JP2852749B2

JP2852749B2 - Ｒｉｍウレタン成形品用カラーベース兼用プライマー組成物

Info

Publication number: JP2852749B2
Application number: JP63176098A
Authority: JP
Inventors: 正彦石井; 晋梅村; 清一岩田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-07-14
Filing date: 1988-07-14
Publication date: 1999-02-03
Anticipated expiration: 2014-02-03
Also published as: JPH0224375A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、RIM、Ｒ−RIMウレタン成形品用のカラーベ
ースを必要とする３コート塗装系においてカラーベース
を兼用できるプライマー組成物に関する。

さらに詳しくは、RIM、Ｒ−RIMウレタン成形品の対象
としたマイカ色の３コート等の仕上げのための塗装にお
いて、カラーベース塗布およびその乾燥等の工程を必要
とするカラーベース兼用の２液型ポリウレタン樹脂系プ
ライマー組成物に関する。

従来の技術従来、RIM、Ｒ−RIMウレタン成形品、特に、代表的な
ものとしては、RIM、Ｒ−RIMウレタンバンパー等を対象
としたマイカ色等の３コート仕上げのための塗装系で
は、プライマーとしてウレタンラッカープライマーを塗
装、乾燥した後、カラーベースを塗装、乾燥、更に、マ
イカベースとクリヤーをウェットオンウェット塗装し、
焼付乾燥するという複雑な工程で実施されており、工程
短縮による簡略化が望まれていたし、設備上、塗装工程
上からも経費増の原因となっており、対策を必要とされ
ていた。

このような工程短縮の手段としては、従来のプライマ
ーとカラーベースの２工程を１工程に短縮し、カラーベ
ース兼用のプライマーとして好適なものを作ることが提
案されたが、従来のプライマーに要求されていた、RI
M、Ｒ−RIMウレタン成形品素材の表面に分布する素穴の
目止め性能とカラーベースに要求されていた耐候性、耐
溶剤性、最終仕上がり塗面の高外観等をすべて十分に満
足させることが困難で解決されていなかった。

すなわち、従来のウレタンラッカープライマーをその
ままカラーベース兼用のプライマーとして使用した場合
には素材表面の素穴を抑えることはできるが、この種の
ものは、黄変性ウレタン樹脂をベースとしている為、耐
候性が不十分であり、又、その塗膜は溶剤可溶型である
が為、マイカベース等上塗が塗装されると、その溶剤に
より膨潤、溶解が起こり、加熱硬化時の上塗収縮から発
生する最終仕上がり塗面の外観低下、例えば、表面収縮
によるチヂミや光沢の低下を引き起こすなどの欠点があ
り、カラーベース兼用プライマーとしての適性に欠け
る。

また、従来よりカラーベースに使用されている耐候性
のある２液型ウレタン上塗塗料をプライマーとして適用
することも試みられたが、この場合には、溶剤による膨
潤、溶解が小さく、最終仕上がり塗面のチヂミや光沢低
下は改良されるが、加熱乾燥時の反応が遅く、造膜性不
十分な為、素材表面の素穴より発生するガスを抑えるこ
とができず、塗膜表面にフクレや穴が形成される為、好
ましくない。なお、該２液型ウレタン塗料の反応性を速
くし、造膜速度を上げ、上記の如き問題点を解決する手
法として、触媒を利用することが手段として挙げられる
が、塗料液中での反応性も速くなる為、可使時間が極端
に短くなり、塗装作業を困難にするという新たな問題点
が発生するため好ましくない。したがって、RIM、Ｒ−R
IMウレタン成形品、特に、代表的なものとしてRIM、Ｒ
−RIMウレタンバンパー用のカラーベース兼用プライマ
ーとして必要とされる耐候性と素材表面の目止め性、及
び、最終仕上がり塗面の外観を向上できる塗料はないの
が、現状である。

発明が解決しようとする問題点そこで、RIM−Ｒ−RIMウレタン成形品のマイカ色等の
３コート仕上げ塗装系において、十分な耐候性と素材表
面の目止め性を有し、優れた塗装外観を与えうるカラー
ベース兼用のプライマーを提供することができれば、十
分な性能を維持して工程短縮が可能となり、マイカ仕上
げのための塗装方法として、極めて有用であり、このよ
うなプライマーを提示するのが、本発明の目的である。

問題点を解決するための手段本発明に従えば、上記目的が、（ａ）構成モノマーとして酸モノマーを含まない、重量
平均分子量50,000〜80,000、ガラス転移温度０〜−30
℃、水酸基価50〜150のアクリルポリオール、（ｂ）顔料、および、（ｃ）溶剤からなる塗料液Ａ成分と、ヘキサメチレンジ
イソシアネートとポリエステルポリオール、ポリエーテ
ルポリオール、あるいはアクリルポリオールとのアダク
ト体である重量平均分子量1000〜2000のポリイソシアネ
ート架橋剤Ｂ成分とからなるRIM、Ｒ−RIMウレタン成形
品のカラーベースを必要とする３コート塗装系において
カラーベースを兼用できるプライマー組成物により達成
せられる。

本発明のプライマー組成物の（ａ）成分のビヒクル構
成成分であるアクリルポリオール樹脂としては、α，β
−エチレン性不飽和基と水酸基を有する単量体、例え
ば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートなどの
単量体を必須成分として含む原料単量体であって、且
つ、酸モノマーを含まないものから導かれる各種アクリ
ルポリオールであって、重量平均分子量50,000〜80,000
のものが使用される。分子量50,000未満では素材表面の
素穴を抑えることができないし、80,000を超えるとスプ
レー作業性が不十分となり、塗膜表面に凹凸ができ、外
観が損なわれる為、好ましくない。また、ガラス転移温
度は０℃ないし−30℃であり、０℃を超えると低温屈曲
性がよくなく、−30℃未満では、乾燥後表面粘着が残る
為、好ましくない。水酸基価は50ないし150であり、50
未満では塗着後の塗膜強度の上昇が遅く、素材表面の素
穴を抑えることができず、150を超えると低温屈曲性が
良くなく、好ましくない。

なお、前記水酸基を有する単量体以外の原料単量体と
しては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリ
ル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エ
チルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、スチレン、酢酸
ビニル等が代表例として挙げられるが、これらに限定さ
れるものではない。ただし、イソシアネート基と水酸基
との反応を主体とすることから、カルボキシル基との反
応はできるだけ避けるために、酸モノマーは実質的に使
用を避けるべきである。

本発明のプライマー組成物のＢ成分であるポリイソシ
アネート硬化剤としては、具体的に例示すれば、ポリエ
ステルポリオール、ポリエーテルポリオール、あるい
は、アクリルポリオールとのアダクト体の形のポリイソ
シアネートが挙げられる。ここで、アダクト体とは、２
個以上のヘキサメチレンジイソシアネートの分子一方の
イソシアネート基をそれぞれポリオールの水酸基と反応
せしめることにより形成されるポリイソシアネートをい
う。

このような硬化剤の重量平均分子量は、1000〜2000の
範囲のものが使用可能であり、1000未満では素材表面の
素穴を抑える効果がなく、2000を超えると、本発明のア
クリルポリオール樹脂との組み合わせでは、塗膜表面に
凹凸ができ、好ましくない。

前記のポリイソシアネート硬化剤とアクリルポリオー
ルとの割合配合は、ポリイソシアネート当量比で、1/0.
4〜1/1.2の範囲が好適である。なお、このようなポリイ
ソシアネート硬化剤とポリオール系を選択した場合には
ビヒクルが黄変性を示さず、すぐれた耐候性を発揮す
る。

上記の如く、本発明のプライマー組成物のビヒクル成
分はＡ成分の一成分であるポリオールと、Ｂ成分のポリ
イソシアネートの２液により構成されているが、カラー
ベースとしての着色成分である着色顔料、体質顔料、溶
剤、および、所望により併用される添加剤等は前記ポリ
オールと混合し、ミキサー等で全体を均一に分散してＡ
成分塗料液として調製される。着色顔料、体質顔料とし
ては、通常塗料に使用されているものは殆ど使用でき
る。代表的のものとして、例えば、着色顔料としては、
二酸化チタン、弁柄、カーボンブラック、フタロシアニ
ンブルー、キナクリドン系レッド、フタロシアニングリ
ーン等が挙げられる。体質顔料としては、沈降性硫酸バ
リウム、タルク、炭酸カルシウム等が挙げられる。溶剤
としては、アルコール系溶剤はイソシアネート系硬化剤
と反応する為、好ましくないが、それ以外の溶剤は殆ど
使用可能であり、塗装環境により適宜配合して使用され
る。

この他、所望により、各種の添加剤等が使用できる。
添加剤としては、例えば、ジメチルポリシロキサンに代
表されるシリコン系添加剤、脂肪酸アマイド、ポリアル
キレングリコール等が挙げられる。もちろん、反応触媒
として、ジブチル錫ジラウリレートやナフテン酸コバル
トに代表される２液型塗料用の反応促進剤も適宜使用で
きる。

このようにして調製された本発明のプライマーのＡ成
分（塗料液）とＢ成分（硬化剤）とは使用に際して、均
一に混合して被塗面に、例えば、スプレー方式等により
塗布される。そこで、このようなプライマー塗布を含
む、RIM、Ｒ−RIMウレタン成形品対象マイカ色仕上げの
塗装系の塗装工程をフローシートにより例示すれば、次
のとおりである。

効果本発明によるプライマーは従来のウレタンラッカー系
プライマーと異なり、架橋型であるので、溶剤による膨
潤、溶解性がなく、優れた上塗の外観を与え、かつ、非
黄変性であるため、耐候性に優れ、カラーベース要求性
能を十分満足しているとともにポリオール、および、ポ
リイソシアネートプレポリマーの分子量を適度に高くし
ているため、素材の目止め性能が優れており、カラーベ
ース兼用プライマーとして好適である。

従って、上記フローシートからも明らかな様に当該技
術分野の要望にこたえ、工程の短縮、すなわち、４塗装
工程が３塗装工程となり、３乾燥工程が２乾燥工程と短
縮することを可能とした。

これにより、従来の塗膜性能、および、仕上がり外観
を一段と向上せしめるとともに、設備としては塗装設備
と乾燥炉が１つずつ削減できること、塗料面からはカラ
ーベースを不要とし、なくしたこと、工程時間を短縮で
きたことが本発明の効果として挙げられる。副次的な効
果として期待できる面としては、設備の削減により、敷
地面積が削減でき、土地の有効利用につながること、設
備維持管理費用が削減できること、燃料費が削減できる
こと等が挙げられる。

具体的効果は下表に示す。

以下、実施例により本発明を説明する。なお、下記に
於いて特にことわりなき限り、部および％は重量にな
る。

製造例１ポリオール樹脂液の調製撹拌棒、冷却管、温度計、滴下ロートをつけた２四
つ口フラスコ中に予めキシレン350部と酢酸ブチル350部
を仕込み、100〜105℃まで撹拌しながら温度を上げ、そ
の温度で反応終了まで維持する。温度が100℃に上昇し
た時、下記配合のモノマー溶液を２時間かけて滴下し
た。その後、さらに６時間反応させた。反応終了後、キ
シレン150部、酢酸ブチル150部を加え、加熱残分50.7％
のアクリルポリオール樹脂液を得た。この樹脂液中の固
形分樹脂の分子量（ゲルパーミエーションクロマトグラ
フ法により測定）は、70,000であった。また、ガラス転
移温度は計算値で−10℃、水酸基価は100であった。

スチレン（St） 100部メタクリル酸メチル（MMA） 60部メタクリル酸ラウリル（LMA） 340部メタクリル酸２−エチルヘキシル（２−EHMA） 290部メタクリルヒドロキシエチル（HEMA） 210部アゾビスイソブチロニトリル（AIBN）４部計 1004部製造例２〜18 ポリオール樹脂液の調製製造例１の上記配合のモノマー溶液の替わりに第１
表、および、第２表に記載の各配合のモノマー溶液を使
用する以外は、製造例１と全く同様の方法でアクリルポ
リオール樹脂液を得た。

実施例１Ａ成分（塗料液）酸化チタン 11.0部沈降性硫酸バリウム 11.0部カーボンブラック 0.1部製造例１によるアクリルポリオール樹脂液 65.0部セルロースアセテートブチレート（CAB） 0.5部セロソルブチアセテート（セロアセ） 5.0部メチルイソブチルケトン（MIBK） 10.4部メチルエチルケトン（MEK） 2.0部 105.0部上記配合全量をサンドグラインドミルで分散混合して
プライマー組成物のＡ成分（塗料液）を調製した。

Ｂ成分（硬化剤）Ｂ成分の硬化剤としてヘキサメチレンジイソシアネー
トのポリエーテルアダクトを使用した。

Ａ成分とＢ成分の混合調製上記Ｂ成分中のイソシアネート基とＡ成分中の水酸基
とが、その当量比で1:1になるように両成分を混合調製
した。

実施例２〜８、比較例１〜10 Ａ成分（塗料液）製造例１によるアクリルポリオール樹脂液の替わり
に、製造例２〜18の各アクリルポリオール樹脂液を使用
する以外は、実施例１と全く同様の方法でＡ成分（塗料
液）を調製した。

Ｂ成分（硬化剤）Ｂ成分の硬化剤として、それぞれ第１表、および、第
２表に表示のものを使用した。

Ａ成分とＢ成分の混合調製実施例１と同様、Ｂ成分中のイソシアネート基とＡ成
分中の水酸基とが、その当量比で1:1になるように両成
分を混合調製した。

試験片作成方法下記塗装系にて、試験片を作成し、各試験を実施し
た、その結果は第１表、および、第２表に示す。

素材：成型後１時間以内のRIM、又は、Ｒ−RIMウレタン脱脂：トリクロロエタン蒸気洗浄塗装：プライマー（各実施例および比較例のプライマー
を使用）プライマー乾燥条件:120℃×20分上塗注） ※１）St. ：スチレン ※２）MMA ：メタクリル酸メチル ※３）LMA ：メタクリル酸ラウリル ※４）２−EHMA ：メタクリル酸２−エチルヘキシル ※５）HEMA ：メタクリル酸２−ヒドロキシエチル ※６）AIBN ：アゾビスイソブチロニトリル ※７）硬化剤種類：ポリエーテル：ヘキサメチレンジイソシアネー
トポリエーテルアダクトポリエステル：ヘキサメチレンジイソシアネー
トポリエステルアダクト ※８）Ｒ−255 日本ビーケミカル社製品 ※９）フレキセン＃600 プライマー日本ペイント社製品 ※10）メタクリル酸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩田清一大阪府大阪市大淀区大淀北２丁目１番２号日本ビーケミカル株式会社内 (56)参考文献特開昭60−250922（ＪＰ，Ａ) 特開平２−21968（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−103966（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−159833（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−159834（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C09D 175/00 - 175/16 C09D 5/00 C08G 18/00 - 18/87 B05D 7/02 - 7/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）構成モノマーとして酸モノマーを含
まない、重量平均分子量50,000〜80,000、ガラス転移温
度０〜−30℃、水酸基価50〜150のアクリルポリオー
ル、（ｂ）顔料、および、（ｃ）溶剤からなる塗料液Ａ成分と、ヘキサメチレンジ
イソシアネートとポリエステルポリオール、ポリエーテ
ルポリオール、あるいはアクリルポリオールとのアダク
ト体である重量平均分子量1000〜2000のポリイソシアネ
ート硬化剤Ｂ成分とからなるRIM、Ｒ−RIMウレタン成形
品用のカラーベースを必要とする３コート塗装系におい
てカラーベースを兼用できるプライマー組成物。