JP2608666B2 - Painted metal article and method of manufacturing the same - Google Patents
Painted metal article and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、金属基材の材質感を残
し、長期に渡って防食性、耐候性及び耐汚染性等を確保
し、メンテナンスフリーである塗装金属物品及びその製
造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a maintenance-free coated metal article which retains the feel of a metal base material, secures corrosion resistance, weather resistance and stain resistance for a long period of time, and is maintenance-free. .
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、ステンレススチールなどの鋼板、
アルミニウムなどの非鉄金属の塗装物品として、金属表
面に有機系被膜を形成したものや水ガラス系被膜を形成
したものが知られている。しかしながら、ほとんどが着
色層を有したものである。2. Description of the Related Art Conventionally, steel plates such as stainless steel,
As a coated article of a non-ferrous metal such as aluminum, an article formed by forming an organic coating on a metal surface and an article formed by forming a water glass coating are known. However, most have a colored layer.
【0003】最近、外観上、金属の材質感を残し、腐食
するという金属の欠点を克服した塗装物品が望まれるよ
うになってきた。そのニーズを反映して、一部では、フ
ッ素系クリヤー塗装を施したステンレススチール基材や
水ガラス系のコーティング剤を塗装したものがあるが、
長期の耐久性という面で、十分ではない。[0003] Recently, there has been a demand for a coated article which has a metallic appearance and overcomes the disadvantage of corroding metals. Reflecting the needs, some are coated with a stainless steel base material or water glass based coating agent with fluorine clear coating,
It is not enough in terms of long-term durability.
【0004】そこで、ケイ素化合物を主体とする透明コ
ーティング剤の使用について検討がされている。しかし
この被膜は、直接ステンレススチールやアルミニウムの
ような基材に長期に密着することは難しく、通常プライ
マーを使用するが、基材の材質感を残すような場合(ク
リアー系の塗膜)には、プライマーに紫外線が当り劣化
する欠点がある。Therefore, use of a transparent coating agent mainly composed of a silicon compound has been studied. However, it is difficult for this film to directly adhere to a substrate such as stainless steel or aluminum for a long period of time. Usually, a primer is used. However, if the material texture of the substrate is left (clear coating film), There is a disadvantage that the primer is exposed to ultraviolet rays and deteriorates.
【0005】これに対し、金属基材の化成処理法(特願
平3−246306号)が提案され、これにより、ある
程度の性能が確保できた。しかし、化成処理では、金属
とケイ素化合物を主体とする透明性を有するコーティン
グ剤の長期に渡る密着力が不十分であり、また、化成処
理自身、着色しているため、外観的にも制約を受ける。On the other hand, a chemical conversion treatment method for a metal substrate (Japanese Patent Application No. 3-246306) has been proposed, and a certain degree of performance has been ensured. However, in the chemical conversion treatment, the long-term adhesion of a transparent coating agent mainly composed of a metal and a silicon compound is insufficient, and since the chemical conversion treatment itself is colored, the appearance is limited. receive.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決し、紫外線に強い透明なプライマー組成物を使用
し、外観上においても金属基材の材質感を残し、長期に
渡って防食性、耐候性、耐汚染性を確保し、メインテナ
ンスフリーである塗装金属物品及びその製造方法を提供
することを目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems, uses a transparent primer composition which is resistant to ultraviolet rays, retains the appearance of a metal base material even in appearance, and protects against corrosion for a long period of time. It is an object of the present invention to provide a maintenance-free coated metal article which secures resistance, weather resistance, and stain resistance, and a method for manufacturing the same.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点の解決方法を鋭意検討した結果、第1層としてシリコ
ーンレジン、硬化触媒及び有機溶剤よりなる、紫外線に
対して強固であり、かつ、密着性が優れた透明なプライ
マー組成物を塗装、硬化させた後、第2層にはアルコ
キシシランをコロイド状シリカ分散液中で加水分解縮重
合させたコーティング剤を塗装、硬化させるか、オル
ガノシランをコロイド状シリカ分散液中で部分加水分解
したシリカ分散オリゴマーとシラノール基を有するポリ
オルガノシロキサン及び触媒からなるコーティング剤を
塗装、硬化させることによって課題を解決できることを
見出し、本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies on the method of solving the above problems, the present inventors have found that the first layer is made of a silicone resin, a curing catalyst, and an organic solvent, and is strong against ultraviolet rays. And, after coating and curing a transparent primer composition having excellent adhesion, the second layer is coated and cured with a coating agent obtained by hydrolytic condensation polymerization of alkoxysilane in a colloidal silica dispersion, It has been found that the problem can be solved by coating and curing a coating agent comprising a silica-dispersed oligomer obtained by partially hydrolyzing an organosilane in a colloidal silica dispersion, a polyorganosiloxane having a silanol group, and a catalyst, and complete the present invention. Reached.
【0008】すなわち本発明は、金属表面に、 (1)(イ)平均組成式(R1)a SiO(4-a-b)/2(OR2)b (I) (式中、R1 は各々置換もしくは非置換の炭素数1〜8
の1価の炭化水素基を表し、R2 は各々水素原子又は炭
素数1〜4のアルキル基を表し、aは0.6〜1.8で
あり、bはケイ素原子に結合する水酸基又はアルコキシ
ル基が1分子中に1個以上となる数を表し、かつa+b
<4である)で示されるポリオルガノシロキサン(ロ)
有機チタン酸エステル及び/又はその部分加水分解物を
含有するプライオマー組成物を硬化させた透明なプライ
マー層からなる塗膜、 (2)該塗膜の上に、 (A)式(R3)m Si(OR4)4-m (II) (式中、R3 は各々メチル基、エチル基又はフェニル基
を表し、R4 は各々炭素数1〜4のアルキル基を表し、
mは0、1又は2である)で示されるアルコキシシラン
の加水分解、縮重合物とコロイド状シリカを含み硬化さ
せたケイ素アルコキシド系透明被膜−1、あるいは (B)(a)式(R5)n SiX4-n (III) (式中、R5 は各々置換もしくは非置換の炭素数1〜8
の1価の炭化水素基を表し、Xは加水分解性基を表し、
nは0〜3である)で示される加水分解性オルガノシラ
ンの加水分解、縮重合物とコロイド状シリカを含むシリ
カ分散オリゴマーと、 (b)平均組成式(R6)c Si(OH)d O(4-c-d)/2 (IV) (式中、R6 は各々置換もしくは非置換の炭素数1〜8
の1価の炭化水素基を表し、cは0.2≦c≦2、dは
0.0001≦d≦3であり、c+d<4である)で示
されるシラノール基含有ポリオルガノシロキサンを含み
硬化させたケイ素アルコキシド系透明被膜−2を有する
塗装金属物品であり、That is, according to the present invention, (1) (a) average composition formula (R 1 ) a SiO (4-ab) / 2 (OR 2 ) b (I) (wherein R 1 is Substituted or unsubstituted carbon number 1-8
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a is 0.6 to 1.8, and b is a hydroxyl group or an alkoxyl group bonded to a silicon atom. Represents a number of 1 or more groups in one molecule, and a + b
<4) polyorganosiloxane (b)
A coating film comprising a transparent primer layer obtained by curing a plyomer composition containing an organic titanate and / or a partial hydrolyzate thereof; (2) On the coating film, (A) Formula (R 3 ) m Si (OR 4 ) 4-m (II) wherein R 3 represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group, R 4 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
m is the hydrolysis of the alkoxysilane represented by 0, 1 or 2), polycondensates and colloidal silica silicon alkoxide transparent film -1 was cured comprises or, (B) (a) Formula (R 5 ) n SiX 4-n (III) (wherein, each of R 5 is a substituted or unsubstituted C 1-8)
Represents a monovalent hydrocarbon group, X represents a hydrolyzable group,
n is from 0 to 3), a silica-dispersed oligomer containing a hydrolyzable and condensed product of a hydrolyzable organosilane represented by the following formula: (b) an average composition formula (R 6 ) c Si (OH) d O (4-cd) / 2 (IV) (wherein, R 6 is a substituted or unsubstituted C 1-8
Wherein c is 0.2 ≦ c ≦ 2, d is 0.0001 ≦ d ≦ 3, and c + d <4), and contains a silanol group-containing polyorganosiloxane represented by the formula: A coated metal article having a silicon alkoxide-based transparent coating -2,
【0009】また本発明は、金属表面に、 (1)(イ)平均組成式(R1)a SiO(4-a-b)/2(OR2)b (I) (式中、R1 は各々置換もしくは非置換の炭素数1〜8
の1価の炭化水素基を表し、R2 は各々水素原子又は炭
素数1〜4のアルキル基を表し、aは0.6〜1.8で
あり、bはケイ素原子に結合する水酸基又はアルコキシ
ル基が1分子中に1個以上となる数を表し、かつa+b
<4である)で示されるポリオルガノシロキサン100
重量部に対し、 (ロ)有機チタン酸エステル及び/又はその部分加水分
解物0.1〜100重量部及び (ハ)有機溶剤を含有するプライマー組成物を塗布して
硬化させた後、 (2)次いで、(A)式(R3)m Si(OR4)4-m (II) (式中、R3 は各々メチル基、エチル基又はフェニル基
を表し、R4 は各々炭素数1〜4のアルキル基を表し、
mは0、1又は2である)で示されるアルコキシシラン
を、コロイド状シリカ分散液中で加水分解、縮重合させ
てケイ素アルコキシド系コーティング剤−1を塗布する
か、あるいは (B)(a)式(R5)n SiX4-n (III) (式中、R5 は各々置換もしくは非置換の1価の炭化水
素基を表し、Xは加水分解性基を表し、nは0〜3であ
る)で示される加水分解性オルガノシランをコロイド状
シリカ分散液中で部分加水分解、縮重合させたシリカ分
散オリゴマー、 (b)平均組成式(R6)c Si(OH)dO(4-c-d)/2 (IV) (式中、R6 は各々置換もしくは非置換の炭素数1〜8
の1価の炭化水素基を表し、cは0.2≦c≦2、dは
0.0001≦d≦3であり、c+d<4である)で示
されるシラノール基含有ポリオルガノシロキン及び (c)硬化触媒を含有するケイ素アルコキシド系コーテ
ィング剤−2を塗布して、プライマー層の上に透明被膜
を形成することを特徴とする塗装金属物品の製造方法で
ある。Further, according to the present invention, (1) (a) an average composition formula (R 1 ) a SiO (4-ab) / 2 (OR 2 ) b (I) wherein R 1 is Substituted or unsubstituted carbon number 1-8
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a is 0.6 to 1.8, and b is a hydroxyl group or an alkoxyl group bonded to a silicon atom. Represents a number of 1 or more groups in one molecule, and a + b
<4) polyorganosiloxane 100 represented by the formula:
After applying and curing a primer composition containing (b) 0.1 to 100 parts by weight of an organic titanate and / or a partial hydrolyzate thereof and (c) an organic solvent with respect to parts by weight, ) Then, (A) Formula (R 3 ) m Si (OR 4 ) 4-m (II) (wherein R 3 represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group, respectively, and R 4 represents a carbon atom of 1 to 1 Represents an alkyl group of 4,
m is 0, 1 or 2), by hydrolyzing and polycondensing an alkoxysilane represented by the following formula (1) in a colloidal silica dispersion, and applying a silicon alkoxide-based coating agent-1; or (B) (a) Formula (R 5 ) n SiX 4-n (III) (wherein, R 5 represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, X represents a hydrolyzable group, and n represents 0 to 3) (B) a silica-dispersed oligomer obtained by partially hydrolyzing and condensing a hydrolyzable organosilane represented by the formula (1) in a colloidal silica dispersion: (b) an average composition formula (R 6 ) c Si (OH) d O (4- cd) / 2 (IV) (wherein R 6 is a substituted or unsubstituted C 1-8
Wherein c is 0.2 ≦ c ≦ 2, d is 0.0001 ≦ d ≦ 3, and c + d <4), and a silanol group-containing polyorganoshiroquine represented by c) A method for producing a coated metal article, which comprises applying a silicon alkoxide-based coating agent-2 containing a curing catalyst to form a transparent film on a primer layer.
【0010】以下、本発明を詳しく説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【0011】本発明で第1層のプライマー組成物に使用
する成分(イ)のポリオルガノシロキサンは、本発明の
プライマー組成物の主体となる成分であり、本発明のプ
ライマー組成物に接着性、特に耐水接着性を付与するた
めに、1分子中に1個以上の水酸基又はアルコキシル基
を有し、平均組成式(I)で示される。式中、R1 は置
換若しくは非置換の1価の炭化水素基を表し、その具体
例としては、メチル、エチル、n−プロピル、iso −プ
ロピル、n−ブチル、iso −ブチル、tert−ブチルなど
炭素数1〜4のアルキル基;ビニル、アリルなどのアル
ケニル;フェニル、トリルなどのアリール基;あるいは
それらの水素原子をハロゲン原子、シアノ基などで置換
したものが挙げられるが、全R1 中、炭素数1〜4のア
ルキル基を40モル%以上含有することが好ましい。R
2 は水素原子又はメチル、エチル、n−プロピル、iso
−プロピル、n−ブチル、iso −ブチル、tert−ブチル
などの炭素数1〜4のアルキル基を表し、aは0.6〜
1.8であり、bは1分子中にケイ素原子に結合する水
酸基又はアルコキシル基が1個以上になる数であり、か
つa+b<4である。The polyorganosiloxane of component (a) used in the primer composition of the first layer in the present invention is a component which is a main component of the primer composition of the present invention, and has an adhesive property to the primer composition of the present invention. In particular, in order to impart water-resistant adhesion, one molecule has one or more hydroxyl groups or alkoxyl groups, and is represented by the average composition formula (I). In the formula, R 1 represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, and specific examples thereof include methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, tert-butyl and the like. alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; vinyl, alkenyl, such as allyl; phenyl, aryl groups such as tolyl; or a halogen atom their hydrogen atoms, but include those substituted with a cyano group, among all the R 1, It is preferable to contain an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in an amount of 40 mol% or more. R
2 is a hydrogen atom or methyl, ethyl, n-propyl, iso
-Propyl, n-butyl, iso-butyl, represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as tert-butyl, a is 0.6 to
1.8, b is the number of one or more hydroxyl groups or alkoxyl groups bonded to a silicon atom in one molecule, and a + b <4.
【0012】この水酸基又はアルコキシル基を有するポ
リオルガノシロキサン(I)は、一般式(R1)p SiY
4-p(式中、R1 は前記と同じであり、YはCl又はOR
2 を表し、ここでR2 も前記と同じであり、pは0、
1、2又は3を表す)で示される置換若しくは非置換の
1価の炭化水素基を有するクロロシラン又はアルコキシ
シランのそれぞれ1種又は2種以上の混合物を、有機溶
媒の存在下、通常の方法で加水分解し、副生する塩酸、
アルコールなどを除去して得られる。The polyorganosiloxane (I) having a hydroxyl group or an alkoxyl group has the general formula (R 1 ) p SiY
4-p (wherein R 1 is the same as above, and Y is Cl or OR
2 wherein R 2 is the same as above, and p is 0,
Chlorosilane or alkoxysilane having a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group represented by formula (1), (2) or (3), in the presence of an organic solvent in a usual manner. Hydrochloric acid that is hydrolyzed and by-produced,
Obtained by removing alcohol and the like.
【0013】成分(ロ)の有機チタン酸エステル、及び
/又はその部分加水分解物は、水酸基又はアルコキシル
基を有するポリオルガノシロキサン(イ)の硬化触媒と
して作用するものであり、更に(1)のプライマー組成
物の基材に対する良好な接着性を得るための成分でもあ
る。これら有機チタン酸エステルとしては、チタン酸テ
トラエチル、チタン酸テトラ(n−プロピル)、チタン
酸テトライソプロピル、チタン酸テトラ(n−ブチ
ル)、チタン酸テトラ(2−エチルヘキシル)などが例
示され、またそれらの部分加水分解物も同様に使用でき
る。The component (b), an organic titanate and / or a partial hydrolyzate thereof, functions as a catalyst for curing a polyorganosiloxane (a) having a hydroxyl group or an alkoxyl group. It is also a component for obtaining good adhesion of the primer composition to the substrate. Examples of the organic titanate include tetraethyl titanate, tetra (n-propyl) titanate, tetraisopropyl titanate, tetra (n-butyl) titanate, tetra (2-ethylhexyl) titanate, and the like. Can also be used.
【0014】成分(ロ)の使用量は、成分(イ)100
重量部に対して0.1〜100重量部の範囲である。成
分(ロ)が0.1重量部未満では被膜の硬化が遅くなる
ばかりでなく、耐水接着性が低下する。逆に100重量
部超過では耐水接着性が低下し、また被膜が脆くなる。The amount of component (b) used is 100 parts (a).
It is in the range of 0.1 to 100 parts by weight based on parts by weight. If the amount of the component (b) is less than 0.1 part by weight, not only the curing of the coating film is delayed, but also the water-resistant adhesiveness is reduced. Conversely, if it exceeds 100 parts by weight, the water-resistant adhesiveness decreases and the coating becomes brittle.
【0015】成分(ハ)の有機溶剤は、基材表面に適度
な厚みの被膜を作業性良く均一に施すための成分であ
る。これら有機溶剤(ハ)としては、メタノール、エタ
ノール、イソプロパノールのようなアルコール;トルエ
ン、キシレンのような芳香族炭化水素;ノルマルヘキサ
ン、ガソリンのような脂肪族炭化水素;酢酸エチル、酢
酸ブチルのようなカルボン酸エステル;アセトン、メチ
ルエチルケトンのようなケトン;ジメチルエーテル、テ
トラヒドロフランのようなエーテル;ケイ素原子数3〜
7の環状ポリジメチルシロキサン、好ましくはヘキサメ
チルシクロポリシロキサン、オクタメチルシクロポリシ
ロキサン、デカメチルシクロポリシロキサンなど;末端
がトリメチルシロキシ基で封鎖されたケイ素原子数2〜
20の鎖状ポリジメチルシロキサンなどが例示される。
これら溶剤は、単独又は複数種混合して用いる。The organic solvent of the component (c) is a component for uniformly coating a film of an appropriate thickness on the surface of the base material with good workability. These organic solvents (c) include alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; aliphatic hydrocarbons such as normal hexane and gasoline; and ethyl acetate and butyl acetate. Carboxylic acid esters; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as dimethyl ether and tetrahydrofuran;
7 cyclic polydimethylsiloxanes, preferably hexamethylcyclopolysiloxane, octamethylcyclopolysiloxane, decamethylcyclopolysiloxane, etc .; having 2 to 2 silicon atoms capped with trimethylsiloxy groups
And 20 chain polydimethylsiloxanes.
These solvents may be used alone or in combination.
【0016】本発明に使用するプライマー組成物(1)
には、上記成分以外に後に詳述するコロイド状シリカ等
を1種又は複数種配合することができる。The primer composition used in the present invention (1)
In addition to the above components, one or more kinds of colloidal silica, which will be described in detail later, can be blended.
【0017】プライマーの組成物(1)の塗装方法は、
例えば、スプレー塗装、ロール塗装、浸漬塗装などが挙
げられ、特に限定されない。プライマー組成物の焼付乾
燥温度は50〜250℃の範囲であることが好ましく、
100〜250℃の範囲であることがより好ましい。ま
た、プライマー層の好ましい膜厚は0.1〜10μmで
ある。The coating method of the primer composition (1) is as follows.
For example, spray coating, roll coating, dip coating and the like are mentioned, and there is no particular limitation. The baking drying temperature of the primer composition is preferably in the range of 50 to 250 ° C,
More preferably, the temperature is in the range of 100 to 250 ° C. The preferred thickness of the primer layer is 0.1 to 10 μm.
【0018】プライマー層を形成した後、ケイ素アルコ
キシド系コーティング層を第2層として施すが、本発明
で用いるケイ素アルコキシド系コーティング剤には次の
2種類がある。After forming the primer layer, a silicon alkoxide-based coating layer is applied as a second layer. The silicon alkoxide-based coating agent used in the present invention includes the following two types.
【0019】第1のケイ素アルコキシド系コーティング
剤−1は、上記一般式(II)で示されるケイ素化合物を
コロイド状シリカ分散液中で加水分解、縮重合させて得
られる末端シラノール封鎖のプレポリマーを必須成分と
するものである。このケイ素アルコキシド系コーティン
グ剤−1は、例えば、下記の成分(i)、(ii)及び
(iii)を主成分とする混合物を適当な溶剤で希釈し、硬
化剤及び触媒を必要量添加して加水分解及び重縮合反応
させて得られる、重量平均分子量Mwがポリスチレン換算
で500〜3,000、かつ、分子量分布Mw/Mn が1.
0〜3.0(Mnは数平均分子量)であるものが好まし
い。より好ましくは、Mw=600〜3,000、かつMw
/Mn =1.2〜1.8である。重量平均分子量及び分子
量分布が前記範囲よりも小さいときには、縮重合の際の
硬化収縮が大きくなる傾向にあり、焼付け後に塗膜にク
ラックが発生しやすくなる傾向になる。また、前記範囲
よりも大きいときには、反応が遅すぎて硬化しにくい
か、又は硬化しても柔らかい塗膜になったり、塗膜のレ
ベリング性が非常に悪いものとなる傾向にある。The first silicon alkoxide-based coating agent-1 is obtained by hydrolyzing and condensation-polymerizing a silicon compound represented by the above general formula (II) in a colloidal silica dispersion and obtaining a silanol-terminated prepolymer obtained by condensation. It is an essential component. The silicon alkoxide-based coating agent-1 is prepared by, for example, diluting a mixture mainly containing the following components (i), (ii) and (iii) with an appropriate solvent, and adding a necessary amount of a curing agent and a catalyst. The weight average molecular weight Mw obtained by hydrolysis and polycondensation reaction is 500 to 3,000 in terms of polystyrene, and the molecular weight distribution Mw / Mn is 1.
Those having 0 to 3.0 (Mn is a number average molecular weight) are preferred. More preferably, Mw = 600-3,000, and Mw
/Mn=1.2 to 1.8. When the weight average molecular weight and the molecular weight distribution are smaller than the above ranges, the curing shrinkage at the time of polycondensation tends to increase, and the coating film tends to crack after baking. On the other hand, when the ratio is larger than the above range, the reaction is too slow to be hardened, or the cured film tends to be soft, or the leveling property of the coated film tends to be very poor.
【0020】(i)一般式(II)においてm=0で示さ
れるケイ素化合物及びコロイド状シリカ20〜200重
量部 (ii)一般式(II)においてm=1で示されるケイ素化
合物100重量部 (iii)一般式(II)においてm=2で示されるケイ素化
合物0〜80重量部(I) 20 to 200 parts by weight of a silicon compound represented by m = 0 in the general formula (II) and 100 to 200 parts by weight of a colloidal silica (ii) 100 parts by weight of a silicon compound represented by m = 1 in the general formula (II) ( iii) 0 to 80 parts by weight of a silicon compound represented by m = 2 in the general formula (II)
【0021】また、前記組成において、成分(i)の割
合が20重量部未満又は200重量部を超えると、耐ク
ラック性が悪いという問題がある。上記成分(iii)が8
0重量部を超えると塗膜が柔らかすぎて実用的でない。Further, in the above composition, when the proportion of the component (i) is less than 20 parts by weight or more than 200 parts by weight, there is a problem that crack resistance is poor. When the above component (iii) is 8
If it exceeds 0 parts by weight, the coating film is too soft and not practical.
【0022】前記コロイド状シリカは、微粒子シリカ成
分を水、メタノール等の有機溶剤又はこれらの混合溶剤
に分散して使用するが、それらがコロイド状である限
り、その粒径、溶剤種等は特に限定されるものではな
い。なお、上記成分(i)のコロイド状シリカ配合割合
は、分散媒も含む重量部である。上記硬化剤としては、
たとえば水が用いられ、この量としては、特に限定はな
いが、コーティング剤組成物中の重量%で、好ましくは
45%以下、より好ましくは25%以下がよい。The above-mentioned colloidal silica is used by dispersing a particulate silica component in an organic solvent such as water or methanol or a mixed solvent thereof. It is not limited. In addition, the mixing ratio of the colloidal silica of the component (i) is part by weight including the dispersion medium. As the above curing agent,
For example, water is used, and the amount is not particularly limited, but is preferably 45% or less, more preferably 25% or less, by weight in the coating composition.
【0023】また、上記触媒は特に限定されないが、例
えば、塩酸、リン酸、硫酸等の無機酸や、ギ酸、酢酸、
クロロ酢酸等の有機酸の希薄溶液などの酸性触媒、後で
述べる塩基性触媒などを単独で又は2種以上を併せて使
用することができる。また、上記成分(i)として酸性
コロイド状シリカ分散液(酸性シリカゾル)を用いる場
合には、これが触媒の代りになるので、触媒としては何
も入れなくてもよい。The catalyst is not particularly restricted but includes, for example, inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid and sulfuric acid, formic acid, acetic acid and the like.
An acidic catalyst such as a dilute solution of an organic acid such as chloroacetic acid, a basic catalyst described later, or the like can be used alone or in combination of two or more. Further, when an acidic colloidal silica dispersion (acidic silica sol) is used as the component (i), it does not need to be used as a catalyst since this is used instead of the catalyst.
【0024】ケイ素アルコキシド系コーティング剤−1
は、pH値を3.8〜6.0に調整することによって、上
記の分子量の範囲内で、安定して使用することができ
る。pH値が前記範囲外であると、コーティング剤組成物
の安定性が悪いため、塗料調製後の使用できる期間が限
られることがある。ここで、pH値調整方法は特に限定さ
れるものではないが、例えば、コーティング剤の原料混
合時にpH値が3.8未満となった場合は、アンモニア等
の塩基性試薬を用いて前記範囲内のpHに調整すればよ
く、pH値が6.0を超えた場合も、塩酸等の酸性試薬を
用いて調整すればよい。また、pHによっては、分子量が
小さいままで反応が進まず、上記分子量範囲に到達する
のに時間がかかる場合は、コーティング剤を加熱して反
応を促進させてもよいし、酸性試薬でpH値を下げて反応
を進めた後、塩基性試薬で所定のpH値に戻すようにして
もよい。Silicon alkoxide coating agent-1
Can be used stably within the above-mentioned molecular weight range by adjusting the pH value to 3.8 to 6.0. If the pH value is outside the above range, the stability of the coating composition is poor, so that the usable period after preparation of the paint may be limited. Here, the method of adjusting the pH value is not particularly limited. For example, when the pH value becomes less than 3.8 at the time of mixing the raw materials of the coating agent, the pH value is adjusted within the above range using a basic reagent such as ammonia. The pH may be adjusted to a pH of 6.0. Even when the pH value exceeds 6.0, the pH may be adjusted using an acidic reagent such as hydrochloric acid. In addition, depending on the pH, when the reaction does not proceed with a low molecular weight and it takes time to reach the above molecular weight range, the coating agent may be heated to accelerate the reaction, or the pH value may be adjusted with an acidic reagent. After the reaction is advanced by lowering the pH, the pH value may be returned to a predetermined value with a basic reagent.
【0025】上記のようにpHを調整した場合、又はpH調
整のない場合でも、使用にいたるまでの間又は少なくと
も使用時に、コーティング剤に、塩基性触媒を添加すれ
ば、縮合反応を促進し、塗膜中の架橋点を増やすことが
できるので、安定して耐クラック性の良い塗膜を得るこ
とができる。Even when the pH is adjusted as described above or without pH adjustment, a condensation catalyst is promoted by adding a basic catalyst to the coating agent until the use or at least during the use, Since the number of crosslinking points in the coating film can be increased, a coating film having good crack resistance can be obtained stably.
【0026】また、架橋反応を促進することによって、
硬化時間を短縮し、あるいは、硬化温度を下げることが
できるため、経済的であり、しかも、低温焼付けしかで
きない基材にも適用できる効果もある。塩基性触媒とし
ては、アミン類(例えば、トリエタノールアミン等)、
アミノシラン類(例えば、γ−アミノプロピルトリエト
キシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、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等)や、
無機酸(例えば、塩酸、硝酸、リン酸等)又は有機酸
(例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸等)のアンモニ
ア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、n−ブチル
アミン等の塩、あるいは、無機酸又は有機酸の塩と第4
級アンモニウム塩との複分解塩等が例示されるが、その
種類、添加量については特に限定されるものではない。Further, by accelerating the crosslinking reaction,
Since the curing time can be shortened or the curing temperature can be lowered, it is economical and has an effect that it can be applied to a substrate that can only be baked at a low temperature. Examples of the basic catalyst include amines (for example, triethanolamine and the like),
Aminosilanes (for example, γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl)
-Γ-aminopropylmethyldimethoxysilane),
Salts of inorganic acids (eg, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, etc.) or organic acids (eg, formic acid, acetic acid, propionic acid, etc.) such as ammonia, trimethylamine, triethylamine, n-butylamine, or salts of inorganic acids or organic acids. And the fourth
Examples thereof include a double decomposition salt with a quaternary ammonium salt, but the kind and the amount of addition are not particularly limited.
【0027】以上の製法によって調製されたケイ素アル
コキシド系コーティング剤−1には、上記の成分の他、
必要に応じて、各種着色剤、上記コロイド状シリカ分散
液(シリカゾル)以外の充填剤(例えば、アルミナゾ
ル、ヒュームドシリカなどの無機充填剤)、希釈溶剤、
増粘剤、界面活性剤、紫外線吸収剤等種々の添加剤が1
種以上加えられてもよい。The silicon alkoxide-based coating agent-1 prepared by the above-mentioned production method contains, in addition to the above components,
If necessary, various colorants, fillers other than the above colloidal silica dispersion (silica sol) (for example, inorganic fillers such as alumina sol and fumed silica), a diluting solvent,
Various additives such as thickeners, surfactants, and UV absorbers
More than one species may be added.
【0028】前記希釈溶剤としては、メタノール、エタ
ノール、イソプロパノール(IPAともいう)等のアル
コール;エチレングリコール、メチルセロソルブ、エチ
ルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブが例示
され、これらは単独で又は複数で使用される。Examples of the diluting solvent include alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol (also referred to as IPA); and cellosolves such as ethylene glycol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, and butyl cellosolve. .
【0029】本発明における、ケイ素アルコキシド系コ
ーティング剤−1の塗装方法は、例えば、スプレー塗
装、ロール塗装、フローコーター塗装、浸漬塗装などが
挙げられ、特に限定されない。また、塗装後の乾燥・焼
付け条件についても、特に限定されないが、60〜20
0℃程度で行うことが好ましい。The coating method of the silicon alkoxide-based coating agent-1 in the present invention includes, for example, spray coating, roll coating, flow coater coating, dip coating, and is not particularly limited. The conditions for drying and baking after painting are also not particularly limited, but may be 60 to 20.
It is preferable to carry out at about 0 ° C.
【0030】次に、ケイ素アルコキシド系コーティング
剤−2について説明する。このコーティング剤は、下記
の成分(a)、成分(b)及び成分(c)を必須成分と
するものである。 (a)一般式 (R5)n SiX4-n (III) (式中、R5 、X及びnは前記と同じ)で示される加水
分解性オルガノシランを、コロイド状シリカを分散した
有機溶媒及び/又は水中で部分加水分解して得られるオ
ルガノシランのシリカ分散オリゴマー溶液 (b)平均組成式 (R6)c Si(OH)d O(4-c-d)/2 (IV) (式中、R6 、c及びdは前記と同じ)で示される、シ
ラノール基を有するポリオルガノシロキサン (c)硬化触媒Next, the silicon alkoxide-based coating agent-2 will be described. This coating agent contains the following components (a), (b) and (c) as essential components. (A) an organic solvent in which a hydrolyzable organosilane represented by the general formula (R 5 ) n SiX 4-n (III) (wherein R 5 , X and n are the same as described above) is dispersed in colloidal silica; And / or a silica-dispersed oligomer solution of organosilane obtained by partial hydrolysis in water. (B) Average composition formula (R 6 ) c Si (OH) d O (4-cd) / 2 (IV) R 6 , c and d are the same as defined above), and a polyorganosiloxane having a silanol group (c) curing catalyst
【0031】本発明で用いる成分(a)のシリカ分散オ
リゴマーは被膜形成に際して、硬化反応に預かる加水分
解性基(X)を有するベースポリマーの主成分である。
これは、コロイド状シリカを分散した有機溶媒及び/又
は水中に一般式(III)で示される加水分解性オルガノシ
ランの1種又は2種以上を加え、分散液中の水又は別途
添加された水で、該加水分解性オルガノシランを部分加
水分解して得られる。The silica-dispersed oligomer of the component (a) used in the present invention is a main component of a base polymer having a hydrolyzable group (X) which participates in a curing reaction when forming a film.
This is achieved by adding one or more hydrolyzable organosilanes represented by the general formula (III) to an organic solvent and / or water in which colloidal silica is dispersed, and adding water or water separately added to the dispersion. The hydrolyzable organosilane is obtained by partial hydrolysis.
【0032】加水分解性オルガノシランを示す一般式
(III)中のR5 は炭素数1〜8の置換又は非置換の1価
の炭化水素基を表し、例えば、メチル、エチル、プロピ
ル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル
などのアルキル基;シクロペンチル、シクロヘキシルな
どのシクロアルキル基;2−フェニルエチル、2−フェ
ニルプロピル、3−フェニルプロピルなどのアラルキル
基;フェニル、トリルなどのようなアリール基;ビニ
ル、アリルなどのようなアルケニル基;クロロメチル、
γ−クロロプロピル、3,3,3−トリフルオロプロピ
ルなどのようなハロゲン置換炭化水素基;又は、γ−メ
タクリロキシプロピル、γ−グリシドキシプロピル、
3,4−エポキシシクロヘキシルエチル、γ−メルカプ
トプロピルなどの置換炭化水素基などを例示することが
できる。これらの中でも合成の容易さ及び入手の容易さ
から炭素数1〜4のアルキル基又はフェニル基が好まし
い。R 5 in the general formula (III) representing a hydrolyzable organosilane represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, propyl, butyl, Alkyl groups such as pentyl, hexyl, heptyl and octyl; cycloalkyl groups such as cyclopentyl and cyclohexyl; aralkyl groups such as 2-phenylethyl, 2-phenylpropyl and 3-phenylpropyl; aryl groups such as phenyl and tolyl; Alkenyl groups such as vinyl, allyl and the like; chloromethyl,
halogen-substituted hydrocarbon groups such as γ-chloropropyl, 3,3,3-trifluoropropyl and the like; or γ-methacryloxypropyl, γ-glycidoxypropyl,
Examples thereof include substituted hydrocarbon groups such as 3,4-epoxycyclohexylethyl and γ-mercaptopropyl. Among them, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group is preferable from the viewpoint of ease of synthesis and availability.
【0033】加水分解性基Xの例としては、アルコキシ
ル基、アセトキシ基、オキシム基[−O−N=C(−R
´)−R]、エノキシ基[−O−C(−R)=C(−
R″)−R´]、アミノ基、アミノキシ基[−O−N
(−R)−R´]、アミド基[−N(−R´)−CO−
R](ここで、R、R´およびR″は、例えば、各々水
素又は1価の炭化水素基などである)などが挙げられ
る。入手の容易さ及びシリカ分散オリゴマー溶液を調製
しやすいことからアルコキシル基が好ましい。Examples of the hydrolyzable group X include an alkoxyl group, an acetoxy group and an oxime group [—ON—C (—R
') -R], an enoxy group [-OC (-R) = C (-
R ")-R '], an amino group, an aminoxy group [-ON
(-R) -R '], an amide group [-N (-R')-CO-
R] (where R, R ′ and R ″ are, for example, hydrogen or monovalent hydrocarbon groups, etc.), etc., because they are readily available and easy to prepare silica-dispersed oligomer solutions. Alkoxyl groups are preferred.
【0034】このような加水分解性オルガノシランとし
ては、一般式(III)中のnが0〜3の整数であるモノ
−、ジ−、トリ−、テトラ−の各官能性のアルコキシシ
ラン類、アセトキシシラン類、オキシムシラン類、エノ
キシシラン類、アミノシラン類、アミノキシシラン類、
アミドシラン類などが挙げられる。入手の容易さ及びシ
リカ分散オルガノシランオリゴマー溶液を調製しやすい
ことからアルコキシシラン類が好ましい。Examples of such hydrolyzable organosilanes include mono-, di-, tri- and tetra-functional alkoxysilanes wherein n in the general formula (III) is an integer of 0 to 3; Acetoxysilanes, oxime silanes, enoxysilanes, aminosilanes, aminoxysilanes,
Amidosilanes and the like. Alkoxysilanes are preferred because they are easily available and easy to prepare a silica-dispersed organosilane oligomer solution.
【0035】特に、n=0のテトラアルコキシシランと
してはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシランな
どが例示でき、n=1のオルガノトリアルコキシシラン
としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエト
キシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、フェニ
ルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、
3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン
などが例示できる。また、n=2のジオルガノジアルコ
キシシランとしては、ジメチルジメトキシシラン、ジメ
チルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、
ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキ
シシランなどが例示でき、n=3のトリオルガノアルコ
キシシランとしてはトリメチルメトキシシラン、トリメ
チルエトキシシラン、トリメチルイソプロポキシシラ
ン、ジメチルイソブチルメトキシシランなどが例示でき
る。更に、一般にシランカップリング剤と呼ばれるオル
ガノシラン化合物もアルコキシシラン類に含まれる。Particularly, tetramethoxysilane and tetraethoxysilane can be exemplified as the n = 0 tetraalkoxysilane, and methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisosilane as the organotrialkoxysilane having n = 1. Propoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane,
3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane and the like can be exemplified. Examples of the diorganodialkoxysilane having n = 2 include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane,
Examples include diphenyldiethoxysilane and methylphenyldimethoxysilane. Examples of the triorganoalkoxysilane having n = 3 include trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethylisopropoxysilane, and dimethylisobutylmethoxysilane. Further, an organosilane compound generally called a silane coupling agent is also included in the alkoxysilanes.
【0036】加水分解性オルガノシラン(III)のうち5
0モル%以上がn=1で示される三官能性のものである
ことが好ましく、より好ましくは60モル%以上であ
り、最も好ましくは70モル%以上である。これが50
モル%未満では十分な塗膜硬度が得られないとともに、
乾燥硬化性が劣ることがある。5 of the hydrolyzable organosilane (III)
It is preferable that 0 mol% or more is a trifunctional compound represented by n = 1, more preferably 60 mol% or more, and most preferably 70 mol% or more. This is 50
If less than mol%, sufficient coating film hardness cannot be obtained,
Dry curability may be poor.
【0037】成分(a)中のコロイド状シリカは、本発
明で用いるケイ素アルコキシド系コーティング剤−2の
硬化被膜の硬度を高くするために必須のものである。こ
のようなコロイド状シリカとしては、水分散性あるいは
アルコールなどの非水系の有機溶媒分散性コロイド状シ
リカが使用できる。一般にこのようなコロイド状シリカ
分散液は固形分としてのシリカを20〜50重量%含有
しており、この値からシリカ配合量が決定できる。ま
た、水分散性コロイド状シリカを使用する場合、固形分
以外の成分として存在する水は成分(a)の加水分解性
オルガノシランの加水分解に用いることができる。これ
らは通常水ガラスから作られるが、このようなコロイド
状シリカ分散物は市販品を容易に入手することができ
る。The colloidal silica in the component (a) is essential for increasing the hardness of the cured film of the silicon alkoxide-based coating agent-2 used in the present invention. As such colloidal silica, water-dispersible or non-aqueous organic solvent-dispersible colloidal silica such as alcohol can be used. Generally, such a colloidal silica dispersion contains 20 to 50% by weight of silica as a solid content, and the amount of silica can be determined from this value. When water-dispersible colloidal silica is used, water present as a component other than the solid content can be used for hydrolysis of the hydrolyzable organosilane of the component (a). These are usually made from water glass, but such colloidal silica dispersions are readily available commercially.
【0038】また、有機溶媒分散コロイド状シリカは前
記水分散性コロイド状シリカの水を有機溶媒と置換する
ことで容易に調製することができる。このような有機溶
媒分散コロイド状シリカも水分散コロイド状シリカ同様
に市販品として容易に入手することができる。コロイド
状シリカが分散している有機溶媒の種類は、例えば、メ
タノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノ
ール、イソブタノール等の低級脂肪族アルコール類;エ
チレングリコール、エチレングリコールモノブチルエー
テル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル等の
エチレングリコール誘導体;ジエチレングリコール、ジ
エチレングリコールモノブチルエーテル等のジエチレン
グリコールの誘導体又はジアセトンアルコール等を挙げ
ることができ、これらのうちから1種又は2種以上のも
のを使用することができる。これらの親水性有機溶媒と
併用して、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチ
ル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メ
チルエチルケトオキシムなども用いることができる。The organic solvent-dispersed colloidal silica can be easily prepared by replacing water of the water-dispersible colloidal silica with an organic solvent. Such an organic solvent-dispersed colloidal silica can be easily obtained as a commercial product, similarly to the water-dispersed colloidal silica. Examples of the organic solvent in which the colloidal silica is dispersed include, for example, lower aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol and isobutanol; ethylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, and ethylene glycol monoethyl acetate. And the like. Diethylene glycol derivatives such as diethylene glycol and diethylene glycol monobutyl ether; diacetone alcohol; and the like, and one or more of these can be used. In combination with these hydrophilic organic solvents, toluene, xylene, ethyl acetate, butyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketoxime and the like can also be used.
【0039】成分(a)はコロイド状シリカを5〜95
重量%の範囲で含有することが好ましい。より好ましく
は10〜90重量%、最も好ましくは20〜85重量%
の範囲である。含有量が5重量%未満であると所望の被
膜硬度が得られず、また、95重量%を超えるとシリカ
の均一分散が困難となり成分(a)がゲル化などの不都
合を招来することがある。Component (a) comprises colloidal silica of 5-95
It is preferable to contain it in the range of weight%. More preferably 10-90% by weight, most preferably 20-85% by weight
Range. If the content is less than 5% by weight, a desired film hardness cannot be obtained, and if it exceeds 95% by weight, it is difficult to uniformly disperse the silica, and the component (a) may cause inconvenience such as gelation. .
【0040】成分(a)のシリカ分散オリゴマーは、通
常加水分解性オルガノシランを水分散コロイド状シリカ
又は有機溶媒分散コロイド状シリカ中で部分加水分解し
て得ることができる。加水分解性オルガノシランに対す
る水の使用量は、加水分解性基(X)1モルに対して水
0.001〜0.5モルが好ましい。0.001モル未
満では十分な部分加水分解物が得られず、0.5モルを
超えると部分加水分解物の安定性が悪くなることがあ
る。部分加水分解する方法は特に限定されず、加水分解
性オルガノシランとコロイド状シリカ分散液とを混合し
て、必要量の水を添加配合すればよく、このとき部分加
水分解反応は常温で進行する。部分加水分解反応を促進
させるため60〜100℃に加温してもよい。更に部分
加水分解反応を促進させる目的で、塩酸、酢酸、ハロゲ
ン化シラン、クロロ酢酸、クエン酸、安息香酸、ジメチ
ルマロン酸、ギ酸、プロピオン酸、グルタル酸、グリコ
ール酸、マレイン酸、マロン酸、トルエンスルホン酸、
シュウ酸などの有機酸又は無機酸を触媒に用いてもよ
い。The silica-dispersed oligomer of the component (a) can be usually obtained by partially hydrolyzing a hydrolyzable organosilane in water-dispersed colloidal silica or organic solvent-dispersed colloidal silica. The amount of water used relative to the hydrolyzable organosilane is preferably 0.001 to 0.5 mol of water per 1 mol of the hydrolyzable group (X). If the amount is less than 0.001 mol, a sufficient partial hydrolyzate cannot be obtained, and if it exceeds 0.5 mol, the stability of the partial hydrolyzate may deteriorate. The method of performing the partial hydrolysis is not particularly limited, and the hydrolyzable organosilane and the colloidal silica dispersion may be mixed and a necessary amount of water may be added and blended. At this time, the partial hydrolysis reaction proceeds at room temperature. . You may heat to 60-100 degreeC in order to accelerate a partial hydrolysis reaction. For the purpose of further promoting the partial hydrolysis reaction, hydrochloric acid, acetic acid, halogenated silane, chloroacetic acid, citric acid, benzoic acid, dimethylmalonic acid, formic acid, propionic acid, glutaric acid, glycolic acid, maleic acid, malonic acid, toluene Sulfonic acid,
An organic acid such as oxalic acid or an inorganic acid may be used as the catalyst.
【0041】成分(a)は長期的に安定した性能を得る
ためには、液のpHを2.0〜7.0、好ましくは2.5
〜6.5、より好ましくは3.0〜6.0にするとよ
い。pHがこの範囲外であると、特に水の使用量がX1モ
ルに対し0.3モル以上で成分(a)の長期的な性能低
下が著しくなることがある。成分(a)のpHがこの範囲
外にあるときは、この範囲より酸性側であればアンモニ
ア、エチレンジアミン等の塩基性試薬を添加して調整す
ればよく、塩基性側のときは塩酸、硝酸、酢酸等の酸性
試薬を用いて調整すればよい。しかし、その調整方法は
特に限定されるものではない。In order to obtain stable performance over a long period of time, component (a) should have a pH of 2.0 to 7.0, preferably 2.5 to 7.0.
-6.5, more preferably 3.0-6.0. If the pH is out of this range, the long-term deterioration of the performance of the component (a) may be remarkable particularly when the amount of water used is 0.3 mol or more per 1 mol of X. When the pH of the component (a) is out of this range, it may be adjusted by adding a basic reagent such as ammonia or ethylenediamine if it is more acidic than this range, and hydrochloric acid, nitric acid, It may be adjusted using an acidic reagent such as acetic acid. However, the adjustment method is not particularly limited.
【0042】成分(b)のシラノール基を有するポリオ
ルガノシロキサンは、この発明の特徴をなす重要な成分
である。このような成分(b)は上記平均組成式(IV)
で示される。The polyorganosiloxane having a silanol group of the component (b) is an important component that characterizes the present invention. Such a component (b) is obtained by the above average composition formula (IV)
Indicated by
【0043】式中、R6 としては上記(III)式中のR5
と同じものが例示されるが、好ましくは、炭素数1〜4
のアルキル基、フェニル基、ビニル基、γ−グリシドキ
シプロピル基、γ−メタクリロキシプロピル基、γ−ア
ミノプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基
などの置換炭化水素基、より好ましくはメチル基又はフ
ェニル基である。また、式中、a及びbはそれぞれ上記
の関係を満たす数であり、cが0.2未満又はdが3を
超えると硬化被膜にクラックが生じるなどの不都合があ
り、また、cが2を超え又はdが0.0001未満では
硬化が好ましく進行しない。In the formula, R 6 is the same as R 5 in the above formula (III).
The same is exemplified, but preferably, it has 1 to 4 carbon atoms.
Alkyl group, phenyl group, vinyl group, γ-glycidoxypropyl group, γ-methacryloxypropyl group, γ-aminopropyl group, substituted hydrocarbon group such as 3,3,3-trifluoropropyl group, more preferably Is a methyl group or a phenyl group. Further, in the formula, a and b are numbers satisfying the above relation, respectively. If c is less than 0.2 or d exceeds 3, there is a disadvantage that cracks occur in the cured film, and c is 2 If it exceeds or d is less than 0.0001, curing does not preferably proceed.
【0044】このようなシラノール基を有するポリオル
ガノシロキサンは、例えば、メチルトリクロロシラン、
ジメチルジクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、
ジフェニルジクロロシラン、又はこれらに対応するアル
コキシシランの1種若しくは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して得ることができる。
シラノール基を有するポリオルガノシロキサンを得るの
に、アルコキシシランを用いて公知の方法で加水分解し
た場合、加水分解されないアルコキシル基が微量に残る
場合がある。つまりシラノール基と極微量のアルコキシ
ル基が共存するようなポリオルガノシロキサンが得られ
ることもあるが、本発明では、このようなポリオルガノ
シロキサンを用いることができる。The polyorganosiloxane having such a silanol group is, for example, methyltrichlorosilane,
Dimethyldichlorosilane, phenyltrichlorosilane,
It can be obtained by hydrolyzing one or a mixture of two or more of diphenyldichlorosilanes or corresponding alkoxysilanes with a large amount of water by a known method.
When a polyorganosiloxane having a silanol group is hydrolyzed by a known method using alkoxysilane, a small amount of an unhydrolyzed alkoxyl group may remain. That is, a polyorganosiloxane in which a silanol group and a trace amount of an alkoxyl group coexist may be obtained. In the present invention, such a polyorganosiloxane can be used.
【0045】本発明の成分(c)である硬化触媒は、上
記成分(a)と成分(b)との縮合反応を促進し、被膜
を硬化させるものである。このような触媒としては、例
えば、アルキルチタン酸塩、オクチル酸スズ、ジブチル
スズジラウレート、ジオクチルスズジマレート等のカル
ボン酸の金属塩;ジブチルアミン−2−ヘキソエート、
ジメチルアミンアセテート、エタノールアミンアセテー
ト等のアミン塩;酢酸テトラメチルアンモニウム等のカ
ルボン酸第4級アンモニウム塩;テトラエチレンペンタ
ミンのようなアミン類;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等のア
ミン系シランカップリング剤;p−トルエンスルホン
酸、フタル酸、塩酸等の酸類;アルミニウムアルコキシ
ド、アルミニウムキレート等のアルミニウム化合物;水
酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物;テトライソ
プロピルチタネート、テトラブチルチタネート、チタニ
ウムテトラアセチルアセトネート等のチタニウム化合
物;メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラ
ン、トリメチルモノクロシラン等のハロゲン化シラン等
があるが、これらの触媒の他に成分(a)及び成分
(b)との縮合反応に有効なものであれば特に制限はな
い。The curing catalyst which is the component (c) of the present invention promotes the condensation reaction between the components (a) and (b) to cure the coating. Examples of such a catalyst include metal salts of carboxylic acids such as alkyl titanates, tin octylates, dibutyltin dilaurate, dioctyltin dimaleate; dibutylamine-2-hexoate;
Amine salts such as dimethylamine acetate and ethanolamine acetate; quaternary ammonium salts of carboxylic acids such as tetramethylammonium acetate; amines such as tetraethylenepentamine; N-β-aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane Silane coupling agents such as N-β-aminoethyl-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane; acids such as p-toluenesulfonic acid, phthalic acid and hydrochloric acid; aluminum compounds such as aluminum alkoxide and aluminum chelate; Alkali metal hydroxides such as potassium; Titanium compounds such as tetraisopropyl titanate, tetrabutyl titanate, and titanium tetraacetylacetonate; methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylmonochlorosiloxane There are halogenated silanes such as down, not particularly limited as long as effective a condensation reaction with components (a) and (b) In addition to these catalysts.
【0046】成分(a)及び成分(b)の配合割合は、
成分(a)と成分(b)の合計量を100重量部とし
て、成分(a)1〜99重量部に対して成分(b)99
〜1重量部であり、より好ましくは成分(a)5〜95
重量部に対して成分(b)95〜5重量部、特に好まし
くは成分(a)10〜90重量部に対して成分(b)9
0〜10重量部である。成分(a)が1重量部未満であ
ると常温硬化性が劣り、また十分な被膜硬度が得られな
い。一方、成分(a)が99重量部を超えると硬化性が
不安定でかつ良好な塗膜が得られないことがある。The mixing ratio of component (a) and component (b) is
Assuming that the total amount of the component (a) and the component (b) is 100 parts by weight, the component (b) 99 is added to the component (a) 1 to 99 parts by weight.
To 1 part by weight, and more preferably 5 to 95 parts of component (a).
95 to 5 parts by weight of component (b) relative to parts by weight, particularly preferably 10 to 90 parts by weight of component (b) 9
0 to 10 parts by weight. If the amount of the component (a) is less than 1 part by weight, the curability at room temperature is inferior and sufficient film hardness cannot be obtained. On the other hand, when component (a) exceeds 99 parts by weight, the curability is unstable and a good coating film may not be obtained.
【0047】また、成分(c)の添加量は、成分(a)
と成分(b)の合計100重量部に対して0.0001
〜10重量部であることが好ましく、より好ましくは
0.0005〜8重量部であり、特に好ましくは0.0
007〜5重量部である。成分(c)の添加量が0.0
001重量部未満では常温で硬化しないことがあり、ま
た、10重量部を超えると耐熱性、耐候性が悪くなるこ
とがある。The amount of the component (c) added depends on the amount of the component (a).
0.0001 to the total of 100 parts by weight of
It is preferably from 10 to 10 parts by weight, more preferably from 0.0005 to 8 parts by weight, particularly preferably from 0.005 to 8 parts by weight.
007 to 5 parts by weight. The amount of component (c) added is 0.0
If it is less than 001 parts by weight, it may not be cured at room temperature, and if it exceeds 10 parts by weight, heat resistance and weather resistance may be deteriorated.
【0048】成分(a)のシリカ分散オリゴマーに含有
される加水分解性基と成分(b)のシラノール基とは、
成分(c)の硬化触媒存在下で、常温又は低温(例え
ば、温度100℃以下)にて縮合反応し、硬化被膜を形
成する。したがって、湿気硬化タイプのコーティング用
組成物のように、本発明で用いるケイ素アルコキシド系
コーティング剤−2は常温で硬化するときにも湿度の影
響をほとんど受けない。一方、加熱処理により縮合反応
を促進して硬化被膜を形成することができる。The hydrolyzable group contained in the silica-dispersed oligomer of the component (a) and the silanol group of the component (b)
In the presence of the curing catalyst of component (c), a condensation reaction is carried out at room temperature or at a low temperature (for example, at a temperature of 100 ° C. or lower) to form a cured film. Therefore, like the moisture-curable coating composition, the silicon alkoxide-based coating agent-2 used in the present invention is hardly affected by humidity even when cured at room temperature. On the other hand, a heat treatment can promote a condensation reaction to form a cured film.
【0049】以上の製法によって調製されたケイ素アル
コキシド系コーティング剤−2は、上記の成分の他、必
要に応じて、各種着色剤、上記コロイド状シリカ分散液
(シリカゾル)以外の充填剤(アルミナゾル、ヒューム
ドシリカ等の無機充填剤)、希釈溶剤、増粘剤、界面活
性剤、紫外線吸収剤等種々の添加剤を1種以上加えても
よい。The silicon alkoxide-based coating agent-2 prepared by the above-mentioned production method may contain, in addition to the above-mentioned components, various coloring agents and fillers (alumina sol, silica sol) other than the above-mentioned colloidal silica dispersion (silica sol). One or more kinds of various additives such as an inorganic filler such as fumed silica, a diluting solvent, a thickener, a surfactant, and an ultraviolet absorber may be added.
【0050】前記希釈剤としては、メタノール、エタノ
ール、イソプロパノール等のアルコール;エチルセロソ
ルブ、ブチルセロソルブ、エチレングリコールモノメチ
ルエーテル等のセロソルブが例示され、これらは、単独
で又は複数で使用される。また、これらの親水性有機溶
剤と併用してトルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブ
チル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
メチルエチルケトオキシムなども使用することができ
る。Examples of the diluent include alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol; and cellosolves such as ethyl cellosolve, butyl cellosolve, and ethylene glycol monomethyl ether. These may be used alone or in combination. Further, in combination with these hydrophilic organic solvents, toluene, xylene, ethyl acetate, butyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone,
Methyl ethyl ketoxime and the like can also be used.
【0051】このケイ素アルコキシド系コーティング剤
−2の保存方法としては、成分(a)、(b)及び
(c)をそれぞれ別々に保存する3梱包形態をとるのが
一般的であるが、成分(a)と成分(c)の混合成分と
成分(b)を分けて2梱包形態とし、使用時に両者を混
合するか、すべての成分を混合して一容器内に保存する
1梱包形態とすることも可能である。As a method of preserving the silicon alkoxide-based coating agent-2, it is general to take three packaging forms in which the components (a), (b) and (c) are separately stored. a) and a mixture of component (c) and component (b) are divided into two packaging forms, and both are mixed at the time of use, or all components are mixed and stored in one container in one packaging form. Is also possible.
【0052】ケイ素アルコキシド系コーティング剤−2
は、通常の塗布方法でコーティングすることができ、例
えば、刷毛塗り、スプレー、浸漬、フロー等の各種塗布
方法を選択できる。硬化条件は、5〜200℃が好まし
く、10〜150℃がより好ましい。5℃未満であれば
硬化しにくく、200℃を超えると発泡のおそれがあ
る。Silicon alkoxide coating agent-2
Can be coated by an ordinary application method, and for example, various application methods such as brushing, spraying, dipping, and flow can be selected. The curing conditions are preferably from 5 to 200 ° C, more preferably from 10 to 150 ° C. If it is lower than 5 ° C., it is difficult to cure, and if it is higher than 200 ° C., foaming may occur.
【0053】ケイ素アルコキシド系コーティング剤−1
及び2による第2層の塗装膜厚は、硬化後3μm 以上約
30μm 以下となるようにするのが好ましい。3μm 未
満ではピンホールができやすく防食性が悪化することが
ある。一方、30μm を超えると耐クラック性が劣る不
都合がある。Silicon alkoxide coating agent-1
It is preferable that the coating thickness of the second layer according to (1) and (2) is 3 μm or more and about 30 μm or less after curing. When the thickness is less than 3 μm, pinholes are easily formed and the anticorrosion property may be deteriorated. On the other hand, if it exceeds 30 μm, there is a disadvantage that the crack resistance is poor.
【0054】本発明の塗装物品、又は本発明の製造方法
により得られた塗装物品は、ステンレススチールなどの
鋼板、アルミニウムなどの非鉄金属の材質感を残し、長
期の防食性、耐候性、耐汚染性等を有し、メインテナン
スフリーである。このため、このような塗装物品は、例
えば、外装用の壁材、屋根材、雨樋などの部材として利
用される。The coated article of the present invention or the coated article obtained by the manufacturing method of the present invention retains the material feeling of a steel plate such as stainless steel, a non-ferrous metal such as aluminum, and has a long-term corrosion resistance, weather resistance, and stain resistance. It is maintenance free. For this reason, such a coated article is used, for example, as a member for an exterior wall material, a roof material, a rain gutter, or the like.
【0055】[0055]
【作用】金属基材の表面に、第1層としてプライマー層
を、その上に第2層として上記ケイ素アルコキシド系コ
ーティング剤−1又は−2からなる透明被膜を形成する
ことにより、防食性、耐候性、耐汚染性等が確保され、
メインテナンスフリーとすることができる。しかも、そ
の透明被膜の上から下地である金属が透けて見えるの
で、金属の材質感が得られる。By forming a transparent layer consisting of a primer layer as a first layer on the surface of a metal substrate and a silicon alkoxide-based coating agent-1 or -2 as a second layer thereon, corrosion resistance and weather resistance are obtained. Performance, contamination resistance, etc.
It can be maintenance-free. In addition, the underlying metal can be seen through the transparent film, so that a metallic feel can be obtained.
【0056】[0056]
【実施例】以下に、本発明を具体的な実施例により詳細
に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。以下で、「部」及び「%」は「重量部」及び
「重量%」を表す。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to these examples. Hereinafter, “parts” and “%” represent “parts by weight” and “% by weight”.
【0057】参考例1:シリコーン樹脂溶液(S−1)
の調製 メチルトリクロロシラン70部、ジメチルジクロロシラ
ン6部、テトラクロロシラン3部をトルエン85部と混
合し、これを還流冷却器付きの容器に入れた水200部
とn−ブタノール50部混合液中に、温度を50℃以下
に保ち、撹拌しつつ滴下し、加水分解、縮合を行った。Reference Example 1: Silicone resin solution (S-1)
Preparation of 70 parts of methyltrichlorosilane, 6 parts of dimethyldichlorosilane and 3 parts of tetrachlorosilane were mixed with 85 parts of toluene, and this was mixed with 200 parts of water and 50 parts of n-butanol in a container equipped with a reflux condenser. The temperature was kept at 50 ° C. or lower, and the mixture was added dropwise with stirring to effect hydrolysis and condensation.
【0058】生成したポリメチル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、加圧下で加
熱し、溶剤の一部として残存する水を除去し、濃度50
%のシリコーン樹脂トルエン溶液(S−1)を得た。The produced polymethylsiloxane was washed with water to remove by-product hydrogen chloride. This was heated under pressure to remove water remaining as a part of the solvent, and the concentration was adjusted to 50.
% Of a silicone resin toluene solution (S-1).
【0059】参考例2:シリコーン樹脂溶液(S−2)
の調製 メチルトリクロロシラン33部、ジメチルジクロロシラ
ン28部、フェニルトリクロロシラン75部をトルエン
130部と混合し、これを還流冷却器付きの容器に入れ
た水150部とアセトン70部混合液中に、温度を50
℃以下に保ち、撹拌しつつ滴下し、加水分解、縮合を行
った。Reference Example 2: Silicone resin solution (S-2)
Preparation of 33 parts of methyltrichlorosilane, 28 parts of dimethyldichlorosilane, and 75 parts of phenyltrichlorosilane were mixed with 130 parts of toluene, and this was mixed with 150 parts of water and 70 parts of acetone in a container equipped with a reflux condenser. Temperature 50
The solution was kept at a temperature of not more than 0 ° C. and added dropwise with stirring to effect hydrolysis and condensation.
【0060】生成したポリメチルフェニルシロキサンを
水で洗浄し、副生した塩化水素を除去した。これを、加
圧下で加熱し、溶剤の一部として残存する水を除去し、
濃度50%のシリコーン樹脂トルエン溶液(S−2)を
得た。The produced polymethylphenylsiloxane was washed with water to remove by-product hydrogen chloride. This is heated under pressure to remove water remaining as part of the solvent,
A 50% concentration silicone resin toluene solution (S-2) was obtained.
【0061】参考例3:プライマー組成物の調製 (イ)シリコーン樹脂トルエン溶液(S−1)又は(S
−2)に対して、表1に示すチタン酸エステル(ロ)及
び/又は有機溶剤(ハ)を加えて、各プライマー組成物
(P−1)〜(P−7)を調製した。Reference Example 3: Preparation of primer composition (a) Silicone resin toluene solution (S-1) or (S
The primer compositions (P-1) to (P-7) were prepared by adding the titanate (b) and / or the organic solvent (c) shown in Table 1 to -2).
【0062】[0062]
【表1】 [Table 1]
【0063】参考例4:ケイ素アルコキシド系コーティ
ング剤−1(C−1)の調製 メチルトリメトキシシラン100部、テトラエトキシシ
ラン20部、イソプロピルアルコール(IPA)分散コ
ロイド状シリカゾル(商品名「OSCAL1432」、
SiO2 含量30%、触媒化成社製)150部、ジメチ
ルジメトキシシラン40部及びイソプロピルアルコール
(IPA)100部を混合し、更に水200部を添加し
て撹拌した。これを60℃の恒温槽中で分子量Mwを
1,200に調整した。この液を(C−1)という。な
お、分子量はGPC(ゲルパーミェーションクロマトグ
ラフィー、東ソー社製:HLC8020)を用いて、標
準ポリスチレンで検量線を作成し、測定した。Reference Example 4: Preparation of silicon alkoxide-based coating agent-1 (C-1) 100 parts of methyltrimethoxysilane, 20 parts of tetraethoxysilane, isopropyl alcohol (IPA) -dispersed colloidal silica sol (trade name "OSCAL1432",
150 parts of an SiO 2 content of 30% (produced by Catalyst Kasei Co., Ltd.), 40 parts of dimethyldimethoxysilane and 100 parts of isopropyl alcohol (IPA) were mixed, and 200 parts of water was further added and stirred. This was adjusted to a molecular weight Mw of 1,200 in a thermostat at 60 ° C. This liquid is referred to as (C-1). The molecular weight was measured by using GPC (gel permeation chromatography, manufactured by Tosoh Corporation: HLC8020) to prepare a calibration curve with standard polystyrene.
【0064】参考例5:ケイ素アルコキシド系コーティ
ング剤−1(C−2)の調製 (C−1)100部に対して充填剤としてヒュームドシ
リカ(商品名「アエロジル#200」、日本アエロジル
社製)3部を加え、グレンミルで分散させ、コーティン
グ液(C−2)を得た。Reference Example 5 Preparation of Silicon Alkoxide Coating Agent-1 (C-2) Fumed silica (trade name "Aerosil # 200", manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as a filler per 100 parts of (C-1) 3) was added and dispersed with a Glen Mill to obtain a coating liquid (C-2).
【0065】参考例6:ケイ素アルコキシド系コーティ
ング剤−2(C−3)の成分(a)及び成分(b)の調
製 撹拌機、加温ジャケット、コンデンサー及び温度計を取
り付けたフラスコ中にIPA−ST(商品名、イソプロ
ピルアルコール分散コロイド状シリカゾル;粒子径10
〜20m μ、固形分30%、水0.5%、日産化学工業
社製)100部、メチルトリメトキシシラン68部、ジ
メチルジメトキシシラン18部、水2.7部、無水酢酸
0.1部を投入して撹拌しながら80℃の温度で約3時
間かけて部分加水分解反応を行い冷却して(C−3)の
成分(a)を得た。このものは、室温で48時間放置し
たときの固形分が36%であった。Reference Example 6 Preparation of Components (a) and (b) of Silicon Alkoxide Coating Agent-2 (C-3) IPA- was placed in a flask equipped with a stirrer, a heating jacket, a condenser and a thermometer. ST (trade name, isopropyl alcohol-dispersed colloidal silica sol; particle size 10
100 parts), 100 parts of methyltrimethoxysilane, 18 parts of dimethyldimethoxysilane, 2.7 parts of water, and 0.1 part of acetic anhydride. A partial hydrolysis reaction was carried out at a temperature of 80 ° C. for about 3 hours while being charged and stirred, followed by cooling to obtain a component (a) of (C-3). This had a solid content of 36% when left at room temperature for 48 hours.
【0066】 <成分(a)の調製条件> ・加水分解性基1モルに対する水のモル数 …1×10-1 ・成分(a)のシリカ分含有率 …40.2% ・n=1の加水分解性オルガノシランのモル% …77モル%<Preparation Conditions for Component (a)> Molar number of water per mole of hydrolyzable group: 1 × 10 −1 Silica content of component (a): 40.2% Mol% of hydrolyzable organosilane ... 77 mol%
【0067】また、撹拌機、加温ジャケット、コンデン
サー、滴下ロート及び温度計を取り付けたフラスコにメ
チルトリイソプロポキシシラン220部(1モル)とト
ルエン150部との混合液を計り取り、1%塩酸水溶液
108部を上記混合液に20分で滴下してメチルトリイ
ソプロポキシシランを加水分解した。滴下40分後に撹
拌を止め、2層に分離した少量の塩酸を含んだ下層の水
とイソプロピルアルコールの混合液を分液し、次に残っ
たトルエンの樹脂溶液の塩酸を水洗で除去し、更にトル
エンを減圧除去した後、イソプロピルアルコールで希釈
し平均分子量約2,000のシラノール基含有オルガノ
ポリシロキサンのイソプロピルアルコール40%溶液と
して(C−3)の成分(b)を得た。A mixture of 220 parts (1 mol) of methyltriisopropoxysilane and 150 parts of toluene was weighed and placed in a flask equipped with a stirrer, a heating jacket, a condenser, a dropping funnel and a thermometer. 108 parts of the aqueous solution was dropped into the above mixed solution in 20 minutes to hydrolyze methyltriisopropoxysilane. After 40 minutes from the dropping, stirring was stopped, and a mixed solution of lower layer water and isopropyl alcohol containing a small amount of hydrochloric acid separated into two layers was separated, and then the remaining hydrochloric acid of the resin solution of toluene was removed by washing with water. After the toluene was removed under reduced pressure, the residue was diluted with isopropyl alcohol to obtain a component (b) of (C-3) as a 40% solution of a silanol group-containing organopolysiloxane having an average molecular weight of about 2,000 in isopropyl alcohol.
【0068】参考例7:(C−4) 大日本塗料社製フッ素クリヤー(ルミフロン系)(商品
名「Vフロン#2000クリヤー」)を(C−4)とす
る。Reference Example 7: (C-4) A fluorine clear (Lumiflon-based) (trade name "V Freon # 2000 Clear") manufactured by Dainippon Paint Co., Ltd. is designated as (C-4).
【0069】参考例8:(C−5) 水ガラス系セラミックコーティング剤(CRM−700
(S)奥野製薬工業社製、原液pH=12.0)を(C−
5)とする。Reference Example 8: (C-5) Water glass ceramic coating agent (CRM-700)
(S) Stock solution pH = 12.0, manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.
5).
【0070】参考例9:(C−6) 日本油脂社製フッ素クリヤー(カイナー系)(商品名
「プレカラーNo. 8300クリヤ−」)を(C−6)と
する。Reference Example 9: (C-6) Fluorine clear (Kyner system) (trade name “Precolor No. 8300 Clear”) manufactured by NOF Corporation is designated as (C-6).
【0071】実施例1〜8 第1層にプライマー、第2層にケイ素アルコキシド系の
コーティング剤−1を用いた。実施にあたり、基材は、
日新製鋼社製ヘアーライン仕上げのステンレススチール
基材(SUS304)をアルカリ脱脂して用いた。Examples 1 to 8 A primer was used for the first layer, and a silicon alkoxide-based coating agent-1 was used for the second layer. In implementation, the substrate is:
A stainless steel substrate (SUS304) with a hairline finish manufactured by Nissin Steel Co., Ltd. was used after alkaline degreasing.
【0072】この基材に表2に示したプライマー組成物
を膜厚1〜3μm になるよう塗布し、セッティング時間
5分間キープした後、150℃で30分焼付け、常温ま
で冷却した後、(C−1)又は(C−2)コーティング
剤をスプレーで塗装し、膜厚7〜10μm とし、セッテ
ィング5分間とった後、180℃で20分の焼付けを行
い試験体を作成した。The primer composition shown in Table 2 was applied to this substrate so as to have a film thickness of 1 to 3 μm, kept for 5 minutes for setting time, baked at 150 ° C. for 30 minutes, cooled to room temperature, and then cooled to (C). -1) or (C-2) A coating agent was applied by spraying to a film thickness of 7 to 10 μm, and after setting for 5 minutes, baking was performed at 180 ° C. for 20 minutes to prepare a test body.
【0073】得られた塗装物品について、密着性、防食
性及び耐候性を調べ、結果を表2に示した。The coated article thus obtained was examined for adhesion, corrosion resistance and weather resistance. The results are shown in Table 2.
【0074】密着性は、煮沸水に10時間浸漬後、風乾
し、3時間以内に粘着テープ(セロハンテープ)で確認
した。The adhesion was confirmed by dipping in boiling water for 10 hours, air-drying, and using an adhesive tape (cellophane tape) within 3 hours.
【0075】防食性は、ソルトスプレー試験2,000
時間後の状況を目視で評価した。The anticorrosion property was determined by a salt spray test of 2,000.
The situation after the time was visually evaluated.
【0076】耐候性は、アイス−パーUVテスターで、
次の表を1サイクルとする(8時間+4時間=12時間
を1サイクル)試験をUV照射時間1,000時間まで
行った後の状況を評価した。 試験条件 時間 8時間 4時間 UV照射 有り(100mW/cm2) 無し 温度 63℃ 35℃ 湿度 50% 90%以上(結露あり)The weather resistance was measured using an ice-par UV tester.
The following table shows one cycle (8 hours + 4 hours = 12 hours as one cycle), and the situation after performing the UV irradiation time up to 1,000 hours was evaluated. Test conditions Time 8 hours 4 hours UV irradiation Yes (100mW / cm 2 ) No Temperature 63 ℃ 35 ℃ Humidity 50% 90% or more (with condensation)
【0077】[0077]
【表2】 [Table 2]
【0078】実施例9〜12 第1層にプライマー、第2層にケイ素アルコキシド系コ
ーティング剤−2を用いた。ケイ素アルコキシド系コー
ティング剤−2としては、(C−3)の成分(a)と成
分(b)を用い、成分(a)65部と成分(b)35部
に、成分(c)の触媒として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3部を混合し
て調製した。Examples 9 to 12 A primer was used for the first layer, and a silicon alkoxide coating agent-2 was used for the second layer. As the silicon alkoxide-based coating agent-2, component (a) and component (b) of (C-3) were used, and 65 parts of component (a) and 35 parts of component (b) were used as catalysts for component (c). N-β-aminoethyl-γ
-Aminopropylmethyldimethoxysilane was prepared by mixing 3 parts.
【0079】このケイ素アルコキシド系コーティング剤
−2を、実施例1〜8と同様に処理した基材にスプレー
で塗装し、塗布膜厚は7〜10μm とし、セッティング
を5分間とった後、60℃で20分間の焼付けを行っ
て、塗装金属物品を得た。結果を表2に示す。The silicon alkoxide-based coating agent-2 was spray-coated on a substrate treated in the same manner as in Examples 1 to 8, the applied film thickness was 7 to 10 μm, and after setting for 5 minutes, 60 ° C. For 20 minutes to obtain a coated metal article. Table 2 shows the results.
【0080】比較例1〜3 プライマーとして(P−5)、(P−6)及び(P−
7)をそれぞれ使用した以外は、実施例1〜8と同様に
実施した。結果を表2に示す。Comparative Examples 1-3 As primers (P-5), (P-6) and (P-
Except having used each of 7), it implemented similarly to Examples 1-8. Table 2 shows the results.
【0081】比較例4 実施例1において、プライマーを用いなかったこと以外
は、実施例1と同様に実施した。結果を表2に示す。Comparative Example 4 The procedure of Example 1 was repeated, except that no primer was used. Table 2 shows the results.
【0082】比較例5〜7 基材をアルカリ脱脂後、化成処理を施し、表2に示すケ
イ素アルコキシド系コーティング剤を使用した以外は、
実施例1〜8と同様に実施した。結果を表2に示す。化
成処理液は、表3に示す組成のものを用いた。Comparative Examples 5 to 7 The base material was subjected to a chemical conversion treatment after alkali degreasing, and a silicon alkoxide-based coating agent shown in Table 2 was used.
It carried out similarly to Examples 1-8. Table 2 shows the results. The chemical conversion treatment solution used had the composition shown in Table 3.
【0083】[0083]
【表3】 [Table 3]
【0084】比較例8 (C−1)の代りに、(C−4)のコーティング剤をス
プレーで膜厚が25μm になるように塗布し、5分間セ
ッティングをとった後、200℃で10分間の焼付けを
行った以外は、比較例5〜7と同様に実施した。結果を
表2に示す。COMPARATIVE EXAMPLE 8 Instead of (C-1), the coating agent of (C-4) was applied by spraying so as to have a thickness of 25 μm, set for 5 minutes, and then set at 200 ° C. for 10 minutes. Was carried out in the same manner as in Comparative Examples 5 to 7, except that baking was performed. Table 2 shows the results.
【0085】比較例9 化成処理を施した基材を予備熱処理(230℃、30
分)をした後、(C−5)のコーティング剤をスプレー
で膜厚が20μm となるように塗布し、230℃で20
分間の焼付けを行った以外は、比較例5〜7と同様に実
施した。結果を表2に示す。Comparative Example 9 A substrate subjected to a chemical conversion treatment was subjected to a preliminary heat treatment (230 ° C., 30
), The coating agent of (C-5) is applied by spraying so as to have a thickness of 20 μm,
The same operation as in Comparative Examples 5 to 7 was performed except that the baking was performed for 5 minutes. Table 2 shows the results.
【0086】比較例10 (C−1)の代りに、(C−6)のコーティング剤をス
プレーで膜厚が20μm になるように塗布し、5分間セ
ッティングをとった後、240℃で10分間の焼付けを
行った以外は、比較例5〜7と同様に実施した。結果を
表2に示す。Comparative Example 10 Instead of (C-1), the coating agent of (C-6) was applied by spraying so as to have a film thickness of 20 μm, set for 5 minutes, and then at 240 ° C. for 10 minutes. Was carried out in the same manner as in Comparative Examples 5 to 7, except that baking was performed. Table 2 shows the results.
【0087】表2にみるように、金属基材上に、第1層
としてプライマー層、及び第2層としてケイ素アルコキ
シド系コーティング剤−1又は−2からなる塗膜が形成
されていることにより、密着性、防食性及び耐候性のす
べてに優れた塗装物品が得られるが、プライマー層が形
成されていないか、又はケイ素アルコキシド系コーティ
ング剤からなる塗膜が形成されていないと、それら3つ
の特性の1つ以上が劣っている。As shown in Table 2, the primer layer as the first layer and the coating film comprising the silicon alkoxide-based coating agent-1 or -2 as the second layer were formed on the metal base material. A coated article excellent in all of adhesion, corrosion resistance and weather resistance can be obtained, but if the primer layer is not formed or the coating film composed of the silicon alkoxide-based coating agent is not formed, these three properties are obtained. One or more is inferior.
【0088】[0088]
【発明の効果】本発明によれば、金属基材の材質感を残
し、長期に渡って防食性、耐候性、耐汚染性等を確保
し、メインテナンスフリーである塗装金属物品が提供さ
れる。According to the present invention, there is provided a maintenance-free coated metal article which retains the texture of the metal base material, secures corrosion resistance, weather resistance, stain resistance and the like for a long period of time.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B05D 7/24 303 B05D 7/24 303B B32B 15/08 B32B 15/08 G (72)発明者 鳥羽 久美 東京都港区六本木6丁目2番31号 東芝 シリコーン株式会社内 (72)発明者 占部 孝 東京都港区六本木6丁目2番31号 東芝 シリコーン株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−242268(JP,A)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location B05D 7/24 303 B05D 7/24 303B B32B 15/08 B32B 15/08 G (72) Inventor Toba Kumi 6-31 Roppongi, Minato-ku, Tokyo Toshiba Silicone Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Urabe 6-2-31 Roppongi, Minato-ku, Tokyo Toshiba Silicone Co., Ltd. (56) References JP 3 −242268 (JP, A)
Claims (2)
の1価の炭化水素基を表し、R2 は各々水素原子又は炭
素数1〜4のアルキル基を表し、aは0.6〜1.8で
あり、bはケイ素原子に結合する水酸基又はアルコキシ
ル基が1分子中に1個以上となる数を表し、かつa+b
<4である)で示されるポリオルガノシロキサン(ロ)
有機チタン酸エステル及び/又はその部分加水分解物を
含有するプライマー組成物を硬化させた透明なプライマ
ー層からなる塗膜、 (2)該塗膜の上に、 (A)式(R3)m Si(OR4)4-m (II) (式中、R3 は各々メチル基、エチル基又はフェニル基
を表し、R4 は各々炭素数1〜4のアルキル基を表し、
mは0、1又は2である)で示されるアルコキシシラン
の加水分解、縮重合物とコロイド状シリカを含み硬化さ
せたケイ素アルコキシド系透明被膜−1、あるいは (B)(a)式(R5)n SiX4-n (III) (式中、R5 は各々置換もしくは非置換の炭素数1〜8
の1価の炭化水素基を表し、Xは加水分解性基を表し、
nは0〜3である)で示される加水分解性オルガノシラ
ンの加水分解、縮重合物とコロイド状シリカを含むシリ
カ分散オリゴマーと、 (b)平均組成式(R6)c Si(OH)d O(4-c-d)/2 (IV) (式中、R6 は各々置換もしくは非置換の炭素数1〜8
の1価の炭化水素基を表し、cは0.2≦c≦2、dは
0.0001≦d≦3であり、c+d<4である)で示
されるシラノール基含有ポリオルガノシロキサンを含み
硬化させたケイ素アルコキシド系透明被膜−2を有する
塗装金属物品。(1) (a) an average composition formula (R 1 ) a SiO (4-ab) / 2 (OR 2 ) b (I) wherein R 1 is substituted or unsubstituted Substituted carbon number 1-8
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a is 0.6 to 1.8, and b is a hydroxyl group or an alkoxyl group bonded to a silicon atom. Represents a number of 1 or more groups in one molecule, and a + b
<4) polyorganosiloxane (b)
Organic titanate and / or a partial hydrolyzate comprising a transparent primer layer a primer composition was cured containing coating, on the (2) coating film, (A) formula (R 3) m Si (OR 4 ) 4-m (II) wherein R 3 represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group, R 4 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
m is the hydrolysis of the alkoxysilane represented by 0, 1 or 2), polycondensates and colloidal silica silicon alkoxide transparent film -1 was cured comprises or, (B) (a) Formula (R 5 ) n SiX 4-n (III) (wherein, each of R 5 is a substituted or unsubstituted C 1-8)
Represents a monovalent hydrocarbon group, X represents a hydrolyzable group,
n is 0 to 3), a silica-dispersed oligomer containing a hydrolyzable organopolysilane represented by the following formula, a condensation polymer and colloidal silica: (b) an average composition formula (R 6 ) c Si (OH) d O (4-cd) / 2 (IV) (wherein, R 6 is a substituted or unsubstituted C 1-8
Wherein c is 0.2 ≦ c ≦ 2, d is 0.0001 ≦ d ≦ 3, and c + d <4), and includes a silanol group-containing polyorganosiloxane represented by the formula: A coated metal article having a silicon alkoxide-based transparent coating-2 formed thereon.
の1価の炭化水素基を表し、R2 は各々水素原子又は炭
素数1〜4のアルキル基を表し、aは0.6〜1.8で
あり、bはケイ素原子に結合する水酸基又はアルコキシ
ル基が1分子中に1個以上となる数を表し、かつa+b
<4である)で示されるポリオルガノシロキサン100
重量部に対し、 (ロ)有機チタン酸エステル及び/又はその部分加水分
解物0.1〜100重量部及び (ハ)有機溶剤を含有するプライマー組成物を塗布して
硬化させた後、 (2)次いで、(A)式(R3)m Si(OR4)4-m (II) (式中、R3 は各々メチル基、エチル基又はフェニル基
を表し、R4 は各々炭素数1〜4のアルキル基を表し、
mは0、1又は2である)で示されるアルコキシシラン
を、コロイド状シリカ分散液中で加水分解、縮重合させ
てケイ素アルコキシド系コーティング剤−1を塗布する
か、あるいは (B)(a)式(R5)n SiX4-n (III) (式中、R5 は各々置換もしくは非置換の1価の炭化水
素基を表し、Xは加水分解性基を表し、nは0〜3であ
る)で示される加水分解性オルガノシランをコロイド状
シリカ分散液中で部分加水分解、縮重合させたシリカ分
散オリゴマー、 (b)平均組成式(R6)c Si(OH)dO(4-c-d)/2 (IV) (式中、R6 は各々置換もしくは非置換の炭素数1〜8
の1価の炭化水素基を表し、cは0.2≦c≦2、dは
0.0001≦d≦3であり、c+d<4である)で示
されるシラノール基含有ポリオルガノシロキン及び (c)硬化触媒を含有するケイ素アルコキシド系コーテ
ィング剤−2を塗布して、プライマー層の上に透明被膜
を形成することを特徴とする塗装金属物品の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein (1) (a) an average composition formula (R 1 ) a SiO (4-ab) / 2 (OR 2 ) b (I) wherein R 1 is substituted or unsubstituted Substituted carbon number 1-8
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a is 0.6 to 1.8, and b is a hydroxyl group or an alkoxyl group bonded to a silicon atom. Represents a number of 1 or more groups in one molecule, and a + b
<4) polyorganosiloxane 100 represented by the formula:
After applying and curing a primer composition containing (b) 0.1 to 100 parts by weight of an organic titanate and / or a partial hydrolyzate thereof and (c) an organic solvent with respect to parts by weight, ) Then, (A) Formula (R 3 ) m Si (OR 4 ) 4-m (II) (wherein, R 3 represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group, respectively, and R 4 each represents 1 to 1 carbon atoms) Represents an alkyl group of 4,
m is 0, 1 or 2), by hydrolyzing and polycondensing an alkoxysilane represented by the following formula (1) in a colloidal silica dispersion, and applying a silicon alkoxide-based coating agent-1; or (B) (a) Formula (R 5 ) n SiX 4-n (III) (wherein, R 5 represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, X represents a hydrolyzable group, and n represents 0 to 3) (B) a silica-dispersed oligomer obtained by partially hydrolyzing and condensing a hydrolyzable organosilane represented by the formula (1) in a colloidal silica dispersion: (b) an average composition formula (R 6 ) c Si (OH) d O (4- cd) / 2 (IV) (wherein R 6 is a substituted or unsubstituted C 1-8
Wherein c is 0.2 ≦ c ≦ 2, d is 0.0001 ≦ d ≦ 3, and c + d <4), and a silanol group-containing polyorganoshiroquine represented by c) A method for producing a coated metal article, comprising applying a silicon alkoxide-based coating agent-2 containing a curing catalyst to form a transparent film on the primer layer.
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JP34042392A JP2608666B2 (en) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | Painted metal article and method of manufacturing the same |
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JPH06182299A JPH06182299A (en) | 1994-07-05 |
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JPH06182299A (en) | 1994-07-05 |
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