JP2819412B2 - Resin composition for coating - Google Patents

Resin composition for coating

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JP2819412B2
JP2819412B2 JP62253813A JP25381387A JP2819412B2 JP 2819412 B2 JP2819412 B2 JP 2819412B2 JP 62253813 A JP62253813 A JP 62253813A JP 25381387 A JP25381387 A JP 25381387A JP 2819412 B2 JP2819412 B2 JP 2819412B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、新規にして有用なる被覆用樹脂組成物に関
する。さらに詳細には、本発明は、それぞれ、分子中に
重合性不飽和二重結合およびシロキシ基を有するビニル
系モノマー(A)と、分子中に重合性不飽和二重結合お
よびイソシアネート基を有するビニル系モノマー(B)
と、さらに、必要によっては、上記モノマー(A)、
(B)と共重合可能な其の他のビニル系モノマーとを共
重合せしめて得られるビニル系共重合体(I)と、アミ
ン類またはカルボン酸金属塩類を除く、加水分解促進触
媒(II)とを含有することから成る被覆用樹脂組成物で
あって、当該共重合体(I)は、上記したモノマー
(A)により導入されたシロキシ基の分解によって生成
する水酸基と、他方の、上記したモノマー(B)により
導入されたイソシアネート基とが反応性を有する、いわ
ゆる自己硬化型の被覆用樹脂組成物に関する。 〔従来の技術〕 近年、自動車業界や家電業界において外板,部品等の
プラスチック化が急速に進展しつつある。従来では素材
が鋼板である場合、使用される塗料としてはアクリル樹
脂、アルキット樹脂の如き主剤にアミノプラスト系の硬
化剤を用いた焼付一液型塗料が通常採用されていた。し
かし、素材がプラスチック化された場合、素材の耐熱温
度が低いものもあり、プラスチック用としては焼付温度
が140〜150℃と高温の従来の焼付一液型塗料を用いるこ
とは不適当である。そこで、プラスチック用としては常
温硬化型や低温硬化型塗料が検討または一部採用されて
いる。これらの塗料としては、ポリオール型樹脂とイソ
シアネートプレポリマーの組合せのウレタン系塗料や3
級アミノ基を有するアクリル樹脂と多官能エポキシ樹脂
の組合せのエポキシ系塗料や、パラトルエンスルホン酸
の如き低温硬化触媒を用いるアミノプラストによる硬化
系塗料等がある。しかし、かかる塗料のうち、常温にて
硬化可能なウレタン系塗料やエポキシ系塗料は共に二液
型であり、ポットライフ等作業性の面で大きな欠点を有
している。 また一方、低温硬化触媒を用いるアミノプラスト硬化
系塗料は主剤と硬化剤が予め混合されているので形態と
して一液型にはなるが、焼付温度が従来より低いと言っ
ても110℃程度であるため、プラスチック用としては不
適当であった。 また、イソシアネートプレポリマーを適当なブロック
剤でブロックしたイソシアネートプレポリマーを用いれ
ば一液型のポリオール型樹脂−ブロック化イソシアネー
トプレポリマー硬化系になるが、現状ではブロック剤の
解離温度が150℃以上と高く、常温または低温硬化型樹
脂系とは言い難い。 〔発明が解決しようとする問題点〕 以上のように、当業界では、塗装作業性などの面か
ら、あるいは素材の変換ならびに省エネルギーなどの観
点から、一液型で以て、長期の保存安定性、各種物性な
らびに耐候性などに優れる、常温または約110℃以下と
いう、いわゆる低温硬化型塗料の、早急なる開発が要望
されているというのが、実状である。 したがって、本発明が解決しようとする問題点は、貯
蔵安定性に優れると共に、塗膜諸物性のバランスにも優
れるもので、しかも、低温硬化性に特に優れるという、
極めて実用性の高い被覆用樹脂組成物を得るということ
にある。 〔問題点を解決するための手段〕 しかるに、本発明者らは、上述したような諸要求ない
しは諸要望に添った、極めて実用性の高いビニル系塗料
を提供するべく、加えて、発明が解決しようとする問題
点に照準を合わせて、鋭意、検討を重ねた結果、一分子
中に、それぞれ、少なくとも1個の重合性不飽和二重結
合およびシロキシ基を有するビニル系モノマー(A)
と、一分子中に、それぞれ、少なくとも1個の重合性不
飽和二重結合およびイソシアネート基を有するビニル系
モノマー(B)とを用いて得られる特定の共重合体が、
驚異的に、こうした諸要求性能を向上化せしめることを
見出し、ひいては、貯蔵安定性ならびに硬化性のみにと
どまらず、とりわけ、塗膜諸物性のバランスにも優れる
し、特に、低温硬化性に優れるという、極めて実用性の
高い被覆用樹脂組成物の得られることを見出すに及ん
で、ここに、本発明を完成させるに到った。 すなわち、本発明は、基本的には、それぞれ、ビニル
系共重合体(I)と、アミン類またはカルボン酸金属塩
類を除く、加水分解促進触媒(II)とから成るものにし
て、特に、此のビニル系共重合体(I)が、一分子中
に、それぞれ、少なくとも1個の重合性不飽和二重結合
およびシロキシ基を有するビニル系モノマー(A)の99
〜1重量%と、一分子中に、それぞれ、少なくとも1個
の重合性不飽和二重結合およびイソシアネート基を有す
るビニル系モノマー(B)の1〜99重量%と、さらに、
必要によっては、上記(A)および(B)と共重合可能
な其の他のビニル系モノマー(C)の0〜98重量%とを
共重合せしめて得られるというものである。 本発明の被覆用樹脂では、当該樹脂の構成成分の一つ
であるビニル系モノマー(A)より導入されたシロキシ
基を空気中の水分と反応させて水酸基を生成させ、この
生成させた水酸基を、他方の構成成分であるビニル系モ
ノマー(B)より導入されたイソシアネート基と反応さ
せ、強固な塗膜を形成させるもので、これによって貯蔵
安定性に優れ、また優れた低温硬化性を有する一液型の
自己硬化型被覆用樹脂が提供できる。 ここにおいて、前記ビニル系モノマー(A)としては
一分子中にそれぞれ少なくとも1個の重合性不飽和二重
結合とおよび代表的には次式で示される炭素原子と結合
するシロキシ基を含有するビニル系モノマーである。 これらの前記ビニル系モノマー(A)の製造法につい
ては特に限定されるものではないが、たとえばトリエチ
ルアミンやピリジンの如き塩酸捕捉剤の存在下で、トリ
アルキルクロルシランまたはトリフェニルクロルシラ
ン、トリアリルクロルシラン、ジアルキルクロルシラ
ン、ジアルキルジクロルシラン、ジアルキルヒドロシラ
ン等を後掲する如き水酸基含有ビニル系モノマーと反応
させて得られるものを指称し、それらのうちで代表的な
ものとしてはトリメチルシロキシエチル(メタ)アクリ
レート、トリメチルシロキシプロピル(メタ)アクリレ
ート、トリメチルシロキシブチル(メタ)アクリレー
ト、トリエチルシロキシエチル(メタ)アクリレート、
トリブチルシロキシプロピル(メタ)アクリレートまた
はトリフェニルシロキシアルキル(メタ)アクリレート
などが挙げられる。これら単独であるいは二種以上の混
合物として用いることができる。 また、前記したビニル系モノマー(A)の製造時に使
用される水酸基含有ビニル系モノマーとしては、β−ヒ
ドロキシエチル(メタ)アクリレート、β−ヒドロキシ
プロピル(メタ)アクリレートもしくはβ−ヒドロキシ
ブチル(メタ)アクリレートの如きヒドロキシアルキル
(メタ)アクリレート類またはN−メチロール化(メ
タ)アクリルアミド;β−ヒドロキシエチル(メタ)ア
クリレートにε−カプロラタトンを付加させたもの;ポ
リプロピレングリコールモノメタクリレートポリエチレ
ングリコールモノメタクリレート;(メタ)アクリル
酸、マレイン酸、フマル酸もしくはイタコン酸の如き不
飽和カルボン酸類と、分枝状脂肪酸のグリシジルエステ
ル、オクチル酸グリシジルエステルもしくはヤシ油脂肪
酸グリシジルエステルの如き一価カルボン酸のモノグリ
シジルエステル類またはブチルグリシジルエーテルの如
きモノグリシジルエーテル類などで代表されるモノエポ
キシ化合物との付加物などが代表的なものであり、これ
らの水酸基含有ビニル系モノマーは単独であるいは二種
以上の混合物として用いることができる。 前記したビニル系モノマー(A)の使用量は99〜1重
量%が良く、好ましくは90〜5重量%である。1重量%
未満では当該モノマーの効果は期待できない。 次に本発明の被覆用樹脂を構成する他のビニル系モノ
マー(B)としては、一分子中にそれぞれ少なくとも1
個の重合性不飽和二重結合とおよびイソシアネート基を
有するビニル系モノマーである。その代表的なものとし
て、イソシアネートエチル(メタ)アクリレート、イソ
シアネートプロピル(メタ)アクリレート、イソシアネ
ートブチル(メタ)アクリレート、ビニルイソシアネー
ト、イソプロペニルイソシアネート、2−ヒドロキシエ
チル(メタ)アクリレートに2官能性イソシアネートを
1モル:1モルで付加して得られるイソシアネート基含有
(メタ)アクリレートモノマーなどが挙げられる。この
場合に使用しうる2官能性イソシアネートとして代表的
なものにはトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタ
ンジイソシアネートもしくはキシリレンジイソシアネー
トの如き芳香族ジイソシアネート;テトラメチレンジイ
ソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートもしく
はトリメチルヘキサンジイソシアネートの如き脂肪族ジ
イソシアネート;イソホロンジイソシアネート、メチル
シクロヘキサン−2,4−(ないしは2,6−)ジイソシアネ
ート、4,4′−メチレンビス(シクロヘキシルイソシア
ネートもしくは1,3−ジ(イソシアネートメチル)−シ
クロヘキサンの如き脂環族ジイソシアネートがある。ビ
ニル系モノマー(B)は単独であるいは二種以上の混合
物として用いることができる。 そしてビニル系モノマー(B)の使用量は1〜99重量
%が良く、好ましくは5〜90重量%である。1重量%未
満では当該モノマーの効果は期待できない。 次に前記ビニル系モノマー(A),(B)と共重合可
能なビニル系モノマー(C)として代表的なものを挙げ
れば、炭素数1〜22なるアルキル(メタ)アクリレー
ト、スチレン、ビニルトルエン、t−ブチルスチレン、
α−メチルスチレン、グリシジル(メタ)アクリレー
ト、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、(メ
タ)アクリロニトリル、シクロヘキシル(メタ)アクリ
レート、マレイン酸もしくはフマル酸とC1〜C18なる1
価アルコール類とのジエステル類、N,N−ジアルキルア
ミノアルキル(メタ)アクリレート類、または燐酸基含
有(メタ)アクリレート類、酢酸ビニルやヘキサフルオ
ロプロピレン、テトラフルオロエチレン等の含フッ素ビ
ニル系モノマー等がある。 そしてこれらのビニル系モノマー(C)は所望の塗膜
性能に応じて単独又は二種以上の混合物として用いるこ
とができ、その使用量は0〜98重量%である。 またかかる本発明の被覆用樹脂では前記した(A)、
(B)及び(C)の各モノマー成分の使用割合のほか、
ビニル系モノマー(A)より生成される水酸基(−OH)
とビニル系モノマー(B)のイソシアネート基(−NC
O)との硬化時の割合をOH/NCO=1/0.2〜1/3(当量比)
の範囲とするとよい。 本発明のビニル系共重合体を得るには、以上に挙げた
ようなモノマー類を用いて公知公用の方法、代表的には
たとえばラジカル発生剤を用いての溶液重合法によって
行なうことができる。重合に際して使用されるラジカル
発生剤としては、通常ビニル系モノマーの重合に用いら
れているものであれば、いずれも使用しうるが、そのう
ちでも代表的なものを挙げればアゾビスイソブチロニト
リル、ジ−tert−ブチルパーオキシドまたはベンゾイル
パーオキシドなどであり、また溶剤としては、トルエン
もしくはキシレンの如き芳香族炭化水素類;酢酸エチ
ル、酢酸ブチルもしくはセロソルブ・アセテートの如き
酢酸エステル系;メチルエチルケトンもしくはメチルイ
ソブチルケトンの如きケトン系なども使用できる。 また必要により、メルカプタン類、α−メチルスチレ
ンやジペンテンなどの如き常用されている連鎖移動剤を
使用することもできる。 かくして得られる本発明の被覆用樹脂は数平均分子量
(n)が500〜50,000なる範囲が好ましい。 当該樹脂のnが500未満である場合には、塗膜物性
が十分とはなり得なく、しかもこの塗膜物性を出そうと
して該樹脂のトリアルキルシロキシ基等が遊離した後に
生成される水酸基価(以下、これを「OH価」と記す。)
を高くすれば、塗膜が脆くなるので好ましくなく、逆に
50,000を超えるときは塗膜の外観、光沢、肉持感あるい
は塗装作業性などに欠陥が現われ易くなるので好ましく
ない。 次いで、本発明に係る被覆用樹脂組成物を構成してい
る、その必須構成成分の一つである、被覆用樹脂たる此
のビニル系共重合体(I)の硬化性能を、より一層、高
めるというためにも、就中、約100℃以下の低温領域で
も硬化可能なる形の被覆用樹脂組成物と為すためにも、
本発明に係る被覆用樹脂組成物を構成している、その必
須構成成分の、もう一つの成分として、加水分解促進触
媒(II)を用いることが必要であって、斯かる加水分解
促進触媒(II)としては、それぞれ、アミン類またはカ
ルボン酸金属塩類を除いた形の、諸々の化合物が該当す
るというものである。 このような触媒として特に代表的なもののみを例示す
るにとどめれば、リン酸、リン酸エステルもしくは亜リ
ン酸エステルまたはp−トルエンスルホン酸ないしは其
のアミン塩類(D-1);安息香酸、トリクロル酢酸、ト
リフルオロ酢酸もしくはナフタリンスルホン酸ないしは
其れらのアミン塩類(D-2);モノブチル錫サルファイ
ドまたはジオクチル錫メチルカプタイドの如き、各種の
スルフィド型ないしはメルカプチド型有機錫化合物(D-
3);あるいはテトラエチルアンモニウムフルオライド
またはフッ化セシウムの如き、各種の、フッ素イオンを
生ずる化合物などである。 これらの加水分解促進触媒の使用量としては、被覆用
樹脂たる、前述したビニル系共重合体(I)に対して、
約0.001〜約10重量%なる範囲内が、好ましくは、0.005
〜8重量%なる範囲内が適切である。 かくして得られる、本発明に係る被覆用樹脂組成物を
構成している、その必須構成成分の一つである、被覆用
樹脂たるビニル系共重合体(I)は、大気中に暴露され
ない限り、硬化剤と反応し得る水酸基を生成しないの
で、本発明の被覆用樹脂組成物は、一液型として、安定
性の良好なる塗料を与えるというものである。 しかしながら、長期の保存安定性を確保するというた
めには、何らかの理由により侵入する、微量の水分を捕
捉してやればよい。すなわち、水分と反応性を有する水
結合剤を添加することは長期の安定性が確保される。ま
たこの水結合剤を被覆用樹脂を製造する際にあらかじめ
初期に混入して使用してもさしつかえない。この水分と
反応性を有する水結合剤としては、オルトギ酸トリメチ
ル、オルトギ酸トリエチル、オルトギ酸トリブチルなど
の如きオルトギ酸トリアルキル類;オルト酢酸トリメチ
ル、オルト酢酸トリエチル、オルト酢酸トリブチルの如
きオルト酢酸トリアルキル類;オルトホウ酸トリブチ
ル、オルトホウ酸トリエチルの如きオルトホウ酸トリア
ルキル類;テトラメチルシリケート、テトラエチルシリ
ケート、テトラブチルシリケート、テトラ(2−メトキ
シエチル)シリケートもしくはテトラ(2−クロロエチ
ル)シリケートの如きテトラ(置換)アルキルシリケー
ト類単体;テトラフェニルシリケート、テトラベンジル
シリケートの如き上記テトラ(置換)アルキルシリケー
ト類の同効物質(以下同効単体と略記する);またはテ
トラエチルシリケートのダイマー、トリマー、テトラマ
ー、ヘキサマー、およびテトラエチルシリケートのテト
ラマー、ペンタマー、ヘキサマーの混合物などの上掲の
各テトラ(置換)アルキルシリケート類単体や、該シリ
ケート類の同効単体の縮合物などの加水分解性エステル
化合物類、フェニルイソシアネート、p−クロロフェニ
ルイソシアネート、ベンゼンスルホニルイソシアネー
ト、p−トリエンスルホニルイソシアネート、イソシア
ネートエチルメタアクリレート等のイソシアネート基を
有する化合物類等がある。 使用量としては、被覆用樹脂に対して、0.1〜30重量
%、好ましくは0.5〜20重量%が良い。 かくして得られる、本発明に係る被覆用樹脂組成物
は、溶液の形のほかにも、非水分散系の形でも、あるい
は粉体の形でも使用することが可能である。また、自動
車、家電製品あるいは建築外装をはじめとして、金属類
のプレコート用として多岐に亘って利用することができ
るが、就中、一液型で貯蔵安定性の要求される分野にお
いてその効果が顕著である。 次に、本発明を参考例および実施例により具体的に説
明するが、以下において部および%は特に断わりのない
限り、すべて重量基準であるものとする。 参考例1 トリメチルシロキシエチルメタアクリレート300部、
スチレン100部、イソシアネートエチルメタアクリレー
ト230部、n−ブチルメタクリレート270部およびSL−メ
タアクリレート(三菱レイヨン(株)製のC12〜C13のア
ルキルを有するメタアクリレート100部とからなるモノ
マー混合物のうちの200部と、トルエン500部、酢酸イソ
ブチル200部、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)5
部およびtert−ブチルパーベンゾエート(t-BPB)10部
とを撹拌装置、不活性ガス導入口、温度計および冷却器
を備えた四ツ口フラスコに仕込んで90℃に1時間保持
し、次いで30分間を要して115℃に昇温し、同温で残り
のモノマー混合物800部と酢酸イソブチル300部、t-BPB1
0部およびAIBN5部とからなる混合物を保持させて不揮発
分50.1%、粒度(25℃におけるガードナー粘度;以下同
様)Z2-Z3、数平均分子量12000なる樹脂溶液−(1)を
得た。 参考例2 1モルのβ−ヒドロキシエチルメタアクリレートに3
モルのε−カプロラクトンを付加させた形の水酸基含有
ビニルモノマーとトリメチルクロルシランとの反応物25
0部、スチレン100部、n−ブチルメタアクリレート175
部、イソブチルメタアクリレート174部、n−ブチルア
クリレート100部、SL−メタアクリレート150部、メタク
リロイルイソシアネート51部を用いるように変更した以
外は、参考例1と同様の操作により、不揮発分49.8%、
粘度S-T、数平均分子量13000なる樹脂溶液−(2)を得
た。 参考例3 トリフェニルシロキシエチルメタアクリレート250
部、スチレン400部、n−ブチルメタアクリレート100
部、n−ブチルアクリレート54部、イソシアネートブチ
ルメタアクリレート196部を用いるように変更した以外
は、参考例1と同様の操作により、不揮発分49.9、粘度
Z-Z1、数平均分子量1300なる樹脂溶液−(3)を得た。 参考例4 トリメチルシロキシエチルアクリレート200部、メチ
ルメタアクリレート400部、n−ブチルメタアクリレー
ト235部、イソシアネートエチルメタアクリレート165部
を用いるように変更した以外は、参考例1と同様の操作
により、不揮発分50.3%、粘度Z2-Z3、数平均分子量130
00なる樹脂溶液−(4)を得た。 実施例1 参考例1で得られた樹脂溶液(1)の100部に、トリ
クロル酢酸の0.1部と、p−トルエンスルホニルイソシ
アネートの1.0部と、「タイペーク CR-93」〔石原産業
(株)製の、ルチル型酸化チタンの商品名であり、此の
「タイペーク」は、同社の登録商標である。〕の20部と
を配合せしめ、次いで、常法に従って、塗料化せしめ、
しかるのち、かくして得られた塗料を、リン酸亜鉛処理
鋼板上に、スプレー塗装せしめてから、110℃の温度
で、焼き付けを行なった。 この焼き付けのあとは、室温に、3日間のあいだ放置
をしてから、かくして得られた硬化塗膜についての諸物
性の評価判定の試験を行なった。 すなわち、60度鏡面反射率による光沢(60度反射率:
%)は92であり、鉛筆硬度はFであり、ゴバン目セロフ
ァン・テープ剥離による付着性(ゴバン目セロファン・
テープ剥離)は100/100であるし、また、5%NaOH水溶
液中に、24時間のあいだ浸漬せしめたのち塗膜の状態変
化を、目視により判定するということによって行なわれ
た耐アルカリ性(5%NaOH、24時間)と、5%H2SO4
溶液中に、24時間のあいだ浸漬せしめたのちの塗膜の状
態変化を、目視により判定するということによって行な
われた耐酸性(5%H2SO4、24時間)とは、両者とも、
異状が認められなかった。 さらに、塗料それ自体の貯蔵安定性も、室温に、3カ
月間のあいだ放置するということによって行なったもの
であるが、それによって、ゲル化しなかった。 実施例2〜7 各参考例で得られた樹脂溶液について諸物性の評価を
するために、第1表に記載する配合組成のものを慣用の
塗料化法に従って塗料とし、次いで同表に示すような各
項目について物性試験を行った。それらの結果はまとめ
て同表に示す。〔発明の効果〕 本発明の被覆用樹脂は、優れた低温硬化性を有し、ま
た貯蔵安定性にも優れる自己硬化型樹脂であり、このよ
うな樹脂より得られた塗膜は、光沢、塗膜外観にも優れ
たものである。
The present invention relates to a novel and useful coating resin composition. More specifically, the present invention relates to a vinyl monomer (A) having a polymerizable unsaturated double bond and a siloxy group in a molecule and a vinyl monomer having a polymerizable unsaturated double bond and an isocyanate group in a molecule, respectively. Monomer (B)
And, if necessary, the monomer (A),
(B) a vinyl copolymer (I) obtained by copolymerizing another vinyl monomer copolymerizable with (B), and a hydrolysis promoting catalyst (II) excluding amines or carboxylic acid metal salts Wherein the copolymer (I) comprises: a hydroxyl group generated by decomposition of a siloxy group introduced by the monomer (A); The present invention relates to a so-called self-curing type coating resin composition having reactivity with an isocyanate group introduced by a monomer (B). [Prior Art] In recent years, plasticization of outer plates, parts, and the like has been rapidly progressing in the automobile industry and the home appliance industry. Conventionally, when the material is a steel plate, a baking one-pack type paint using an aminoplast-based curing agent as a main component such as an acrylic resin or an Alkit resin has been usually adopted as a paint to be used. However, when the material is made of plastic, some materials have a low heat-resistant temperature, and it is inappropriate to use a conventional one-component baking paint having a high baking temperature of 140 to 150 ° C. for plastic. Therefore, room temperature-curable and low-temperature curable paints have been studied or partially adopted for plastics. Examples of these paints include urethane paints composed of a combination of a polyol type resin and an isocyanate prepolymer, and 3 paints.
There are an epoxy-based coating of a combination of an acrylic resin having a secondary amino group and a polyfunctional epoxy resin, and a curing-type coating with aminoplast using a low-temperature curing catalyst such as paratoluenesulfonic acid. However, among these paints, urethane-based paints and epoxy-based paints that can be cured at room temperature are both two-pack type paints and have major drawbacks in workability such as pot life. On the other hand, aminoplast-curing paints using a low-temperature curing catalyst are in a one-part form because the main agent and the curing agent are pre-mixed, but the baking temperature is about 110 ° C. even if it is lower than before. Therefore, it was unsuitable for plastics. In addition, if an isocyanate prepolymer obtained by blocking an isocyanate prepolymer with an appropriate blocking agent is used, a one-pack type polyol resin-blocked isocyanate prepolymer curing system is obtained, but at present, the dissociation temperature of the blocking agent is 150 ° C. or higher. It is hard to say that it is a high-temperature, low-temperature or low-temperature curable resin system. [Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the industry, from the viewpoint of coating workability, or from the viewpoint of material conversion and energy saving, etc., the long-term storage stability of In fact, there is a demand for the rapid development of so-called low-temperature-curable paints, which are excellent in various physical properties, weather resistance, etc., at room temperature or at about 110 ° C. or lower. Therefore, the problem to be solved by the present invention is that, while having excellent storage stability, it is also excellent in the balance of various physical properties of the coating film, and that it is particularly excellent in low-temperature curability,
An object of the present invention is to obtain an extremely practical coating resin composition. [Means for Solving the Problems] However, the present inventors have solved the present invention in order to provide a vinyl paint having extremely high practicality in accordance with the above-mentioned requirements or various demands. As a result of intensive studies with an eye on the problem to be solved, a vinyl monomer (A) having at least one polymerizable unsaturated double bond and a siloxy group in one molecule, respectively.
And a specific copolymer obtained using a vinyl-based monomer (B) having at least one polymerizable unsaturated double bond and an isocyanate group in one molecule,
Surprisingly, they have found that such various required properties can be improved, and as a result, they are not only excellent in storage stability and curability, but also in particular, are excellent in balance of various physical properties of the coating film, and are particularly excellent in low-temperature curability. The present invention has now been completed by finding that an extremely practical coating resin composition can be obtained. That is, the present invention basically comprises a vinyl copolymer (I) and a hydrolysis-promoting catalyst (II) excluding amines or metal salts of carboxylic acids, respectively. Is a vinyl monomer (A) having at least one polymerizable unsaturated double bond and a siloxy group in one molecule.
And 1 to 99% by weight of a vinyl monomer (B) having at least one polymerizable unsaturated double bond and an isocyanate group in one molecule.
If necessary, it can be obtained by copolymerizing the above (A) and (B) with 0 to 98% by weight of another vinyl monomer (C) copolymerizable therewith. In the coating resin of the present invention, a siloxy group introduced from a vinyl monomer (A), which is one of the constituent components of the resin, is reacted with moisture in the air to generate a hydroxyl group. Which reacts with an isocyanate group introduced from a vinyl monomer (B), which is the other component, to form a strong coating film, thereby providing excellent storage stability and excellent low-temperature curability. A liquid self-curing coating resin can be provided. Here, as the vinyl monomer (A), vinyl containing at least one polymerizable unsaturated double bond in one molecule and a siloxy group typically bonded to a carbon atom represented by the following formula: It is a system monomer. The method for producing the vinyl monomer (A) is not particularly limited, but may be, for example, trialkylchlorosilane, triphenylchlorosilane, triallylchlorine in the presence of a hydrochloric acid scavenger such as triethylamine or pyridine. A product obtained by reacting a silane, a dialkylchlorosilane, a dialkyldichlorosilane, a dialkylhydrosilane, or the like with a hydroxyl group-containing vinyl monomer as described below is referred to, and among them, trimethylsiloxyethyl (meth) is representative. ) Acrylate, trimethylsiloxypropyl (meth) acrylate, trimethylsiloxybutyl (meth) acrylate, triethylsiloxyethyl (meth) acrylate,
Examples include tributylsiloxypropyl (meth) acrylate or triphenylsiloxyalkyl (meth) acrylate. These can be used alone or as a mixture of two or more. Examples of the hydroxyl group-containing vinyl monomer used in the production of the vinyl monomer (A) include β-hydroxyethyl (meth) acrylate, β-hydroxypropyl (meth) acrylate, and β-hydroxybutyl (meth) acrylate. Hydroxyalkyl (meth) acrylates or N-methylolated (meth) acrylamide; β-hydroxyethyl (meth) acrylate with ε-caprolataton added; polypropylene glycol monomethacrylate polyethylene glycol monomethacrylate; (meth) acryl Unsaturated carboxylic acids such as acid, maleic acid, fumaric acid or itaconic acid and glycidyl esters of branched fatty acids, glycidyl octylate or glycidyl coconut oil Typical examples include adducts with monoepoxy compounds represented by monoglycidyl esters of monovalent carboxylic acids or monoglycidyl ethers such as butyl glycidyl ether, and these hydroxyl group-containing vinyl monomers are used alone. Alternatively, they can be used as a mixture of two or more. The amount of the vinyl monomer (A) used is preferably 99 to 1% by weight, and more preferably 90 to 5% by weight. 1% by weight
If it is less than 1, the effect of the monomer cannot be expected. Next, as the other vinyl monomers (B) constituting the coating resin of the present invention, at least one vinyl monomer per molecule is used.
It is a vinyl monomer having one polymerizable unsaturated double bond and an isocyanate group. Typical examples are isocyanate ethyl (meth) acrylate, isocyanate propyl (meth) acrylate, isocyanate butyl (meth) acrylate, vinyl isocyanate, isopropenyl isocyanate, and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate in which 1 is a bifunctional isocyanate. Mole: Isocyanate group-containing (meth) acrylate monomer obtained by addition in 1 mole is exemplified. Representative difunctional isocyanates which may be used in this case are aromatic diisocyanates such as tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate or xylylene diisocyanate; aliphatic diisocyanates such as tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate or trimethylhexane diisocyanate; There are alicyclic diisocyanates such as isophorone diisocyanate, methylcyclohexane-2,4- (or 2,6-) diisocyanate, 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate or 1,3-di (isocyanatomethyl) -cyclohexane. The vinyl monomer (B) can be used alone or as a mixture of two or more kinds. If the amount is less than 1% by weight, the effect of the monomer cannot be expected.Next, a vinyl type copolymerizable with the vinyl type monomers (A) and (B) Typical examples of the monomer (C) include alkyl (meth) acrylates having 1 to 22 carbon atoms, styrene, vinyltoluene, t-butylstyrene,
α-methylstyrene, glycidyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylonitrile, cyclohexyl (meth) acrylate, maleic acid or fumaric acid and C 1 to C 18 1
Diesters with polyhydric alcohols, N, N-dialkylaminoalkyl (meth) acrylates, or phosphoric acid group-containing (meth) acrylates, and fluorine-containing vinyl monomers such as vinyl acetate, hexafluoropropylene, and tetrafluoroethylene. is there. These vinyl monomers (C) can be used alone or as a mixture of two or more thereof depending on the desired coating film performance, and the amount used is 0 to 98% by weight. Further, in the coating resin of the present invention, the above (A),
In addition to the use ratio of each monomer component of (B) and (C),
Hydroxyl group (-OH) generated from vinyl monomer (A)
Group of vinyl monomer (B) and isocyanate group (-NC
OH / NCO = 1 / 0.2 to 1/3 (equivalent ratio)
Should be within the range. The vinyl copolymer of the present invention can be obtained by a known and publicly known method using the above-mentioned monomers, typically by a solution polymerization method using, for example, a radical generator. As the radical generator used in the polymerization, any one can be used as long as it is generally used for the polymerization of a vinyl monomer.Among them, azobisisobutyronitrile, Di-tert-butyl peroxide or benzoyl peroxide; and as a solvent, aromatic hydrocarbons such as toluene or xylene; acetates such as ethyl acetate, butyl acetate or cellosolve acetate; methyl ethyl ketone or methyl isobutyl Ketones such as ketones can also be used. If necessary, a commonly used chain transfer agent such as mercaptans, α-methylstyrene and dipentene can also be used. The coating resin of the present invention thus obtained preferably has a number average molecular weight (n) of 500 to 50,000. When n of the resin is less than 500, the physical properties of the coating film cannot be sufficient, and the hydroxyl value generated after the trialkylsiloxy group or the like of the resin is released in order to obtain the physical properties of the coating film. (Hereinafter, this is referred to as "OH value.")
Higher is not preferable because the coating film becomes brittle, and conversely
If it exceeds 50,000, defects tend to appear in the appearance, gloss, texture, coating workability and the like of the coating film, which is not preferable. Next, the curing performance of the vinyl-based copolymer (I), which is one of the essential components constituting the coating resin composition according to the present invention, which is a coating resin, is further enhanced. In order to achieve a coating resin composition that can be cured even in a low temperature range of about 100 ° C or lower,
It is necessary to use a hydrolysis promoting catalyst (II) as another component of the essential components constituting the coating resin composition according to the present invention, and the hydrolysis promoting catalyst ( As II), various compounds in the form excluding the amines or the metal carboxylate, respectively, are applicable. As typical examples of such catalysts, phosphoric acid, phosphoric acid ester or phosphite or p-toluenesulfonic acid or an amine salt thereof (D-1); benzoic acid, Trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid or naphthalenesulfonic acid or amine salts thereof (D-2); various sulfide-type or mercaptide-type organotin compounds such as monobutyltin sulfide or dioctyltin methylcaptide (D-
3); or various compounds generating fluorine ions, such as tetraethylammonium fluoride or cesium fluoride. The amount of these hydrolysis-promoting catalysts to be used is as follows, based on the above-mentioned vinyl copolymer (I), which is a coating resin.
The range of about 0.001 to about 10% by weight is preferably 0.005 to about 10% by weight.
The range of 88% by weight is appropriate. The vinyl copolymer (I) as a coating resin, which is one of the essential components constituting the coating resin composition according to the present invention obtained as described above, is not exposed to the atmosphere unless it is exposed to the atmosphere. Since no hydroxyl group capable of reacting with the curing agent is generated, the coating resin composition of the present invention is a one-pack type, and provides a paint having good stability. However, in order to ensure long-term storage stability, a small amount of water that enters for some reason may be captured. That is, long-term stability is ensured by adding a water binder reactive with moisture. In addition, the water binder may be mixed and used in the initial stage of the production of the coating resin. Examples of the water binding agent having reactivity with water include trialkyl orthoformates such as trimethyl orthoformate, triethyl orthoformate and tributyl orthoformate; trialkyl orthoacetates such as trimethyl orthoacetate, triethyl orthoacetate and tributyl orthoacetate. Trialkyl orthoborates such as tributyl orthoborate and triethyl orthoborate; tetra (substituted) such as tetramethylsilicate, tetraethylsilicate, tetrabutylsilicate, tetra (2-methoxyethyl) silicate or tetra (2-chloroethyl) silicate Alkyl silicates alone; the same active substances as the above tetra (substituted) alkyl silicates such as tetraphenyl silicate and tetrabenzyl silicate (hereinafter abbreviated as the same effective single units); or tetraethyl The above-mentioned tetra (substituted) alkyl silicates alone such as dimer, trimer, tetramer, hexamer of silicate and a mixture of tetramer, pentamer and hexamer of tetraethyl silicate, and a hydrolyzate such as a condensate of the same effective silicate alone There are decomposable ester compounds, compounds having an isocyanate group such as phenyl isocyanate, p-chlorophenyl isocyanate, benzenesulfonyl isocyanate, p-trienesulfonyl isocyanate, isocyanate ethyl methacrylate, and the like. The amount used is 0.1 to 30% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight, based on the coating resin. The coating resin composition according to the present invention thus obtained can be used in the form of a solution, a non-aqueous dispersion, or a powder. In addition, it can be used in a wide variety of applications such as automobiles, home appliances and building exteriors, as well as for precoating of metals, but the effect is remarkable especially in the field of one-pack type requiring storage stability. It is. Next, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Examples. In the following, all parts and percentages are by weight unless otherwise specified. Reference Example 1 300 parts of trimethylsiloxyethyl methacrylate,
100 parts of styrene, 230 parts of isocyanatoethyl methacrylate, of n- butyl methacrylate 270 parts and SL- methacrylate (monomer mixture consisting of methacrylate 100 parts with alkyl C 12 -C 13 manufactured by Mitsubishi Rayon Co. 200 parts, toluene 500 parts, isobutyl acetate 200 parts, azobisisobutyronitrile (AIBN) 5
And 10 parts of tert-butyl perbenzoate (t-BPB) were placed in a four-necked flask equipped with a stirrer, an inert gas inlet, a thermometer and a condenser, kept at 90 ° C. for 1 hour, and then kept at 30 ° C. for 1 hour. It takes a minute to raise the temperature to 115 ° C, and at the same temperature 800 parts of the remaining monomer mixture and 300 parts of isobutyl acetate, t-BPB1
By holding a mixture of 0 parts and 5 parts of AIBN, a resin solution (1) having a nonvolatile content of 50.1%, a particle size (Gardner viscosity at 25 ° C .; the same applies hereinafter) Z 2 -Z 3 , and a number average molecular weight of 12,000 was obtained. Reference Example 2 1 mol of β-hydroxyethyl methacrylate
Reaction product of a hydroxyl group-containing vinyl monomer to which mol ε-caprolactone is added and trimethylchlorosilane 25
0 parts, styrene 100 parts, n-butyl methacrylate 175
Parts, isobutyl methacrylate 174 parts, n-butyl acrylate 100 parts, SL-methacrylate 150 parts, methacryloyl isocyanate was changed to use 51 parts, by the same operation as in Reference Example 1, nonvolatile content 49.8%,
A resin solution (2) having a viscosity ST and a number average molecular weight of 13,000 was obtained. Reference Example 3 Triphenylsiloxyethyl methacrylate 250
Parts, styrene 400 parts, n-butyl methacrylate 100
Parts, n-butyl acrylate 54 parts, and isocyanate butyl methacrylate 196 parts, except that the nonvolatile content was 49.9, the viscosity was 49.9
A resin solution having a ZZ 1 and a number average molecular weight of 1300-(3) was obtained. Reference Example 4 The same operation as in Reference Example 1 was conducted except that 200 parts of trimethylsiloxyethyl acrylate, 400 parts of methyl methacrylate, 235 parts of n-butyl methacrylate, and 165 parts of isocyanate ethyl methacrylate were used. 50.3%, viscosity Z 2 -Z 3 , number average molecular weight 130
A resin solution No. 00- (4) was obtained. Example 1 In 100 parts of the resin solution (1) obtained in Reference Example 1, 0.1 part of trichloroacetic acid, 1.0 part of p-toluenesulfonyl isocyanate, and "Taipeku CR-93" [manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.] Is a trade name of rutile-type titanium oxide, and “Taipec” is a registered trademark of the same company. 20 parts), and then, in accordance with a conventional method, made into a paint,
Thereafter, the paint thus obtained was spray-coated on a zinc phosphate-treated steel sheet and baked at a temperature of 110 ° C. After the baking, the cured coating film thus obtained was allowed to stand at room temperature for 3 days, and a test for evaluating the properties of the cured coating film thus obtained was performed. That is, gloss by 60 degree mirror reflectance (60 degree reflectance:
%) Is 92, the pencil hardness is F, and the adherence by peeling of cellophane tape from Goban (cellophane from Goban)
The tape peeling) was 100/100, and the alkali resistance (5%) was determined by immersing the film in a 5% aqueous NaOH solution for 24 hours and then visually checking the state change of the coating film. NaOH, 24 hours) and acid resistance (5% H 2 SO 5) by visually determining the change in state of the coating film after immersion in a 5% H 2 SO 4 aqueous solution for 24 hours. SO 4 , 24 hours)
No abnormality was found. In addition, the storage stability of the paint itself, as determined by standing at room temperature for 3 months, did not gel. Examples 2 to 7 In order to evaluate various physical properties of the resin solution obtained in each of the reference examples, a composition having the composition shown in Table 1 was used as a coating according to a conventional coating method, and then as shown in the table. A physical property test was performed for each of the items. The results are summarized in the same table. [Effects of the Invention] The coating resin of the present invention is a self-curing resin having excellent low-temperature curability and also excellent storage stability, and a coating film obtained from such a resin has gloss, It also has excellent coating appearance.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−250017(JP,A) 特開 昭63−30512(JP,A) 特開 昭64−75578(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09D 143/00 C09D 139/00 C09D 133/06 C09D 175/00 C09D 175/04Continuation of front page (56) References JP-A-62-250017 (JP, A) JP-A-63-30512 (JP, A) JP-A-64-75578 (JP, A) (58) Fields studied (Int .Cl. 6 , DB name) C09D 143/00 C09D 139/00 C09D 133/06 C09D 175/00 C09D 175/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.一分子中に、それぞれ、少なくとも1個の重合性不
飽和二重結合およびシロキシ基を有するビニル系モノマ
ー(A)の99〜1重量%と、一分子中に、それぞれ、少
なくとも1個の重合性不飽和二重結合およびイソシアネ
ート基を有するビニル系モノマー(B)の1〜99重量%
と、さらに、必要によっては、上記(A)および(B)
以外の共重合可能なビニル系モノマー(C)の0〜98重
量%とを共重合せしめて得られるビニル系共重合体
(I)と、アミン類またはカルボン酸金属塩類を除い
た、それぞれ、リン酸、リン酸エステルもしくは亜リン
酸エステルまたはp−トルエンスルホン酸ないしは其の
アミン塩類(D-1);安息香酸、トリクロル酢酸、トリ
フルオロ酢酸、ナフタリンスルホン酸または其れらのア
ミン塩類(D-2);スルフィド型ないしはメルカプチド
型有機錫化合物類(D-3);あるいはフッ素イオンを生
ずる化合物類(D-4)に代表される加水分解促進触媒(I
I)とを含有することを特徴とする、被覆用樹脂組成
物。
(57) [Claims] 99-1% by weight of the vinyl monomer (A) having at least one polymerizable unsaturated double bond and siloxy group in one molecule, and at least one polymerizable monomer in one molecule, respectively. 1 to 99% by weight of the vinyl monomer (B) having an unsaturated double bond and an isocyanate group
And, if necessary, the above (A) and (B)
A vinyl copolymer (I) obtained by copolymerizing 0 to 98% by weight of a copolymerizable vinyl monomer (C) other than the above, and phosphorus, excluding amines or carboxylic acid metal salts, respectively. Acid, phosphoric acid ester or phosphite or p-toluenesulfonic acid or an amine salt thereof (D-1); benzoic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, naphthalenesulfonic acid or an amine salt thereof (D- 2); a sulfide-type or mercaptide-type organotin compound (D-3); or a hydrolysis-promoting catalyst (I) represented by a compound (D-4) that generates fluorine ions.
(I) A coating resin composition comprising:
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