JP4627143B2 - 高耐候性の塗料用樹脂組成物 - Google Patents
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さらに特開平11−286648号公報(特許文献2)においては、製造例において溶剤として沸点150℃以下のキシレン、トルエンが例示されているだけであり、前述の従来使用の溶剤から生じる問題点を解決することはできない。
また特開2000−297242号公報(特許文献3)においては、加水分解性シリル基を含有するビニル共重合体(A)における共重合体の合成例において、珪素含有量は最大1.1%(共重合体A−1−1)のものが例示されているだけであり、また特開2002−338899号公報(特許文献4)における加水分解性シリル基を含有するビニル共重合体(A)においても、珪素含有量は最大1.5%が例示されているが(共重合体A−1)、このものはα位に水素原子を有する単量体(2−エチルヘキシルアクリレート)が24.3%も共重合されており、またその他の製造例では共重合体の珪素含有量0.9%に過ぎず、これら特許に例示されたビニル共重合体では前記のような要求される性能は達成されないという問題点がある。
[(A)ビニル共重合体]
本発明に使用するビニル重合体は、重量%で80%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは全ての繰り返し単位が、下記一般式で表されるように、α位の炭素原子に水素原子以外の置換基が結合した構造を有するビニル共重合体であり、このことが塗料のバインダーとして優れた耐候性を発揮する要因のひとつになっている。水素原子以外の置換基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシカルボニル基等を例示することができる。
また、α位の炭素原子が水素原子以外の置換基で置換された場合、置換基の立体障害により主鎖の分子運動が抑制され、このことも耐久性の向上に寄与すると考えられる。
イソシアネート化合物としては、特に耐候性の面から、脂肪族(脂環式を含む)ポリイソシアネートが好ましい。例示すると、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、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタン−4,4' −ジイソシアネート、1, 3あるいは1,4−ビス−(イソシアネートメチル)−シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−4,4' −ジイソシアネート、ビス−(イソシネートメチル)−ノルボルナン、3あるいは4−イソシアネートメチル−1−メチルシクロヘキシルイソシアネート、さらには上記イソシアネートのビュレット変性体あるいはイソシアヌレート変性体、あるいは上記イソシアネートのイソシアネート基の一部を、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジオール等の低分子ジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリラクトンジオール等のオリゴマージオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のポリオールで連結したポリイソシアネートを挙げることができる。
珪素化合物はとしては、アルコキシシラン、その加水分解物および/またはその部分縮合物が用いられるが、目的は主として塗膜の汚れを防止するためである。アルコキシシランを例示すると、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、3,4−エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、3,4−エポキシシクロヘキシルエチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、さらには上記化合物のアルコキシ基がメトキシ基およびエトキシ基である(1分子中に両方の基が共存)、複合型のアルコキシシラン等を挙げることができる。中でも塗膜の汚れ防止には複合型が好ましい。使用量については(A)成分に対して、重量%で1〜10%が好ましい。
本発明においては、主成分として沸点が150℃以上の炭化水素溶剤が使用される。沸点が150℃以上の炭化水素溶剤を例示すると、LAWS(シェルケミカルスジャパン(株))、HAWS(シェルケミカルスジャパン(株))、ソルベッソ100(エクソンモービル化学有限会社)、ソルベッソ150(エクソンモービル化学有限会社)、イプゾール100(出光石油化学(株))、イプゾール150、(出光石油化学(株))、等が挙げられる。塗り替え時において、旧塗膜の上に塗装して旧塗膜を犯しにくい溶剤、あるいは環境に対する影響が少ない溶剤という面から、沸点が150℃以上の炭化水素溶剤を必須成分として使用するが、溶剤全体の30重量%未満の範囲で、その他の溶剤を併用することも可能である。
[樹脂 1〜9の作製]
撹拌装置、温度計、還流冷却管および窒素導入管を備えた反応容器に、表1に示す(1)ソルベッソ100(エクソンモービル化学社製)と(2)オルソ酢酸トリメチルを仕込み窒素雰囲気下で還流させた。次いで、(3)から(9)の不飽和単量体に(10)アゾビスイソブチロニトリルを混合溶解して、還流下で5時間かけて滴下した。滴下終了後、還流下にさらに1時間保持し、(11)ソルベッソ100に溶解した(12)2,2−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)を約10分程度滴下しさらに50分還流保持した。それぞれの原料の使用量および得られた樹脂の特性は表1に示す。
表1で合成したそれぞれの樹脂1〜11 135部に、酸化チタンCR−97(石原産業(株)製)105部、溶剤としてソルベッソ100(エクソンモービル化学社製)9.0部を加え混合した。このものにさらにガラスビーズ340部を加えパールミルを用いて、粒ゲージで分散度が10μm以下になるまで分散しミルベースを作製した。分散後、表1で合成したそれぞれの樹脂1〜11 4.5部、ソルベッソ100 6.2部、ジシクロヘキシルフタレート6.0部、EMS−485(コルコート(株)製)4.9部を添加混合して、塗料の主剤1〜11を作製した。
EMS−485:メトキシ基およびエトキシ基含有の複合シリケート
上記の主剤1〜11に、表2の実施例1〜6および比較例1〜5の配合に示すように、硬化剤としてデュラネートTSA−100(旭化成(株)製)及び触媒としてネオスタンU−360(日東化成工業(株)製)、ソルベッソ100を添加混合し塗料を調整した。
付着性以外については、表2に示した塗料配合の実施例および比較例の上塗り塗料組成物を用いて、脱脂処理した70×150×0.8mmのダル鋼板に平均膜厚50μmになるように直接スプレー塗装し、23℃、相対湿度50%で10日間乾燥して試験を実施した。また付着性については、ダル鋼板にアミン硬化系エポキシプライマー塗料「テンガードプライマー」(神東塗料(株)製)を平均膜厚100μmになるよう塗装して、5℃で相対湿度90〜95%の条件で10日間乾燥した試験板上に、表2に示した塗料配合の実施例および比較例の上塗り塗料組成物を用いて、上記と同様の塗装、乾燥を行い試験を実施した。結果を表3に示す。
光沢値(初期光沢値):60°反射率
付着性:2mm碁盤目付着性、テープ剥離
(100/100:剥がれなし 0/100:全部剥れ)
硬度:鉛筆硬度(JIS−K=5600 破れ判定)
耐衝撃性:500g荷重、1/2インチ
耐酸性:5%硫酸、240時間浸漬
○:外観異常なし △:艶引けあり ×:膨れ発生
耐アルカリ性:5%水酸化ナトリウム、240時間浸漬
○:外観異常なし △:艶引けあり ×:膨れ発生
促進耐候性1:サンシャインウエザオメーター 5000時間後の光沢を初期光沢で割った数値(光沢保持率 %)
促進耐候性2:アイスーパーUVテスター 500時間後の光沢を初期光沢で割った数値(光沢保持率 %)
ポットライフ:表2の塗料配合にソルベッソ100を8%混合し、20℃、8時間後の塗料状態を確認する
○:粘度上昇少 △:粘度上昇大 ×:ゲル化
Claims (6)
- (A)重量%で80%以上の単量体が、α位に水素原子を持たないα,β−エチレン性不飽和単量体から構成され、側鎖あるいは分子末端に加水分解性シリル基および水酸基を含有し、珪素含有率が1.6〜3.5重量%、水酸基価が10〜70KOHmg/gであるビニル共重合体、(B)イソシネート化合物、(C)アルコキシシラン、その加水分解物および/またはその部分縮合物である珪素化合物、および(D)沸点が150℃以上の成分を70重量%以上含む炭化水素溶剤を含有する塗料用樹脂組成物。
- ビニル共重合体(A)が、重量%で90%以上がα位に水素原子を持たないα,β−エチレン性不飽和単量体から構成される、請求項1記載の塗料用樹脂組成物。
- ビニル共重合体(A)が、全てのα位に水素原子を持たないα,β−エチレン性不飽和単量体から構成される、請求項1記載の塗料用樹脂組成物。
- 溶剤(D)の全てが、沸点150℃以上の成分である請求項1、2、あるいは3のいずれか一項記載の塗料用樹脂組成物。
- アルコキシシラン、その加水分解物および/またはその部分縮合物である珪素化合物(C)の量が、(A)成分に対して重量%で1〜10%である、請求項1、2、3、あるいは4のいずれか一項記載の塗料用樹脂組成物。
- アルコキシシラン、その加水分解物および/またはその部分縮合物である珪素化合物(C)が、メトキシ基およびエトキシ基の両方を含有する複合型である、請求項1、2、3、4、あるいは5のいずれか一項記載の塗料用樹脂組成物。
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