビニル単量体」とは、重合性炭素−炭素二重結合、すなわちエチレン性不飽和結合を有する単量体を意味する。
「(メタ)アクリル系共重合体」とは、構成単位の少なくとも一部が(メタ)アクリル系単量体由来の構成単位である共重合体を意味する。(メタ)アクリル系共重合体は、たとえばスチレン等の(メタ)アクリル系単量体以外の単量体由来の構成単位をさらに含んでいてもよい。
「(メタ)アクリル系単量体」とは、(メタ)アクリロイル基を有する単量体を意味する。
「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基及びメタクリロイル基の総称である。同様に「(メタ)アクリレート」はアクリレート及びメタクリレートの総称、「(メタ)アクリル酸」はアクリル酸及びメタクリル酸の総称、「(メタ)アクリロニトリル」はアクリロニトリルとメタクリロニトリルの総称、「(メタ)アクリルアミド」はアクリルアミドとメタクリルアミドの総称である。
本発明の共重合体(C)(以下、「共重合体(C)」ともいう。)は、後述するマクロモノマー(A)由来の構成単位、及びビニル単量体(b)由来の構成単位を含む。共重合体(C)これは、たとえばマクロモノマー(A)およびビニル単量体(b)を共重合して製造することができる。
共重合体(C)は、典型的には、マクロモノマー(A)由来のポリマー鎖を側鎖とし、主にビニル単量体(b)由来の構成単位から構成されるポリマー鎖を主鎖とするグラフト共重合体、又はマクロモノマー(A)由来のポリマー鎖及びビニル単量体(b)由来の構成単位から構成されるポリマー鎖が結合したブロック共重合体の構造を持つ。
共重合体(C)中の(メタ)アクリル系単量体由来の構成単位の割合、すなわち(メタ)アクリル系単量体の共重合組成は、共重合体(C)の20〜100質量%が好ましく、40〜100質量%がより好ましい。
同様に、ビニル単量体(b)由来の構成単位は、ビニル単量体(b)が重合して形成された構成単位であってもよく、該構成単位の構造の一部が別の構造に変換されて形成された構成単位であってもよい。
マクロモノマー(A)は、単量体(a)由来の構成単位を2以上有する化合物であって、ビニル単量体(b)と共重合可能な付加反応性の官能基を有する。付加反応性の官能基としてはラジカル重合性基が代表的である。マクロモノマー(A)がラジカル重合性基を有することで、マクロモノマー(A)とビニル単量体(b)とのラジカル重合により共重合させて共重合体(C)を得ることができる。
マクロモノマー(A)のラジカル重合性基以外の付加反応性の官能基と、この官能基と反応可能な官能基との組み合わせとしては、例えば以下の組み合わせが挙げられる。
ヒドロキシル基と、カルボキシル基又は酸無水物基との組み合わせ。
イソシアネート基と、カルボキシル基、ヒドロキシル基又はチオール基との組み合わせ。
エポキシ基とアミノ基との組み合わせ。
カルボキシル基と、エポキシ基又はカルボジイミド基との組み合わせ。
アミノ基とカルボキシル基との組み合わせ。
アミド基とカルボキシル基との組み合わせ。
チオール基とエポキシ基との組み合わせ。
マクロモノマー(A)が有するラジカル重合性基としては、エチレン性不飽和結合を有する基が好ましい。エチレン性不飽和結合を有する基としては、例えば、CH2=C(COOR)−CH2−、(メタ)アクリロイル基、2−(ヒドロキシメチル)アクリロイル基及びビニル基等が挙げられる。ここで、Rは水素原子、置換若しくは非置換のアルキル基、置換若しくは非置換の脂環式基、置換若しくは非置換のアリール基、又は置換若しくは非置換の複素環基を示す。
上記置換基におけるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
上記置換基における親水性又はイオン性を示す基としては、例えば、カルボキシ基のアルカリ塩、スルホキシ基のアルカリ塩等のアルカリ塩、ポリエチレンオキシド基、ポリプロピレンオキシド基等のポリ(アルキレンオキシド)基、四級アンモニウム塩基等のカチオン性置換基等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸イソアミル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸イソステアリル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸3,5,5−トリメチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、テルペンアクリレートやその誘導体、水添ロジンアクリレートやその誘導体、(メタ)アクリル酸ドコシル等の炭化水素基含有(メタ)アクリル酸エステル;
(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、グリセロール(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル;
(メタ)アクリル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルマレイン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルマレイン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルコハク酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノオクチル、イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸モノブチル、イタコン酸モノオクチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノブチル、フマル酸モノオクチル、シトラコン酸モノエチル等のカルボキシル基含有ビニル単量体;
無水マレイン酸及び無水イタコン酸等の酸無水物基含有ビニル単量体;
(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−t−オクチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルアセトアミド、マレイン酸アミド、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド等のアミド結合含有鎖式ビニル単量体、(メタ)アクリロイルモルフォリン、N−ビニルピロリドン、N−ビニル−ε−カプロラクタム、マレイミド等のアミド結合含有環式ビニル単量体等のアミド結合含有ビニル単量体;
ジメチルマレート、ジブチルマレート、ジメチルフマレート、ジブチルフマレート、ジブチルイタコネート、ジパーフルオロシクロヘキシルフマレート等の不飽和ジカルボン酸ジエステル単量体;
(メタ)アクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸3,4−エポキシブチル等のエポキシ基含有ビニル単量体;
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル系単量体;
ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、トリアリルシアヌレート、マレイン酸ジアリル、ポリプロピレングリコールジアリルエーテル等の多官能性のビニル単量体;
ビニルピリジン、ビニルカルバゾール等の複素環系単量体;
(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸ポリプロピレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸n−ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸イソブトキシエチル、(メタ)アクリル酸t−ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエトキシエチル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸ノニルフェノキシエチル、(メタ)アクリル酸3−メトキシブチル、(メタ)アクリル酸アセトキシエチル、「プラクセルFM」((株)ダイセル製、カプロラクトン付加モノマー、商品名)、「ブレンマーPME−100」(日油(株)製、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(エチレングリコールの連鎖が2であるもの)、商品名)、「ブレンマーPME−200」(日油(株)製、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(エチレングリコールの連鎖が4であるもの)、商品名)、「ブレンマーPME−400」(日油(株)製、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(エチレングリコールの連鎖が9であるもの)、商品名)、「ブレンマーPP−800」(日油(株)製、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート(プロピレングリコールの連鎖が8であるもの)、商品名)、「ブレンマー50POEP−800B」(日油(株)製、オクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−メタクリレート(エチレングリコールの連鎖が8であり、プロピレングリコールの連鎖が6であるもの)、商品名)、「ブレンマー20ANEP−600」(日油(株)製、ノニルフェノキシ(エチレングリコール−ポリプロピレングリコール)モノアクリレート、商品名)等のグリコールエステル系単量体;
3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤含有単量体;
トリメチルシリル(メタ)アクリレート、トリエチルシリル(メタ)アクリレート、トリ−n−プロピルシリル(メタ)アクリレート、トリ−n−ブチルシリル(メタ)アクリレート、トリ−n−アミルシリル(メタ)アクリレート、トリ−n−ヘキシルシリル(メタ)アクリレート、トリ−n−オクチルシリル(メタ)アクリレート、トリ−n−ドデシルシリル(メタ)アクリレート、トリフェニルシリル(メタ)アクリレート、トリ−p−メチルフェニルシリル(メタ)アクリレート、トリベンジルシリル(メタ)アクリレート、トリイソプロピルシリル(メタ)アクリレート、トリイソブチルシリル(メタ)アクリレート、トリ−s−ブチルシリル(メタ)アクリレート、トリ−2−メチルイソプロピルシリル(メタ)アクリレート、トリ−t−ブチルシリル(メタ)アクリレート、エチルジメチルシリル(メタ)アクリレート、n−ブチルジメチルシリル(メタ)アクリレート、ジイソプロピル−n−ブチルシリル(メタ)アクリレート、n−オクチルジ−n−ブチルシリル(メタ)アクリレート、ジイソプロピルステアリルシリル(メタ)アクリレート、ジシクロヘキシルフェニルシリル(メタ)アクリレート、t−ブチルジフェニルシリル(メタ)アクリレート、ラウリルジフェニルシリル(メタ)アクリレート、トリイソプロピルシリルメチルマレート、トリイソプロピルシリルアミルマレート、トリ−n−ブチルシリル−n−ブチルマレート、t−ブチルジフェニルシリルメチルマレート、t−ブチルジフェニルシリル−n−ブチルマレート、トリイソプロピルシリルメチルフマレート、トリイソプロピルシリルアミルフマレート、トリ−n−ブチルシリル−n−ブチルフマレート、t−ブチルジフェニルシリルメチルフマレート、t−ブチルジフェニルシリル−n−ブチルフマレート、サイラプレーンFM−0711(JNC(株)製、商品名)、サイラプレーンFM−0721(JNC(株)製、商品名)、サイラプレーンFM−0725(JNC(株)製、商品名)、サイラプレーンTM−0701(JNC(株)製、商品名)、サイラプレーンTM−0701T(JNC(株)製、商品名)、X−22−174ASX(信越化学工業(株)製、商品名)、X−22−174BX(信越化学工業(株)製、商品名)、KF−2012(信越化学工業(株)製、商品名)、X−22−2426(信越化学工業(株)製、商品名)、X−22−2404(信越化学工業(株)製、商品名)等の、シランカップリング剤含有モノマー以外のオルガノシリル基含有単量体;
塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン等のハロゲン化オレフィン;
(メタ)アクリル酸2−イソシアナトエチル等のイソシアナト基含有単量体;
2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロフェニル(メタ)アクリレート、2−(パーフルオロブチル)エチル(メタ)アクリレート、3−(パーフルオロブチル)−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−(パーフルオロヘキシル)エチル(メタ)アクリレート、3−パーフルオロヘキシル−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−(パーフルオロ−3−メチルブチル)−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル(メタ)メタクリレート、1H,1H,2H,2H−トリデカフルオロオクチル(メタ)アクリレート、1H−1−(トリフルオロメチル)トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、1H,1H,3H−ヘキサフルオロブチル(メタ)アクリレート、1,2,2,2−テトラフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチル(メタ)アクリレート等のフッ素含有単量体(ただしハロゲン化オレフィンを除く);
1−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、1−(2−エチルへキシルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、1−(シクロへキシルオキシ)エチルメタクリレート)、2−テトラヒドロピラニル(メタ)アクリレート等のアセタール構造を持つ単量体;
4−メタクリロイルオキシベンゾフェノン、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、(メタ)アクリロニトリル、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニル単量体等。
R9における非置換のアリール基、非置換のヘテロアリール基、及び非置換の非芳香族の複素環式基はそれぞれ、前述のRで挙げたものと同様である。
R3〜R9における置換基のうち、ラジカル重合性基を有する基としては、例えばヒドロキシル基、イソシアネート基、エポキシ基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、チオール基、酸無水物基、カルボジイミド基等の官能基と、該官能基と付加反応可能な官能基及びラジカル重合性基を持つ単量体を付加反応させた構造が挙げられる。付加反応可能な官能基及びラジカル重合性基を持つ単量体としては、単量体(a)に記載したもののうち、ヒドロキシル基、イソシアネート基、エポキシ基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、チオール基、酸無水物基又はカルボジイミド基を持つ単量体が挙げられる。
R3〜R9における置換基のうち、カルボン酸エステル基としては、例えば前記−COOR11のR11が非置換の若しくは置換基を有するアルキル基、非置換の若しくは置換基を有する脂環式基、又は非置換の若しくは置換基を有するアリール基である基が挙げられる。
R3〜R9における置換基のうち、アルコキシ基としては、前記−OR12のR12が非置換のアルキル基である基が挙げられる。
R3〜R9における置換基のうち、2級アミノ基としては、前記−NR13R14のR13が水素原子、R14が非置換の若しくは置換基を有するアルキル基、非置換の若しくは置換基を有する脂環式基、又は非置換の若しくは置換基を有するアリール基である基が挙げられる。
R3〜R9における置換基のうち、3級アミノ基としては、前記−NR13R14のR13及びR14がそれぞれ非置換の若しくは置換基を有するアルキル基、非置換の若しくは置換基を有する脂環式基、又は非置換の若しくは置換基を有するアリール基である基が挙げられる。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、1−メチル−2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、3−メチル−3−メトキシブチル(メタ)アクリレートが挙げられる。アラルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、m−メトキシフェニルエチル(メタ)アクリレート、p−メトキシフェニルエチル(メタ)アクリレートが挙げられる。アリール(メタ)アクリレートとしては、例えば、フェニル(メタ)アクリレート、m−メトキシフェニル(メタ)アクリレート、p−メトキシフェニル(メタ)アクリレート、o−メトキシフェニルエチル(メタ)アクリレートが挙げられる。脂環式(メタ)アクリレートとしては、例えば、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。ハロゲン原子含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、2−(2−エチルヘキサオキシ)エチル(メタ)アクリレート等のオキシエチレン基含有(メタ)アクリル酸エステル単量体;
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル単量体;
メトキシポリエチレングリコールアリルエーテル、メトキシポリプロピレングリコールアリルエーテル、ブトキシポリエチレングリコールアリルエーテル、ブトキシポリプロピレングリコールアリルエーテル、メトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールアリルエーテル、ブトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールアリルエーテル等の末端アルコキシアリル化ポリエーテル単量体;
(メタ)アクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸3,4−エポキシブチル等のエポキシ基含有ビニル単量体;
(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−t−オクチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルアセトアミド、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルフォリン、N−ビニルピロリドン、N−ビニル−ε−カプロラクタム等のアミド結合含有ビニル単量体;
ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の第一級または第二級アミノ基含有ビニル単量体;
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノブチル(メタ)アクリレート、ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の第三級アミノ基含有ビニル単量体;
ビニルピリジン、ビニルカルバゾール等の複素環系塩基性単量体;
トリメチルシリル(メタ)アクリレート、トリエチルシリル(メタ)アクリレート、トリ−n−プロピルシリル(メタ)アクリレート、トリ−n−ブチルシリル(メタ)アクリレート、トリ−n−アミルシリル(メタ)アクリレート、トリ−n−ヘキシルシリル(メタ)アクリレート、トリ−n−オクチルシリル(メタ)アクリレート、トリ−n−ドデシルシリル(メタ)アクリレート、トリフェニルシリル(メタ)アクリレート、トリ−p−メチルフェニルシリル(メタ)アクリレート、トリベンジルシリル(メタ)アクリレート、トリイソプロピルシリル(メタ)アクリレート、トリイソブチルシリル(メタ)アクリレート、トリ−s−ブチルシリル(メタ)アクリレート、トリ−2−メチルイソプロピルシリル(メタ)アクリレート、トリ−t−ブチルシリル(メタ)アクリレート、エチルジメチルシリル(メタ)アクリレート、n−ブチルジメチルシリル(メタ)アクリレート、ジイソプロピル−n−ブチルシリル(メタ)アクリレート、n−オクチルジ−n−ブチルシリル(メタ)アクリレート、ジイソプロピルステアリルシリル(メタ)アクリレート、ジシクロヘキシルフェニルシリル(メタ)アクリレート、t−ブチルジフェニルシリル(メタ)アクリレート、ラウリルジフェニルシリル(メタ)アクリレート等のオルガノシリル基含有ビニル単量体;
メタクリル酸、アクリル酸、ビニル安息香酸、テトラヒドロフタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフタル酸モノヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフタル酸モノヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、コハク酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、コハク酸モノヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、マレイン酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、マレイン酸モノヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のカルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体;
アクリロニトリル、メタクリロニトニル等のシアノ基含有ビニル単量体;
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、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のアルキルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のシクロアルキルビニルエーテル等のビニルエーテル単量体;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル単量体;
スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体;
塩化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化オレフィン;等。
トリイソプロピルシリルメチルマレート、トリイソプロピルシリルアミルマレート、トリ−n−ブチルシリル−n−ブチルマレート、t−ブチルジフェニルシリルメチルマレート、t−ブチルジフェニルシリル−n−ブチルマレート、トリイソプロピルシリルメチルフマレート、トリイソプロピルシリルアミルフマレート、トリ−n−ブチルシリル−n−ブチルフマレート、t−ブチルジフェニルシリルメチルフマレート、t−ブチルジフェニルシリル−n−ブチルフマレート等のオルガノシリル基含有ビニル単量体;
無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物基含有ビニル単量体;
クロトン酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸、シトラコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノブチル、マレイン酸モノオクチル、イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸モノブチル、イタコン酸モノオクチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノブチル、フマル酸モノオクチル、シトラコン酸モノエチル等のカルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体;
ジメチルマレート、ジブチルマレート、ジメチルフマレート、ジブチルフマレート、ジブチルイタコネート、ジパーフルオロシクロヘキシルフマレート等の不飽和ジカルボン酸ジエステル単量体;
塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン等のハロゲン化オレフィン;
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、アリルメタクリレート、トリアリルシアヌレート、マレイン酸ジアリル、ポリプロピレングリコールジアリルエーテル等の多官能単量体等。
(メタ)アクリル系単量体由来の構成単位としては、前記式(1)中のR1が水素原子又はメチル基であり、R2がCOOR5である構成単位が好ましい。
R22における各基は、COOR5のR5で挙げたものと同様である。
nは2以上の自然数である。nは、マクロモノマー(A)の数平均分子量(Mn)が500以上10万以下となる範囲内である。数平均分子量の好ましい範囲は下記のとおりである。n個のR21はそれぞれ同じでも異なってもよい。n個のR22はそれぞれ同じでも異なってもよい。
上記マクロモノマー(A)以外にも、官能基を持つ化合物を、ビニル単量体(b)由来の構成単位からなる重合体の官能基と付加させることもできる。官能基を持つ化合物の例としては、X−22−173BX(信越化学工業(株)製、商品名)、X−22−173DX(信越化学工業(株)製、商品名)、X−22−170BX(信越化学工業(株)製、商品名)、X−22−170DX(信越化学工業(株)製、商品名)、X−22−176DX(信越化学工業(株)製、商品名)、X−22−176F(信越化学工業(株)製、商品名)、X−22−173GX−A(信越化学工業(株)製、商品名)等のシリコーン系化合物等が挙げられる。
マクロモノマー(A)の数平均分子量は、ゲルろ過クロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレンを基準樹脂として測定される。
マクロモノマー(A)の数平均分子量は、製造時の重合開始剤や連鎖移動剤の種類や量等によって調整できる。
δ=Σ(miδi)
上記式中、δはマクロモノマー(A)のSP値SPA、miはマクロモノマー(A)を構成する単量体iのモル分率を表し、δiは当該単量体iのSP値を表す。SP値の単位は(J/cm3)0.5を用いる。以下、SP値の単位は省略する。
SP値は、マクロモノマー(A)を形成する単量体の共重合組成等によって調整できる。SPAは、SP値の大きな単量体の共重合組成が多いほどSP値は大きくなり、少ないほどが小さくなる。
1/(273+Tg)=Σ(Wi/(273+Tgi))
式中、Wiは単量体iの質量分率、Tgiは単量体iのホモポリマーのガラス転移温度(℃)を示す。
TgAは、マクロモノマー(A)を形成する単量体の組成等によって調整できる。
ラジカル重合性基を持つマクロモノマー(A)の製造方法としては、例えば、コバルト連鎖移動剤を用いて製造する方法、α−メチルスチレンダイマー等のα置換不飽和化合物を連鎖移動剤として用いる方法、開始剤を用いる方法、重合体にラジカル重合性基を化学的に結合させる方法、熱分解による方法等が挙げられる。
これらの中で、ラジカル重合性基を持つマクロモノマー(A)の製造方法としては、製造工程数が少なく、使用する触媒の連鎖移動定数が高い点で、コバルト連鎖移動剤を用いて製造する方法が好ましい。なお、コバルト連鎖移動剤を用いて製造した場合のマクロモノマー(A)は、前記式(2)で表される構造を有する。
ビニル単量体(b)は、エチレン性不飽和結合を有する、マクロモノマーではない単量体である。ビニル単量体(b)としては、特に限定されず、前記で挙げたマクロモノマー(A)を得るための単量体(a)と同様のものを用いることができる。ビニル単量体(b)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。単量体(b)の少なくとも一部は(メタ)アクリル系単量体であることが好ましい。
マクロモノマー(A)をビニル単量体(b)由来の構成単位からなる重合体に付加させる場合は、ビニル単量体(b)はマクロモノマー(A)の官能基と反応できる官能基を有するものを含むことが適している。
ビニル単量体(b)は、塗膜の耐候性に優れる点から2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、及び塗膜の光沢がより優れる点からスチレンからなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体(以下「単量体(b1)」ともいう)を含むことが好ましい。
単量体(b2)としては、マクロモノマー(A)を得るための単量体(a)で挙げた水酸基を有する単量体と同様のものが挙げられる。
マクロモノマー(A)由来の構成単位が水酸基を有する構成単位を含む場合は、ビニル単量体(b)は、単量体(b2)を含んでもよく、含まなくてもよい。
δ=Σ(miδi)
上記式中、δは重合体(B)のSP値SPB、miは重合体(B)を構成するビニル単量体(b)iのモル分率を表し、δiは当該ビニル単量体(b)iのSP値を表す。
SP値は、マクロモノマー(A)を形成する単量体の共重合組成等によって調整できる。SPBは、SP値の大きな単量体の共重合組成が多いほどSP値は大きくなり、少ないほどが小さくなる。
また、前記SPAとSPBとは、塗膜の柔軟性及び硬度を両立させる観点から、次の関係式を満足する必要がある。
1.5≦SPB−SPA≦8.0
SPB−SPAは、1.6〜7.0が好ましく、1.7〜6.0がより好ましい。SPB−SPAは、小さいほど共重合体(C)の塗膜の柔軟性が優れる傾向がある。一方、SPBは大きいほど共重合体(C)の塗膜の硬度が優れる傾向がある。
1/(273+Tg)=Σ(Wi/(273+Tgi))
式中、Wiはモノマーiの質量分率、Tgiはモノマーiのホモポリマーのガラス転移温度(℃)を示す。
共重合体(C)中のマクロモノマー(A)由来の構成単位の含有量は、共重合体(C)を構成する全構成単位の合計質量に対して20〜75質量%が好ましく、30〜70質量%がより好ましく、40〜60質量%が特に好ましい。マクロモノマー(A)由来の構成単位の含有量が多いほど塗膜の硬度が優れる傾向がある。マクロモノマー(A)由来の構成単位の含有量が少ないほど共重合体(C)の溶液やこれを含む塗料組成物の塗布性が優れる傾向がある。
共重合体(C)の重量平均分子量(Mw)は、2000〜100000が好ましく、2500〜40000がより好ましく、3000〜30000がさらに好ましい。共重合体(C)の重量平均分子量が前記範囲の上限値以下であれば、共重合体(C)を溶剤に溶解した溶液の粘度がより低くなり、塗料組成物として高固形分低粘度のものを得やすい。重量平均分子量が前記範囲の下限値以上であれば、形成される塗膜の硬度、耐久性等がより優れる。共重合体(C)の重量平均分子量は、ゲルろ過クロマトグラフィー(GPC)により測定される、標準ポリスチレン換算の値である。詳しくは、後述する実施例に記載の方法により測定される。
1/(273+Tg)=Σ(Wi/(273+Tgi))
式中、Wiはモノマーiの質量分率、Tgiはモノマーiのホモポリマーのガラス転移温度(℃)を示す。ここでモノマーiは、単量体(a)及び単量体(b)である。
製造方法(α):マクロモノマー(A)として、ラジカル重合性基を有するマクロモノマーを用い、このマクロモノマー(A)と、ビニル単量体(b)とを共重合する方法。
製造方法(β):マクロモノマー(A)として、前記付加反応性の官能基を有するマクロモノマーを用い、このマクロモノマー(A)と、前記付加反応性の官能基と反応可能な官能基を有するビニル単量体を含むビニル単量体(b)由来の構成単位からなる重合体とを反応させる方法。
マクロモノマー(A)を構成する単量体及びビニル単量体(b)の少なくとも一方は、第一の官能基を有する単量体を含むことが好ましい。
例えば重合する全単量体の合計質量(100質量%)に対するマクロモノマー(A)の含有量は3〜80質量%が好ましく、7〜70質量%がより好ましく、7〜40質量%が特に好ましい。
重合方法としては、例えば、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法等の公知の重合方法が適用できる。生産性、塗膜性能の点で溶液重合法が好ましい。
溶液重合は、例えば、重合容器内に重合溶媒、単量体及びラジカル重合開始剤を供給し、所定の反応温度に保持することにより実施できる。単量体は、全量を予め(重合容器内を所定の反応温度とする前に)重合容器に仕込んでもよく、重合容器内を所定の反応温度とした後に滴下供給してもよく、一部を予め重合容器に仕込み、残部を滴下供給してもよい。
塗料組成物は、任意成分として架橋剤を含んでもよい。
塗料組成物が水酸基を有する場合には、架橋剤としてメラミン樹脂、及びイソシアネート化合物等を含んでもよい。これにより、耐溶剤性、耐水性、及び耐候性等の塗膜性能をさらに向上させることができる。
メラミン樹脂としては、n−ブチル化メラミン樹脂、及びメチル化メラミン樹脂等を挙げることができる。メラミン樹脂の配合量は、塗料組成物中の配合比率が5〜50質量%の範囲となる量とするのが好ましい。
イソシアネート化合物としては、フリーのイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物等を使用することができる。イソシアネート化合物としては、下記の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
ヘキサメチレンジイソシアネート、及びトリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;イソホロンジイソシアネート、メチルシクロヘキサン−2,4−(ないしは2,6−)ジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、及び1,3−ジ(イソシアネートメチル)−シクロヘキサン等の環状脂肪族ジイソシアネート;トリレンジイソシアネート、及びキシレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;上記のイソシアネート化合物と多価アルコール、及び水等との付加物;上記のイソシアネート化合物の重合体、及びイソシアネート・ビューレット体等。イソシアネート化合物の配合量は、塗料組成物中の水酸基含有成分との当量比でNCO/OHの比が0.1/1〜3/1となることが好ましい。
本発明の粘着剤組成物は、必要に応じて、塗工適性、成膜性等の向上のため、有機溶剤を含むことができる。
有機溶剤としては、共重合体(C)を溶解できるものであれば特に限定されず、例えばヘプタン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、オクタン、ミネラルスピリット等の炭化水素系溶剤;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、s−ブタノール、イソブタノール等のアルコール系溶剤;ジオキサン、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル等のエーテル系溶剤;コスモ石油(株)製のスワゾール310、スワゾール1000、スワゾール1500等の芳香族石油系溶剤等が挙げられる。これらの有機溶剤はいずれか1種を単独で、または2種以上を組合わせて用いることができる。
本発明の塗料組成物は、そのままでも塗料とすることができるが、必要に応じて、任意成分として、光輝剤、充填剤、可塑剤、顔料分散剤、増粘剤、消泡剤、及びレベリング剤等の公知の塗料用添加物、並びにポリウレタン等の軟質付与剤を含んでもよい。
また、反応触媒、粘着付与樹脂、酸化防止剤、光安定化剤、金属不活性化剤、老化防止剤、吸湿剤、防錆剤、加水分解防止剤等の各種の添加剤を適宜含むことができる。
反応触媒としては、例えば三級アミン系化合物、四級アンモニウム系化合物、ラウリル酸スズ化合物等が挙げられる。
酸化防止剤としては、例えばフェノール系、リン系、ヒドロキシルアミン系、イオウ系等が挙げられる。中でも、加熱後の樹脂の着色が少ない点で、フェノール系、リン酸系の酸化防止剤が好ましい。これらは単独で使用してもよいし、数種類を組み合わせて使用してもよい。酸化防止剤の含有量は共重合体(C)100質量部に対して0.1〜5質量部が好ましい。
本発明の塗膜は、前記塗料組成物を用いた塗膜である。
本発明の塗膜は、公知の方法により形成できる。例えば、被塗装物の表面に本発明の塗料組成物を塗装して未硬化塗膜を形成し、該未硬化塗膜を硬化させて硬化塗膜とする方法が挙げられる。本発明の塗膜は、未硬化塗膜であってもよく、硬化塗膜であってもよい。
本発明の塗料組成物は、プラスチック基材の塗料として適用することができる。
プラスチック基材の具体例としては、ポリエチレン、及びポリプロピレン等のポリオレフィン系重合体;ポリカーボネート樹脂;ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ナイロン樹脂、及びABS樹脂等が挙げられる。なお、上記のプラスチック基材の他にも、本発明の塗料組成物は、ステンレススチール、及びアルミニウム等の金属基材;ガラス、スレート板、コンクリート、及び珪酸カルシウム等の珪酸塩系基材;石膏系、石綿系、及びセラミック系等の無機基材;木材類、紙類、繊維類、及びFRP等の各種基材に適用することもできる。
また、本発明の塗料組成物は、公知の方法のインサート成形およびインモールド成形に用いることが出来る。すなわち、成形温度に熱した金型にフィルムをはさんだ後、樹脂を流し込んでフィルムと樹脂を一体化させる(インサート成形)工程や、成形温度に熱した金型にフィルムをはさんだ後、樹脂を流し込んでフィルムと樹脂を圧着し、次いで基材フィルムのみを剥離することによりハードコート層を含む層が樹脂成形品表面に転写させる(インモールド成形)工程にも好適に用いることができる。
上述した1層、又は2層の塗膜を得るために塗料組成物に添加される顔料としては、公知の有機系顔料、並びにアルミ、酸化チタン、酸化鉄、アルミニウム・フレーク、及びチタン・コート・マイカ等の無機系顔料が挙げられる。
塗工された本発明の塗料組成物を乾燥させる温度、及び時間は、本発明の塗料組成物の種類、希釈剤の種類、及び含有量等によって適宜選択することができる。
乾燥させる温度の一例は、室温〜200℃であるが、プラスチック基材の耐熱温度以下であることが好ましい。乾燥時間は1〜30分以上が好ましいが、上限は特に限定されず、使用するシンナーの蒸発速度、及び乾燥条件等を考慮して目的に応じて設定されることができる。
(分散剤1の製造)
撹拌機、冷却管、温度計及び窒素ガス導入管を備えた重合装置中に、脱イオン水900部、メタクリル酸2−スルホエチルナトリウム60部、メタクリル酸カリウム10部及びメタクリル酸メチル12部を入れて撹拌し、重合装置内を窒素置換しながら、50℃に昇温した。その中に、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩0.08部を添加し、更に60℃に昇温した。昇温後、滴下ポンプを使用して、メタクリル酸メチルを0.24部/分の速度で75分間連続的に滴下した。反応溶液を60℃で6時間保持した後、室温に冷却して、透明な水溶液である固形分10質量%の分散剤1を得た。
撹拌装置を備えた合成装置中に、窒素雰囲気下で、酢酸コバルト(II)四水和物1.00gおよびジフェニルグリオキシム1.93g、あらかじめ窒素バブリングにより脱酸素したジエチルエーテル80mlを入れ、室温で30分間攪拌した。ついで、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体10mlを加え、さらに6時間攪拌した。混合物をろ過し、固体をジエチルエーテルで洗浄し、15時間真空乾燥して、赤褐色固体である連鎖移動剤1を2.12g得た。
撹拌機、冷却管、温度計及び窒素ガス導入管を備えた重合装置中に、脱イオン水145部、硫酸ナトリウム0.1部及び分散剤1(固形分10質量%)0.25部を入れて撹拌し、均一な水溶液とした。次に、メタクリル酸メチルを100部、連鎖移動剤1を0.008部及び重合開始剤としてパーオクタ(登録商標)O(1,1,3,3−テトラメチルブチル パーオキシ2−エチルヘキサノエート、日油(株)製)0.8部を加え、水性懸濁液とした。
次に、重合装置内を窒素置換し、80℃に昇温して1時間反応し、さらに重合率を上げるため、90℃に昇温して1時間保持した。その後、反応液を40℃に冷却して、マクロモノマーを含む水性懸濁液を得た。この水性懸濁液をフィルタで濾過し、フィルタ上に残った残留物を脱イオン水で洗浄し、脱水し、40℃で16時間乾燥して、マクロモノマー1を得た。マクロモノマー1の数平均分子量は1700、DSC測定によるガラス転移温度(TgA)は63℃、SP値(SPA)は20.3であった。製造に用いた材料及び物性を表1に示す。
製造に用いた材料の種類や量を表1に示すように変更した以外はマクロモノマー1と同様の方法にてマクロモノマー2〜4を得た。得られたマクロモノマーの物性を表1に示す。
MMA:メチルメタクリレート。
PME−400:メトキシポリエチレングリコール-メタクリレート。
HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート。
IBXMA:イソボルニルメタクリレート。
パーオクタ(登録商標)O:1,1,3,3−テトラメチルブチル パーオキシ2−エチルヘキサノエート、日油(株)製。
(共重合体溶液の製造)
温度計、温度調整機、撹拌装置、還流冷却器、窒素ガス導入管及び滴下装置を備えた反応容器に酢酸ブチル50部及びマクロモノマー1 40部を仕込み、重合装置内を窒素置換し、120℃に昇温した。そこに、イソボルニルアクリレート27部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10部、2−エチルヘキシルアクリレート23部、酢酸ブチル10部、パーブチルO(t−ブチル パーオキシ2−エチルヘキサノエート、日油(株)製)4.4部の単量体含有混合物を4時間かけて滴下した。滴下終了後、酢酸ブチル5部を急速滴下し、その後30分間熟成した。その後さらに酢酸ブチル20部及びパーブチルO0.2部の混合物を30分間かけて滴下し、滴下終了後、1.5時間熟成した。その後さらに酢酸ブチル15部を加え、固形分51.8質量%の共重合体溶液を得た。得られた共重合体溶液に含まれる共重合体の水酸基価(OHV)は155mgKOH/g、数平均分子量(Mn)は5700、重量平均分子量(Mw)は14700、計算Tgは35℃、主鎖のSP(SPB)は22.0(J/cm3)1/2、側鎖のSP(SPA)は20.3(J/cm3)1/2であった。
共重合体溶液と、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(デュラネート(登録商標)TPA100、旭化成(株)製、不揮発分100%、NCO基含有率23.1%)とを、NCO/OHのモル比が1/1となるように混合して塗料組成物を調製した。
この塗料組成物をガラス板に6milアプリケーターで塗布し、70℃で30分間の乾燥を行って塗膜を形成し、温度23.5℃、相対湿度50%の条件で養生を行った。
養生を開始してから72時間後(塗装3日後)において、塗膜の硬度を測定した。結果を表2に示す。
前記共重合体溶液アクリルフィルム上にバーコーター#12で塗布し、70℃で30分間の乾燥を行って塗膜を形成し、温度23.5℃、相対湿度50%の条件で養生を行った。
養生を開始してから72時間後(塗装3日後)において、フィルム上の塗膜の割れを測定した。結果を表2に示す。
反応容器に昇温前に仕込む材料(初期仕込み)、及び昇温後に最初に滴下する単量体含有混合物の組成をそれぞれ表2に示すようにした以外は実施例1と同様にして、共重合体溶液を得た。各共重合体溶液に含まれる共重合体の水酸基価(OHV)、重量平均分子量(Mw)、計算Tg及びSP値をそれぞれ表2に示す。
得られた共重合体溶液について実施例1と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
IBXA:イソボルニルアクリレート。
EHA:2−エチルヘキシルアクリレート。
St:スチレン。
HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート。
HPA:2−ヒドロキシプロピルアクリレート。
HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート。
HPMA:2−ヒドロキシプロピルメタクリレート。
PME−400:メトキシポリエチレングリコール-メタクリレート。
MMA:メチルメタクリレート。
AA:アクリル酸。
パーブチルO(t−ブチル パーオキシ2−エチルヘキサノエート、日油(株)製)
AMBN:2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)。
これらの結果から、マクロモノマー由来の構成単位と、ビニル単量体由来の構成単位とを含み、1.5≦SPB−SPA≦8.0の関係を満たし、かつ共重合体のTgが40℃以下である共重合体は塗膜の硬度と柔軟性を上げられることがわかる。
(マクロモノマーの数平均分子量)
マクロモノマーの数平均分子量(Mn)は、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)装置(東ソー(株)製、HLC−8320)を用いて測定した。マクロモノマーの0.2質量%テトラヒドロフラン(THF)溶液を調製し、東ソー(株)製カラム(TSKgel SuperHZM−M×HZM−M×HZ2000、TSKguardcolumn SuperHZ−L)が装着された上記装置に上記溶液10μLを注入し、流量:0.35mL/分、溶離液:THF(安定剤:ブチルヒドロキシトルエン(BHT))、カラム温度:40℃の条件で測定し、標準ポリスチレン換算にて数平均分子量を算出した。
共重合体の重量平均分子量(Mw)は、GPC装置(東ソー(株)製、HLC−8120)を用いて測定した。共重合体の0.3質量%THF溶液を調製し、東ソー(株)製カラム(TSKgel SuperHM−H×4、TSKguardcolumn SuperH−H)が装着された上記装置に上記溶液20μLを注入し、流量:0.6mL/分、溶離液:THF(安定剤BHT)、カラム温度:40℃の条件で測定し、標準ポリスチレン換算にて重量平均分子量(Mw)を算出した。
共重合体のガラス転移温度は、その共重合体を構成する単量体各々のホモポリマーのガラス転移温度及び各単量体の質量分率からFoxの計算式によって算出した。
マクロモノマーを用いた共重合体については、主鎖(ビニル単量体から形成された部分)、側鎖(マクロモノマーから形成された部分)それぞれのSP(溶解度パラメータ:δ(J/cm3)1/2)を求めた。マクロモノマーを用いていない共重合体については、共重合体全体でのSPを求めた。各SPは、R.F.Fedors著、「ポリマーエンジニアリングアンドサイエンス(Polym.Eng.Sci.)」、(1974)、14(2)、p.147、p.472に記載されている公知の方法により求めた。具体的には、以下の式を用いて算出した値である。
δ=Σ(miδi)
上記式中、miはポリマーを構成するモノマーiのモル分率を表し、δiはポリマーを構成するモノマーiのSPを表す。
塗膜のマルテンス硬度(HM)を、超微小硬度計((株)フィッシャー・インストルメンツ製試料、商品名:HM2000)により測定した。測定条件は、F(試験力)=50mN/10秒、C(最大荷重クリープ時間)=10秒とした。同じ塗膜のそれぞれ異なる5箇所についてマルテンス硬度を測定し、それらの平均値を塗膜の硬度とした。
塗料組成物をアクリルフィルムに塗布し、70℃で30分間乾燥し、膜厚10μmの乾燥塗膜を得た。この塗装されたフィルムを直径1mmまたは直径0.5mmの棒に巻き付けて塗膜の割れの状態を次の基準で評価した。
○=フィルム上塗膜にひび割れなし。
△=フィルム上塗膜に1本のひび割れあり。
×=フィルム上塗膜に無数のひび割れあり。
Claims (11)
- マクロモノマー(A)由来の構成単位とビニル単量体(b)由来の構成単位とを含む共重合体(C)であって、
前記マクロモノマー(A)のSP値SPAとビニル単量体(b)を重合して得られる重合体(B)のSP値SPBとが、1.5≦SPB−SPA≦8.0の関係式を満足し、
前記共重合体(C)のFoxの式で算出したガラス転移温度TgCが40℃以下である共重合体。 - 前記マクロモノマー(A)由来の構成単位が前記共重合体(C)の20〜75質量%である請求項1に記載の共重合体。
- 前記マクロモノマー(A)由来の構成単位および前記ビニル単量体(b)由来の構成単位のいずれか一方又は両方が水酸基を有する請求項1又は2に記載の共重合体。
- 前記共重合体(C)が、前記マクロモノマー(A)及び前記ビニル単量体(b)を含む単量体混合物の重合物である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の共重合体。
- 前記マクロモノマー(A)が、ラジカル重合性基を有し、かつ下記式(1)で示される構成単位(a’)を2以上有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の共重合体。
- 前記マクロモノマー(A)が、下記式[2]で表される、請求項5に記載の共重合体。
- 請求項1〜6の何れか一項に記載の共重合体(C)を含む塗料組成物。
- 前記塗料組成物に含まれる前記共重合体(C)が、樹脂固形分に対して40質量%以上である、請求項7に記載の塗料組成物。
- 硬化剤をさらに含む請求項7又は8に記載の塗料組成物。
- 基材面に請求項7〜9の何れか一項に記載の塗料組成物を塗装して得られる塗装物品。
- 基材面に形成された電着塗料の硬化塗膜上に、第1着色ベース塗料を塗装して第1着色ベース塗膜を形成し、ついで前記第1着色ベース塗膜を予備加熱することなく又は予備加熱若しくは加熱硬化した後、前記第1着色ベース塗膜上に第2着色ベース塗料を塗装して第2着色ベース塗膜を形成し、ついで前記第1着色ベース塗膜及び前記第2着色ベース塗膜を予備加熱した後、前記第2着色ベース塗膜上にクリヤー塗料を塗装してクリヤー塗膜を形成し、形成された3層の塗膜を同時に加熱硬化させて複層塗膜を形成する塗装物品の製造方法において、
前記クリヤー塗料として、請求項7〜9の何れか一項に記載の塗料組成物を用いる塗装物品の製造方法。
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