JP2023079427A - 塗料組成物及び塗膜 - Google Patents
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Abstract
【課題】塗膜としたときの耐薬品性及び耐擦り傷性に優れる塗料組成物を提供する。【解決手段】塗料組成物は、一般式(I)で示されるトリイソシアネート化合物、及び、前記トリイソシアネート化合物から誘導されるポリイソシアネート化合物のうち少なくともいずれか一方の化合物を含むイソシアネート成分と、水酸基価が140mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、酸価が6.0mgKOH/g以上20.0mgKOH/g以下であり、ガラス転移温度が5℃以上60℃以下であり、且つ、重量平均分子量が3,000以上9,000以下である、アクリルポリオールと、を含む。[化1]TIFF2023079427000013.tif36170【選択図】なし
Description
本発明は、塗料組成物及び塗膜に関する。
ウレタン塗料は、ウレタン結合によって強靭性と柔軟性を併せもつ物性に優れる塗膜が形成できることから、塗料用途に幅広く使用されている。
近年、地球環境保護の高まりから、硬化剤として使用されるポリイソシアネートの低粘度化に向けた技術開発が盛んに行われている。ポリイソシアネートを低粘度化することにより、塗料組成物に使用される有機溶剤の使用量を低減できるためである(例えば、特許文献1、2参照)。
硬化剤の低粘度化技術としては、低粘度のトリイソシアネート化合物を単独で用いる技術(例えば、特許文献3~5参照)、又は、これらのトリイソシアネート化合物の一部をイソシアヌレート化する技術(例えば、特許文献6参照)が知られている。これらの技術を使用した場合、低粘度化とある程度の乾燥性とを満足するものが得られている。
一方で、さらにエネルギーの削減、CO2削減のため、工業的により低温で硬化させることが求められており、例えば自動車等の塗装におけるクリア塗膜においてもこれらが求められている。
しかしながら、特許文献1~6のイソシアネート化合物を使用しても、焼付温度の低下に伴い、耐薬品性等の塗膜性能が低下することがあり、また、クリア塗膜に求められる耐擦り傷性との両立が困難であることがある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、塗膜としたときの耐薬品性及び耐擦り傷性に優れる塗料組成物、及び前記塗料組成物を用いた塗膜を提供する。
すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
(1) 下記一般式(I)で示されるトリイソシアネート化合物、及び、前記トリイソシアネート化合物から誘導されるポリイソシアネート化合物のうち少なくともいずれか一方の化合物を含むイソシアネート成分と、
水酸基価が140mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、
酸価が6.0mgKOH/g以上20.0mgKOH/g以下であり、
ガラス転移温度が5℃以上60℃以下であり、且つ、
重量平均分子量が3,000以上9,000以下である、アクリルポリオールと、
を含む、塗料組成物。
(1) 下記一般式(I)で示されるトリイソシアネート化合物、及び、前記トリイソシアネート化合物から誘導されるポリイソシアネート化合物のうち少なくともいずれか一方の化合物を含むイソシアネート成分と、
水酸基価が140mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、
酸価が6.0mgKOH/g以上20.0mgKOH/g以下であり、
ガラス転移温度が5℃以上60℃以下であり、且つ、
重量平均分子量が3,000以上9,000以下である、アクリルポリオールと、
を含む、塗料組成物。
(一般式(I)中、複数あるY1は、それぞれ独立に、炭素数1以上20以下の2価の炭化水素基である。複数あるY1は、それぞれ同一であってもよく異なっていてもよい。R1は、水素原子又は炭素数1以上12以下の1価の炭化水素基である。)
(2) 前記アクリルポリオールの水酸基価が160mgKOH/g以上200mgKOH/g以下である、(1)に記載の塗料組成物。
(3) 前記アクリルポリオールのガラス転移温度が30℃以上60℃以下である、(1)又は(2)に記載の塗料組成物。
(4) 前記アクリルポリオールの重量平均分子量が5,000以上9,000以下である、(1)~(3)のいずれか一つに記載の塗料組成物。
(5) 前記アクリルポリオールの重量平均分子量が7,000以上9,000以下である、(1)~(4)のいずれか一つに記載の塗料組成物。
(6) (1)~(5)のいずれか一つに記載の塗料組成物を硬化させてなる、塗膜。
(3) 前記アクリルポリオールのガラス転移温度が30℃以上60℃以下である、(1)又は(2)に記載の塗料組成物。
(4) 前記アクリルポリオールの重量平均分子量が5,000以上9,000以下である、(1)~(3)のいずれか一つに記載の塗料組成物。
(5) 前記アクリルポリオールの重量平均分子量が7,000以上9,000以下である、(1)~(4)のいずれか一つに記載の塗料組成物。
(6) (1)~(5)のいずれか一つに記載の塗料組成物を硬化させてなる、塗膜。
上記態様の塗料組成物によれば、塗膜としたときの耐薬品性及び耐擦り傷性に優れる塗料組成物を提供することができる。上記態様の塗膜は、前記塗料組成物を硬化させてなり、耐薬品性及び耐擦り傷性に優れる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。
本明細書において、「ポリイソシアネート」とは、1つ以上のイソシアネート基(-NCO)を有するモノマーが複数結合した重合体をいう。
本明細書において、「ポリオール」とは、2つ以上のヒドロキシ基(-OH)を有する化合物をいう。
本明細書において、「ポリオール」とは、2つ以上のヒドロキシ基(-OH)を有する化合物をいう。
≪塗料組成物≫
本実施形態の塗料組成物は、
下記一般式(I)で示されるトリイソシアネート化合物(以下、「トリイソシアネート化合物(I)」と称する場合がある)、及び、前記トリイソシアネート化合物から誘導されるポリイソシアネート化合物のうち少なくともいずれか一方の化合物を含むイソシアネート成分と、
水酸基価が140mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、
酸価が6.0mgKOH/g以上20.0mgKOH/g以下であり、
ガラス転移温度が5℃以上60℃以下であり、且つ、
重量平均分子量が3,000以上9,000以下である、アクリルポリオールと、
を含む。
本実施形態の塗料組成物は、
下記一般式(I)で示されるトリイソシアネート化合物(以下、「トリイソシアネート化合物(I)」と称する場合がある)、及び、前記トリイソシアネート化合物から誘導されるポリイソシアネート化合物のうち少なくともいずれか一方の化合物を含むイソシアネート成分と、
水酸基価が140mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、
酸価が6.0mgKOH/g以上20.0mgKOH/g以下であり、
ガラス転移温度が5℃以上60℃以下であり、且つ、
重量平均分子量が3,000以上9,000以下である、アクリルポリオールと、
を含む。
(一般式(I)中、複数あるY1は、それぞれ独立に、炭素数1以上20以下の2価の炭化水素基である。複数あるY1は、それぞれ同一であってもよく異なっていてもよい。R1は、水素原子又は炭素数1以上12以下の1価の炭化水素基である。)
本実施形態の塗料組成物は、上記構成を有することで、耐薬品性及び耐擦り傷性に優れる塗膜が得られる。
次いで、本実施形態の塗料組成物の構成成分について以下の詳細を説明する。
<イソシアネート成分>
イソシアネート成分は、トリイソシアネート化合物(I)、及び、該トリイソシアネート化合物(I)から誘導されるポリイソシアネート化合物(以下、単に「ポリイソシアネート化合物」と称する場合がある)のうち少なくともいずれか一方の化合物を含む。
イソシアネート成分は、トリイソシアネート化合物(I)又はポリイソシアネート化合物のいずれかのみを含んでもよく、トリイソシアネート化合物(I)及びポリイソシアネート化合物の両方を含んでもよい。
また、イソシアネート成分は、1種類のトリイソシアネート化合物(I)又はポリイソシアネート化合物を単独で含んでもよく、2種類以上のトリイソシアネート化合物(I)又はポリイソシアネート化合物を組み合わせて含んでもよい。
イソシアネート成分は、トリイソシアネート化合物(I)、及び、該トリイソシアネート化合物(I)から誘導されるポリイソシアネート化合物(以下、単に「ポリイソシアネート化合物」と称する場合がある)のうち少なくともいずれか一方の化合物を含む。
イソシアネート成分は、トリイソシアネート化合物(I)又はポリイソシアネート化合物のいずれかのみを含んでもよく、トリイソシアネート化合物(I)及びポリイソシアネート化合物の両方を含んでもよい。
また、イソシアネート成分は、1種類のトリイソシアネート化合物(I)又はポリイソシアネート化合物を単独で含んでもよく、2種類以上のトリイソシアネート化合物(I)又はポリイソシアネート化合物を組み合わせて含んでもよい。
[トリイソシアネート化合物(I)]
トリイソシアネート化合物(I)は、下記一般式(I)で表される化合物である。
トリイソシアネート化合物(I)は、下記一般式(I)で表される化合物である。
(Y1)
一般式(I)中、複数あるY1は、それぞれ独立に、炭素数1以上20以下の2価の炭化水素基である。複数あるY1は、それぞれ同一であってもよく異なっていてもよい。
一般式(I)中、複数あるY1は、それぞれ独立に、炭素数1以上20以下の2価の炭化水素基である。複数あるY1は、それぞれ同一であってもよく異なっていてもよい。
Y1における炭素数1以上20以下の2価の炭化水素基としては、脂肪族基であってもよく、芳香族基であってもよい。前記脂肪族基は、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれであってもよい。
前記直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族基としては、例えば、アルカンジイル基(アルキレン基)、アルキリデン基等が挙げられる。
前記環状の脂肪族基としては、例えば、シクロアルキレン基等が挙げられる。
前記芳香族基としては、例えば、フェニレン基等のアリーレン基が挙げられる。
中でも、炭素数1以上20以下の2価の炭化水素基としては、アルキレン基が好ましい。
前記アルキレン基としては、メチレン基、ジメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、オクタメチレン基等が挙げられる。
中でも、前記アルキレン基としては、炭素数1以上8以下のアルキレン基が好ましく、炭素数1以上6以下のアルキレン基がより好ましい。
前記直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族基としては、例えば、アルカンジイル基(アルキレン基)、アルキリデン基等が挙げられる。
前記環状の脂肪族基としては、例えば、シクロアルキレン基等が挙げられる。
前記芳香族基としては、例えば、フェニレン基等のアリーレン基が挙げられる。
中でも、炭素数1以上20以下の2価の炭化水素基としては、アルキレン基が好ましい。
前記アルキレン基としては、メチレン基、ジメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、オクタメチレン基等が挙げられる。
中でも、前記アルキレン基としては、炭素数1以上8以下のアルキレン基が好ましく、炭素数1以上6以下のアルキレン基がより好ましい。
(R1)
R1は、水素原子又は炭素数1以上12以下の1価の炭化水素基である。R1における炭化水素基としては、特に限定されず、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等が挙げられる。中でも、R1としては、水素原子が好ましい。
R1は、水素原子又は炭素数1以上12以下の1価の炭化水素基である。R1における炭化水素基としては、特に限定されず、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等が挙げられる。中でも、R1としては、水素原子が好ましい。
好ましいトリイソシアネート化合物(I)として具体的には、例えば、特公昭63-15264号公報(特許文献3)に開示されている4-イソシアネートメチル-1,8-オクタメチレンジイソシアネート(以下、「NTI」と称する、分子量251)、特開昭57-198760号公報に開示されている1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネート(以下、「HTI」と称する、分子量209)等が挙げられる。
[トリイソシアネート(I)の製造方法]
トリイソシアネート(I)は、アミノ酸誘導体やエーテルアミン、アルキルトリアミン等のアミンをイソシアネート化して得ることができる。アミノ酸誘導体としては、例えば2,5-ジアミノ吉草酸、2,6-ジアミノヘキサン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸等を用いることができる。これらアミノ酸はジアミンモノカルボン酸又はモノアミンジカルボン酸であるので、カルボキシル基を、例えばエタノールアミン等のアルカノールアミンでエステル化する。これにより、得られるエステル基を有するトリアミンはホスゲン化等によりエステル基を含むトリイソシアネートとすることができる。
トリイソシアネート(I)は、アミノ酸誘導体やエーテルアミン、アルキルトリアミン等のアミンをイソシアネート化して得ることができる。アミノ酸誘導体としては、例えば2,5-ジアミノ吉草酸、2,6-ジアミノヘキサン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸等を用いることができる。これらアミノ酸はジアミンモノカルボン酸又はモノアミンジカルボン酸であるので、カルボキシル基を、例えばエタノールアミン等のアルカノールアミンでエステル化する。これにより、得られるエステル基を有するトリアミンはホスゲン化等によりエステル基を含むトリイソシアネートとすることができる。
エーテルアミンとしては、例えば、ポリオキシアルキレントリアミンである三井化学ファイン社の商品名「D403」等が挙げられる。これはトリアミンであり、アミンのホスゲン化等によりエーテル基を含むトリイソシアネートとすることができる。
アルキルトリアミンとしては、例えば、トリイソシアナトノナン(4-アミノメチル-1,8-オクタンジアミン)等が挙げられる。これはトリアミンであり、アミンのホスゲン化等により炭化水素のみを含むトリイソシアネートとすることができる。
アルキルトリアミンとしては、例えば、トリイソシアナトノナン(4-アミノメチル-1,8-オクタンジアミン)等が挙げられる。これはトリアミンであり、アミンのホスゲン化等により炭化水素のみを含むトリイソシアネートとすることができる。
[ポリイソシアネート化合物]
ポリイソシアネート化合物は、上記トリイソシアネート化合物(I)から誘導されるものである。すなわち、ポリイソシアネート化合物は、上記トリイソシアネート化合物(I)を単量体(モノマー)として用いた重合反応により得られる反応物である。
また、ポリイソシアネート化合物は、イソシアヌレート基、ビウレット基、アロファネート基、ウレトジオン基、イミノオキサジアジンジオン基、ウレタン基等の各種官能基を有することができる。
ポリイソシアネート化合物は、上記トリイソシアネート化合物(I)から誘導されるものである。すなわち、ポリイソシアネート化合物は、上記トリイソシアネート化合物(I)を単量体(モノマー)として用いた重合反応により得られる反応物である。
また、ポリイソシアネート化合物は、イソシアヌレート基、ビウレット基、アロファネート基、ウレトジオン基、イミノオキサジアジンジオン基、ウレタン基等の各種官能基を有することができる。
なお、一般に、「イソシアヌレート基」とは、3つのイソシアネート基を反応させてなる官能基であり、下記式(II)で表される基である。
一般に、「ビウレット基」とは、3つのイソシアネート基とビウレット化剤とを反応させてなる官能基であり、下記式(III)で表される基である。
一般に、「アロファネート基」とは、2つのイソシアネート基と1つの水酸基とを反応させてなる官能基であり、下記式(IV)で表される基である。
一般に、「ウレトジオン基」とは、2つのイソシアネート基を反応させてなる官能基であり、下記式(V)で表される基である。
一般に、「イミノオキサジアジンジオン基」とは、3つのイソシアネート基を反応させてなる官能基であり、下記式(VI)で表される基である。
一般に、「ウレタン基」とは、1つのイソシアネート基と1つの水酸基とを反応させてなる官能基であり、下記式(VII)で表される基である。
[ポリイソシアネート化合物の製造方法]
ポリイソシアネート化合物は、トリイソシアネート化合物(I)を公知の触媒を用いて、又は、加温して、重合反応させることで得られる。反応終了後、未反応のトリイソシアネート化合物(I)を除去してもよく、未反応のトリイソシアネート化合物(I)を除去せずにそのままイソシアネート成分として用いてもよい。
ポリイソシアネート化合物は、トリイソシアネート化合物(I)を公知の触媒を用いて、又は、加温して、重合反応させることで得られる。反応終了後、未反応のトリイソシアネート化合物(I)を除去してもよく、未反応のトリイソシアネート化合物(I)を除去せずにそのままイソシアネート成分として用いてもよい。
例えば、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、1,5-ペンタンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の揮発性ジイソシアネートからポリイソシアネート化合物を製造する場合には、未反応のジイソシアネートを除去する必要がある。このとき、ジイソシアネートから誘導されたポリイソシアネート化合物中に含まれるジイソシアネートの含有量は、生成物の総質量に対して、2質量%未満とすることができ、1質量%未満であることが好ましい。
これに対し、トリイソシアネート化合物(I)から誘導されたポリイソシアネート化合物を、未反応のトリイソシアネート化合物(I)を除去せずにそのままイソシアネート成分として用いる場合には、未反応のトリイソシアネート化合物(I)は、イソシアネート基を3個有するため、該イソシアネート成分を含むイソシアネート組成物のポリオールとの架橋能力を低下させず、維持することができる。
また、得られたポリイソシアネート化合物から未反応のトリイソシアネート化合物(I)を除去する場合には、薄膜蒸留法や溶剤抽出法等により、生成物からポリイソシアネート化合物を分離することができる。
また、得られたポリイソシアネート化合物から未反応のトリイソシアネート化合物(I)を除去する場合には、薄膜蒸留法や溶剤抽出法等により、生成物からポリイソシアネート化合物を分離することができる。
[その他のイソシアネート化合物]
イソシアネート成分は、上記トリイソシアネート(I)及び上記ポリイソシアネート化合物に加えて、さらに、その他のイソシアネート化合物を含んでもよい。
イソシアネート成分は、上記トリイソシアネート(I)及び上記ポリイソシアネート化合物に加えて、さらに、その他のイソシアネート化合物を含んでもよい。
その他のイソシアネート化合物としては、例えば、ジイソシアネート、該ジイソシアネートから誘導されたポリイソシアネート化合物等が挙げられる。
ジイソシアネートとしては、例えば、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート等が挙げられる。
脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、テトラメチレンジイソシアネート(TMDI)、ペンタメチレンジイソシアネート(PDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、2,2,4-トリメチルヘキサン-1,6-ジイソシアネート、2-メチルペンタン-1,5-ジイソシアネート(MPDI)、リジンジイソシアネート(LDI)等が挙げられる。
脂環族ジイソシアネートとしては、例えば、1,3-ビス(イソシアナトメチル)-シクロヘキサン(1,3-H6-XDI)、3(4)-イソシアナトメチル-1-メチル-シクロヘキシルイソアネート(IMCI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ビス(イソシアナトメチル)-ノルボルナン(NBDI)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)等が挙げられる。
芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、1,3-ビス(イソシアナトメチル)-ベンゼン、1,3-ビス(2-イソシアナトプロピル-2)ベンゼン等が挙げられる。
これらジイソシアネートは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、耐候性、工業的入手の容易さから、ジイソシアネートとしては、HDI又はIPDIが好ましい。
また、ジイソシアネートから誘導されたポリイソシアネート化合物としては、触媒を用いて、又は、加熱することにより、上記ジイソシアネートを重合したものである。また、ジイソシアネートから誘導されたポリイソシアネート化合物は、分子中にイソシアヌレート基、ビウレット基、アロファネート基、ウレトジオン基、イミノオキサジアジンジオン基、ウレタン基等の各種官能基を有することができる。
中でも、ジイソシアネートから誘導されたポリイソシアネート化合物としては、耐候性の観点から、イソシアヌレート基を有することが好ましい。
中でも、ジイソシアネートから誘導されたポリイソシアネート化合物としては、耐候性の観点から、イソシアヌレート基を有することが好ましい。
[イソシアネート成分の物性]
次いで、イソシアネート成分の物性について、以下に詳細を説明する。
次いで、イソシアネート成分の物性について、以下に詳細を説明する。
(25℃における粘度)
イソシアネート成分の25℃における粘度は、特に制限を受けないが5mPa・s以上2500mPa・s以下であることが好ましく、5mPa・s以上2000mPa・s以下であることがより好ましく、5mPa・s以上1800mPa・sm以下であることがさらに好ましく、5mPa・s以上200mPa・s以下であることが特に好ましい。イソシアネート成分の25℃における粘度を上記下限値以上とすることで、硬化性がより優れる傾向がある。一方、イソシアネート成分の25℃における粘度を上記上限値以下とすることで、作業性がより優れる傾向がある。
粘度は、例えば、E型粘度計(トキメック社製)を用いて測定することができる。
イソシアネート成分の25℃における粘度は、特に制限を受けないが5mPa・s以上2500mPa・s以下であることが好ましく、5mPa・s以上2000mPa・s以下であることがより好ましく、5mPa・s以上1800mPa・sm以下であることがさらに好ましく、5mPa・s以上200mPa・s以下であることが特に好ましい。イソシアネート成分の25℃における粘度を上記下限値以上とすることで、硬化性がより優れる傾向がある。一方、イソシアネート成分の25℃における粘度を上記上限値以下とすることで、作業性がより優れる傾向がある。
粘度は、例えば、E型粘度計(トキメック社製)を用いて測定することができる。
(イソシアネート基含有量)
イソシアネート成分のイソシアネート基含有量(以下、「NCO含有量」と称する場合がある)の下限値は、実質的に溶剤やジイソシアネートを含んでいない状態で、30.0質量%とすることができ、35.0質量%が好ましく、40.0質量がより好ましい。
一方、NCO含有量の上限値は、実質的に溶剤やジイソシアネートを含んでいない状態で、65.0質量%とすることができ、63.0質量%が好ましく、61.0質量%がより好ましい。
すなわち、NCO含有量は、実質的に溶剤やジイソシアネートを含んでいない状態で、30.0質量%以上65.0質量%以下とすることができ、35.0質量%以上63.0質量%以下が好ましく、40.0質量以上61.0質量%以下がより好ましい。
NCO含有量が上記範囲であることにより、イソシアネート成分を低極性有機溶剤により十分溶解することができ、さらに、より十分な架橋性を有するイソシアネート組成物を得ることができる。
なお、本明細書において、「実質的に溶剤やジイソシアネートを含んでいない状態」とは、溶剤又はジイソシアネートの含有量が、イソシアネート成分の総質量に対して、1質量%未満である状態を意味する。
イソシアネート成分のイソシアネート基含有量(以下、「NCO含有量」と称する場合がある)の下限値は、実質的に溶剤やジイソシアネートを含んでいない状態で、30.0質量%とすることができ、35.0質量%が好ましく、40.0質量がより好ましい。
一方、NCO含有量の上限値は、実質的に溶剤やジイソシアネートを含んでいない状態で、65.0質量%とすることができ、63.0質量%が好ましく、61.0質量%がより好ましい。
すなわち、NCO含有量は、実質的に溶剤やジイソシアネートを含んでいない状態で、30.0質量%以上65.0質量%以下とすることができ、35.0質量%以上63.0質量%以下が好ましく、40.0質量以上61.0質量%以下がより好ましい。
NCO含有量が上記範囲であることにより、イソシアネート成分を低極性有機溶剤により十分溶解することができ、さらに、より十分な架橋性を有するイソシアネート組成物を得ることができる。
なお、本明細書において、「実質的に溶剤やジイソシアネートを含んでいない状態」とは、溶剤又はジイソシアネートの含有量が、イソシアネート成分の総質量に対して、1質量%未満である状態を意味する。
[その他の化合物]
イソシアネート成分は、上記トリイソシアネート化合物(I)及びポリイソシアネート化合物に加えて、その他の化合物を更に含むことができる。その他の化合物としては、例えば、不飽和結合含有化合物、不活性化合物、金属原子、塩基性アミノ化合物、二酸化炭素、ハロゲン原子等が挙げられる。これらその他の化合物を単独で用いてもよく、2種類以上組み合わせて用いてもよい。
イソシアネート成分は、上記トリイソシアネート化合物(I)及びポリイソシアネート化合物に加えて、その他の化合物を更に含むことができる。その他の化合物としては、例えば、不飽和結合含有化合物、不活性化合物、金属原子、塩基性アミノ化合物、二酸化炭素、ハロゲン原子等が挙げられる。これらその他の化合物を単独で用いてもよく、2種類以上組み合わせて用いてもよい。
イソシアネート成分中の上記その他の化合物の含有量の下限値は、イソシアネート成分の質量に対して、1.0質量ppmが好ましく、3.0質量ppmがより好ましく、5.0質量ppmがさらに好ましく、10質量ppmが特に好ましい。
一方、上記その他の化合物の含有量の上限値は、イソシアネート成分の質量に対して、1.0×104質量ppmが好ましく、5.0×103質量ppmがより好ましく、3.0×103質量ppmがさらに好ましく、1.0×103質量ppmが特に好ましい。
すなわち、上記その他の化合物の含有量は、イソシアネート成分の質量に対して、1.0質量ppm以上1.0×104質量ppm以下が好ましく、3.0質量ppm以上5.0×103質量ppm以下がより好ましく、5.0質量ppm以上3.0×103質量ppm以下がさらに好ましく、10質量ppm以上1.0×103質量ppm以下が特に好ましい。
上記その他の化合物の含有量が上記範囲内であることにより、イソシアネート成分の長期保存時の着色防止及び長期保存安定性がより向上する。
一方、上記その他の化合物の含有量の上限値は、イソシアネート成分の質量に対して、1.0×104質量ppmが好ましく、5.0×103質量ppmがより好ましく、3.0×103質量ppmがさらに好ましく、1.0×103質量ppmが特に好ましい。
すなわち、上記その他の化合物の含有量は、イソシアネート成分の質量に対して、1.0質量ppm以上1.0×104質量ppm以下が好ましく、3.0質量ppm以上5.0×103質量ppm以下がより好ましく、5.0質量ppm以上3.0×103質量ppm以下がさらに好ましく、10質量ppm以上1.0×103質量ppm以下が特に好ましい。
上記その他の化合物の含有量が上記範囲内であることにより、イソシアネート成分の長期保存時の着色防止及び長期保存安定性がより向上する。
(不飽和結合含有化合物)
不飽和結合含有化合物としては、炭素-炭素間の不飽和結合、炭素-窒素間の不飽和結合又は炭素-酸素間の不飽和結合を有する化合物が好ましい。中でも、化合物の安定性の観点から、不飽和結含有化合物合は、二重結合を有する化合物が好ましく、炭素-炭素間の二重結合(C=C)又は炭素-酸素間の二重結合(C=O)を有する化合物がより好ましい。また、該化合物を構成する炭素原子は3つ以上の原子と結合していることが好ましい。
一般的に、炭素-炭素間の二重結合は芳香環を構成する炭素-炭素間の二重結合である場合もあるが、本実施形態のイソシアネート組成物に含まれる不飽和結合含有化合物が有する不飽和結合は、芳香環を構成する炭素-炭素間の二重結合を含まない。
炭素-酸素間の二重結合を有する化合物としては、例えば、炭酸誘導体等が挙げられる。炭酸誘導体としては、例えば、尿素化合物、炭酸エステル、N-無置換カルバミン酸エステル、N-置換カルバミン酸エステル等が挙げられる。
不飽和結合含有化合物としては、炭素-炭素間の不飽和結合、炭素-窒素間の不飽和結合又は炭素-酸素間の不飽和結合を有する化合物が好ましい。中でも、化合物の安定性の観点から、不飽和結含有化合物合は、二重結合を有する化合物が好ましく、炭素-炭素間の二重結合(C=C)又は炭素-酸素間の二重結合(C=O)を有する化合物がより好ましい。また、該化合物を構成する炭素原子は3つ以上の原子と結合していることが好ましい。
一般的に、炭素-炭素間の二重結合は芳香環を構成する炭素-炭素間の二重結合である場合もあるが、本実施形態のイソシアネート組成物に含まれる不飽和結合含有化合物が有する不飽和結合は、芳香環を構成する炭素-炭素間の二重結合を含まない。
炭素-酸素間の二重結合を有する化合物としては、例えば、炭酸誘導体等が挙げられる。炭酸誘導体としては、例えば、尿素化合物、炭酸エステル、N-無置換カルバミン酸エステル、N-置換カルバミン酸エステル等が挙げられる。
(不活性化合物)
不活性化合物は、下記化合物A~化合物Gに分類される。
炭化水素化合物は化合物A及び化合物Bに、エーテル化合物及びスルフィド化合物は下記化合物C~Eに、ハロゲン化炭化水素化合物は下記化合物Fに、含ケイ素炭化水素化合物、含ケイ素エーテル化合物及び含ケイ素スルフィド化合物は下記化合物Gにそれぞれ分類される。なお、ここに挙げる化合物A~化合物Gは芳香族環以外に不飽和結合を含まず、上記した不飽和結合を有する化合物は含まれない。
化合物A:直鎖状、分岐鎖状又は環状構造を有する脂肪族炭化水素化合物。
化合物B:脂肪族炭化水素基で置換されていてもよい芳香族炭化水素化合物。
化合物C:エーテル結合又はスルフィド結合と、脂肪族飽和炭化水素基とを有する化合物であり、同種又は異種の脂肪族飽和炭化水素化合物が、エーテル結合又はスルフィド結合を介して結合した化合物。
化合物D:エーテル結合又はスルフィド結合と、芳香族炭化水素基とを有する化合物であり、同種又は異種の芳香族炭化水素化合物が、エーテル結合又はスルフィド結合を介して結合した化合物。
化合物E:エーテル結合又はスルフィド結合と、脂肪族飽和炭化水素基と、芳香族炭化水素基とを有する化合物。
化合物F:脂肪族飽和炭化水素化合物を構成する少なくとも1つの水素原子、又は、芳香族炭化水素化合物を構成する少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子に置換されたハロゲン化物。
化合物G:上記化合物A~化合物Eの炭素原子の一部又は全部がケイ素原子に置換された化合物。
不活性化合物は、下記化合物A~化合物Gに分類される。
炭化水素化合物は化合物A及び化合物Bに、エーテル化合物及びスルフィド化合物は下記化合物C~Eに、ハロゲン化炭化水素化合物は下記化合物Fに、含ケイ素炭化水素化合物、含ケイ素エーテル化合物及び含ケイ素スルフィド化合物は下記化合物Gにそれぞれ分類される。なお、ここに挙げる化合物A~化合物Gは芳香族環以外に不飽和結合を含まず、上記した不飽和結合を有する化合物は含まれない。
化合物A:直鎖状、分岐鎖状又は環状構造を有する脂肪族炭化水素化合物。
化合物B:脂肪族炭化水素基で置換されていてもよい芳香族炭化水素化合物。
化合物C:エーテル結合又はスルフィド結合と、脂肪族飽和炭化水素基とを有する化合物であり、同種又は異種の脂肪族飽和炭化水素化合物が、エーテル結合又はスルフィド結合を介して結合した化合物。
化合物D:エーテル結合又はスルフィド結合と、芳香族炭化水素基とを有する化合物であり、同種又は異種の芳香族炭化水素化合物が、エーテル結合又はスルフィド結合を介して結合した化合物。
化合物E:エーテル結合又はスルフィド結合と、脂肪族飽和炭化水素基と、芳香族炭化水素基とを有する化合物。
化合物F:脂肪族飽和炭化水素化合物を構成する少なくとも1つの水素原子、又は、芳香族炭化水素化合物を構成する少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子に置換されたハロゲン化物。
化合物G:上記化合物A~化合物Eの炭素原子の一部又は全部がケイ素原子に置換された化合物。
(金属原子)
金属原子は、金属イオンとして存在していてもよく、金属原子単体として存在していてもよい。1種の金属原子を単独で含んでもよく、2種以上の複数の種類の金属原子を組み合わせて含んでもよい。金属原子としては、2価以上4価以下の原子価をとりうる金属原子が好ましく、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、スズ、銅又はチタンがより好ましい。
金属原子は、金属イオンとして存在していてもよく、金属原子単体として存在していてもよい。1種の金属原子を単独で含んでもよく、2種以上の複数の種類の金属原子を組み合わせて含んでもよい。金属原子としては、2価以上4価以下の原子価をとりうる金属原子が好ましく、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、スズ、銅又はチタンがより好ましい。
(塩基性アミノ化合物)
塩基性アミノ化合物は、アンモニアの誘導体で、アルキル基やアリール基でその水素が一つ置換された化合物(第一級)、二つ置換された化合物(第二級)、及び、三つとも置換された化合物(第三級)がある。中でも、塩基性アミノ化合物としては、二級又は三級のアミノ化合物が好ましく、脂肪族アミン、芳香族アミン、複素環式アミン又は塩基性アミノ酸がより好ましい。
塩基性アミノ化合物は、アンモニアの誘導体で、アルキル基やアリール基でその水素が一つ置換された化合物(第一級)、二つ置換された化合物(第二級)、及び、三つとも置換された化合物(第三級)がある。中でも、塩基性アミノ化合物としては、二級又は三級のアミノ化合物が好ましく、脂肪族アミン、芳香族アミン、複素環式アミン又は塩基性アミノ酸がより好ましい。
(二酸化炭素)
二酸化炭素は、常圧でのイソシアネート組成物中の溶存分でもよく、圧力容器に入れて加圧状態で溶存させたものでもよい。水分を含んでいる二酸化炭素を使用するとイソシアネート成分の加水分解を引き起こす場合があるので、二酸化炭素に含有される水分量は必要に応じて管理することが好ましい。
二酸化炭素は、常圧でのイソシアネート組成物中の溶存分でもよく、圧力容器に入れて加圧状態で溶存させたものでもよい。水分を含んでいる二酸化炭素を使用するとイソシアネート成分の加水分解を引き起こす場合があるので、二酸化炭素に含有される水分量は必要に応じて管理することが好ましい。
(ハロゲン原子)
ハロゲン原子は、ハロゲン化物イオンとして存在していてもよく、ハロゲン化物として存在していてもよい。1種のハロゲン原子を単独で含んでもよく、2種以上の複数の種類のハロゲン原子を組み合わせて含んでもよい。ハロゲン原子としては、特に限定されないが、塩素又は臭素が好ましく、塩素イオン、臭素イオン、加水分解性塩素又は加水分解性臭素がより好ましい。加水分解塩素としては、例えば、イソシアネート基に塩化水素が付加したカルバモイルクロリド化合物等が挙げられる。加水分解性臭素としては、例えば、イソシアネート基に臭化水素が付加したカルバモイルブロミド化合物等が挙げられる。
本実施形態のイソシアネート組成物中のハロゲン原子の含有量は、着色防止の観点から、該組成物の総質量に対して、1.0×102質量ppm以下であることが好ましい。
ハロゲン原子は、ハロゲン化物イオンとして存在していてもよく、ハロゲン化物として存在していてもよい。1種のハロゲン原子を単独で含んでもよく、2種以上の複数の種類のハロゲン原子を組み合わせて含んでもよい。ハロゲン原子としては、特に限定されないが、塩素又は臭素が好ましく、塩素イオン、臭素イオン、加水分解性塩素又は加水分解性臭素がより好ましい。加水分解塩素としては、例えば、イソシアネート基に塩化水素が付加したカルバモイルクロリド化合物等が挙げられる。加水分解性臭素としては、例えば、イソシアネート基に臭化水素が付加したカルバモイルブロミド化合物等が挙げられる。
本実施形態のイソシアネート組成物中のハロゲン原子の含有量は、着色防止の観点から、該組成物の総質量に対して、1.0×102質量ppm以下であることが好ましい。
<アクリルポリオール>
アクリルポリオールは、水酸基価が140mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、酸価が6.0mgKOH/g以上20.0mgKOH/g以下であり、ガラス転移温度が5℃以上60℃以下であり、且つ重量平均分子量が3,000以上9,000以下である。
アクリルポリオールは、水酸基価が140mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、酸価が6.0mgKOH/g以上20.0mgKOH/g以下であり、ガラス転移温度が5℃以上60℃以下であり、且つ重量平均分子量が3,000以上9,000以下である。
アクリルポリオールは、例えば、一分子中に1個以上の活性水素を有する重合性モノマーのみを重合させる、又は、一分子中に1個以上の活性水素を有する重合性モノマーと、該重合性モノマーと共重合可能な他のモノマーとを、共重合させることによって得ることができる。アクリルポリオールは、水酸基及び酸性基を有することが好ましい。酸性基は、カルボキシ基であることが好ましい。
前記一分子中に1個以上の活性水素を有する重合性モノマーとしては、例えば、以下の(i)~(vi)に示すものが挙げられる。これらを単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(i)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、アクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、アクリル酸-2-ヒドロキシブチル等の活性水素を有するアクリル酸エステル類;
(ii)メタクリル酸-2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸-2-ヒドロキシブチル、メタクリル酸-3-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸-4-ヒドロキシブチル等の活性水素を有するメタクリル酸エステル類;
(iii)グリセリンやトリメチロールプロパン等のトリオールの(メタ)アクリル酸モノエステル等の多価活性水素を有する(メタ)アクリル酸エステル類;
(iv)ポリエーテルポリオール類と上記の活性水素を有する(メタ)アクリル酸エステル類とのモノエーテル
前記ポリエーテルポリオール類としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等が挙げられる。;
(v)グリシジル(メタ)アクリレートと一塩基酸(例えば、酢酸、プロピオン酸、p-tert-ブチル安息香酸等)との付加物;
(vi)上記の活性水素を有する(メタ)アクリル酸エステル類の活性水素にラクトン類を開環重合させることにより得られる付加物
前記ラクトン類としては、例えば、ε-カプロラクタム、γ-バレロラクトン等が挙げられる。
(i)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、アクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、アクリル酸-2-ヒドロキシブチル等の活性水素を有するアクリル酸エステル類;
(ii)メタクリル酸-2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸-2-ヒドロキシブチル、メタクリル酸-3-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸-4-ヒドロキシブチル等の活性水素を有するメタクリル酸エステル類;
(iii)グリセリンやトリメチロールプロパン等のトリオールの(メタ)アクリル酸モノエステル等の多価活性水素を有する(メタ)アクリル酸エステル類;
(iv)ポリエーテルポリオール類と上記の活性水素を有する(メタ)アクリル酸エステル類とのモノエーテル
前記ポリエーテルポリオール類としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等が挙げられる。;
(v)グリシジル(メタ)アクリレートと一塩基酸(例えば、酢酸、プロピオン酸、p-tert-ブチル安息香酸等)との付加物;
(vi)上記の活性水素を有する(メタ)アクリル酸エステル類の活性水素にラクトン類を開環重合させることにより得られる付加物
前記ラクトン類としては、例えば、ε-カプロラクタム、γ-バレロラクトン等が挙げられる。
前記重合性モノマーと共重合可能な他のモノマーとしては、例えば、以下の(i)~(iv)に示すものが挙げられる。これらを単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(i)アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸-n-ブチル、アクリル酸-2-エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸-n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸-n-ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸グリシジル等の(メタ)アクリル酸エステル類;
(ii)アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等)、不飽和アミド類(アクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等の不飽和カルボン酸類;
(iii)ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロプロピルトリメトキシシラン等の加水分解性シリル基を有するビニルモノマー類;
(iv)スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、アクリルニトリル、フマル酸ジブチル等のその他の重合性モノマー
(i)アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸-n-ブチル、アクリル酸-2-エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸-n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸-n-ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸グリシジル等の(メタ)アクリル酸エステル類;
(ii)アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等)、不飽和アミド類(アクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等の不飽和カルボン酸類;
(iii)ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロプロピルトリメトキシシラン等の加水分解性シリル基を有するビニルモノマー類;
(iv)スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、アクリルニトリル、フマル酸ジブチル等のその他の重合性モノマー
アクリルポリオールの具体的な製造方法としては、例えば、上記のモノマーを、公知の過酸化物やアゾ化合物等のラジカル重合開始剤の存在下で溶液重合し、必要に応じて有機溶剤等で希釈する方法等が挙げられる。
本実施形態の塗料組成物が水分量の多い溶剤を含む場合には、上記のモノマーを溶液重合し、水層に転換する方法や乳化重合などの公知の方法で製造することができる。その場合、アクリル酸、メタアクリル酸等のカルボン酸含有モノマーやスルホン酸含有モノマー等の酸性部分を、アミンやアンモニアで中和することによって、アクリルポリオールに水溶性又は水分散性を付与することができる。
[アクリルポリオールの水酸基価及び酸価]
アクリルポリオールの水酸基価の下限値は、140mgKOH/gであり、150mgKOH/gが好ましく、160mgKOH/gがより好ましい。
アクリルポリオールの水酸基価の上限値は、200mgKOH/gである。
すなわち、ポリオールの水酸基価は、140mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、160mgKOH/g以上200mgKOH/g以下が好ましく、180mgKOH/g以上200mgKOH/g以下がより好ましい。
アクリルポリオールの酸価は6.0mgKOH/g以上20.0mgKOH/g以下であり、6.5KOH/g以上20mgKOH/g以下であることが好ましく、7.0KOH/g以上18mgKOH/g以下であることがより好ましい。
アクリルポリオールの水酸基価及び酸価が上記範囲内であることにより、本実施形態の塗料組成物を用いた塗膜の耐薬品性及び耐擦り傷性をより高めることができる。
水酸基価及び酸価は、JIS K1557に準拠して測定することができる。
アクリルポリオールの水酸基価の下限値は、140mgKOH/gであり、150mgKOH/gが好ましく、160mgKOH/gがより好ましい。
アクリルポリオールの水酸基価の上限値は、200mgKOH/gである。
すなわち、ポリオールの水酸基価は、140mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、160mgKOH/g以上200mgKOH/g以下が好ましく、180mgKOH/g以上200mgKOH/g以下がより好ましい。
アクリルポリオールの酸価は6.0mgKOH/g以上20.0mgKOH/g以下であり、6.5KOH/g以上20mgKOH/g以下であることが好ましく、7.0KOH/g以上18mgKOH/g以下であることがより好ましい。
アクリルポリオールの水酸基価及び酸価が上記範囲内であることにより、本実施形態の塗料組成物を用いた塗膜の耐薬品性及び耐擦り傷性をより高めることができる。
水酸基価及び酸価は、JIS K1557に準拠して測定することができる。
[アクリルポリオールのガラス転移温度]
アクリルポリオールのガラス転移温度は、5℃以上60℃以下であり、30℃以上60℃以下が好ましい。ガラス転移温度が上記範囲内であると、本実施形態の塗料組成物を用いた塗膜の耐薬品性及び耐擦り傷性をより高めることができる。
ガラス転移温度は、例えば、示差走査熱量測定(Differential scanning calorimetry;DSC)により測定することができる。
アクリルポリオールのガラス転移温度は、5℃以上60℃以下であり、30℃以上60℃以下が好ましい。ガラス転移温度が上記範囲内であると、本実施形態の塗料組成物を用いた塗膜の耐薬品性及び耐擦り傷性をより高めることができる。
ガラス転移温度は、例えば、示差走査熱量測定(Differential scanning calorimetry;DSC)により測定することができる。
[アクリルポリオールの重量平均分子量]
アクリルポリオールの重量平均分子量は、3,000以上9,000以下であり、5,000以上9,000以下であることが好ましく、7,000以上9,000以下であることがより好ましい。重量分子量が上記範囲内であると、本実施形態の塗料組成物を用いた塗膜の耐薬品性及び耐擦り傷性をより高めることができる。
重量平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。
アクリルポリオールの重量平均分子量は、3,000以上9,000以下であり、5,000以上9,000以下であることが好ましく、7,000以上9,000以下であることがより好ましい。重量分子量が上記範囲内であると、本実施形態の塗料組成物を用いた塗膜の耐薬品性及び耐擦り傷性をより高めることができる。
重量平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。
[NCO/OH]
アクリルポリオールの水酸基に対する、上記イソシアネート成分のイソシアネート基のモル比(NCO/OH)は、0.2以上5.0以下が好ましく、0.4以上3.0がより好ましく、0.5以上2.0以下がさらに好ましい。
NCO/OHが上記下限値以上であると、より強靱な塗膜が得られる傾向にある。一方、NCO/OHが上記上限値以下であると、塗膜の平滑性がより向上する傾向にある。
アクリルポリオールの水酸基に対する、上記イソシアネート成分のイソシアネート基のモル比(NCO/OH)は、0.2以上5.0以下が好ましく、0.4以上3.0がより好ましく、0.5以上2.0以下がさらに好ましい。
NCO/OHが上記下限値以上であると、より強靱な塗膜が得られる傾向にある。一方、NCO/OHが上記上限値以下であると、塗膜の平滑性がより向上する傾向にある。
[その他のポリオール]
また、本実施形態の塗料組成物は、樹脂成分(主剤)として、上記アクリルポリオールに加えて、その他のポリオールを含んでもよい。その他のポリオールとしては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリオレフィンポリオール等が挙げられる。
また、本実施形態の塗料組成物は、樹脂成分(主剤)として、上記アクリルポリオールに加えて、その他のポリオールを含んでもよい。その他のポリオールとしては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリオレフィンポリオール等が挙げられる。
(ポリエステルポリオール)
ポリエステルポリオールは、例えば、二塩基酸の単独又は2種類以上の混合物と、多価アルコールの単独又は2種類以上の混合物とを、縮合反応させることによって得ることができる。
前記二塩基酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸等のカルボン酸等が挙げられる。
前記多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、トリメチルペンタンジオール、シクロヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、2-メチロールプロパンジオール、エトキシ化トリメチロールプロパン等が挙げられる。
ポリエステルポリオールは、例えば、二塩基酸の単独又は2種類以上の混合物と、多価アルコールの単独又は2種類以上の混合物とを、縮合反応させることによって得ることができる。
前記二塩基酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸等のカルボン酸等が挙げられる。
前記多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、トリメチルペンタンジオール、シクロヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、2-メチロールプロパンジオール、エトキシ化トリメチロールプロパン等が挙げられる。
ポリエステルポリオールの具体的な製造方法としては、例えば、上記の成分を混合し、約160℃以上220℃以下程度で加熱することによって、縮合反応を行うことができる。
又は、例えば、ε-カプロラクトン等のラクトン類を、多価アルコールを用いて開環重合して得られるようなポリカプロラクトン類等もポリエステルポリオールとして用いることができる。
上述の製造方法で得られたポリエステルポリオールは、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、及びこれらから得られる化合物等を用いて変性させることができる。中でも、得られる塗膜の耐候性及び耐黄変性等の観点から、ポリエステルポリオールは、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート及びこれらから得られる化合物を用いて変性させることが好ましい。
又は、例えば、ε-カプロラクトン等のラクトン類を、多価アルコールを用いて開環重合して得られるようなポリカプロラクトン類等もポリエステルポリオールとして用いることができる。
上述の製造方法で得られたポリエステルポリオールは、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、及びこれらから得られる化合物等を用いて変性させることができる。中でも、得られる塗膜の耐候性及び耐黄変性等の観点から、ポリエステルポリオールは、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート及びこれらから得られる化合物を用いて変性させることが好ましい。
本実施形態の塗料組成物が水分量の多い溶剤を含む場合には、ポリエステルポリオール中の二塩基酸等に由来する一部のカルボン酸を残存させておき、アミン、アンモニア等の塩基で中和することで、ポリエステルポリオールを水溶性又は水分散性の樹脂とすることができる。
(ポリエーテルポリオール)
ポリエーテルポリオールは、例えば、以下の(1)~(3)のいずれかの方法等を用いて得ることができる。
(1)触媒を使用して、アルキレンオキシドの単独又は混合物を、多価ヒドロキシ化合物の単独又は混合物に、ランダム又はブロック付加して、ポリエーテルポリオール類を得る方法。
前記触媒としては、例えば、水酸化物(リチウム、ナトリウム、カリウム等)、強塩基性触媒(アルコラート、アルキルアミン等)、複合金属シアン化合物錯体(金属ポルフィリン、ヘキサシアノコバルト酸亜鉛錯体等)等が挙げられる。
前記アルキレンオキシドとしては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド、スチレンオキシド等が挙げられる。
(2)ポリアミン化合物にアルキレンオキシドを反応させて、ポリエーテルポリオール類を得る方法。
前記ポリアミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン類等が挙げられる。
前記アルキレンオキシドとしては、(1)で例示されたものと同様のものが挙げられる。
(3)(1)又は(2)で得られたポリエーテルポリオール類を媒体としてアクリルアミド等を重合して、いわゆるポリマーポリオール類を得る方法。
ポリエーテルポリオールは、例えば、以下の(1)~(3)のいずれかの方法等を用いて得ることができる。
(1)触媒を使用して、アルキレンオキシドの単独又は混合物を、多価ヒドロキシ化合物の単独又は混合物に、ランダム又はブロック付加して、ポリエーテルポリオール類を得る方法。
前記触媒としては、例えば、水酸化物(リチウム、ナトリウム、カリウム等)、強塩基性触媒(アルコラート、アルキルアミン等)、複合金属シアン化合物錯体(金属ポルフィリン、ヘキサシアノコバルト酸亜鉛錯体等)等が挙げられる。
前記アルキレンオキシドとしては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド、スチレンオキシド等が挙げられる。
(2)ポリアミン化合物にアルキレンオキシドを反応させて、ポリエーテルポリオール類を得る方法。
前記ポリアミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン類等が挙げられる。
前記アルキレンオキシドとしては、(1)で例示されたものと同様のものが挙げられる。
(3)(1)又は(2)で得られたポリエーテルポリオール類を媒体としてアクリルアミド等を重合して、いわゆるポリマーポリオール類を得る方法。
前記多価ヒドロキシ化合物としては、例えば、以下の(i)~(vi)に示すものが挙げられる。
(i)ジグリセリン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等;
(ii)エリトリトール、D-トレイトール、L-アラビニトール、リビトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、ガラクチトール、ラムニトール等の糖アルコール系化合物;
(iii)アラビノース、リボース、キシロース、グルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、ソルボース、ラムノース、フコース、リボデソース等の単糖類;
(iv)トレハロース、ショ糖、マルトース、セロビオース、ゲンチオビオース、ラクトース、メリビオース等の二糖類;
(v)ラフィノース、ゲンチアノース、メレチトース等の三糖類;
(vi)スタキオース等の四糖類。
(i)ジグリセリン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等;
(ii)エリトリトール、D-トレイトール、L-アラビニトール、リビトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール、ガラクチトール、ラムニトール等の糖アルコール系化合物;
(iii)アラビノース、リボース、キシロース、グルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、ソルボース、ラムノース、フコース、リボデソース等の単糖類;
(iv)トレハロース、ショ糖、マルトース、セロビオース、ゲンチオビオース、ラクトース、メリビオース等の二糖類;
(v)ラフィノース、ゲンチアノース、メレチトース等の三糖類;
(vi)スタキオース等の四糖類。
(ポリオレフィンポリオール)
ポリオレフィンポリオールとしては、例えば、水酸基を2個以上有するポリブタジエン、水酸基を2個以上有する水素添加ポリブタジエン、水酸基を2個以上有するポリイソプレン、水酸基を2個以上有する水素添加ポリイソプレン等が挙げられる。
ポリオレフィンポリオールとしては、例えば、水酸基を2個以上有するポリブタジエン、水酸基を2個以上有する水素添加ポリブタジエン、水酸基を2個以上有するポリイソプレン、水酸基を2個以上有する水素添加ポリイソプレン等が挙げられる。
<その他添加剤>
本実施形態の塗料組成物は、上記イソシアネート成分及び上記アクリルポリオールに加えて、必要に応じて、完全アルキル型、メチロール型アルキル、イミノ基型アルキル等のメラミン系硬化剤を含有してもよい。
本実施形態の塗料組成物は、上記イソシアネート成分及び上記アクリルポリオールに加えて、必要に応じて、完全アルキル型、メチロール型アルキル、イミノ基型アルキル等のメラミン系硬化剤を含有してもよい。
また、上記イソシアネート成分、上記アクリルポリオール、及び、本実施形態の塗料組成物は、いずれも、有機溶剤を含有してもよい。
有機溶剤としては、特に限定されないが、水酸基及びイソシアネート基と反応する官能基を有していないことが好ましく、イソシアネート成分と十分に相溶することが好ましい。このような有機溶剤としては、以下に限定されないが、例えば、一般に塗料溶剤として用いられているエステル化合物、エーテル化合物、ケトン化合物、芳香族化合物、エチレングリコールジアルキルエーテル系の化合物、ポリエチレングリコールジカルボキシレート系の化合物、炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤等が挙げられる。
有機溶剤としては、特に限定されないが、水酸基及びイソシアネート基と反応する官能基を有していないことが好ましく、イソシアネート成分と十分に相溶することが好ましい。このような有機溶剤としては、以下に限定されないが、例えば、一般に塗料溶剤として用いられているエステル化合物、エーテル化合物、ケトン化合物、芳香族化合物、エチレングリコールジアルキルエーテル系の化合物、ポリエチレングリコールジカルボキシレート系の化合物、炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤等が挙げられる。
上記イソシアネート成分、上記アクリルポリオール、及び、本実施形態の塗料組成物は、いずれも、その目的や用途に応じて、本実施形態の所望の効果を損なわない範囲で、硬化促進用の触媒、顔料、レベリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、界面活性剤、塗膜表面親水剤等の当該技術分野で使用されている各種添加剤を混合して使用することもできる。
[硬化促進用の触媒]
硬化促進用の触媒の例としては、以下に限定されないが、例えば、金属塩、3級アミン類等が挙げられる。
金属塩としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、2-エチルヘキサン酸スズ、2-エチルヘキサン酸亜鉛、コバルト塩等が挙げられる。
3級アミン類としては、例えば、トリエチルアミン、ピリジン、メチルピリジン、ベンジルジメチルアミン、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン、N-メチルピペリジン、ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N’-エンドエチレンピペラジン、N,N’-ジメチルピペラジン等が挙げられる。
硬化促進用の触媒の例としては、以下に限定されないが、例えば、金属塩、3級アミン類等が挙げられる。
金属塩としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、2-エチルヘキサン酸スズ、2-エチルヘキサン酸亜鉛、コバルト塩等が挙げられる。
3級アミン類としては、例えば、トリエチルアミン、ピリジン、メチルピリジン、ベンジルジメチルアミン、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン、N-メチルピペリジン、ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N’-エンドエチレンピペラジン、N,N’-ジメチルピペラジン等が挙げられる。
[顔料]
顔料としては、例えば、酸化チタン、カーボンブラック、インジゴ、キナクリドン、パールマイカ等が挙げられる。
顔料としては、例えば、酸化チタン、カーボンブラック、インジゴ、キナクリドン、パールマイカ等が挙げられる。
[レベリング剤]
レベリング剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン、エアロジル、ワックス、ステアリン酸塩、ポリシロキサン等が挙げられる。
レベリング剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン、エアロジル、ワックス、ステアリン酸塩、ポリシロキサン等が挙げられる。
[酸化防止剤、紫外線吸収剤及び光安定剤]
酸化防止剤、紫外線吸収剤及び光安定剤としては、例えば、燐酸若しくは亜燐酸の脂肪族、芳香族又はアルキル基置換芳香族エステルや次亜燐酸誘導体、リン化合物、フェノール系誘導体(特に、ヒンダードフェノール化合物)、イオウを含む化合物、スズ系化合物等が挙げられる。これらを単独で含有してもよく、2種以上含有してもよい。
リン化合物としては、例えば、フェニルホスホン酸、フェニルホスフィン酸、ジフェニルホスホン酸、ポリホスホネート、ジアルキルペンタエリスリトールジホスファイト、ジアルキルビスフェノールAジホスファイト等が挙げられる。
イオウを含む化合物としては、例えば、チオエーテル系化合物、ジチオ酸塩系化合物、メルカプトベンズイミダゾール系化合物、チオカルバニリド系化合物、チオジプロピオン酸エステル等が挙げられる。
スズ系化合物としては、例えば、スズマレート、ジブチルスズモノオキシド等が挙げられる。
酸化防止剤、紫外線吸収剤及び光安定剤としては、例えば、燐酸若しくは亜燐酸の脂肪族、芳香族又はアルキル基置換芳香族エステルや次亜燐酸誘導体、リン化合物、フェノール系誘導体(特に、ヒンダードフェノール化合物)、イオウを含む化合物、スズ系化合物等が挙げられる。これらを単独で含有してもよく、2種以上含有してもよい。
リン化合物としては、例えば、フェニルホスホン酸、フェニルホスフィン酸、ジフェニルホスホン酸、ポリホスホネート、ジアルキルペンタエリスリトールジホスファイト、ジアルキルビスフェノールAジホスファイト等が挙げられる。
イオウを含む化合物としては、例えば、チオエーテル系化合物、ジチオ酸塩系化合物、メルカプトベンズイミダゾール系化合物、チオカルバニリド系化合物、チオジプロピオン酸エステル等が挙げられる。
スズ系化合物としては、例えば、スズマレート、ジブチルスズモノオキシド等が挙げられる。
[可塑剤]
可塑剤としては、特に限定されないが、例えば、フタル酸エステル類、燐酸エステル類、脂肪酸エステル類、ピロメリット酸エステル、エポキシ系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、液状ゴム、非芳香族系パラフィンオイル等が挙げられる。
フタル酸エステル類としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジエチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジ-2-エチルヘキシルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジウンデシルフタレート、ジイソノニルフタレート等が挙げられる。
燐酸エステル類としては、例えば、トリクレジルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ-2-エチルヘキシルホスフェート、トリメチルヘキシルホスフェート、トリス-クロロエチルホスフェート、トリス-ジクロロプロピルホスフェート等が挙げられる。
脂肪酸エステル類としては、例えば、トリメリット酸オクチルエステル、トリメ リット酸イソデシルエステル、トリメリット酸エステル類、ジペンタエリスリトールエステル類、ジオクチルアジペート、ジメチルアジペート、ジ-2-エチルヘキシルアゼレート、ジオクチルアゼレート、ジオクチルセバケート、ジ-2-エチルヘキシルセバケート、メチルアセチルリシノケート等が挙げられる。
ピロメリット酸エステルとしては、例えば、ピロメリット酸オクチルエステル等が挙げられる。
エポキシ系可塑剤としては、例えば、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化脂肪酸アルキルエステル等が挙げられる。
ポリエーテル系可塑剤としては、例えば、アジピン酸エーテルエステル、ポリエーテル等が挙げられる。
液状ゴムとしては、例えば、液状NBR、液状アクリルゴム、液状ポリブタジエン等が挙げられる。
可塑剤としては、特に限定されないが、例えば、フタル酸エステル類、燐酸エステル類、脂肪酸エステル類、ピロメリット酸エステル、エポキシ系可塑剤、ポリエーテル系可塑剤、液状ゴム、非芳香族系パラフィンオイル等が挙げられる。
フタル酸エステル類としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジエチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジ-2-エチルヘキシルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジウンデシルフタレート、ジイソノニルフタレート等が挙げられる。
燐酸エステル類としては、例えば、トリクレジルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ-2-エチルヘキシルホスフェート、トリメチルヘキシルホスフェート、トリス-クロロエチルホスフェート、トリス-ジクロロプロピルホスフェート等が挙げられる。
脂肪酸エステル類としては、例えば、トリメリット酸オクチルエステル、トリメ リット酸イソデシルエステル、トリメリット酸エステル類、ジペンタエリスリトールエステル類、ジオクチルアジペート、ジメチルアジペート、ジ-2-エチルヘキシルアゼレート、ジオクチルアゼレート、ジオクチルセバケート、ジ-2-エチルヘキシルセバケート、メチルアセチルリシノケート等が挙げられる。
ピロメリット酸エステルとしては、例えば、ピロメリット酸オクチルエステル等が挙げられる。
エポキシ系可塑剤としては、例えば、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化脂肪酸アルキルエステル等が挙げられる。
ポリエーテル系可塑剤としては、例えば、アジピン酸エーテルエステル、ポリエーテル等が挙げられる。
液状ゴムとしては、例えば、液状NBR、液状アクリルゴム、液状ポリブタジエン等が挙げられる。
[界面活性剤]
界面活性剤としては、例えば、公知のアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。
界面活性剤としては、例えば、公知のアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。
[塗膜表面親水剤]
塗膜表面親水剤としては、例えば、シリケート化合物、シリカ系親水化剤、フッ素系親水剤、酸化チタン系光触媒、四級アンモニウム塩含有ポリマー等が挙げられる。
塗膜表面親水剤としては、例えば、シリケート化合物、シリカ系親水化剤、フッ素系親水剤、酸化チタン系光触媒、四級アンモニウム塩含有ポリマー等が挙げられる。
<塗料組成物の製造方法>
本実施形態の塗料組成物は、以下の方法を用いて製造できる。
例えば、まず、上記アクリルポリオール又はその溶剤希釈物に、必要に応じて、その他の樹脂、硬化促進用の触媒、顔料、レベリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、界面活性剤等の添加剤を加えたものに、上記イソシアネート成分を硬化剤として添加する。次いで、必要に応じて、更に溶剤を添加して、粘度を調整する。次いで、手攪拌又はマゼラー等の攪拌機器を用いて攪拌することによって、塗料組成物を得ることができる。
本実施形態の塗料組成物は、以下の方法を用いて製造できる。
例えば、まず、上記アクリルポリオール又はその溶剤希釈物に、必要に応じて、その他の樹脂、硬化促進用の触媒、顔料、レベリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、界面活性剤等の添加剤を加えたものに、上記イソシアネート成分を硬化剤として添加する。次いで、必要に応じて、更に溶剤を添加して、粘度を調整する。次いで、手攪拌又はマゼラー等の攪拌機器を用いて攪拌することによって、塗料組成物を得ることができる。
<使用用途>
本実施形態の塗料組成物は、ロール塗装、カーテンフロー塗装、スプレー塗装、ベル塗装、静電塗装等の塗料として利用することができる。また、例えば、金属(鋼板、表面処理鋼板等)、プラスチック、木材、フィルム、無機材料等の素材へのプライマーや上中塗り塗料として用いることができる。また、例えば、防錆鋼板を含むプレコートメタル、自動車塗装等に耐熱性、美粧性(表面平滑性、鮮鋭性)等を付与する塗料としても有用である。また、例えば、接着剤、粘着剤、エラストマー、フォーム、表面処理剤等のウレタン原料としても有用である。
本実施形態の塗料組成物は、ロール塗装、カーテンフロー塗装、スプレー塗装、ベル塗装、静電塗装等の塗料として利用することができる。また、例えば、金属(鋼板、表面処理鋼板等)、プラスチック、木材、フィルム、無機材料等の素材へのプライマーや上中塗り塗料として用いることができる。また、例えば、防錆鋼板を含むプレコートメタル、自動車塗装等に耐熱性、美粧性(表面平滑性、鮮鋭性)等を付与する塗料としても有用である。また、例えば、接着剤、粘着剤、エラストマー、フォーム、表面処理剤等のウレタン原料としても有用である。
≪塗膜≫
本実施形態の塗膜は、上記実施形態に係る塗料組成物を硬化させてなる。
本実施形態の塗膜は、耐薬品性及び耐擦り傷性に優れる。
本実施形態の塗膜は、上記実施形態に係る塗料組成物を硬化させてなる。
本実施形態の塗膜は、耐薬品性及び耐擦り傷性に優れる。
本実施形態の塗膜は、上記塗料組成物を、例えば、ロール塗装、カーテンフロー塗装、スプレー塗装、ベル塗装、静電塗装等の公知の塗装方法を用いて、被塗物上に塗装した後に硬化させることで製造することができる。
被塗物としては、上記「<使用用途>」において例示された素材と同様のものが挙げられる。
被塗物としては、上記「<使用用途>」において例示された素材と同様のものが挙げられる。
以下、具体的な実施例及び比較例を挙げて本実施形態をより具体的に説明するが、本実施形態はその要旨を超えない限り、以下の実施例及び比較例によって何ら限定されるものではない。実施例及び比較例における、ポリイソシアネート組成物の物性は、以下のとおり測定した。なお、特に明記しない場合は、「部」及び「%」は、「質量部」及び「質量%」を意味する。
<物性の測定方法>
[物性1]
(イソシアネート成分のNCO含有率)
イソシアネート成分のNCO含有率(質量%)は、各イソシアネート成分中のイソシアネート基を過剰の2Nアミンで中和した後、1N塩酸による逆滴定によって求めた。
[物性1]
(イソシアネート成分のNCO含有率)
イソシアネート成分のNCO含有率(質量%)は、各イソシアネート成分中のイソシアネート基を過剰の2Nアミンで中和した後、1N塩酸による逆滴定によって求めた。
[物性2]イソシアネート成分の粘度
イソシアネート成分の粘度は、E型粘度計(トキメック社製)を用いて25℃で測定した。測定に際しては、標準ローター(1°34’×R24)を用いた。回転数は、以下のとおりである。
イソシアネート成分の粘度は、E型粘度計(トキメック社製)を用いて25℃で測定した。測定に際しては、標準ローター(1°34’×R24)を用いた。回転数は、以下のとおりである。
(回転数)
100rpm(128mPa・s未満の場合)
50rpm(128mPa・s以上256mPa・s未満の場合)
20rpm(256mPa・s以上640mPa・s未満の場合)
10rpm(640mPa・s以上1280mPa・s未満の場合)
5rpm(1280mPa・s以上2560mPa・s未満の場合)
100rpm(128mPa・s未満の場合)
50rpm(128mPa・s以上256mPa・s未満の場合)
20rpm(256mPa・s以上640mPa・s未満の場合)
10rpm(640mPa・s以上1280mPa・s未満の場合)
5rpm(1280mPa・s以上2560mPa・s未満の場合)
[物性3]イソシアネート成分の数平均分子量(Mn)
イソシアネート成分の数平均分子量(Mn)は、下記の装置及び条件を用いたゲルパーミッションクロマトグラフ(以下、「GPC」と称する場合がある)測定により、ポリスチレン基準によって求めた。
イソシアネート成分の数平均分子量(Mn)は、下記の装置及び条件を用いたゲルパーミッションクロマトグラフ(以下、「GPC」と称する場合がある)測定により、ポリスチレン基準によって求めた。
(測定条件)
装置:東ソー社製「HLC-8120GPC」(商品名)
カラム:東ソー社製「TSKgel SuperH1000」(商品名)×1本
「TSKgel SuperH2000」(商品名)×1本
「TSKgel SuperH3000」(商品名)×1本
キャリアー:テトラハイドロフラン
検出方法:示差屈折計
試料濃度:5質量/体積%
流出量:0.6mL/min
カラム温度:40℃
装置:東ソー社製「HLC-8120GPC」(商品名)
カラム:東ソー社製「TSKgel SuperH1000」(商品名)×1本
「TSKgel SuperH2000」(商品名)×1本
「TSKgel SuperH3000」(商品名)×1本
キャリアー:テトラハイドロフラン
検出方法:示差屈折計
試料濃度:5質量/体積%
流出量:0.6mL/min
カラム温度:40℃
[物性4]イソシアネート成分のイソシアネート基平均数(Fn)
イソシアネート成分のイソシアネート基平均数(Fn)は下記式を用いて求めた。
イソシアネート成分のイソシアネート基平均数(Fn)は下記式を用いて求めた。
イソシアネート基平均数(Fn)
=[数平均分子量(Mn)×NCO含有率(質量%)×0.01]/42
=[数平均分子量(Mn)×NCO含有率(質量%)×0.01]/42
[物性5]
(アクリルポリオールの水酸基価及び酸価)
アクリルポリオールの水酸基価及び酸価は、電位差滴定法により測定し算出した。また、水酸基価及び酸価はアクリルポリオール中の固形分に対する値である。
(アクリルポリオールの水酸基価及び酸価)
アクリルポリオールの水酸基価及び酸価は、電位差滴定法により測定し算出した。また、水酸基価及び酸価はアクリルポリオール中の固形分に対する値である。
[物性6]
(アクリルポリオールの重量平均分子量)
アクリルポリオールの重量平均分子量は、下記の装置及び条件を用いたGPC測定により、ポリスチレン基準によって求めた。
(アクリルポリオールの重量平均分子量)
アクリルポリオールの重量平均分子量は、下記の装置及び条件を用いたGPC測定により、ポリスチレン基準によって求めた。
(測定条件)
装置:東ソー社製「HLC-8120GPC」(商品名)
カラム:東ソー社製「TSKgel SuperH2500」(商品名)×1本
「TSKgel SuperH4000」(商品名)×1本
「TSKgel SuperH5000」(商品名)×1本
「TSKgel SuperH6000」(商品名)×1本
キャリアー:テトラハイドロフラン
検出方法:示差屈折計
試料濃度:5質量/体積%
流出量:0.6mL/min
カラム温度:40℃
装置:東ソー社製「HLC-8120GPC」(商品名)
カラム:東ソー社製「TSKgel SuperH2500」(商品名)×1本
「TSKgel SuperH4000」(商品名)×1本
「TSKgel SuperH5000」(商品名)×1本
「TSKgel SuperH6000」(商品名)×1本
キャリアー:テトラハイドロフラン
検出方法:示差屈折計
試料濃度:5質量/体積%
流出量:0.6mL/min
カラム温度:40℃
[物性7]
(アクリルポリオールのガラス転移温度)
アクリルポリオールのガラス転移温度は、水酸基含有樹脂溶液中の有機溶剤を減圧下で飛ばした後、真空乾燥したものを、示差走査熱量(DSC)測定装置を用いて、昇温速度5℃/分の条件で測定した値をガラス転移温度として用いた。
(アクリルポリオールのガラス転移温度)
アクリルポリオールのガラス転移温度は、水酸基含有樹脂溶液中の有機溶剤を減圧下で飛ばした後、真空乾燥したものを、示差走査熱量(DSC)測定装置を用いて、昇温速度5℃/分の条件で測定した値をガラス転移温度として用いた。
<評価方法>
[サンプル塗板の製造]
JIS G 3141(SPCC,SD)カチオン電着塗装板上に、各塗料組成物を乾燥膜厚35μmになるよう塗装した。その後、80℃、30分間の加熱を行い、塗膜が塗装されたサンプル塗板を得た。
[サンプル塗板の製造]
JIS G 3141(SPCC,SD)カチオン電着塗装板上に、各塗料組成物を乾燥膜厚35μmになるよう塗装した。その後、80℃、30分間の加熱を行い、塗膜が塗装されたサンプル塗板を得た。
[評価1]
(耐薬品性)
各サンプル塗板に以下の表に記載の各薬品50μLを滴下し、40℃及び50℃のオーブンで一時間静置した。薬品をふき取った後、塗膜の様子を外観で確認し、痕残りの程度から1が最も優れるとして1以上5以下の5段階評価で点数をつけた。
(耐薬品性)
各サンプル塗板に以下の表に記載の各薬品50μLを滴下し、40℃及び50℃のオーブンで一時間静置した。薬品をふき取った後、塗膜の様子を外観で確認し、痕残りの程度から1が最も優れるとして1以上5以下の5段階評価で点数をつけた。
[評価2]
(耐擦り傷性)
各サンプル塗板の光沢を、光沢計(BYK社製、haze-gloss version3.40)を用いて反射角20°の条件で測定し、初期光沢値とした。
次いで、平面摩耗試験機(大栄科学精器社製、PA-300A)を用いて、下記条件で摩耗試験を実施した。
(耐擦り傷性)
各サンプル塗板の光沢を、光沢計(BYK社製、haze-gloss version3.40)を用いて反射角20°の条件で測定し、初期光沢値とした。
次いで、平面摩耗試験機(大栄科学精器社製、PA-300A)を用いて、下記条件で摩耗試験を実施した。
(試験条件)
・荷重:9N
・ストロークスピード:60往復/分
・ストローク回数:10往復
・ストローク長:10cm
・治具:ステンレスΦ1.6cm円柱
・摩耗紙:281Q WETORDRY POLISHING PAPER(3M社製)
・荷重:9N
・ストロークスピード:60往復/分
・ストローク回数:10往復
・ストローク長:10cm
・治具:ステンレスΦ1.6cm円柱
・摩耗紙:281Q WETORDRY POLISHING PAPER(3M社製)
摩耗試験後、試験部位を傷つけないように軽く水洗し、ウェスで水分を優しくふき取った。その後、23℃、50%RHの条件下で24時間静置させ、初期光沢と同様に反射角20°の光沢を測定した。
下記算出式により傷回復率(%)を計算し、傷回復率から、以下の評価基準に基づいて、耐擦り傷性を評価した。
(傷回復率)=(摩耗後の20°光沢値)/(初期の20°光沢値)×100
(評価基準)
A:傷回復率が75%以上
B:傷回復率が70%以上75%未満
C:傷回復率が65%以上70%未満
D:傷回復率が65%未満
A:傷回復率が75%以上
B:傷回復率が70%以上75%未満
C:傷回復率が65%以上70%未満
D:傷回復率が65%未満
<イソシアネート成分の合成>
[合成例1-1]
(NTIの合成)
撹拌機、温度計、ガス導入管を取り付けた4ツ口フラスコ内に4-アミノメチル-1,8-オクタメチレンジアミン(以下、「トリアミン」と称する場合がある)1060gをメタノール1500gに溶かし、これに35質量%濃塩酸1800mLを冷却しながら徐々に滴下した。次いで、減圧下にてメタノール及び水を除去して濃縮し、60℃/5mmHgにて24時間乾燥して、白色固体のトリアミン塩酸塩を得た。得られたトリアミン塩酸塩650gを微粉末としてo-ジクロルベンゼン5000gに懸濁させ、かきまぜながら反応液を昇温した。次いで、反応液が100℃に達した時点でホスゲンを200g/時間の速度にて吹込みはじめ、さらに昇温を続けた。次いで、反応液が180℃に達したら、そのまま温度を保持し、12時間ホスゲンを吹込み続けた。次いで、減圧下にて溶存ホスゲン及び溶媒を留去した後、真空蒸留することにより、沸点161℃以上163℃以下/1.2mmHgの無色透明なNTI 420gを得た。NTIのNCO含有率は、50.0質量%であった。
[合成例1-1]
(NTIの合成)
撹拌機、温度計、ガス導入管を取り付けた4ツ口フラスコ内に4-アミノメチル-1,8-オクタメチレンジアミン(以下、「トリアミン」と称する場合がある)1060gをメタノール1500gに溶かし、これに35質量%濃塩酸1800mLを冷却しながら徐々に滴下した。次いで、減圧下にてメタノール及び水を除去して濃縮し、60℃/5mmHgにて24時間乾燥して、白色固体のトリアミン塩酸塩を得た。得られたトリアミン塩酸塩650gを微粉末としてo-ジクロルベンゼン5000gに懸濁させ、かきまぜながら反応液を昇温した。次いで、反応液が100℃に達した時点でホスゲンを200g/時間の速度にて吹込みはじめ、さらに昇温を続けた。次いで、反応液が180℃に達したら、そのまま温度を保持し、12時間ホスゲンを吹込み続けた。次いで、減圧下にて溶存ホスゲン及び溶媒を留去した後、真空蒸留することにより、沸点161℃以上163℃以下/1.2mmHgの無色透明なNTI 420gを得た。NTIのNCO含有率は、50.0質量%であった。
[合成例1-2]
(HTIの合成)
1,3,6-ヘキサメチレントリカルボン酸トリエチル602gを常法にて抱水ヒドラジンと反応させ、1,3,6-ヘキサメチレントリカルボン酸トリヒドラジド445gを得た。次いで塩酸存在下、水溶液中にて亜硝酸ナトリウムと反応させて対応するトリアジドとした後、ベンゼンにて抽出し、抽出液を乾燥した。かくして得られたベンゼン溶液を、ベンゼン還流中へ滴下して熱分解した。ベンゼンを留去して得られたトリイソシアネートを真空下精留すると、沸点152℃以上154℃以下/1.3mmHgの無色透明なHTI 246gが得られた。HTIのNCO含有率は、60.1質量%であった。
(HTIの合成)
1,3,6-ヘキサメチレントリカルボン酸トリエチル602gを常法にて抱水ヒドラジンと反応させ、1,3,6-ヘキサメチレントリカルボン酸トリヒドラジド445gを得た。次いで塩酸存在下、水溶液中にて亜硝酸ナトリウムと反応させて対応するトリアジドとした後、ベンゼンにて抽出し、抽出液を乾燥した。かくして得られたベンゼン溶液を、ベンゼン還流中へ滴下して熱分解した。ベンゼンを留去して得られたトリイソシアネートを真空下精留すると、沸点152℃以上154℃以下/1.3mmHgの無色透明なHTI 246gが得られた。HTIのNCO含有率は、60.1質量%であった。
[合成例1-3]
(ポリイソシアネートP-1の合成)
撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管を取り付けた4ツ口フラスコ内を窒素雰囲気にし、HDI50gを仕込み、撹拌下反応器内温度を80℃に保持した。これにテトラメチルアンモニウムカプリン酸を加え、反応を行い、収率が40%になった時点でジブチルリン酸を添加し反応を停止した。その後、120℃、15分保持し、反応液を得た。得られた反応液について、薄膜蒸発缶を用いて未反応のHDIを除去し、ポリイソシアネートP-1を得た。ポリイソシアネートP-1の粘度は2300mPa・s/25℃、NCO含有率は21.5質量%、イソシアネート基平均数は3.3であった。
(ポリイソシアネートP-1の合成)
撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素吹き込み管を取り付けた4ツ口フラスコ内を窒素雰囲気にし、HDI50gを仕込み、撹拌下反応器内温度を80℃に保持した。これにテトラメチルアンモニウムカプリン酸を加え、反応を行い、収率が40%になった時点でジブチルリン酸を添加し反応を停止した。その後、120℃、15分保持し、反応液を得た。得られた反応液について、薄膜蒸発缶を用いて未反応のHDIを除去し、ポリイソシアネートP-1を得た。ポリイソシアネートP-1の粘度は2300mPa・s/25℃、NCO含有率は21.5質量%、イソシアネート基平均数は3.3であった。
<アクリルポリオールの合成>
[合成例2-1]
(アクリルポリオールa-1の合成)
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器に、酢酸ブチル18.0質量部、T-SOL100(芳香族系溶剤)7.0質量部を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら145℃で攪拌し、この中にスチレン8.5質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート18.2質量部、ブチルメタクリレート5.7質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート23.5質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート(重合開始剤)5.0質量部からなるモノマー混合物を3時間かけて均一速度で滴下した。その後、145℃で1時間反応させ、次いで105℃に冷却し、さらに1.5時間攪拌し、固形分濃度63質量%のアクリルポリオールa-1の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-1の水酸基価は180mgKOH/g、酸価は7.8mgKOH/g、重量平均分子量は5,000、ガラス転移温度は33℃であった。
[合成例2-1]
(アクリルポリオールa-1の合成)
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器に、酢酸ブチル18.0質量部、T-SOL100(芳香族系溶剤)7.0質量部を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら145℃で攪拌し、この中にスチレン8.5質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート18.2質量部、ブチルメタクリレート5.7質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート23.5質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート(重合開始剤)5.0質量部からなるモノマー混合物を3時間かけて均一速度で滴下した。その後、145℃で1時間反応させ、次いで105℃に冷却し、さらに1.5時間攪拌し、固形分濃度63質量%のアクリルポリオールa-1の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-1の水酸基価は180mgKOH/g、酸価は7.8mgKOH/g、重量平均分子量は5,000、ガラス転移温度は33℃であった。
[合成例2-2]
(アクリルポリオールa-2の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン8.5質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート17.2質量部、ブチルメタクリレート5.5質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート27.2質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート10.3質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-2の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-2の水酸基価は200mgKOH/g、酸価は7.8mgKOH/g、重量平均分子量は3,000、ガラス転移温度は33℃であった。
(アクリルポリオールa-2の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン8.5質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート17.2質量部、ブチルメタクリレート5.5質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート27.2質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート10.3質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-2の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-2の水酸基価は200mgKOH/g、酸価は7.8mgKOH/g、重量平均分子量は3,000、ガラス転移温度は33℃であった。
[合成例2-3]
(アクリルポリオールa-3の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン8.5質量部、メチルメタクリレート3.8質量部、ブチルメタクリレート20.1質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート23.5質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート10.3質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-3の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-3の水酸基価は180mgKOH/g、酸価は7.8mgKOH/g、重量平均分子量は3,000、ガラス転移温度は50℃であった。
(アクリルポリオールa-3の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン8.5質量部、メチルメタクリレート3.8質量部、ブチルメタクリレート20.1質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート23.5質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート10.3質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-3の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-3の水酸基価は180mgKOH/g、酸価は7.8mgKOH/g、重量平均分子量は3,000、ガラス転移温度は50℃であった。
[合成例2-4]
(アクリルポリオールa-4の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン8.5質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート18.2質量部、ブチルメタクリレート5.1質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート23.5質量部、アクリル酸1.1質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート5.0質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-4の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-4の水酸基価は180mgKOH/g、酸価は15.2mgKOH/g、重量平均分子量は5,000、ガラス転移温度は34℃であった。
(アクリルポリオールa-4の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン8.5質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート18.2質量部、ブチルメタクリレート5.1質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート23.5質量部、アクリル酸1.1質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート5.0質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-4の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-4の水酸基価は180mgKOH/g、酸価は15.2mgKOH/g、重量平均分子量は5,000、ガラス転移温度は34℃であった。
[合成例2-5]
(アクリルポリオールa-5の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン8.5質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート18.2質量部、ブチルメタクリレート5.7質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート23.5質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート2.5質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-5の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-5の水酸基価は180mgKOH/g、酸価は7.8mgKOH/g、重量平均分子量は8,000、ガラス転移温度は33℃であった。
(アクリルポリオールa-5の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン8.5質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート18.2質量部、ブチルメタクリレート5.7質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート23.5質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート2.5質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-5の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-5の水酸基価は180mgKOH/g、酸価は7.8mgKOH/g、重量平均分子量は8,000、ガラス転移温度は33℃であった。
[合成例2-6]
(アクリルポリオールa-6の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン8.5質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート23.2質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート17.4質量部、2-ヒドロキシブチルアクリレート6.8質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート2.7質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-6の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-6の水酸基価は180mgKOH/g、酸価は7.8mgKOH/g、重量平均分子量は9,000、ガラス転移温度は8.2℃であった。
(アクリルポリオールa-6の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン8.5質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート23.2質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート17.4質量部、2-ヒドロキシブチルアクリレート6.8質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート2.7質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-6の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-6の水酸基価は180mgKOH/g、酸価は7.8mgKOH/g、重量平均分子量は9,000、ガラス転移温度は8.2℃であった。
[合成例2-7]
(アクリルポリオールa-7の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン8.5質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート18.3質量部、ブチルメタクリレート5.1質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート23.6質量部、アクリル酸1.1質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート2.5質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-7の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-7の水酸基価は180mgKOH/g、酸価は15.2mgKOH/g、重量平均分子量は8,000、ガラス転移温度は34℃であった。
(アクリルポリオールa-7の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン8.5質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート18.3質量部、ブチルメタクリレート5.1質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート23.6質量部、アクリル酸1.1質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート2.5質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-7の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-7の水酸基価は180mgKOH/g、酸価は15.2mgKOH/g、重量平均分子量は8,000、ガラス転移温度は34℃であった。
[合成例2-8]
(アクリルポリオールa-8の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン10.3質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート18.2質量部、ブチルメタクリレート6.6質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20.8質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート2.5質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-8の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-8の水酸基価は160mgKOH/g、酸価は7.8mgKOH/g、重量平均分子量は9,000、ガラス転移温度は33℃であった。
(アクリルポリオールa-8の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン10.3質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート18.2質量部、ブチルメタクリレート6.6質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20.8質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート2.5質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-8の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-8の水酸基価は160mgKOH/g、酸価は7.8mgKOH/g、重量平均分子量は9,000、ガラス転移温度は33℃であった。
[合成例2-9]
(アクリルポリオールa-9の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン11.7質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート17.5質量部、ブチルメタクリレート8.6質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート18.2質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート2.5質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-9の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-9の水酸基価は140mgKOH/g、酸価は7.8mgKOH/g、重量平均分子量は8,000、ガラス転移温度は33℃であった。
(アクリルポリオールa-9の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン11.7質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート17.5質量部、ブチルメタクリレート8.6質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート18.2質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート2.5質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-9の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-9の水酸基価は140mgKOH/g、酸価は7.8mgKOH/g、重量平均分子量は8,000、ガラス転移温度は33℃であった。
[合成例2-10]
(アクリルポリオールa-10の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン11.7質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート18.5質量部、ブチルメタクリレート8.6質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート17.2質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート5.0質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-10の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-10の水酸基価は130mgKOH/g、酸価は7.8mgKOH/g、重量平均分子量は5,000、ガラス転移温度は33℃であった。
(アクリルポリオールa-10の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン11.7質量部、2-エチルヘキシルメタクリレート18.5質量部、ブチルメタクリレート8.6質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート17.2質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート5.0質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-10の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-10の水酸基価は130mgKOH/g、酸価は7.8mgKOH/g、重量平均分子量は5,000、ガラス転移温度は33℃であった。
[合成例2-11]
(アクリルポリオールa-11の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン9.0質量部、ブチルメタクリレート27.6質量部、2-ヒドロキシブチルアクリレート23.4質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート7.0質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-11の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-11の水酸基価は150mgKOH/g、酸価は7.2mgKOH/g、重量平均分子量は5,000、ガラス転移温度は-22℃であった。
(アクリルポリオールa-11の合成)
合成例2-1において、モノマー混合液をスチレン9.0質量部、ブチルメタクリレート27.6質量部、2-ヒドロキシブチルアクリレート23.4質量部、アクリル酸0.6質量部及びターシャリーブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート7.0質量部とする以外は合成例2-1と同様の方法で、アクリルポリオールa-11の溶液を得た。得られたアクリルポリオールa-11の水酸基価は150mgKOH/g、酸価は7.2mgKOH/g、重量平均分子量は5,000、ガラス転移温度は-22℃であった。
<樹脂成分の製造>
[製造例1]
(樹脂成分A-1の製造)
合成例2-1で得たアクリルポリオールa-1の溶液80質量部(固形分63質量%)、「BYK-306」(ビックケミー社製、表面調整剤)0.25質量部、「TINUVIN384-2」(BASF社製)1.8質量部、「TINUVIN400」(BASF社製)0.9質量部及び「TINUVIN292」(BASF社製)0.9質量部を均一に混合し、さらに、酢酸ブチルを加えて、固形分54質量%の樹脂成分A-1を得た。
[製造例1]
(樹脂成分A-1の製造)
合成例2-1で得たアクリルポリオールa-1の溶液80質量部(固形分63質量%)、「BYK-306」(ビックケミー社製、表面調整剤)0.25質量部、「TINUVIN384-2」(BASF社製)1.8質量部、「TINUVIN400」(BASF社製)0.9質量部及び「TINUVIN292」(BASF社製)0.9質量部を均一に混合し、さらに、酢酸ブチルを加えて、固形分54質量%の樹脂成分A-1を得た。
[製造例2~11]
(樹脂成分A-2~A-11の製造)
製造例1で用いたアクリルポリオールa-1の溶液の代わりに、それぞれアクリルポリオールa-2の溶液~アクリルポリオールa-11の溶液を用いた以外は、製造例1と同様の方法で、樹脂成分A-2~樹脂成分A-11を得た。
(樹脂成分A-2~A-11の製造)
製造例1で用いたアクリルポリオールa-1の溶液の代わりに、それぞれアクリルポリオールa-2の溶液~アクリルポリオールa-11の溶液を用いた以外は、製造例1と同様の方法で、樹脂成分A-2~樹脂成分A-11を得た。
<塗料組成物の製造>
[実施例1]
(塗料組成物T-a1の製造)
樹脂成分A-1と、NTIとを、イソシアネート基/水酸基(NCO/OH)のモル比1.0で配合し、酢酸ブチルで樹脂固形分50質量%に希釈して、塗料組成物T-a1を得た。
[実施例1]
(塗料組成物T-a1の製造)
樹脂成分A-1と、NTIとを、イソシアネート基/水酸基(NCO/OH)のモル比1.0で配合し、酢酸ブチルで樹脂固形分50質量%に希釈して、塗料組成物T-a1を得た。
[実施例2~10及び比較例1~4]
(塗料組成物T-a2~T-a10及びT-b1~T-b4の製造)
アクリルポリオール及びイソシアネート成分の種類を以下の表に示すとおりとした以外は、実施例1と同様の方法を用いて各塗料組成物を得た。
(塗料組成物T-a2~T-a10及びT-b1~T-b4の製造)
アクリルポリオール及びイソシアネート成分の種類を以下の表に示すとおりとした以外は、実施例1と同様の方法を用いて各塗料組成物を得た。
得られた各塗料組成物について、上記記載の方法を用いて、耐薬品性及び耐擦り傷性を評価した。結果を以下の表に示す。
上記表に示すように、トリイソシアネート化合物(I)及びトリイソシアネート化合物から誘導されるポリイソシアネート化合物からなる群より選ばれる1種以上の化合物と、特定の特性を有するアクリルポリオールと、を含む塗料組成物T-a1~T-a10(実施例1~10)では、塗膜としたときの耐薬品性及び耐擦り傷性のいずれも良好であった。
一方、水酸基価が140mgKOH/g未満であるアクリルポリオールを含む塗料組成物T-b1(比較例1)、ガラス転移温度が5℃未満であるアクリルポリオールを含む塗料組成物T-b2(比較例2)、及びトリイソシアネート化合物(I)及びトリイソシアネート化合物から誘導されるポリイソシアネート化合物を含まず、ジイソシアネートから誘導されるポリイソシアネート化合物を含む塗料組成物T-b3~T-b4(比較例3~4)では、塗膜としたときの耐薬品性及び耐擦り傷性の両方が優れるものは得られなかった。
本実施形態の塗料組成物によれば、塗膜としたときの耐薬品性及び耐擦り傷性に優れる塗料組成物を提供することができる。本実施形態の塗膜は、前記塗料組成物を硬化させてなり、耐薬品性及び耐擦り傷性に優れる。
Claims (6)
- 下記一般式(I)で示されるトリイソシアネート化合物、及び、前記トリイソシアネート化合物から誘導されるポリイソシアネート化合物のうち少なくともいずれか一方の化合物を含むイソシアネート成分と、
水酸基価が140mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であり、
酸価が6.0mgKOH/g以上20.0mgKOH/g以下であり、
ガラス転移温度が5℃以上60℃以下であり、且つ、
重量平均分子量が3,000以上9,000以下である、アクリルポリオールと、
を含む、塗料組成物。
- 前記アクリルポリオールの水酸基価が160mgKOH/g以上200mgKOH/g以下である、請求項1に記載の塗料組成物。
- 前記アクリルポリオールのガラス転移温度が30℃以上60℃以下である、請求項1又は2に記載の塗料組成物。
- 前記アクリルポリオールの重量平均分子量が5,000以上9,000以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載の塗料組成物。
- 前記アクリルポリオールの重量平均分子量が7,000以上9,000以下である、請求項1~4のいずれか一項に記載の塗料組成物。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の塗料組成物を硬化させてなる、塗膜。
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