JP3847127B2

JP3847127B2 - Coating composition for vehicle painted surface and method for coating the coating composition

Info

Publication number: JP3847127B2
Application number: JP2001301098A
Authority: JP
Inventors: 昭典阿部; 秀樹五木田
Original assignee: マテックス株式会社; サンエスエンジニアリング株式会社
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003105263A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗り物塗装面用コーティング組成物及び当該コーティング組成物のコーティング方法に関し、特に、防汚性、撥水性、光沢性に優れるとともに、長期間にわたりこれらの効果が持続し、変色がない塗膜を形成することができる乗り物塗装面用コーティング組成物及び当該当該コーティング組成物のコーティング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、シラン系コーティング剤は、耐候性、耐汚染性などに優れたコーティング剤として使用されており、近年では更に、耐汚染性、耐絶縁性、耐摩耗性、耐水性、耐湿性、耐密着性、耐薬品性、耐熱性、高い塗膜硬度等の種々の性能が要求されるようになっている。
【０００３】
通常、２官能性アルコキシシラン（ジメチルメトキシシランなど）と３官能性アルコキシシラン（メチルトリメトキシシランなど）、又は３官能性アルコキシシラン（メチルトリメトキシシランなど）と４官能性アルコキシシラン（テトラメトキシシランなど）を共和加水分解させて製造したコート剤は、プラスチック表面のコーティング剤等として使用されている。
【０００４】
しかし、このコート剤は、皮膜は硬く、耐摩擦性や耐溶剤性などの向上には適切なコート剤であるが、自動車用のコーティング剤として必要な耐アルカリ性（融雪剤：塩化カルシウム、塩害：海水など）が弱く、皮膜を長期間保持することは困難であり、自動車用コーティング剤として用いることは困難である。
【０００５】
また、フルオロアルキルシラン（長鎖フルオロアルキルシランなど）は、アルカリ・酸触媒を用いたコーティング剤として、ガラス表面処理剤などに使用されている。
このコーティング剤は、ジメチルシリコーン樹脂やフッ素樹脂などと比べ結合力（接着力）が強く、臨界表面張力低く、濡れ難い表面を形成するが、自動車用のコーティング剤として必要な塗布性に乏しく、皮膜を形成させるには硬度が堅く、塗りムラが生じてしまい、かかるコーティング剤も自動車用コーティング剤として使用することは困難である。
【０００６】
自動車用ワックスやポリマー液に使用されているテフロン（登録商標）、フッ素等の高耐久性樹脂は、そのままでは塗装に定着しないので、ロウや油脂分とブレンドしてコーティング剤としている。
かかるロウや油脂分等は、大気中の酸素、水分と反応してしまうため、酸化がコーティング剤による皮膜に生じてしまう。
【０００７】
シラン系コーティング剤としては、特開平１０−３０７９６８号に、メチルトリメトキシシラン等の加水分解性オルガノシラン、該オルガノシランの加水分解物及び該オルガノシランの部分縮合物から選ばれる少なくとも１種の成分、及び二酸化チタン超微粒子が二酸化チタン以外の金属酸化物中に分散等した複合酸化物を含有するコーティング組成物が開示されている。
【０００８】
また、特開２０００−１４４０５４号には、４官能シリコーンレジンとフィラーとを含むコーティング組成物が開示されており、更に特許第２５７５８５８号には一定の式を満足する末端パーアルコキシシラン組成物を有機溶剤に溶解したコーティング組成物が記載されている。
【０００９】
しかし、上記したような従来のコーティング組成物は、経時的劣化が早く、耐久性、防汚性、撥水性が十分とはいえず、光沢が劣化し、退色が早期に起こり、また、塗膜硬度も適切なものではない。
また、コーティング剤が有する上記性能を長期間持続することができないため、たびたびコーティングを施さなければならず、煩雑である。
【００１０】
しかも、このような従来のシラン系コーティング剤は、乗り物基材に塗布すると、塗膜にクラックが入り、乗り物基材に使用することは極めて難しかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決し、防汚性、撥水性、光沢性に優れるとともに、長期間にわたりこれらの効果が持続し、変色がなく、円滑な表面を有する塗膜を形成することのできる乗り物塗装面用コーティング組成物を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、前記乗り物塗装面用コーティング組成物を乗り物に効果的に塗布して上記した皮膜を形成することのできる当該コーティング組成物のコーティング方法を提供することにある。
【００１３】
【００１４】
ここで、乗り物には、自動車、自動二輪車、自転車、飛行機、ヘリコプター、船舶等の通常乗り物と称される動力機関をすべて含む意である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の乗り物塗装面用コーティング組成物は、次の一般式
【化２】

で表されるフルオロアルキルシランと、２官能性アルキルアルコキシシラン及び３官能性アルキルアルコキシシランとを重量比で２：８〜０．１：９．９の割合で含み、該２官能性アルキルアルコキシシランと３官能性アルキルアルコキシシランとの含有割合を重量比で７５：２５〜８５：１５とすることにより、２官能性アルキルアルコキシシランと３官能性アルキルアルコキシシランとの共加水分解３次元縮合体と、フルオロアルキルシラン加水分解縮合物とを含むことを特徴とする。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
さらに好適には、前記乗り物塗装面用コーティング組成物においては、加水分解促進触媒を更に含有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の乗り物用コーティング組成物の塗布方法は、本発明の乗り物塗装面用コーティング組成物を、乗り物基材を脱脂したのち塗布して拭き延ばしし、次いで乾燥させた後、拭き取る工程を含むことを特徴とする。
【００２１】
また、好適には前記乗り物塗装面用コーティング組成物のコーティング方法において、脱脂後、乗り物基材上には水分が残存していないことを確認する工程を含むことを特徴とする。
【００２２】
さらに好適には、前記乗り物塗装面用コーティング組成物のコーティング方法において、温度２０〜２５℃、湿度５０〜６０％の条件下の場合に、塗布から拭き伸ばしを５〜１０分間で行い、次いで乾燥放置を６０〜３０分間行うことを特徴とする。
【００２３】
また、前記乗り物塗装面用コーティング組成物のコーティング方法において塗布方法において、拭き取りは、エマルジョン系拭き取り剤、好適にはアクリルフッ素系拭き取り剤を用いることを特徴とする。
【００２４】
乗り物は、乗り物塗装面基材上に、上記いずれかの乗り物塗装面用コーティング組成物中のフルオロアルコキシシランが加水分解触媒の存在下で加水分解することにより形成された硬化皮膜を備える。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明を、以下の好適例を用いて説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明の乗り物塗装面用コーティング組成物は、フルオロアルキルシラン及びアルコキシシランを含むものである。
【００２６】
アルコキシランは、２官能性及び３官能性アルコキシシランの双方を含有し、望ましくはこれらのアルコキシシランは、アルキルアルコキシシランである。
２官能性アルコキシシランとしては、次の一般式
【化３】

であらわされる、２官能性ジアルコキシジメチルシラン等を用いることができる。特に、ジメチルジメトキシシランを使用することが好ましい。
【００２７】
また３官能性アルコキシシランとしては、次の一般式
【化４】

であらわされる、3官能性トリアルコキシジメチルシラン等を用いることができる。特に、メチルトリメトキシシランを使用することが好ましい。
【００２８】
かかる２官能性及び３官能性アルコキシシランのアルコキシシラン中の含有割合は、重量比で、７５：２５〜８５：１５であることが望ましい。
この範囲の割合であると、３官能性アルコキシシランが２官能性アルコキシシランの分岐点として好適に作用し、３官能性アルコキシシランと２官能性アルコキシシランとが組み合わされて共和加水分解が効率よく行われるからである。
【００２９】
アルコキシシランは、本発明のコーティング組成物による皮膜強度や耐溶剤性を向上させる機能を有する。
２官能性アルコキシシランのみを空気中の水分によって、加水分解させるとシラノールとなり、シラノールが縮合して鎖状のポリジメチルシロキサンとなるが、３官能性アルコキシシランが２官能性アルコキシシランと組み合わされて共和加水分解が行われて縮合体となると、３官能性が分岐点となり、３次元化して、粘りがあり、衝撃に強いコート皮膜を形成することができる。
【００３０】
その機構を、例を挙げて次の反応式で示す。
【化５】

【００３１】
好適な２官能性アルコキシシランと３官能性アルコキシシランとの縮合体としては、例えば次の式で表されるものがある。
【化６】

【化７】

【００３２】
本発明のコーティング組成物に含有されるフルオロアルコキシシランは、次の一般式
【化８】

であらわされる。
特に、ｍが５〜７、ｎが０〜１、ｒが２〜３のものが好適であり、これにより一層、防汚性、撥水性、光沢性に優れるとともに、長期間にわたりこれらの効果が持続し、変色がない塗膜を形成することのできるコーティング組成物を得ることができる。
【００３３】
フルオロアルコキシシランは、加水分解触媒の存在下、水分、例えば空気中の水分と加水分解することにより、強固な皮膜を形成することができる。
これは、具体的には、フルオロアルコキシシラン中のシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）が、乗り物の基材表面である無機基材表面（Ｍ−ＯＨ）上で、オキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を形成するからであり、この機構は次の式で表される。
Ｓｉ−ＯＨ＋Ｍ−ＯＨ→Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合
【００３４】
フルオロアルコキシシランの加水分解機構は以下に示される。
【化９】

【００３５】
本発明のコーティング剤は、上記フルオロアルコキシシランとアルコキシシランとの双方を含有しなければならない。
これは、アルコキシシランのみでは、耐候性に乏しく、強固な皮膜を形成することができず、また、アルコキシシランからなるコーティング剤は、乗り物用基材に塗布した場合に、拭き取ることが困難であり、光沢性に乏しくなってしまい、従って、現実には乗り物用のコーティング剤として用いることは困難だからである。
【００３６】
しかし、本発明においては、フルオロアルコキシシランとアルコキシシランとの双方を含むため、両者の相互作用により、これらの欠点を改善した耐候性のある強靭な皮膜を形成できる乗り物用コーティング剤が得られるのである。
【００３７】
かかるフルオロアルコキシシランとアルコキシシランとの好適な配合割合は、重量比で２：８〜０．１：９．９である。
かかる配合割合とすることにより、２官能性アルコキシシランと３官能性アルコキシシランとの共和加水分解による縮合を妨げることなく、フルオロアルコキシシランも効率よく加水分解を行うことができるからである。
また、フルオロアルコキシシランの割合を上記範囲より多くすると、２官能性アルコキシシランと３官能性アルコキシシランの共和加水分解による縮合を妨げ、２官能性アルコキシシランが加水分解中にシラノールとなって縮合して、ポリジメチルシロキサンとなってしまい、得られるコート皮膜が硬化しないか、もしくは皮膜を形成することができなくなってしまう。
【００３８】
また、本発明のコーティング剤は、好適には加水分解触媒を含有し、上記した加水分解を促進するもの、特にフルオロアルコキシシランの上記加水分解を促進するものであれば、すべて使用することができる。例えば、前記加水分解触媒には、テトラメチル鉛等があるが、これに限定されるものではない。
【００３９】
かかる加水分解触媒によって、上記加水分解機構で示した加水分解が、水分、例えば空気中の水分により促進される。
具体的には、かかる加水分解触媒は、空気中の熱や乗り物本体の熱によりメチル基が増加されて、縮合を促進させる機能を有する。
加水分解触媒の、かかる熱分解の機構を下記式に示す。
Ｐｂ（ＣＨ_３）４→４ＣＨ_３＋Ｐｂ
【００４０】
本発明の乗り物塗装面用コーティング組成物を塗布するにあたっては、適当な溶剤、例えばエタノール等の溶剤に本発明の乗り物用コーティング組成物を溶解させて、乗り物基材に塗布して用いることが望ましい。好適には、エタノール：アルコキシシラン＋フルオロアルコキシシランの配合割合は、重量比で５０：５０〜７０：３０であることが、本発明の乗り物用コーティング剤の性能を有効に発揮させるとともに良好な塗布性を保持するため好ましい。
【００４１】
本発明の乗り物塗装面用コーティング組成物の塗布方法を、図１を参照しながら具体的に説明する。
まず、乗り物の全体点検工程をおこなう。
例えば、小さな凹みや、塗装の剥離の有無、洗車の傷、鉄分やペンキの付着の有無の点検である。これらが確認された場合には、それぞれデントリペア作業、補修塗装、研磨修正、付着物除去等の補修を実施する。
【００４２】
次いで、洗車工程をおこない、塗装面に載っているほこりやごみ等を洗い流す。
必要に応じて、シャンプー洗車を行うが、必ずその後に、洗剤分は洗い流して残存しないようにする。
【００４３】
次いで、水分の拭き取り工程、必要に応じて水分を除去するためのエアーブロー工程を実施する。
これは、本発明のコーティング剤を塗布するにあたり、乗り物基材表面の水分を完全に除去するためである。
【００４４】
その後、必要に応じてコーティング施工前工程を実施する。
これは、本発明のコーティング剤は、塗装面がワックスや他のコーティング剤の成分が付着したままであると、残油成分と反応して固着してしまい、その後の拭き取りが困難となるために、残留油成分による影響を受けるか否かを事前にテスト塗りするものである。
【００４５】
具体的には、市販の一般に使用されている脱脂剤を一部の乗り物基材の塗装面に塗布し、かかる脱脂をした箇所にコーティング剤を塗布して拭き延ばしをおこなう。脱脂剤を塗布した際に、塗装面が白くなるようであれば、残留油脂成分があるので、更に脱脂を継続するか、表面を触ってつるつるすべるようであれば、粘着力のある油脂分が残っているので、ワックス除去研磨をおこなわなければならない。
【００４６】
また、コーティング剤を塗布した際に滑らす、延びが悪かったり白く固まるようであれば油脂分が残っているので、このような場合には脱脂剤でコーティング剤をすぐに拭き取り、研磨作業をおこなう。
【００４７】
次に、コーティング工程を実施するが、水分が存在すると加水分解触媒が化学変化を起こし性能の劣化や塗装面との結合阻害、斑等の原因になるため、水分が存在しないように確認する。
【００４８】
塗装面がワックスや他のコーティング剤の成分が付着したままであると、残油成分と反応して固着してしまい、その後の拭き取りが困難となるために、残留油成分を除去するため、まず脱脂工程をおこなう。
脱脂剤としては、例えばプレソルベント３１（ロックペイント株式会社製）を用いて行うことが好ましい。
【００４９】
脱脂後、更に水分が除去されていることを確認することが望ましい。
その後、上記したように溶剤、例えばエタノールに溶解させた本発明のコーティング剤を塗布する。かかる本発明のコーティング剤は、水状であるため、よく延びるが、液たれに注意することが必要である。当該コーティング剤は、常温（２０〜２５℃）、湿度５０〜６０％で、塗布量２〜３ｇ／ｍ^２の量で塗布することが好ましい。
また、本発明のコーティング剤は乗り物の塗装面の他、樹脂部品やホイルキャップ、アルミホイルにも塗布することができる。
【００５０】
塗布した後、拭き延ばしを、上記条件下の場合に、上記コーティング剤が乗り物基材表面に一様となるように５〜１０分かけて均一におこない、その後乾燥放置させる。放置乾燥時間は気温が２０〜２５℃、湿度５０〜６０％で約３０分〜１時間である。気温等が変化することにより、乾燥時間を短縮したり延長したりすることができる。
この間に、上記したように、加水分解触媒により大気中の水分で加水分解反応がなされ、フルオロアルコキシシランの強靭な皮膜が乗り物基材表面に形成される。
かかる皮膜は乗り物基材と低エネルギー定着するので、剥離することがない強固な保護効果を有する皮膜となる。形成された皮膜は、トップに撥水性を、アンダーに親水性を有する皮膜である。
【００５１】
塗布したままの状態で放置しすぎると全く拭き取りなくなることがあるので、乾燥時間は上記条件の範囲が好ましい。
【００５２】
次に、エマルジョン系拭き取り剤、好ましくはアクリルフッ素系の拭き取り剤で、拭き取り仕上げ工程をおこなう。前記拭き取り剤を塗り広げ、これを拭き取るものであるが、乾拭きするとスムースに仕上げを行うことができる。
【００５３】
最後に、全体の拭き取りが完了したら、斑や拭き残しがないかチェックを行い、その後電気トールによる静電気中和処理を実施する。これは、コーティング工程で発生した、静電気を中和するためである。
【００５４】
上記工程がすべて終了した後、約２時間は水と接触がないように保管することが、表面被覆が乾燥して安定する点から望ましく、好適には定着乾燥するには約２４時間必要である。
本発明による表面皮膜は、上記条件下での塗布後、拭き伸ばしまでの１時間で、指で触っても指紋がつかない状態である指触乾燥状態、拭き取り後の２時間で、表面が安定するまでの乾燥状態ではあるが内部までは完全に乾燥が行われてない状態である表面乾燥状態、塗布後２４時間で、表面及び被膜内部まで完全に乾燥した状態である完全乾燥状態となる。
【００５５】
このような本発明のコーティング剤を用いて、上記した方法により乗り物基材に塗布することで、優れた保護性能を有する皮膜を備えた乗り物が得られる。
【００５６】
実施例
本発明を次の実施例、比較例及び試験例を用いて説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明のコーティング剤を、湿度３０％ＲＨ、２０℃の条件下で、次のようにして製造した。
ジメチルメトキシシランとメチルトリメトキシシランを重量比で、８０：２０の割合で配合した。
かかるジメチルメトキシシランとメチルトリメトキシシランとの混合アルコキシシランとフルオロアルキルシラン（オルガノシラン）を重量比で、９５：５の割合で配合した。
【００５７】
次いで、自動車等の乗り物基材表面に塗布しやすくするため、更に乾燥性の調整のためエタノールにて調節を行った。その配合比は、重量比でエタノール：アルコキシシラン＋フルオロアルコキシシランが６０：４０の割合となるようにした。
その後、得られた混合物に、触媒としてテトラメチル鉛を重量比で０．３％添加して、本発明のコーティング剤を製造した。
【００５８】
次に、比較例として、「ＣＰＣ：ペイントシーラント」（中央自動車工業株式会社製）を使用して、上記実施例で製造した本発明のコーティング剤とともに、以下の試験（財団法人日本塗料協会による）に供した。
【００５９】
まず試験片の調製について説明する。ＪＩＳＫ５４００の３．３に準じて、塗料板（白）に、各コーティング剤を塗布して乾燥させ、試験片を作成した。
【００６０】
上記で得られた試験片を以下の試験に供した。また、コーティグ剤を塗布しない基材そのものも比較のために使用した。
【００６１】
試験例１
耐候性を試験するため、サンシャインウェザーメーター連続法（ＪＩＳＫ５４００：１９９０「塗料一般試験法」９．８促進耐候性９．８．１サンシィンカーボンアーク灯式）を行った。その結果を、次の表１に示す。
表中、規定時間経過後の試験片を水道水にてその表面を流水洗浄し、水をかけながらネルウェスにて撫で洗い、その濡れた状態で、ライオン株式会社製のチャ−ミーコンパクトをその”商品説明書”どおりの濃度に希釈し、ネルウェスに染み込ませて試験片を再び撫で洗いした。最後に再度、水道水にて洗い流し、一気にエアーブローしたものの耐候性、外観を観察した。
【表１】

【００６２】
試験例2
光沢度を試験するため、サンシャインウェザーメーター連続法（ＪＩＳＫ５４００：１９９０「塗料一般試験法」７．６鏡面光沢度測定装置を用いた測定方法）による、６０度測定と２０度測定を行った。その結果を表2及び３に示す。
【表２】

【００６３】
【表３】

【００６４】
試験例３
撥水性を測定するため、JＩＳＫ２３６９の８．３自動車用つや出しコーティング剤により、接触角を測定した。その結果を表４に示す。
【表４】

【００６５】
【発明の効果】
本発明の乗り物塗装面用コーティング組成物は、防汚性、撥水性、光沢性に優れるとともに、長期間にわたりこれらの効果が持続し、変色がない塗膜を形成することができ、これにより、優れた保護性を有する円滑な硬化皮膜を備えた乗り物を得ることができる。
【００６６】
また、乗り物塗装面用の基材塗装表面の微細孔に浸透し、容易に剥離することがない硬度の高いコーティング皮膜を形成することができ、乗り物の塗装の保護性を大幅に向上させることを可能にする乗り物塗装面用コーティング組成物及び当該乗り物塗装面用コーティング組成物による硬化皮膜を備えた乗り物を得ることができる。
【００６７】
さらに、本発明の乗り物塗装面用コーティング組成物の塗布方法は、上記性能を有する皮膜を乗り物塗装面上に効果的に設けることを可能にする。
【００６８】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一例の乗り物塗装面用コーティング組成物の塗布方法のフローチャートを模式的に示した図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating composition for a vehicle painted surface and a coating method of the coating composition, and in particular, it is excellent in antifouling property, water repellency and glossiness, and these effects are maintained over a long period of time without causing discoloration. The present invention relates to a coating composition for a vehicle painted surface capable of forming a film and a coating method of the coating composition .
[0002]
[Prior art]
In general, silane-based coating agents are used as coating agents with excellent weather resistance, stain resistance, etc., and in recent years, further, stain resistance, insulation resistance, wear resistance, water resistance, moisture resistance, adhesion resistance are further increased. Various performances such as property, chemical resistance, heat resistance, and high coating film hardness are required.
[0003]
Usually, a bifunctional alkoxysilane (such as dimethylmethoxysilane) and a trifunctional alkoxysilane (such as methyltrimethoxysilane) or a trifunctional alkoxysilane (such as methyltrimethoxysilane) and a tetrafunctional alkoxysilane (tetramethoxysilane) Etc.) is used as a coating agent for plastic surfaces and the like.
[0004]
However, this coating agent has a hard film and is a suitable coating agent for improving friction resistance and solvent resistance. However, it has an alkali resistance (snow melting agent: calcium chloride, salt damage: necessary for a coating agent for automobiles). It is difficult to keep the film for a long period of time, and it is difficult to use it as a coating agent for automobiles.
[0005]
Fluoroalkylsilanes (such as long-chain fluoroalkylsilanes) are used as glass surface treatment agents as coating agents using alkali / acid catalysts.
This coating agent has a stronger bonding force (adhesion) than dimethyl silicone resin and fluororesin, and has a low critical surface tension and forms a surface that is difficult to wet, but lacks the coating properties required as a coating agent for automobiles. In order to form the film, the hardness is hard and uneven coating occurs, and it is difficult to use such a coating agent as a coating agent for automobiles.
[0006]
Highly durable resins such as Teflon (registered trademark) and fluorine used in automobile wax and polymer liquids are not fixed as they are, so they are blended with waxes and oils to form coating agents.
Such wax, oil and fat, etc. react with oxygen and moisture in the atmosphere, so that oxidation occurs on the film formed by the coating agent.
[0007]
As the silane-based coating agent, JP-A-10-307968 discloses at least one component selected from hydrolyzable organosilanes such as methyltrimethoxysilane, hydrolysates of the organosilanes, and partial condensates of the organosilanes. And a coating composition containing a composite oxide in which titanium dioxide ultrafine particles are dispersed in a metal oxide other than titanium dioxide.
[0008]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-144054 discloses a coating composition containing a tetrafunctional silicone resin and a filler, and Japanese Patent No. 2575858 discloses a terminal peralkoxysilane composition satisfying a certain formula as an organic material. A coating composition dissolved in a solvent is described.
[0009]
However, the conventional coating composition as described above has a rapid deterioration with time, durability, antifouling property and water repellency are not sufficient, gloss is deteriorated, fading occurs early, and coating film Hardness is also not appropriate.
Moreover, since the said performance which a coating agent has cannot be maintained for a long period of time, it must be frequently coated and is complicated.
[0010]
Moreover, when such a conventional silane-based coating agent is applied to a vehicle substrate, the coating film cracks, and it has been extremely difficult to use it for a vehicle substrate.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to form a coating film having excellent antifouling property, water repellency and glossiness, and maintaining these effects over a long period of time without discoloration and having a smooth surface. It is an object of the present invention to provide a coating composition for a vehicle painted surface that can be used.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a coating method of the coating composition that can form the above-mentioned film by effectively applying the coating composition for a vehicle painted surface to a vehicle.
[0013]
[0014]
Here, the vehicle includes all power engines called normal vehicles such as automobiles, motorcycles, bicycles, airplanes, helicopters, and ships.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The vehicle coating surface coating composition of the present invention has the following general formula:
[Chemical 2]

And a bifunctional alkylalkoxysilane and a trifunctional alkylalkoxysilane in a weight ratio of 2: 8 to 0.1: 9.9, and the bifunctional alkylalkoxysilane And a trifunctional alkylalkoxysilane content ratio of 75:25 to 85:15 by weight ratio, thereby producing a cohydrolyzed three-dimensional condensate of a bifunctional alkylalkoxysilane and a trifunctional alkylalkoxysilane, And a fluoroalkylsilane hydrolysis condensate .
[0016]
[0017]
[0018]
[0019]
More preferably, the coating composition for a vehicle painted surface further contains a hydrolysis promoting catalyst.
[0020]
The method for applying the vehicle coating composition of the present invention includes a step of wiping and spreading the vehicle coating surface coating composition of the present invention after degreasing the vehicle substrate, and then drying. It is characterized by.
[0021]
Preferably, the method for coating a coating composition for a vehicle painted surface includes a step of confirming that no moisture remains on the vehicle substrate after degreasing.
[0022]
More preferably, in the coating method for a vehicle painting surface coating composition, when the temperature is 20 to 25 ° C. and the humidity is 50 to 60%, the wiping and spreading are performed for 5 to 10 minutes and then dried. It is characterized by being left for 60 to 30 minutes.
[0023]
Further, in the coating method of the coating composition for a vehicle painted surface , the wiping is performed using an emulsion wiping agent, preferably an acrylic fluorine-based wiping agent.
[0024]
The vehicle includes a cured film formed by hydrolyzing the fluoroalkoxysilane in any one of the above-described coating compositions for vehicle painted surfaces in the presence of a hydrolysis catalyst on the vehicle painted surface base material.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described using the following preferred examples, but is not limited thereto.
The coating composition for a painted surface of a vehicle of the present invention contains a fluoroalkylsilane and an alkoxysilane.
[0026]
The alkoxylane contains both difunctional and trifunctional alkoxysilanes, desirably these alkoxysilanes are alkylalkoxysilanes.
The bifunctional alkoxysilane has the following general formula:

Bifunctional dialkoxydimethylsilane represented by the formula can be used. In particular, it is preferable to use dimethyldimethoxysilane.
[0027]
As the trifunctional alkoxysilane, the following general formula:

A trifunctional trialkoxydimethylsilane or the like represented by In particular, it is preferable to use methyltrimethoxysilane.
[0028]
The content ratio of the bifunctional and trifunctional alkoxysilanes in the alkoxysilane is preferably 75:25 to 85:15 by weight.
When the ratio is within this range, the trifunctional alkoxysilane suitably acts as a branching point of the bifunctional alkoxysilane, and the trifunctional alkoxysilane and the bifunctional alkoxysilane are combined to efficiently perform the Kyowa hydrolysis. Because it is done.
[0029]
Alkoxysilane has a function of improving the film strength and solvent resistance of the coating composition of the present invention.
When only bifunctional alkoxysilane is hydrolyzed with moisture in the air, it becomes silanol, and silanol condenses into chain polydimethylsiloxane, but trifunctional alkoxysilane is combined with bifunctional alkoxysilane. When the Kyowa hydrolysis is performed to form a condensate, the trifunctionality becomes a branch point, and the coating becomes a three-dimensional, sticky, and impact-resistant coating film.
[0030]
The mechanism is shown by the following reaction formula with an example.
[Chemical formula 5]

[0031]
Suitable condensates of bifunctional alkoxysilane and trifunctional alkoxysilane include those represented by the following formula, for example.
[Chemical 6]

[Chemical 7]

[0032]
The fluoroalkoxysilane contained in the coating composition of the present invention has the following general formula:

It is expressed.
In particular, those having m of 5 to 7, n of 0 to 1, and r of 2 to 3 are suitable, and thereby, the antifouling property, water repellency, and glossiness are further improved, and these effects are exhibited over a long period of time. A coating composition that can form a coating film that lasts and has no discoloration can be obtained.
[0033]
Fluoroalkoxysilane can form a strong film by hydrolysis with moisture, for example, moisture in the air, in the presence of a hydrolysis catalyst.
Specifically, the silanol group (Si—OH) in the fluoroalkoxysilane is bonded to the oxane bond (Si—O—Si) on the inorganic substrate surface (M—OH) which is the substrate surface of the vehicle. This mechanism is expressed by the following equation.
Si—OH + M—OH → Si—O—Si bond
The hydrolysis mechanism of fluoroalkoxysilane is shown below.
[Chemical 9]

[0035]
The coating agent of the present invention must contain both the fluoroalkoxysilane and the alkoxysilane.
This is because alkoxysilane alone is poor in weather resistance and cannot form a strong film, and a coating agent made of alkoxysilane is difficult to wipe off when applied to a vehicle substrate. This is because the glossiness becomes poor and, therefore, it is difficult to use as a coating agent for vehicles.
[0036]
However, in the present invention, since both fluoroalkoxysilane and alkoxysilane are contained, a vehicle coating agent capable of forming a weather-resistant and strong film with improved these defects can be obtained by the interaction between the both. is there.
[0037]
A suitable blending ratio of the fluoroalkoxysilane and the alkoxysilane is 2: 8 to 0.1: 9.9 by weight ratio.
This is because with such a blending ratio, the fluoroalkoxysilane can also be efficiently hydrolyzed without hindering the condensation due to the co-hydrolysis of the bifunctional alkoxysilane and the trifunctional alkoxysilane.
Further, if the ratio of fluoroalkoxysilane is larger than the above range, condensation due to co-hydrolysis of bifunctional alkoxysilane and trifunctional alkoxysilane is prevented, and bifunctional alkoxysilane is condensed as silanol during hydrolysis. As a result, polydimethylsiloxane is formed, and the resulting coating film is not cured, or the film cannot be formed.
[0038]
In addition, the coating agent of the present invention preferably contains a hydrolysis catalyst and can be used as long as it promotes the above hydrolysis, in particular, any one that promotes the above hydrolysis of fluoroalkoxysilane. . For example, the hydrolysis catalyst includes tetramethyl lead and the like, but is not limited thereto.
[0039]
By the hydrolysis catalyst, the hydrolysis shown by the hydrolysis mechanism is promoted by moisture, for example, moisture in the air.
Specifically, the hydrolysis catalyst has a function of promoting condensation by increasing the methyl group by heat in the air or heat of the vehicle body.
The thermal decomposition mechanism of the hydrolysis catalyst is shown in the following formula.
Pb (CH ₃ ) 4 → 4CH ₃ + Pb
[0040]
In applying the vehicle coating surface coating composition of the present invention, it is desirable that the vehicle coating composition of the present invention is dissolved in an appropriate solvent, for example, a solvent such as ethanol, and applied to a vehicle substrate. . Preferably, the blending ratio of ethanol: alkoxysilane + fluoroalkoxysilane is 50:50 to 70:30 in terms of weight ratio so that the performance of the vehicle coating agent of the present invention can be effectively exerted and good application can be achieved. It is preferable because it retains its properties.
[0041]
The method for applying the coating composition for a vehicle painted surface according to the present invention will be specifically described with reference to FIG.
First, the entire vehicle inspection process is performed.
For example, check for small dents, paint peeling, car wash flaws, iron or paint adhesion. If these are confirmed, repairs such as dent repair work, repair painting, polishing correction, and removal of deposits are carried out.
[0042]
Next, a car washing process is performed to wash away dust and dirt on the painted surface.
If necessary, wash the shampoo car, but be sure to wash away the detergent so that it does not remain.
[0043]
Next, a moisture wiping step and an air blowing step for removing moisture are performed as necessary.
This is for completely removing moisture on the surface of the vehicle substrate when applying the coating agent of the present invention.
[0044]
Thereafter, a pre-coating process is performed as necessary.
This is because the coating agent of the present invention reacts with and adheres to the residual oil component when the painted surface is left with wax or other coating agent components attached, and subsequent wiping becomes difficult. A test coating is performed in advance to determine whether or not it is affected by the residual oil component.
[0045]
Specifically, a commercially available degreasing agent that is generally used is applied to the painted surface of some vehicle base materials, and the coating agent is applied to the degreased portion and wiped off. If the painted surface becomes white when the degreasing agent is applied, there are residual oil and fat components, so if you continue to degrease or slip by touching the surface, there will be a sticky oil and fat content. Since it remains, wax removal polishing must be performed.
[0046]
In addition, if the coating agent is slid when applied, or if it stretches poorly or solidifies white, the oil and fat remains. In such a case, the coating agent is immediately wiped off with a degreasing agent and polishing work is performed.
[0047]
Next, a coating process is carried out. If moisture is present, the hydrolysis catalyst causes a chemical change, which causes deterioration in performance, inhibition of binding to the painted surface, spots, and the like, so it is confirmed that no moisture is present.
[0048]
If the paint surface is left with wax or other coating agent components attached, it reacts with the residual oil component and sticks, making subsequent wiping difficult. A degreasing process is performed.
As the degreasing agent, it is preferable to use, for example, Presolvent 31 (manufactured by Rock Paint Co., Ltd.).
[0049]
It is desirable to confirm that moisture has been removed after degreasing.
Thereafter, as described above, the coating agent of the present invention dissolved in a solvent such as ethanol is applied. Since the coating agent of the present invention is watery, it extends well, but it is necessary to pay attention to dripping. The coating agent is preferably applied at a normal temperature (20 to 25 ° C.), a humidity of 50 to 60%, and an application amount of ^{2 to 3} g / m ² .
The coating agent of the present invention can be applied to resin parts, foil caps, and aluminum foils in addition to the painted surface of vehicles.
[0050]
After application, under the above conditions, the wiping is performed uniformly over 5 to 10 minutes so that the coating agent is even on the surface of the vehicle substrate, and then allowed to dry. The drying time is about 30 minutes to 1 hour at an air temperature of 20 to 25 ° C. and a humidity of 50 to 60%. The drying time can be shortened or extended by changing the temperature or the like.
During this time, as described above, hydrolysis reaction is carried out with moisture in the atmosphere by the hydrolysis catalyst, and a tough film of fluoroalkoxysilane is formed on the surface of the vehicle substrate.
Such a film is fixed to the vehicle base material with low energy, and thus has a strong protective effect that does not peel off. The formed film is a film having water repellency at the top and hydrophilicity at the under.
[0051]
If the coating is left too much in the applied state, it may not be wiped off at all. Therefore, the drying time is preferably within the above range.
[0052]
Next, a wiping finishing process is performed with an emulsion-based wiping agent, preferably an acrylic fluorine-based wiping agent. The above-mentioned wiping agent is spread and wiped off, but when it is wiped dry, it can be smoothly finished.
[0053]
Finally, when the entire wiping is completed, it is checked whether there are any spots or wiping residues, and then a static neutralization process using electric toll is performed. This is to neutralize static electricity generated in the coating process.
[0054]
After all the above steps are completed, it is desirable to store for about 2 hours without contact with water from the viewpoint that the surface coating is dry and stable, and preferably about 24 hours are required for fixing and drying. .
The surface coating according to the present invention has a surface that is stable in 1 hour after application under the above conditions, until the wiping is extended, in a dry state where the fingerprint does not stick even when touched with a finger, and in 2 hours after wiping off. The surface is in a dry state until the inside but is not completely dried up to the inside, and in the 24 hours after application, the surface and the inside of the coating are completely dried.
[0055]
By applying such a coating agent of the present invention to a vehicle substrate by the above-described method, a vehicle having a film having excellent protective performance can be obtained.
[0056]
Examples The present invention will be described using the following examples, comparative examples and test examples, but is not limited thereto.
The coating agent of the present invention was produced as follows under the conditions of a humidity of 30% RH and 20 ° C.
Dimethylmethoxysilane and methyltrimethoxysilane were blended at a weight ratio of 80:20.
A mixed alkoxysilane and fluoroalkylsilane (organosilane) of dimethylmethoxysilane and methyltrimethoxysilane were mixed at a weight ratio of 95: 5.
[0057]
Subsequently, in order to make it easy to apply on the surface of a vehicle substrate such as an automobile, adjustment was performed with ethanol to further adjust the drying property. The mixing ratio was such that ethanol: alkoxysilane + fluoroalkoxysilane was 60:40 by weight.
Thereafter, tetramethyl lead as a catalyst was added in an amount of 0.3% by weight to the resulting mixture to produce the coating agent of the present invention.
[0058]
Next, as a comparative example, using “CPC: Paint Sealant” (manufactured by Chuo Automobile Industry Co., Ltd.), together with the coating agent of the present invention produced in the above example, the following test (by the Japan Paint Association) It was used for.
[0059]
First, preparation of a test piece will be described. According to JIS K5400 3.3, each coating agent was applied to a paint plate ( white ) and dried to prepare a test piece.
[0060]
The test piece obtained above was subjected to the following test. Further, a base material itself without applying a coating agent was also used for comparison.
[0061]
Test example 1
In order to test the weather resistance, a sunshine weather meter continuous method (JIS K5400: 1990 “General paint test method” 9.8 accelerated weather resistance 9.8.1 sunshine carbon arc lamp type) was performed. The results are shown in Table 1 below.
In the table, the test piece after the specified time has passed and its surface is washed with running water, washed with water with Nerwes while applying water, and in the wet state, the Chamy Compact made by Lion Co., Ltd. The product was diluted to the concentration indicated in the “Instruction Manual”, soaked in Nerwes, and the specimen was washed again with a scissors. Finally, it was washed again with tap water and air blown at once, and the weather resistance and appearance were observed.
[Table 1]

[0062]
Test example 2
In order to test the glossiness, 60-degree measurement and 20-degree measurement were carried out by a sunshine weather meter continuous method (JIS K5400: 1990 “Paint General Test Method” 7.6 Measurement Method Using Specular Gloss Measurement Device). The results are shown in Tables 2 and 3.
[Table 2]

[0063]
[Table 3]

[0064]
Test example 3
In order to measure the water repellency, the contact angle was measured with a 8.3 polish coating agent for automobiles according to JIS K2369. The results are shown in Table 4.
[Table 4]

[0065]
【The invention's effect】
The coating composition for a vehicle painted surface of the present invention is excellent in antifouling property, water repellency, and glossiness, and can maintain a coating with no discoloration for a long period of time. A vehicle having a smooth cured film having excellent protective properties can be obtained.
[0066]
In addition, it can form a coating film with high hardness that penetrates into the fine pores on the substrate coating surface for the vehicle painting surface and does not easily peel off, greatly improving the protection of vehicle painting. it can be obtained vehicle paintwork coating composition permits and vehicles with a cured film by the vehicle paintwork coating composition.
[0067]
Furthermore, the coating method for a vehicle paint surface according to the present invention makes it possible to effectively provide a film having the above performance on the vehicle paint surface .
[0068]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a flowchart of a method for applying a coating composition for a vehicle painted surface according to an example of the present invention.

Claims

The following general formula

And a bifunctional alkylalkoxysilane and a trifunctional alkylalkoxysilane in a weight ratio of 2: 8 to 0.1: 9.9, And a trifunctional alkylalkoxysilane content ratio of 75:25 to 85:15 by weight ratio, and a cohydrolyzed three-dimensional condensate of a bifunctional alkylalkoxysilane and a trifunctional alkylalkoxysilane, And a coating composition for a painted surface of a vehicle , comprising:

In claim 1 a vehicle paintwork coating composition, further characterized in that it contains a hydrolysis promoting catalyst, vehicle paintwork coating composition.

In coating a vehicle painted surface, the vehicle coating composition according to claim 1 or 2 is applied to a degreased vehicle substrate surface, wiped and then left to dry, and then wiped off. And vehicle painting surface coating method .

4. The vehicle painted surface coating method according to claim 3 , further comprising the step of confirming that no moisture remains on the vehicle substrate after degreasing .

5. The vehicle coating surface coating method according to claim 3 or 4, wherein, when the temperature is 20 to 25 [deg.] C. and the humidity is 50 to 60%, the coating and wiping are performed for 5 to 10 minutes, and then left to dry for 60 to 60%. A vehicle painting surface coating method characterized by performing for 30 minutes .