JP3369785B2 - Water-based fluororesin paint - Google Patents

Water-based fluororesin paint

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JP3369785B2
JP3369785B2 JP11598795A JP11598795A JP3369785B2 JP 3369785 B2 JP3369785 B2 JP 3369785B2 JP 11598795 A JP11598795 A JP 11598795A JP 11598795 A JP11598795 A JP 11598795A JP 3369785 B2 JP3369785 B2 JP 3369785B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は常温硬化可能な水性フッ
素樹脂塗料に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aqueous fluororesin paint which can be cured at room temperature.

【0002】[0002]

【従来技術】従来からフッ素系共重合体の優れた耐候性
を利用したフッ素樹脂塗料が工業化されている。特に硬
化部位を持った溶剤可溶型のフッ素系共重合体が合成さ
れ(たとえば特開昭57−34107号公報、特開昭6
1−57609号公報など)、建築、自動車、化学工業
などの分野における耐候性塗料として数多く応用されて
いる。これらの塗料樹脂の主成分はクロロトリフルオロ
エチレンなどのフッ素系原料であり、共重合成分として
ビニルエステルやビニルエーテルなどの炭化水素系モノ
マーを使用することによって樹脂の溶解性を増大させた
ものである。また、環境面を重視し有機溶媒の排出量を
抑えた水系、粉体、ハイソリッド型塗料も活発に研究開
発され実用化されつつある。
2. Description of the Related Art Conventionally, fluororesin paints utilizing the excellent weather resistance of fluorocopolymers have been industrialized. In particular, solvent-soluble fluorine-based copolymers having a curing site have been synthesized (for example, JP-A-57-34107 and JP-A-6-34107).
1-57609), and is widely applied as a weather-resistant paint in the fields of construction, automobiles, chemical industry and the like. The main component of these paint resins is a fluorine-based raw material such as chlorotrifluoroethylene, and the solubility of the resin is increased by using a hydrocarbon-based monomer such as vinyl ester or vinyl ether as a copolymerization component. . In addition, water-based, powder, and high-solid type paints that place importance on the environment and reduce the emission of organic solvents are being actively researched and developed and are being put to practical use.

【0003】これらのうち水性フッ素樹脂塗料では架橋
部位を付与させることが難しく、これまでは乳化重合で
製造した高分子量体のエマルジョンをそのまま塗装する
いわばラッカータイプの水系塗料を用いるケースが多か
った。このため、架橋タイプの水系塗料用硬化剤として
自己乳化型ポリイソシアネートが開発されているが、イ
ソシアネート基は分散媒である水と反応して硬化作用が
失活し易いため塗料のポットライフを考慮して硬化剤の
水分散を塗装の直前に行う必要がある。しかしながら、
これまでの自己乳化型ポリイソシアネートは水分散性が
不十分であるために硬化剤成分を均一に細かく分散させ
ることが特に現場施工時には困難であるという欠点があ
った。
Of these, it is difficult to impart a cross-linking site to an aqueous fluororesin coating, and so far, a so-called lacquer type water-based coating has been used in many cases in which a high molecular weight emulsion produced by emulsion polymerization is applied as it is. For this reason, self-emulsifying polyisocyanates have been developed as a curing agent for cross-linking water-based paints, but the pot life of the paint is considered because the isocyanate group easily reacts with water, which is the dispersion medium, to deactivate the curing action. Therefore, it is necessary to disperse the curing agent in water immediately before coating. However,
The conventional self-emulsifying polyisocyanates have a drawback that it is difficult to disperse the curing agent component uniformly and finely, especially at the time of on-site construction, because the water dispersibility is insufficient.

【0004】[0004]

【発明の解決しようとする課題】常温硬化性のフッ素樹
脂水性エマルジョン塗料にあっては、硬化剤のフッ素樹
脂エマルジョンへの分散が困難なため、本来フッ素樹脂
塗料から形成される塗膜が有する耐水性、耐候性、耐汚
染性などのすぐれた物性を十分に発現できないという問
題点があった。
In a room temperature curable fluororesin water-based emulsion paint, it is difficult to disperse the curing agent in the fluororesin emulsion, so that the water resistance of the coating film originally formed from the fluororesin paint is high. There is a problem in that excellent physical properties such as properties, weather resistance, and stain resistance cannot be sufficiently expressed.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、フッ素樹
脂の水性エマルジョンからなる塗料に配合する硬化剤の
水への分散性について詳細に検討したところ、非フッ素
系の通常の塗料において同様の目的で使用される自己乳
化型のポリイソシアネートは一定の分散性を示すものの
十分とはいえないことが分かった。そこで、さらにこの
自己乳化型のポリイソシアネートの水への分散性を向上
させるべく研究をすすめた結果、分子中にオキシエチレ
ン単位とアルコキシシリル基を含む化合物を併用するこ
とで目的を達成することができることを見いだし本発明
を完成させた。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention have studied in detail the dispersibility of a curing agent compounded in a paint comprising an aqueous emulsion of a fluororesin in water. It was found that the self-emulsifying polyisocyanate used for the purpose of (1) showed a certain dispersibility but was not sufficient. Therefore, as a result of further research to improve the dispersibility of this self-emulsifying polyisocyanate in water, it is possible to achieve the object by using a compound containing an oxyethylene unit and an alkoxysilyl group in the molecule. They have found what they can do and completed the present invention.

【0006】すなわち、本発明は、少なくともフルオロ
オレフィン30〜65モル%、共重合可能なビニル系化
合物14〜70モル%、ヒドロキシ基含有の化合物およ
び/またはカルボキシル基含有の重合性化合物1〜30
モル%を共重合させて得られたフッ素系共重合体(A)
の水系エマルジョン(I)に対して、自己乳化型ポリイ
ソシアネート(B)と、少なくとも分子中にオキシエチ
レン単位とアルコキシシリル基を含む化合物(C)を重
量比(C)/(B)が0.01〜1となるように混合し
てなる硬化剤(II)を配合した水性フッ素樹脂塗料で
あって、フッ素系共重合体(A)の100重量部に対し
て硬化剤(II)を1〜50重量部配合した水性フッ素
樹脂塗料である。
That is, the present invention provides at least 30 to 65 mol% of a fluoroolefin, 14 to 70 mol% of a copolymerizable vinyl compound, a hydroxy group-containing compound and / or a carboxyl group-containing polymerizable compound 1 to 30.
Fluorine-based copolymer (A) obtained by copolymerizing mol%
To the water-based emulsion (I), the self-emulsifying polyisocyanate (B) and the compound (C) containing at least an oxyethylene unit and an alkoxysilyl group in the molecule are mixed at a weight ratio (C) / (B) of 0. It is an aqueous fluororesin coating material containing a curing agent (II) mixed so that the curing agent (II) is 1 to 100 parts by weight of the fluorocopolymer (A). It is an aqueous fluororesin coating compounded with 50 parts by weight.

【0007】以下、本発明を詳細に説明する。本明細書
において「部」は「重量部」をいうものとする。本発明
にかかるフッ素系共重合体(A)に使用するフルオロオ
レフィンとしてはクロロトリフルオロエチレン、テトラ
フルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ヘキサ
フルオロイソブテン、フッ化ビニリデン、トリフルオロ
エチレン、フッ化ビニルなどであり、その組成比は全単
量体の30〜65モル%である。これらのフルオロオレ
フィンが30モル%未満の場合は塗膜の耐候性が低下
し、65モル%を超えるとフッ素系共重合体(A)の水
分散性が低下してしまうので好ましくない。
The present invention will be described in detail below. In the present specification, "part" means "part by weight". Examples of the fluoroolefin used in the fluorine-based copolymer (A) according to the present invention include chlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, hexafluoroisobutene, vinylidene fluoride, trifluoroethylene, vinyl fluoride and the like. The composition ratio thereof is 30 to 65 mol% of all monomers. When the content of these fluoroolefins is less than 30 mol%, the weather resistance of the coating film decreases, and when it exceeds 65 mol%, the water dispersibility of the fluorocopolymer (A) decreases, which is not preferable.

【0008】また、本発明に使用する共重合可能なビニ
ル系化合物としては特に限定されないが、ビニルエステ
ル、ビニルエーテル、アリルエーテルなどが好ましく採
用される。ビニルエステルとしては、重合性があり分子
中にカルボニル基を有するエステル系化合物、例えば、
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリ
ン酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラ
ウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビ
ニル、ステアリン酸ビニル、バーサチック9酸ビニル、
バーサチック10酸ビニル、安息香酸ビニル等が挙げら
れる。また、ビニルエーテルとしては、例えばメチルビ
ニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエ
ーテル、シクロヘキシルビニルエーテルなどが挙げられ
る。また、アリルエーテルとしては、例えばエチルアリ
ルエーテル、ブチルアリルエーテル、ベンジルアリルエ
ーテル、アリルグリシジルエーテル、シクロヘキシルア
リルエーテル、アセト酢酸アリルなどが使用される。ま
た、乳化性を改良する目的でポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコ
ール鎖を有するビニルエーテルやアリルエーテルも使用
できる。さらに、トリメトキシビニルシラン、トリエト
キシビニルシラン、ジエトキシメトキシビニルシランな
どのアルコキシビニルシラン系化合物なども使用可能で
ある。さらにエチレン、プロピレン、塩化ビニルなどの
オレフィン類もフッ素系共重合体(A)の改質のために
適宜添加可能である。これらの単量体の組成比は全単量
体の14〜70モル%である。14モル%未満では重合
反応性が低下し、70モル%を超えると実質的にフッ素
系共重合体(A)のフッ素含量が低下するため好ましく
ない。
The copolymerizable vinyl compound used in the present invention is not particularly limited, but vinyl ester, vinyl ether, allyl ether and the like are preferably adopted. As the vinyl ester, a polymerizable ester compound having a carbonyl group in the molecule, for example,
Vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl pivalate, vinyl caproate, vinyl caprylate, vinyl laurate, vinyl myristate, vinyl palmitate, vinyl stearate, vinyl versatate 9
Versatic vinyl octoate, vinyl benzoate and the like can be mentioned. Examples of vinyl ethers include methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, and the like. As the allyl ether, for example, ethyl allyl ether, butyl allyl ether, benzyl allyl ether, allyl glycidyl ether, cyclohexyl allyl ether, allyl acetoacetate and the like are used. In addition, polyethylene glycol for the purpose of improving the emulsifying property,
Vinyl ether or allyl ether having a polyalkylene glycol chain such as polypropylene glycol can also be used. Furthermore, alkoxyvinylsilane compounds such as trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane, and diethoxymethoxyvinylsilane can also be used. Further, olefins such as ethylene, propylene, vinyl chloride and the like can be appropriately added for modifying the fluorine-based copolymer (A). The composition ratio of these monomers is 14 to 70 mol% of all the monomers. When it is less than 14 mol%, the polymerization reactivity is lowered, and when it exceeds 70 mol%, the fluorine content of the fluorine-based copolymer (A) is substantially lowered, which is not preferable.

【0009】本発明においてヒドロキシ基含有の重合性
化合物は架橋部位を導入する目的で使用される。本発明
において使用するヒドロキシ基含有の重合性化合物とし
ては、分子内にヒドロキシ基を有するアリルエーテル、
ビニルエーテル、クロトン酸変性化合物などが挙げられ
る。具体的には、例えばエチレングリコールモノアリル
エーテル、プロピレングリコールモノアリルエーテル、
ジエチレングリコールモノアリルエーテル、ポリエチレ
ングリコールモノアリルエーテル、ヒドロキシブチルア
リルエーテルなどのアルキレングリコールモノアリルエ
ーテル類、ヒドロキシメチルビニルエーテル、ヒドロキ
シエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエー
テル、ヒドロキシペンチルビニルエーテル、ヒドロキシ
ヘキシルビニルエーテルなどのヒドロキシアルキルビニ
ルエーテル類、ジエチレングリコールモノビニルエーテ
ルなどのポリエチレングリコールモノビニルエーテル
類、クロトン酸ヒドロキシエチルなどのクロトン酸変性
化合物などが好ましく採用される。さらに、分子中にヒ
ドロキシ基を2つ有するグリセリンモノアリルエーテル
やεカプロラクトン変性のアリルエーテルやビニルエー
テルも使用できる。
In the present invention, the hydroxy group-containing polymerizable compound is used for the purpose of introducing a crosslinking site. The hydroxy group-containing polymerizable compound used in the present invention, an allyl ether having a hydroxy group in the molecule,
Examples thereof include vinyl ether and crotonic acid modified compounds. Specifically, for example, ethylene glycol monoallyl ether, propylene glycol monoallyl ether,
Diethylene glycol monoallyl ether, polyethylene glycol monoallyl ether, alkylene glycol monoallyl ethers such as hydroxybutyl allyl ether, hydroxymethyl vinyl ether, hydroxyethyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, hydroxypentyl vinyl ether, hydroxyalkyl vinyl ethers such as hydroxyhexyl vinyl ether, Polyethylene glycol monovinyl ethers such as diethylene glycol monovinyl ether and crotonic acid modified compounds such as hydroxyethyl crotonic acid are preferably used. Further, glycerin monoallyl ether having two hydroxy groups in the molecule, ε-caprolactone-modified allyl ether or vinyl ether can also be used.

【0010】また、カルボキシル基含有の重合性化合物
としては、ビニル酢酸、デセン酸、ウンデシレン酸、ク
ロトン酸などのカルボキシル基と重合性二重結合を含有
したものであれば特に限定なく使用することが可能であ
る。これらのうちウンデシレン酸は、反応性乳化剤とし
てフッ素系共重合体(A)中に導入できるため、塗料中
に添加する乳化剤量を低減することが可能となり、塗膜
の耐水性、耐候性の改善に役立つので特に好ましい。こ
れらのヒドロキシ基含有の重合性化合物またはカルボキ
シル基含有の重合性化合物の共重合組成比は全単量体の
1〜30モル%であり、組成比が1モル%未満の場合、
架橋部位が少なく十分に硬化せず塗膜は耐候性や耐水性
に劣るものとなり、また、30モル%を超えるとフッ素
系共重合体(A)の親水性が増し、塗膜の耐水性が低下
するので好ましくない。
As the carboxyl group-containing polymerizable compound, any compound containing a carboxyl group and a polymerizable double bond such as vinyl acetic acid, decenoic acid, undecylenic acid, crotonic acid may be used without particular limitation. It is possible. Of these, undecylenic acid can be introduced into the fluorine-based copolymer (A) as a reactive emulsifier, so that it becomes possible to reduce the amount of emulsifier added to the coating material and improve the water resistance and weather resistance of the coating film. It is particularly preferable because it helps. The copolymerization composition ratio of these hydroxy group-containing polymerizable compounds or carboxyl group-containing polymerizable compounds is 1 to 30 mol% of all monomers, and when the composition ratio is less than 1 mol%,
There are few cross-linking sites and the film does not cure sufficiently, resulting in poor weather resistance and water resistance. When it exceeds 30 mol%, the hydrophilicity of the fluorocopolymer (A) increases and the water resistance of the coating film increases. It is not preferable because it decreases.

【0011】本発明にかかるフッ素系共重合体(A)の
重合方法は、その製造においては通常のラジカル重合法
が採用でき、その重合形態としては乳化重合、溶液重
合、懸濁重合が可能であるが、フッ素系共重合体(A)
が水系エマルジョンとして得られる乳化重合が特に好ま
しい。
As the method for polymerizing the fluorocopolymer (A) according to the present invention, a usual radical polymerization method can be adopted in the production thereof, and the polymerization forms thereof include emulsion polymerization, solution polymerization and suspension polymerization. Fluorine-based copolymer (A)
Is particularly preferably emulsion polymerization in which is obtained as an aqueous emulsion.

【0012】かかる乳化重合に際して用いる乳化剤とし
てはアニオン系乳化剤、またはノニオン系乳化剤を用い
ることができる。アニオン系乳化剤としては、例えば、
アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルサルフェート
塩、ポリオキシエチレンアルキルフェノールサルフェー
ト塩、スチレンスルホン酸塩、ビニルサルフェート塩ま
たはこれらの誘導体などがあげられる。これらの塩とし
ては、アルカリ金属水酸化物による塩、アンモニアまた
はトリエチルアミンなどの揮発性塩基による塩などをあ
げることができる。ノニオン系乳化剤としては、ポリオ
キシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン高級脂
肪酸エステル、エチレンオキサイド−プロピレンオキサ
イドブロック共重合体、フルオロアルキルカルボン酸
塩、フルオロアルキル硫酸塩などがあげられる。これら
の乳化剤の使用量は、用いた単量体の組成、および単量
体の水中での濃度にもよるが乳化重合させるべき単量体
の総重量100部に対して0.5〜10部の範囲で使用
することが好ましい。使用量が0.5部未満では単量体
が水相に十分に分散されず、10部を超えると塗膜の耐
水性、耐候性が低下するので好ましくない。
As the emulsifier used in such emulsion polymerization, an anionic emulsifier or a nonionic emulsifier can be used. Examples of anionic emulsifiers include:
Examples thereof include alkylbenzene sulfonate, alkyl sulfate salt, polyoxyethylene alkylphenol sulfate salt, styrene sulfonate, vinyl sulfate salt and derivatives thereof. Examples of these salts include salts with alkali metal hydroxides and salts with volatile bases such as ammonia or triethylamine. Examples of the nonionic emulsifier include polyoxyethylene alkylphenol ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene higher fatty acid ester, ethylene oxide-propylene oxide block copolymer, fluoroalkyl carboxylate and fluoroalkyl sulfate. The amount of these emulsifiers used depends on the composition of the monomers used and the concentration of the monomers in water, but is 0.5 to 10 parts with respect to 100 parts by weight of the total weight of the monomers to be emulsion polymerized. It is preferable to use the above range. If the amount used is less than 0.5 part, the monomer is not sufficiently dispersed in the aqueous phase, and if it exceeds 10 parts, the water resistance and weather resistance of the coating film deteriorate, which is not preferable.

【0013】本発明にかかるフッ素系共重合体(A)の
乳化重合に際して用いることのできるラジカル重合開始
剤は一般的な乳化重合に用いられるものであれば特に限
定されないが、これらのうち水溶性開始剤が特に好まし
く適用できる。このような水溶性開始剤としては、例え
ば、過酸化水素などの無機系過酸化物、クメンハイドロ
パーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチ
ルハイドロパーオキサイド、ジコハク酸パーオキシド、
ジグルタル酸パーオキシドなどの有機系過酸化物、過硫
酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウムな
どの過硫酸塩、アゾビスイソブチルアミジンの塩酸塩、
アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシアノ吉草酸な
どのアゾ系開始剤、あるいは以上のような開始剤と亜硫
酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ナトリウムビサル
ファイト、ナトリウムメタビサルファイト、ナトリウム
ビチオサルフェート、スルホキシル酸ホルムアルデヒド
ナトリウム、還元糖などの還元剤との組み合わせからな
るレドックス開始剤、さらにこれらの組み合わせに金属
として少量の鉄、第一鉄塩、硫酸銀、硫酸銅などを共存
させた開始剤系などを使用することができる。これらの
ラジカル重合開始剤の最適使用量は、その種類、水系乳
化液中の単量体濃度、重合温度などの条件にもよるが、
総単量体100部あたり0.05〜5部の範囲で使用す
ることが好ましい。これらのラジカル重合開始剤の添加
方法は一括添加でも分割添加でもよい。
The radical polymerization initiator that can be used in the emulsion polymerization of the fluorocopolymer (A) according to the present invention is not particularly limited as long as it can be used in general emulsion polymerization. An initiator can be applied particularly preferably. Examples of such water-soluble initiators include inorganic peroxides such as hydrogen peroxide, cumene hydroperoxide, benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, disuccinic acid peroxide,
Organic peroxides such as diglutaric acid peroxide, ammonium persulfate, potassium persulfate, persulfates such as sodium persulfate, azobisisobutylamidine hydrochloride,
Azo-based initiators such as azobisisobutyronitrile and azobiscyanovaleric acid, or the above initiators and sodium sulfite, sodium thiosulfate, sodium bisulfite, sodium metabisulfite, sodium bithiosulfate, sulfoxylic acid formaldehyde Use a redox initiator composed of a combination of reducing agents such as sodium and reducing sugars, and an initiator system in which a small amount of iron, ferrous salt, silver sulfate, copper sulfate, etc. are coexistent as a metal in these combinations. be able to. The optimum usage of these radical polymerization initiators depends on the type, the monomer concentration in the aqueous emulsion, the polymerization temperature, etc.
It is preferably used in the range of 0.05 to 5 parts per 100 parts of the total monomers. The addition method of these radical polymerization initiators may be batch addition or divided addition.

【0014】かかる乳化重合に際して用いる水は、単量
体組成、乳化剤濃度などにもよるが単量体100部に対
して50〜400部の範囲で使用することができるが、
このうち特に70〜150部の範囲が好ましい。50部
未満では得られたエマルジョンの粒子径が大きくなり、
保存安定性、塗膜の指触乾燥速度の低下が生じ、400
部を超えると得られた水系エマルジョンの固形分濃度が
低くなるので好ましくない。また、得られた乳化重合物
は適宜水を添加または除去し、水系エマルジョンの固形
分濃度を調整することが可能である。
The water used in the emulsion polymerization may be used in an amount of 50 to 400 parts per 100 parts of the monomer, depending on the monomer composition and the emulsifier concentration.
Of these, the range of 70 to 150 parts is particularly preferable. If it is less than 50 parts, the particle size of the obtained emulsion becomes large,
The storage stability and the touch-drying speed of the coating film decreased,
If the amount exceeds the above range, the solid content concentration of the obtained aqueous emulsion becomes low, which is not preferable. Further, it is possible to appropriately add or remove water to the obtained emulsion polymer to adjust the solid content concentration of the aqueous emulsion.

【0015】かかる重合工程の温度は、用いるラジカル
重合開始剤にもよるが、通常0〜150℃である。本発
明にかかる水系エマルジョン(I)は上記の乳化重合以
外にも、懸濁重合によっても、また、一般的な有機溶剤
を用いた溶液重合によって得られたフッ素系共重合体
(A)のワニスを水中に分散する方法によっても得るこ
とができる。水中に分散する方法としては、特に限定さ
れないが、例えばフッ素系共重合体(A)の非水溶性有
機溶剤溶液を乳化剤の存在下または非存在下水中に投入
し分散させる方法がある。この際の非水溶性有機溶剤と
しては、通常の塗料用シンナーに使用されるもので非水
溶性であれば特に制限されないが、トルエン、キシレ
ン、酢酸ブチル、酢酸エチル、プロピレングリコールメ
チルアセテート、アルキルシリケートなどが特に好まし
く採用される。ここで、アルキルシリケートとは、テト
ラアルコキシシランまたはその縮合物であり、具体的に
は、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テ
トライソプロポキシシラン、テトラn−プロポキシシラ
ン、テトラn−ブトキシシラン、テトラ2−メトキシエ
チキシシラン、テトラ2−エチルヘキシロキシシランな
どまたはその縮合物を挙げることができる。また、この
ようなアルコキシシランを部分加水分解後に縮合したア
ルキルシリケートとしては、縮合度、構造、アルコキシ
基の種類の異なる各種のものが市販されており、例えば
Mシリケート51、エチルシリケート40、エチルシリ
ケート45(例えば、多摩化学工業(株)製品)などを
例示することができる。また、これらをさらに加水分解
してシリカ分を57重量%にまで濃縮したアルキルシリ
ケートを使用することも可能である。ただし、部分加水
分解して縮合の進んでいないものは水に親和もしくは溶
解するためエマルジョン化しにくく好ましくない。
The temperature of the polymerization step depends on the radical polymerization initiator used, but it is usually 0 to 150 ° C. The water-based emulsion (I) according to the present invention is a varnish of the fluorine-based copolymer (A) obtained by suspension polymerization in addition to the emulsion polymerization described above and by solution polymerization using a general organic solvent. Can also be obtained by the method of dispersing in water. The method for dispersing in water is not particularly limited, but for example, there is a method in which a non-water-soluble organic solvent solution of the fluorocopolymer (A) is added to water in the presence or absence of an emulsifier to disperse it. The water-insoluble organic solvent at this time is not particularly limited as long as it is water-insoluble and is used in ordinary paint thinners, toluene, xylene, butyl acetate, ethyl acetate, propylene glycol methyl acetate, alkyl silicate. And the like are particularly preferably adopted. Here, the alkyl silicate is tetraalkoxysilane or a condensate thereof, and specifically, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-2. Examples thereof include methoxyethoxysilane, tetra-2-ethylhexyloxysilane, and the like or condensates thereof. As the alkyl silicate obtained by condensing such an alkoxysilane after partial hydrolysis, various ones having different degrees of condensation, structures and kinds of alkoxy groups are commercially available. For example, M silicate 51, ethyl silicate 40, ethyl silicate. 45 (for example, product of Tama Chemical Industry Co., Ltd.) and the like. It is also possible to use an alkyl silicate obtained by further hydrolyzing these and concentrating the silica content to 57% by weight. However, those that are partially hydrolyzed and have not proceeded with condensation have an affinity for or dissolve in water and are not preferable because they are difficult to emulsify.

【0016】本発明にかかる水系エマルジョン(I)の
固形分濃度は、好ましくは10〜70重量%である。固
形分濃度が10重量%未満の場合は塗料の容量が増大し
貯蔵、運搬などの面で不都合となるとともに塗膜の乾燥
時間が長くなり、一方、70重量%を超えると水系エマ
ルジョン(I)が高粘度となり得られた水性フッ素樹脂
塗料の塗装性が悪くなるので好ましくない。
The solid content concentration of the aqueous emulsion (I) according to the present invention is preferably 10 to 70% by weight. When the solid content concentration is less than 10% by weight, the capacity of the coating material increases, which is inconvenient for storage and transportation, and the drying time of the coating film becomes long, while when it exceeds 70% by weight, the water-based emulsion (I) is used. Has a high viscosity and the resulting water-based fluororesin coating composition has poor coating properties, which is not preferable.

【0017】本発明に使用する硬化剤(II)は、自己
乳化型のポリイソシアネート(B)と、少なくとも分子
中にオキシエチレン単位とアルコキシシリル基を含む化
合物(C)を重量比(C)/(B)が0.01〜1の範
囲で均一に混合することで調製できる。この重量比が
0.01未満の場合、自己乳化型のポリイソシアネート
(B)の水分散性が不十分なため、塗膜の架橋が不均一
となり耐水性、耐候性、耐汚染性などの劣ったものとな
り、1を超えるとアルコキシシリル基含量が多いため塗
膜が硬化する過程で割れが起こりやすくなるので好まし
くない。
The curing agent (II) used in the present invention comprises a self-emulsifying polyisocyanate (B) and a compound (C) containing at least an oxyethylene unit and an alkoxysilyl group in the molecule in a weight ratio (C) / It can be prepared by uniformly mixing (B) in the range of 0.01 to 1. If this weight ratio is less than 0.01, the self-emulsifying polyisocyanate (B) has insufficient water dispersibility, resulting in uneven cross-linking of the coating film, resulting in poor water resistance, weather resistance and stain resistance. If it exceeds 1, the content of alkoxysilyl groups is large and cracks are likely to occur in the process of curing the coating film, which is not preferable.

【0018】本発明に使用する自己乳化型のポリイソシ
アネート(B)は、ヘキサメチレンジイソシアネート、
トリレンジシソシアネート、キシレンジイソシアネー
ト、イソホロ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、水添トリレンジシソシアネート、水添
キシレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイ
ソシアネートなどの多価イソシアネートなどを骨格と
し、親水基、例えば、オキシエチレン基を有するもので
あれば特に制限なく使用できる。例えば、オキシエチレ
ン基を有する住友バイエルウレタン製のバイヒジュール
TPLS−2032、日本ポリウレタン製のDC−39
00、DC−3901、DC−3712などがこれに該
当する。
The self-emulsifying polyisocyanate (B) used in the present invention is hexamethylene diisocyanate,
Tolylene diisocyanate, xylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, hydrogenated xylene diisocyanate, hydrogenated diphenyl methane diisocyanate and the like as a skeleton, a hydrophilic group, for example, having an oxyethylene group Any material can be used without particular limitation. For example, Sumitomo Bayer Urethane Bayhijure TPLS-2032 having an oxyethylene group, Nippon Polyurethane DC-39.
00, DC-3901, DC-3712, etc. correspond to this.

【0019】また、本発明に使用する少なくとも分子中
にオキシエチレン単位とアルコキシシリル基を有する化
合物(C)のオキシエチレン繰り返し単位数は1〜20
の範囲であることが好ましい。オキシエチレン単位を持
たない場合は化合物(C)の自己乳化が困難となり、オ
キシエチレン繰り返し単位数が20を超えると化合物
(C)が水に溶解してしまうので好ましくない。また、
化合物(C)の分子中のアルコキシシリル基としては、
例えばメチルジエトキシシリル基、トリエトキシシリル
基、メチルジメトキシシリル基、トリメトキシシリル
基、トリプロポキシシリル基、トリイソプロポキシシリ
ル基、トリス(β−メトキシエトキシ)シリル基、トリ
ブトキシシリル基、トリ(2−メトキシエチル)シリル
基、トリ(2−エチルヘキシロキシ)シリル基などを採
用することができる。
Further, the compound (C) having at least an oxyethylene unit and an alkoxysilyl group in the molecule used in the present invention has 1 to 20 oxyethylene repeating units.
It is preferably in the range of. When the compound (C) does not have an oxyethylene unit, self-emulsification of the compound (C) becomes difficult, and when the number of oxyethylene repeating units exceeds 20, the compound (C) is dissolved in water, which is not preferable. Also,
As the alkoxysilyl group in the molecule of the compound (C),
For example, methyldiethoxysilyl group, triethoxysilyl group, methyldimethoxysilyl group, trimethoxysilyl group, tripropoxysilyl group, triisopropoxysilyl group, tris (β-methoxyethoxy) silyl group, tributoxysilyl group, tri ( A 2-methoxyethyl) silyl group, a tri (2-ethylhexyloxy) silyl group or the like can be adopted.

【0020】このような化合物(C)の製造方法は、特
に限定されないが、例えば、反応性基とアルコキシシリ
ル基を有する化合物と反応性基を有するポリオキシエチ
レン誘導体との反応によって得ることができる。このよ
うな反応例としては、それぞれの分子の有するヒドロキ
シ基とイソシアネート基、エポキシ基またはハロゲノ基
とアミノ基との反応に基づくカップリング反応などを用
いることができる。また、他の例を挙げれば、両末端、
または片末端にヒドロキシ基を有するポリオキシエチレ
ンから、金属アルコラート、ハロゲン化アリルなどによ
る末端部のビニル化、トリクロロシランによるシリル化
を経て、金属アルコラートによりアルコキシシリル化す
る反応を例示することができる。これらのうち、ヒドロ
キシ基、カルボキシル基、アミノ基、メルカプト基など
の活性水素を有する反応性基を持つポリオキシエチレン
誘導体とイソシアネート基とアルコキシシリル基を有す
る化合物との反応は複雑な反応過程を要しないことから
特に好ましく用いられる。このような化合物としては、
例えば、一般式 OCN(CH23SiXn(3-n) ・・・(1) (式中、Yは水素または炭素数1〜8の炭化水素基、X
は炭素数1〜3のアルコキシ基、nは1〜3の整数を表
す。)で示されるイソシアネート基を有するアルコキシ
シラン類を挙げることができる。具体的には、例えば、
γ−イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、
γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−
イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
イソシアネートプロピルトリメトキシシランなどが好適
に使用される。このような化合物は市販品として、日本
ユニカー製のトリメトシキシリル基を有するY−518
7や、トリエトキシシリル基を有するY−9030など
があり、任意に選択して使用できる。また、これらの化
合物と反応させるポリオキシエチレン誘導体としては、
分子中にオキシエチレン単位と反応性のヒドロキシ基を
1個以上含む化合物が好ましいものとしてあげられ、こ
れらのうち特にオキシエチレン繰り返し単位数が1〜2
0の範囲である化合物が好ましい。このような化合物と
しては、例えば、オキシエチレン単量体およびポリオキ
シエチレン、オキシエチレンアルキルアリールエーテル
およびポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、
オキシエチレンアルキルエーテルおよびポリオキシエチ
レンアルキルエーテル、オキシエチレンアルキルエステ
ルおよびポリオキシエチレンアルキルエステル、オキシ
エチレンアルキルアミンおよびポリオキシエチレンアル
キルアミン、オキシエチレンアリールエーテルおよびポ
リオキシエチレンアリールエーテル、オキシエチレンア
リールエステルおよびポリオキシエチレンアリールエス
テル、ソルビタン脂肪酸エステル、オキシエチレンで変
性したグリセリンなどの多価アルコール、オキシエチレ
ン変性シリコーンなどがあげられ、これらのポリオキシ
エチレン鎖に他のオキシアルキレンが共重合したもので
あってもよい。これらのオキシアルキレンの具体例とし
ては、オキシプロピレン、オキシテトラメチレンなどが
あげられ、共重合の態様としては、ランダム共重合であ
ってもブロック共重合であってもよい。
The method for producing such a compound (C) is not particularly limited, but can be obtained, for example, by reacting a compound having a reactive group and an alkoxysilyl group with a polyoxyethylene derivative having a reactive group. . As such a reaction example, a coupling reaction based on a reaction between a hydroxy group and an isocyanate group, an epoxy group or a halogeno group and an amino group, which each molecule has, can be used. Also, to give another example, both ends,
Alternatively, a reaction in which polyoxyethylene having a hydroxy group at one end is subjected to vinylation of the terminal portion with a metal alcoholate, allyl halide, etc., silylation with trichlorosilane, and then alkoxysilylation with a metal alcoholate can be exemplified. Of these, the reaction of a polyoxyethylene derivative having a reactive group having an active hydrogen such as a hydroxy group, a carboxyl group, an amino group and a mercapto group with a compound having an isocyanate group and an alkoxysilyl group requires a complicated reaction process. It is particularly preferably used because it is not used. Such compounds include:
For example, the general formula OCN (CH 2 ) 3 SiX n Y (3-n) (1) (wherein Y is hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, X
Represents an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 3. ) And alkoxysilanes having an isocyanate group. Specifically, for example,
γ-isocyanatopropylmethyldiethoxysilane,
γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, γ-
Isocyanatopropylmethyldimethoxysilane, γ-
Isocyanatopropyltrimethoxysilane and the like are preferably used. Such a compound is a commercially available product, Y-518 having a trimethoxysilyl group manufactured by Nippon Unicar
7 and Y-9030 having a triethoxysilyl group and the like, which can be arbitrarily selected and used. Further, as the polyoxyethylene derivative to be reacted with these compounds,
Compounds containing at least one hydroxy group reactive with an oxyethylene unit in the molecule are mentioned as preferable ones, and among them, the number of repeating units of oxyethylene is 1-2.
Compounds in the 0 range are preferred. Examples of such compounds include oxyethylene monomers and polyoxyethylene, oxyethylene alkylaryl ethers and polyoxyethylene alkylaryl ethers,
Oxyethylene alkyl ether and polyoxyethylene alkyl ether, oxyethylene alkyl ester and polyoxyethylene alkyl ester, oxyethylene alkylamine and polyoxyethylene alkylamine, oxyethylene aryl ether and polyoxyethylene aryl ether, oxyethylene aryl ester and poly Examples include oxyethylene aryl ester, sorbitan fatty acid ester, polyhydric alcohol such as glycerin modified with oxyethylene, and oxyethylene-modified silicone.Even if these oxyalkylene chains are copolymerized with other polyoxyethylene chains. Good. Specific examples of these oxyalkylenes include oxypropylene and oxytetramethylene, and the copolymerization may be random copolymerization or block copolymerization.

【0021】本発明にかかる化合物(C)は、ポリオキ
シエチレン部位による親水性、およびアルコキシシリル
部位による疎水性の両親媒性によって自己乳化性が付与
されているものと推測される。すなわち、この化合物
(C)のポリオキシエチレン部位は、硬化剤(II)中
での化合物(C)と自己乳化型ポリイソシアネート
(B)の親和性を向上させ、自己乳化型ポリイソシアネ
ート(B)の自己乳化性を安定化しているものと考えら
れる。また、さらに化合物(C)のアルコキシシリル部
位の加水分解性、加水分解後の架橋性は塗膜の耐水性、
および耐汚染性の向上に寄与するものと考えられる。
It is presumed that the compound (C) according to the present invention has self-emulsifying property due to hydrophilicity due to polyoxyethylene site and hydrophobic amphipathicity due to alkoxysilyl site. That is, the polyoxyethylene part of the compound (C) improves the affinity between the compound (C) and the self-emulsifying polyisocyanate (B) in the curing agent (II), and the self-emulsifying polyisocyanate (B) It is considered that the self-emulsifying property of is stabilized. Further, the hydrolyzability of the alkoxysilyl moiety of the compound (C) and the crosslinkability after hydrolysis are due to the water resistance of the coating film,
It is also considered to contribute to the improvement of stain resistance.

【0022】本発明の硬化剤(II)としては以上説明
した自己乳化型ポリシソシアネート(B)、化合物
(C)を必須成分とすれば他の化合物を適宜添加するこ
とも可能である。具体的には、架橋性を改善するための
一般のポリイソシアネート類、硬化剤の粘度低下のため
の有機溶剤やオリゴマー類、自己乳化型ポリシソシアネ
ート(B)の自己乳化性を補助するための各種乳化剤、
硬度や耐汚染性を改善するためのアルキルシリケート
類、架橋促進のための水溶性アミン系触媒などであり、
硬化剤(II)のうち30%以下の範囲で添加すること
が好ましい。かかる水溶性アミン系触媒としては、水系
エマルジョン(I)、硬化剤(II)に予め添加して
も、両者の混合に際して添加してもよく、水系エマルジ
ョン(I)中のフッ素系共重合体(A)100部に対し
て3部以下の範囲で添加することが好ましい。このよう
なアミン系の水溶性触媒としては、硬化剤のイソシアネ
ート基と水との反応触媒作用が低く、かつ化合物(C)
のアルコキシシリル基の加水分解を効率良く引き起こす
ものが好ましく用いられる。かかるアミン系の水溶性触
媒の具体例としては、N,N,N’,N’−テトラメチ
ルジアミノエタン、N,N,N’,N’−テトラメチル
ジアミノヘキサン、N,N,N’,N’−テトラメチル
ジアミノブタンなどのN,N,N’,N’−テトラメチ
ルジアミノ系化合物類、またN−メチルモルホリン、N
−エチルモルホリン、N−メチルピペラジン、N,N’
−ジメチルピペラジン、N,N’−ジメチルベンジルア
ミン、N,N’−ジメチルドデシルアミンなどがあげら
れる。なかでも前述の塗膜の表面性からN,N,N’,
N’−テトラメチルジアミノ系化合物が特に好適であ
る。
As the curing agent (II) of the present invention, if the self-emulsifying polyisocyanate (B) and the compound (C) described above are essential components, other compounds can be added as appropriate. Specifically, general polyisocyanates for improving the crosslinkability, organic solvents and oligomers for reducing the viscosity of the curing agent, and for assisting the self-emulsifying property of the self-emulsifying polyisocyanate (B) Various emulsifiers,
Alkyl silicates for improving hardness and stain resistance, water-soluble amine catalysts for promoting crosslinking, etc.,
It is preferable to add within 30% or less of the curing agent (II). Such a water-soluble amine catalyst may be added in advance to the water-based emulsion (I) and the curing agent (II) or may be added when the two are mixed, and the fluorine-based copolymer (in the water-based emulsion (I) ( A) It is preferable to add 3 parts or less to 100 parts. Such an amine-based water-soluble catalyst has a low reaction catalytic action between the isocyanate group of the curing agent and water, and has a compound (C)
Those which efficiently cause the hydrolysis of the alkoxysilyl group are preferably used. Specific examples of such amine-based water-soluble catalysts include N, N, N ′, N′-tetramethyldiaminoethane, N, N, N ′, N′-tetramethyldiaminohexane, N, N, N ′, N, N, N ', N'-tetramethyldiamino compounds such as N'-tetramethyldiaminobutane, N-methylmorpholine, N
-Ethylmorpholine, N-methylpiperazine, N, N '
-Dimethylpiperazine, N, N'-dimethylbenzylamine, N, N'-dimethyldodecylamine and the like can be mentioned. Among them, N, N, N ',
N'-tetramethyldiamino compounds are particularly suitable.

【0023】本発明の水性フッ素樹脂塗料は、水系エマ
ルジョン(I)、硬化剤(II)からなるが、これらの
配合比は、水系エマルジョン(I)のフッ素系共重合体
(A)100部に対して、硬化剤(II)が1〜50部
の範囲で使用することができる。1部未満では架橋が不
十分で耐水性、耐汚染性が発現せず、50部を超えると
耐候性が低下してしまうので好ましくない。
The aqueous fluororesin coating composition of the present invention comprises an aqueous emulsion (I) and a curing agent (II). The mixing ratio of these is 100 parts of the fluorocopolymer (A) of the aqueous emulsion (I). On the other hand, the curing agent (II) can be used in the range of 1 to 50 parts. If it is less than 1 part, crosslinking will be insufficient and water resistance and stain resistance will not be exhibited, and if it exceeds 50 parts, the weather resistance will decrease, such being undesirable.

【0024】本発明の水性フッ素樹脂塗料の配合処方と
しては、水系エマルジョンから成る水系エマルジョン
(I)に対して、あらかじめ水中に乳化させた硬化剤
(II)を攪拌混合する方法、水系エマルジョン(I)
に対して直接硬化剤(II)を攪拌混合する方法などが
挙げられる。
As the compounding formulation of the aqueous fluororesin coating material of the present invention, a method of stirring and mixing a curing agent (II) previously emulsified in water with an aqueous emulsion (I) consisting of an aqueous emulsion, an aqueous emulsion (I )
For example, a method of directly mixing the curing agent (II) with stirring can be mentioned.

【0025】本発明の水系エマルジョン(I)は、その
ままでも常温硬化性の水性フッ素樹脂塗料として使用可
能であるが必要に応じて塗料化にともなう種々の添加
剤、例えば増粘剤、増膜助剤、顔料分散剤、分散助剤、
顔料、消泡剤、沈降防止剤、レベリング剤、紫外線吸収
剤、光安定剤、防錆剤、防カビ剤などを特に制限なくエ
マルジョンの粒子中または水中に添加してもよい。
The water-based emulsion (I) of the present invention can be used as it is as a room temperature-curable aqueous fluororesin paint, but if necessary, various additives such as a thickener and a film-forming aid are added to the paint. Agent, pigment dispersant, dispersion aid,
A pigment, a defoaming agent, an anti-settling agent, a leveling agent, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an anticorrosive agent, an antifungal agent and the like may be added in the particles of the emulsion or in water without particular limitation.

【0026】以下、本発明を実施例によって具体的に説
明する。
The present invention will be specifically described below with reference to examples.

【0027】[0027]

【実施例】【Example】

[合成例1〜5]酪酸ビニル71g(27モル%)、バ
ーサチック9酸ビニル43g(10モル%)、ヒドロキ
シブチルアリルエーテル30g(10モル%)、ウンデ
シレン酸13g(3モル%)とノニオン系乳化剤New
col504(日本乳化剤(株)製)6gからなる単量
体の混合液、炭酸ナトリウム10水塩0.3gをイオン
交換水30gに溶解した受酸剤水溶液、過硫酸アンモニ
ウム0.5gをイオン交換水30gに溶解した重合開始
剤水溶液をそれぞれ調製し、電磁攪拌機付きの内容量2
リットルのSUS製オートクレーブに、単量体混合液、
受酸剤水溶液、重合開始剤水溶液、イオン交換水680
gを順次装入し、均一となるように攪拌混合し、窒素ガ
スで脱気置換を3回繰り返した後、クロロトリフルオロ
エチレン134g(50モル%)を仕込み50℃で24
時間重合を行った(合成例1)。
[Synthesis Examples 1 to 5] 71 g (27 mol%) of vinyl butyrate, 43 g (10 mol%) of versatic vinyl octanoate, 30 g (10 mol%) of hydroxybutyl allyl ether, 13 g (3 mol%) of undecylenic acid and a nonionic emulsifier. New
col504 (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.), a mixed solution of monomers, 6 g of sodium carbonate decahydrate dissolved in 30 g of ion-exchanged water as an acid acceptor solution, and 0.5 g of ammonium persulfate in 30 g of ion-exchanged water. Prepare the aqueous solution of the polymerization initiator dissolved in each, and the content of 2 with a magnetic stirrer.
Into a liter SUS autoclave, mix the monomer mixture,
Acid acceptor aqueous solution, polymerization initiator aqueous solution, ion-exchanged water 680
g were sequentially charged, and the mixture was stirred and mixed so as to be uniform, and deaeration and substitution with nitrogen gas were repeated 3 times, and then 134 g (50 mol%) of chlorotrifluoroethylene was charged and the mixture was added at 50 ° C. for 24 hours.
Polymerization was performed for a time (Synthesis example 1).

【0028】また、同様にして表1に示した種々の単量
体および組成で重合してフッ素系共重合体(A)を得た
(合成例2〜5)。いずれの場合も、重合終了後、内容
物を取り出し、固形分濃度が50重量%となるように濃
縮し、28%アンモニア水を用いてPH8となるよう調
整し、フッ素系共重合体(A)の水系エマルジョン
(I)を得た。
Similarly, various monomers and compositions shown in Table 1 were polymerized to obtain a fluorinated copolymer (A) (Synthesis Examples 2 to 5). In either case, after the completion of the polymerization, the contents were taken out, concentrated so that the solid content concentration became 50% by weight, adjusted to PH8 with 28% ammonia water, and the fluorine-based copolymer (A) was obtained. To obtain an aqueous emulsion (I).

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】<評価方法> ・保存安定性 50℃ 1ヶ月後の安定性。<Evaluation method> ・ Storage stability Stability after 1 month at 50 ° C.

【0031】○:変化なし、×:粒子沈降 ・機械的安定性 5000rpm 5分間の攪拌後の安定性。◯: No change, ×: Particle sedimentation ・ Mechanical stability Stability after stirring at 5000 rpm for 5 minutes.

【0032】○:変化なし、×:粒子径の増加あり [合成例6〜8]電磁攪拌機付きの内容量2リットルの
SUS製オートクレーブに、PEG−200(三洋化成
(株)製:末端がヒドロキシ基である平均分子量200
のポリオキシエチレン)400g(33モル%)、Y−
9030(日本ユニカー(株)製:OCN−(CH23
−Si−(OEt)3)988g(67モル%)を仕込
み、窒素ガスで脱気置換を3回繰り返した後100℃で
5時間反応させた(合成例6)。反応後得られた化合物
について1H−NMR測定によって反応生成物の確認、
および反応収率の計算を行った。その結果、4.2pp
mと5.1ppmに反応によってウレタン結合が形成さ
れたことを示唆する特異なピークが観測され、これらの
積分比から、反応収率は93%と算出された。
◯: No change, ×: Increase in particle size [Synthesis Examples 6 to 8] PEG-200 (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd .: hydroxy terminal) was placed in a SUS autoclave with a magnetic stirrer and an internal volume of 2 liters. Average molecular weight of 200
Polyoxyethylene) 400 g (33 mol%), Y-
9030 (manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd .: OCN- (CH 2 ) 3
988 g (67 mol%) of —Si— (OEt) 3 ) was charged, and deaeration and substitution with nitrogen gas was repeated 3 times, and then the reaction was carried out at 100 ° C. for 5 hours (Synthesis example 6). Confirmation of the reaction product by 1 H-NMR measurement for the compound obtained after the reaction,
And the calculation of the reaction yield was performed. As a result, 4.2pp
A unique peak indicating that a urethane bond was formed by the reaction was observed at m and 5.1 ppm, and the reaction yield was calculated to be 93% from the integrated ratio of these peaks.

【0033】また、同様にして表2に示した組成物を反
応させた(合成例7〜8)。何れの場合も、反応終了
後、溶媒として用いたキシレンを減圧蒸留によって除去
した。
Further, the compositions shown in Table 2 were similarly reacted (Synthesis Examples 7 to 8). In each case, xylene used as a solvent was removed by vacuum distillation after the reaction was completed.

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】配合例1〜5 あらかじめ自己乳化型ポリイソシアネート(B)として
オキシエチレン基とイソシアネート基を持つ住友バイエ
ルウレタン製のバイヒジュールTPLS−2032と化
合物(C)として合成例6で得た化合物を(C)/
(B)が0.33(重量比)となるように混合し、硬化
剤(II)を得た(配合例1)。同様に、表3に示す組
成で自己乳化型ポリイソシアネート(B)と化合物
(C)を配合し硬化剤(II)を得た(配合例2〜
5)。
Formulation Examples 1 to 5 Baihydur TPLS-2032 manufactured by Sumitomo Bayer Urethane having an oxyethylene group and an isocyanate group as the self-emulsifying polyisocyanate (B) and the compound obtained in Synthesis Example 6 as the compound (C) ( C) /
(B) was mixed so as to be 0.33 (weight ratio) to obtain a curing agent (II) (Formulation Example 1). Similarly, the self-emulsifying polyisocyanate (B) and the compound (C) were blended in the composition shown in Table 3 to obtain a curing agent (II) (blending example 2).
5).

【0036】[0036]

【表3】 [Table 3]

【0037】[実施例1]合成例1で得た水系エマルジ
ョン(I)に、フッ素系共重合体(A)100部に対し
て配合例1の硬化剤(II)を24部添加し、均一なエ
マルジョンになるように攪拌混合し、水性フッ素樹脂塗
料を得た。
[Example 1] To the aqueous emulsion (I) obtained in Synthesis Example 1, 24 parts of the curing agent (II) of Formulation Example 1 was added to 100 parts of the fluorocopolymer (A) to obtain a uniform mixture. The mixture was stirred and mixed so as to obtain a different emulsion to obtain an aqueous fluororesin coating material.

【0038】得られた水性フッ素樹脂塗料を150×7
0×2mmのアルミ板にスプレー塗装し、3日間常温で
硬化させた。得られた塗膜の膜厚は50ミクロンであっ
た。この塗膜について、光沢測定、ラビング試験、耐水
性試験、耐汚染性暴露試験、耐カーボン汚染性試験、促
進耐候性試験を行った。結果を表4に示す。
The obtained aqueous fluororesin paint was applied to 150 × 7.
It was spray-coated on a 0 × 2 mm aluminum plate and cured at room temperature for 3 days. The film thickness of the obtained coating film was 50 microns. The coating film was subjected to gloss measurement, rubbing test, water resistance test, stain resistance exposure test, carbon stain resistance test, and accelerated weather resistance test. The results are shown in Table 4.

【0039】[実施例2〜4]実施例1と同様に、表3
に示す配合例1〜3の硬化剤(II)と表1に示す合成
例1〜5に示す水系エマルジョン(I)を攪拌混合し
た。ついで、アミン系触媒のN,N,N’,N’−テト
ラメチルジアミノヘキサンを0.5部添加し水性フッ素
樹脂塗料を得た。以下、同様にスプレー塗装によって塗
膜を作製し、光沢測定、ラビング試験、耐水性試験、耐
汚染性曝露試験、耐カーボン汚染性試験、促進耐候性試
験を行った。結果を表4に示す。
[Examples 2 to 4] As in Example 1, Table 3
The curing agents (II) of formulation examples 1 to 3 and the aqueous emulsions (I) of synthesis examples 1 to 5 shown in Table 1 were stirred and mixed. Then, 0.5 part of N, N, N ′, N′-tetramethyldiaminohexane as an amine catalyst was added to obtain an aqueous fluororesin coating material. Hereinafter, a coating film was similarly prepared by spray coating, and gloss measurement, rubbing test, water resistance test, stain resistance exposure test, carbon stain resistance test, and accelerated weathering test were performed. The results are shown in Table 4.

【0040】[比較例1]合成例5で得た水系エマルジ
ョン(I)からなる水性フッ素樹脂塗料を実施例1と同
様にスプレー塗装し、塗膜を作製した。この塗膜につい
て、光沢測定、ラビング試験、耐水性試験、耐汚染性暴
露試験、耐カーボン汚染性試験、促進耐候性試験を行っ
た。結果を表4に示す。
[Comparative Example 1] The aqueous fluororesin coating material comprising the aqueous emulsion (I) obtained in Synthesis Example 5 was spray coated in the same manner as in Example 1 to prepare a coating film. The coating film was subjected to gloss measurement, rubbing test, water resistance test, stain resistance exposure test, carbon stain resistance test, and accelerated weather resistance test. The results are shown in Table 4.

【0041】[比較例2]合成例1で得た水系エマルジ
ョン(I)に、フッ素系共重合体(A)100部に対し
て配合例5の硬化剤(II)(バイヒジュールTPLS
−2032)18部を実施例1と同様に混合し、実施例
1と同様にスプレー塗装によって塗膜を作製し塗膜の性
能を評価した。結果を表4に示す。
[Comparative Example 2] In the aqueous emulsion (I) obtained in Synthesis Example 1, 100 parts of the fluorine-based copolymer (A) was added to the curing agent (II) of Formulation Example 5 (Baihydur TPLS).
-2032) 18 parts were mixed in the same manner as in Example 1, and a coating film was prepared by spray coating in the same manner as in Example 1 to evaluate the performance of the coating film. The results are shown in Table 4.

【0042】[比較例3]合成例2で得た水系エマルジ
ョン(I)に、フッ素系共重合体(A)100部に対し
て配合例4で調製した硬化剤(II)42部を実施例1
と同様に混合し、実施例1と同様にスプレー塗装によっ
て塗膜を作製し塗膜の性能を評価した。結果を表4に示
す。
Comparative Example 3 42 parts of the curing agent (II) prepared in Formulation Example 4 was added to 100 parts of the fluorocopolymer (A) in the aqueous emulsion (I) obtained in Synthesis Example 2. 1
The mixture was mixed in the same manner as in Example 1, and a coating film was prepared by spray coating in the same manner as in Example 1 to evaluate the performance of the coating film. The results are shown in Table 4.

【0043】比較例1はフッ素系共重合体(A)が単量
体としてヒドロキシ基含有の重合性化合物またはカルボ
キシル基含有の重合性化合物を含まない例、比較例2は
硬化剤(II)として化合物(C)を含まない例、比較
例3は(C)/(B)の重量比が1を超えた例、比較例
4は、硬化剤(II)として化合物(C)をフッ素系共
重合体(A)100部に対して50部以上配合した例で
ある。
Comparative Example 1 is an example in which the fluorine-based copolymer (A) does not contain a hydroxy group-containing polymerizable compound or a carboxyl group-containing polymerizable compound as a monomer, and Comparative Example 2 is a curing agent (II). Examples containing no compound (C), Comparative Example 3 in which the weight ratio of (C) / (B) exceeded 1, and Comparative Example 4 in which the compound (C) was used as a curing agent (II) in a fluorine-based copolymer. This is an example in which 50 parts or more are mixed with 100 parts of the combined (A).

【0044】[0044]

【表4】 [Table 4]

【0045】<評価方法> ・分散性 (I)に(II)を直接添加した後に攪拌機で10秒間
攪拌した水性塗料中の分散性を目視観察した。
<Evaluation Method>-(II) was directly added to the dispersibility (I), and then the dispersibility in the aqueous coating composition was stirred with a stirrer for 10 seconds and visually observed.

【0046】○:均一なエマルジョン、△:(II)の
大きな粒子がわずかにみとめられた、×:(II)の粒
子が残り、沈澱した ・光沢測定 60度鏡面光沢試験による測定。単位%。 ・ラビング試験 キシレンで湿らせたガーゼを使用したラビング試験機
(100往復後の表面変化を3段階で評価)。
○: uniform emulsion, Δ: slightly large particles of (II) were found, ×: particles of (II) remained and precipitated. Gloss measurement: Measured by a 60-degree specular gloss test. unit%.・ Rubbing test A rubbing tester using gauze moistened with xylene (surface change after 100 reciprocations is evaluated in 3 levels).

【0047】○:全く変化無し、△:キズや白化、×:
膨潤や溶解 ・耐水性試験 3日硬化後の塗膜を水中で2週間浸積し、ハガレ、ブリ
スターなどの塗膜異常を観察する。
◯: No change, Δ: Scratches or whitening, ×:
Swelling, dissolution and water resistance test The coating film after curing for 3 days is immersed in water for 2 weeks, and the coating film abnormality such as peeling and blister is observed.

【0048】○:全く変化無し、△:わずかなブリスタ
ー、×:ブリスターやハガレが生じる ・耐汚染性暴露試験 塗装板を長辺の中央で135度に折り曲げ、地面に対し
て上部が45度、下部が90度をなすように設置して暴
露し、下部の塗装面に発生する雨スジを観察した。暴露
は川越、6カ月間。
○: No change, △: Slight blisters, ×: Blister and peeling occur ・ Staining resistance exposure test Bend the coated plate at 135 ° in the center of the long side, and the upper part is 45 ° to the ground, The lower part was installed so as to form an angle of 90 degrees and exposed, and rain streaks generated on the lower coated surface were observed. Kawagoe is exposed for 6 months.

【0049】○:雨スジ発生なし、△:薄い雨スジが発
生、×:濃い雨スジが発生 ・耐カーボン汚染性 カーボン/灯油の3%溶液を塗膜上に滴下し、20℃飽
和蒸気圧下で1日、40℃で2日間乾燥し、超音波洗浄
器を用いて水中での洗浄性およびフキトリ性を観察し
た。
○: No rain streak was generated, △: Light rain streak was generated, ×: Thick rain streak was generated ・ Carbon stain resistance 3% solution of carbon / kerosene was dropped on the coating film and saturated steam pressure at 20 ° C was applied. It was dried for 1 day at 40 ° C. for 2 days, and the detergency in water and the fusiability were observed using an ultrasonic cleaner.

【0050】○:跡がほとんどなく拭き取れる、△:跡
が薄く残る、フキトリも可、×:跡が濃く残り拭き取れ
ない ・促進耐候性試験 サンシャインウエザオメータ4000時間による促進試
験(試験前後の60度光沢保持率)。
○: Almost no traces can be wiped off, Δ: Traces remain thin, and can be wiped. ×: Accurate weather resistance test Accelerated weathering test Acceleration test with 4000 hours of sunshine weatherometer (60 before and after the test) Gloss retention rate).

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明の水性フッ素樹脂塗料は、フッ素
樹脂からなる水性エマルジョンへの硬化剤の分散性が良
いため、均一な膜が得られ、フッ素樹脂が本来有する耐
水性、耐汚染性、耐候性などの諸特性をえることがで
き、加えて、塗料主剤と硬化剤を混合分散させることが
容易であるので塗装現場で簡便に調合することができる
という顕著な効果を有する。
The water-based fluororesin coating material of the present invention has a good dispersibility of the curing agent in the water-based emulsion made of a fluororesin, so that a uniform film can be obtained, and the water resistance and stain resistance inherent in the fluororesin, It is possible to obtain various properties such as weather resistance, and in addition, since it is easy to mix and disperse the main coating material and the curing agent, there is a remarkable effect that they can be easily prepared at the painting site.

フロントページの続き (72)発明者 堤 憲太郎 埼玉県川越市今福中台2805番地 セント ラル硝子株式会社化学研究所内 (56)参考文献 特開 平6−322313(JP,A) 特開 平7−113005(JP,A) 特開 平7−82520(JP,A) 特開 平5−179191(JP,A) 特開 平6−172451(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09D 175/04 C09D 5/00 C09D 127/12 Front Page Continuation (72) Inventor Kentaro Tsutsumi 2805 Imafuku Nakadai, Kawagoe-shi, Saitama Central Chemical Co., Ltd. (56) References JP-A-6-322313 (JP, A) JP-A-7-113005 (JP, A) JP 7-82520 (JP, A) JP 5-179191 (JP, A) JP 6-172451 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7) , DB name) C09D 175/04 C09D 5/00 C09D 127/12

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくともフルオロオレフィン30〜65
モル%、共重合可能なビニル系化合物14〜70モル
%、ヒドロキシ基含有の化合物および/またはカルボキ
シル基含有の重合性化合物1〜30モル%を共重合させ
て得られたフッ素系共重合体(A)の水系エマルジョン
(I)に対して、 自己乳化型ポリイソシアネート(B)と、 少なくとも分子中にオキシエチレン単位とアルコキシシ
リル基を含む化合物(C)を重量比(C)/(B)が
0.01〜1となるように混合してなる硬化剤(II)
を配合した水性フッ素樹脂塗料であって、フッ素系共重
合体(A)の100重量部に対して硬化剤(II)を1
〜50重量部配合した水性フッ素樹脂塗料。
1. At least a fluoroolefin of 30 to 65.
Fluorine-based copolymer obtained by copolymerizing mol%, copolymerizable vinyl compound 14 to 70 mol%, hydroxy group-containing compound and / or carboxyl group-containing polymerizable compound 1 to 30 mol% ( The weight ratio (C) / (B) of the self-emulsifying polyisocyanate (B) and the compound (C) containing at least an oxyethylene unit and an alkoxysilyl group in the molecule to the aqueous emulsion (I) of A) is Hardening agent (II) obtained by mixing so as to be 0.01 to 1.
Is a water-based fluororesin coating composition containing 100 parts by weight of the fluorocopolymer (A) and 1 part of the curing agent (II).
Aqueous fluororesin paint containing 50 parts by weight.
【請求項2】フッ素系共重合体(A)は、フルオロオレ
フィンがクロロトリフルオロエチレン、ビニル系化合物
がビニルエステル類、ヒドロキシ基含有の重合性化合物
がヒドロキシ基含有アリル化合物でありこれらを共重合
させて得られたフッ素系共重合体(A)である請求項1
記載の水性フッ素樹脂塗料。
2. The fluorocopolymer (A) comprises chlorotrifluoroethylene as the fluoroolefin, vinyl esters as the vinyl compound, and a hydroxy group-containing allyl compound as the hydroxy group-containing polymerizable compound. The fluorine-based copolymer (A) obtained by the above process.
The water-based fluororesin paint described.
【請求項3】フッ素系共重合体(A)は、カルボキシル
基含有の重合性化合物としてウンデシレン酸を共重合さ
せたフッ素系共重合体(A)である請求項1記載の水性
フッ素樹脂塗料。
3. The aqueous fluororesin coating composition according to claim 1, wherein the fluorocopolymer (A) is a fluorocopolymer (A) obtained by copolymerizing undecylenic acid as a carboxyl group-containing polymerizable compound.
【請求項4】水系エマルジョン(I)が乳化重合により
得られたフッ素系共重合体(A)の水系エマルジョン
(I)であることを特徴とする請求項1記載の水性フッ
素樹脂塗料。
4. The aqueous fluororesin coating composition according to claim 1, wherein the aqueous emulsion (I) is an aqueous emulsion (I) of the fluorocopolymer (A) obtained by emulsion polymerization.
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