JP2023077135A - 反応物、液状組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このような液状組成物としては、下記特許文献1及び2が知られている。
しかしながら、バインダにフィラーを高濃度に含有させようとすると、液状組成物の流動性に大きく影響する。即ち、フィラー量を多くすると、液状組成物が増粘して流動性が低下したり、揺変性が変化してしまうという問題がある。流動性や揺変性が変化すると作業性の低下、液状組成物自体の充填性の低下等を引き起こすことが懸念される。
上記特許文献1には、分散剤を配合できることが記載され(特許文献1[0035])、特許文献2には、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤を配合できることが記載されている(特許文献2[0023])が、従来、知られている添加剤の例示にとどまる内容となっている。
本発明の反応物では、前記(A)成分を、(A1)リシノレイン酸と、(A2)炭素数1~8のモノアルコールと、が反応されてなるものとすることができる。
本発明の反応物は、表面処理剤とすることができる。
本発明の反応物は、分散剤とすることができる。
本発明の液状組成物の製造方法は、本発明の反応物と、フィラーと、バインダと、が含まれた液状組成物を調製する調整工程を備えることを特徴とする
本発明の液状組成物の製造方法では、前記調整工程は、
前記フィラーと前記反応物とを接触させて、前記反応物によって表面処理された表面処理済みフィラーを得る表面処理工程と、
前記表面処理済みフィラーと、前記バインダと、を混合する混合工程と、含むことができる。
本発明の液状組成物の製造方法では、前記調整工程は、前記バインダ及び前記反応物を含む混合物と、前記フィラーと、を混合して前記液状組成物を得る混合工程を含むことができる。
本発明の液状組成物によれば、フィラーの含有量の変化が流動性に影響することを抑制した液状組成物にすることができる。
本発明の液状組成物の製造方法によれば、フィラーの含有量が、流動性に影響することを抑制した液状組成物を製造することができる。
尚、別途に明記しない限り、「%」は「質量%」を意味し、「部」は「質量部」を意味し、「数値X~数値Y」は「数値X以上、数値Y以下」を意味する。
本発明の反応物は、(A)リシノレイン酸アルキルエステルと、(B)イソシアネート末端を有するシランカップリング成分と、が反応されてなることを特徴とする。
成分(A)は、リシノレイン酸アルキルエステルである。即ち、(A1)リシノレイン酸(リシノール酸)と、(A2)アルコールとが縮合された形態を有する化合物である。このうち、リシノレイン酸は「CH3(CH2)5CH(OH)CH2CH=CH(CH2)7COOH」で表される不飽和脂肪酸である。一方、アルコールは、どのようなアルコールであってもよい。従って、リシノレイン酸アルキルエステルは、例えば、下記式(1)で表すことができる。
(A2)アルコールとしては、例えば、メチルアルコール(メタノール)、エチルアルコール(エタノール)、プロピルアルコール(プロパノール)、ブチルアルコール(ブタノール)、ペンチルアルコール(ペンタノール)、ヘキシルアルコール(ヘキサノール)、ヘプチルアルコール(ヘプタノール)、オクチルアルコール(オクタノール)を利用できる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
具体的には、例えば、1-プロパノール、1-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、1-ペンタノール、2-メチル-1-ブタノール、3-メチル-1-ブタノール、2,2-ジメチル-1-ブタノール、1-ヘキサノール、2-メチル-1-ペンタノール、3-メチル-1-ペンタノール、4-メチル-1-ペンタノール、2,2-ジメチル-1-ブタノール、2,3-ジメチル-1-ブタノール、3,3-ジメチル-1-ブタノール、2-エチル-1-ブタノール、1-ヘプタノール、2-メチル-1-ヘキサノール、3-メチル-1-ヘキサノール、4-メチル-1-ヘキサノール、5-メチル-1-ヘキサノール、2,2-ジメチル-1-ヘキサノール、2,3-ジメチル-1-ヘキサノール、3,3-ジメチル-1-ヘキサノール、2-エチル-1-ヘキサノール、1-オクタノール、2-メチル-1-ヘプタノール、3-メチル-1-ヘプタノール、4-メチル-1-ヘプタノール、5-メチル-1-ヘプタノール、2,2-ジメチル-1-ヘプタノール、2,3-ジメチル-1-ヘプタノール、3,3-ジメチル-1-ヘプタノール、2-エチル-1-ヘプタノール等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
成分(B)は、イソシアネート末端を有するシランカップリング成分である。このうち、イソシアネート末端(NCO-)は、例えば、後述する液状組成物においては、構成成分であるバインダとの親和性又は結合性を得るための構造として機能され得る。一方、シランカップリング構造は、構成成分であるフィラーとの親和性又は結合性を得るための構造として機能され得る。
また、「R3」の炭素数は限定されないが、例えば、1~3とすることができ、更には、1又は2とすることができる。即ち、例えば、メチル基、エチル基等とすることができる。
更に、「R4」の炭素数は限定されないが、例えば、1~3とすることができ、更には、1又は2とすることができる。即ち、例えば、メチル基、エチル基等とすることができる。
このような成分(B)としては、具体的には、3-イソシアネートプロピルトリメトキシシランが挙げられる。
また、成分(A)の原料として、ヒマシ油やヒマシ油由来物(ヒマシ油脂肪酸等)を用いた場合には、ヒマシ油に由来するリシノレイン酸以外の脂肪酸や、その反応物が含まれ得る。具体的には、ジヒドロキシステアリン酸アルキルエステルと、成分(B)との反応物が挙げられる。一方、ヒマシ油に由来するそれ以外の脂肪酸は、通常、ヒドロキシ基を有さないため、成分(B)とは反応し難く、アルキルエステルのまま含有され得る。このようなアルキルエステルとしては、パルミチン酸アルキルエステル、ステアリン酸アルキルエステル、オレイン酸アルキルエステル、リノール酸アルキルエステル、リノレン酸アルキルエステル等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
表面処理剤は、フィラーとバインダとが含まれた液状組成物では、フィラーの表面を処理するための材料として利用される。即ち、本発明の反応物をフィラーの表面に接触させたうえで、表面処理されたフィラーを液状組成物に含有させることにより、液状組成物内においてフィラーとバインダとの間に反応物を介在させることができる。反応物は、フィラー及び/又はバインダと反応してもよいし、反応しなくてもよい。即ち、本発明の反応物は、フィラーとバインダとが含まれた液状組成物を形成するために、フィラーの表面に付着させるための表面処理剤として用いることができる。
その他の本発明の反応物は、被塗装面に対して付着させた後、バインダを含んだ塗料を塗布することで、被塗装面と塗膜との密着性を向上させることができる。即ち、被塗装面に対する表面処理剤として機能させることができる。
本発明の液状組成物は、本発明の反応物と、フィラーと、バインダと、を含むことを特徴とする。
液状組成物に含まれる反応物は、前述の通りである。
また、フィラーの大きさも限定されないが、例えば、粒径の最小値は、1μmとすることができる。この値は、更に、10μmとすることができる。一方、粒径の最大値は、 100μmとすることができる。この値は、更に、80μmとすることができる。一方、尚、上述の粒径は、フィラーの形状に関わらず、レーザー回折・散乱法を用いて粒径測定した場合のメジアン径であるものとする。
バインダの種類は限定されないが、通常、有機材料からなる。
更に、固化させて用いる樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、ラテックス等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、アクリル樹脂等が挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
本発明の液状組成物の製造方法は、本発明の反応物と、フィラーと、バインダと、が含まれた液状組成物を調製する調整工程を備えることを特徴とする。
具体的には、例えば、反応物とフィラーとバインダとを一括に混合することによって、反応物をフィラーとバインダとの間に介在させることができる。
また、例えば、バインダと反応物とを先に混合して、これらの混合物(反応物が含まれたバインダ)を得た後、この混合物とフィラーとを更に混合することによって、反応物をフィラーとバインダとの間に介在させることができる。即ち、調整工程は、バインダ及び反応物を含む混合物と、フィラーと、を混合して液状組成物を得る混合工程を含むことができる。
更に、上記の方法では、表面処理済みフィラーと、反応物が含まれたバインダとを混合することによって、反応物をフィラーとバインダとの間に介在させることもできる。
尚、本開示は、これらの実施例により限定されるものではない。
(1)実施例1の反応物
ヒマシ油脂肪酸のメチルエステル組成物(1A)(伊藤製油株式会社製、品名「CO-FAメチルエステル」)31.31gと、成分(B)であるイソシアネート末端を有するシランカップリング成分(モメンティブ社製、品名「Silquest A-Link 35 Silane」)18.69gと、を混合した後、以下の条件で反応させて、実施例1の反応物を得た。
反応条件:70℃×2.5時間、窒素雰囲気下、触媒(日東化成株式会社製、品名「U-600」)0.05wt%使用
ヒマシ油脂肪酸のブチルエステル組成物(2A)(伊藤製油株式会社製、品名「CO-FAブチルエステル」)31.68gと、成分(B)であるイソシアネート末端を有するシランカップリング成分(モメンティブ社製、品名「Silquest A-Link 35 Silane」)18.32gと、を混合した後、以下の条件で反応させて、実施例2の反応物を得た。
反応条件:70℃×2.5時間、窒素雰囲気下、触媒(日東化成株式会社製、品名「U-600」)0.05wt%使用
下記表1~表3に示す使用形態、配合により、実験例1~20の液状組成物を調製した。
「使用形態」は、反応物の使用形態を意味する。そして、表面処理剤を想定した使用形態を「表面処理」、分散剤を想定した使用形態を「分散」、反応物を使用せず液状組成物を調製したものを「不使用」と記した。具体的には、
「表面処理」は、以下の手順によって液状組成物を製造した。即ち、容器へフィラーと反応物とを投入した。その後、自転公転撹拌機(株式会社THINKY製、型式「ARE-310」)を用いて2000rpm×30秒の条件で混合した後、得られた混合物を解すというサイクルを合計3サイクル行って一次混合物を得た。この一次混合物が収容された容器へ更にバインダを投入した後、同じ自転公転撹拌機を用いて2000rpm×30秒の条件で混合した後、得られた混合物を解した。このサイクルを合計3サイクル行って、液状組成物を得た。
更に、「不使用」は、以下の手順によって液状組成物を製造した。即ち、容器へフィラーとバインダとを投入した。その後、自転公転撹拌機(株式会社THINKY製、型式「ARE-310」)を用いて2000rpm×30秒の条件で混合した後、得られた混合物を解すというサイクルを合計3サイクル行って液状組成物を得た。
「実施例2:反応物」は、上記[1](2)で調整した実施例2の反応物を表す。
「シランカップリング剤」は、反応物との比較対象として利用している。具体的には、アルキル末端を有するシランカップリング剤(エボニック社製、品名「Dynasylan SIVO 408」)と、エポキシ末端を有するシランカップリング剤(信越シリコーン社製、品名「KBM-403」)と、を用いた。
「バインダ」としては、ひまし油(伊藤製油株式会社製、品名「工1」)と、縮合ヒドロキシ脂肪酸(伊藤製油株式会社製、品名「MINERASOL LB-702」)と、を用いた。
実験例1~20の各液状組成物の粘度とチクソトロピックインデックス(Ti値)を以下の手順により測定した。
B型粘度計(英弘精機株式会社製、型式「Brookfield 粘度計 LVT」)を用いて、各液状組成物の温度25℃且つ30rpm(実験例1~4)、又は、25℃且つ6rpm(実験例5~20)における粘度を測定し、表1~3に示した。更に、同じ装置を用いて、各液状組成物の温度25℃且つ3rpm(実験例1~4)、又は、25℃且つ0.6rpm(実験例5~20)における粘度を測定し、表1~3に示した。
更に、実験例1~4では、温度25℃且つ3rpmにおける粘度と、温度25℃且つ30rpmにおける粘度との比(Ti値)を算出し、表1~3に示した。同様に、実験例5~20では、温度25℃且つ0.6rpmにおける粘度と、温度25℃且つ6rpmにおける粘度との比(Ti値)を算出し、表1~3に示した。
表1の実験例4の液状組成物の粘度及び揺変性を低下させようとすると、一般に、シランカップリング剤が利用される。しかしながら、表1の実験例2及び実験例3の結果に示す通り、シランカップリング剤の利用が返って粘度や揺変性を増大させる場合がある。これに対して、実験例1は、実験例4と比較して粘度及び揺変性の両方を低下させることが分かる。
成分(B)は、イソシアネート末端を有するシランカップリング成分である。このうち、イソシアネート末端(-NCO)は、例えば、後述する液状組成物においては、構成成分であるバインダとの親和性又は結合性を得るための構造として機能され得る。一方、シランカップリング構造は、構成成分であるフィラーとの親和性又は結合性を得るための構造として機能され得る。
Claims (8)
- (A)リシノレイン酸アルキルエステルと、(B)イソシアネート末端を有するシランカップリング成分と、が反応されてなることを特徴とする反応物。
- 前記(A)成分は、(A1)リシノレイン酸と、(A2)炭素数1~8のモノアルコールと、が反応されてなる請求項1に記載の反応物。
- 表面処理剤である請求項1又は2に記載の反応物。
- 分散剤である請求項1乃至3のうちのいずれかに記載の反応物。
- 請求項1乃至4のうちのいずれかに記載の反応物と、フィラーと、バインダと、を含むことを特徴とする液状組成物。
- 請求項1乃至4のうちのいずれかに記載の反応物と、フィラーと、バインダと、が含まれた液状組成物を調製する調整工程を備えることを特徴とする液状組成物の製造方法。
- 前記調整工程は、
前記フィラーと前記反応物とを接触させて、前記反応物によって表面処理された表面処理済みフィラーを得る表面処理工程と、
前記表面処理済みフィラーと、前記バインダと、を混合する混合工程と、含む請求項6に記載の液状組成物の製造方法。 - 前記調整工程は、前記バインダ及び前記反応物を含む混合物と、前記フィラーと、を混合して前記液状組成物を得る混合工程を含む請求項6に記載の液状組成物の製造方法。
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