JP4666832B2 - ウェザーストリップゴム用コーティング剤組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、その塗膜が耐摩耗性、潤滑性、撥水性、耐候性および耐ブロッキング性が要求されるゴム、プラスチック成形品用コーティング剤組成物であって、その塗膜を屋外環境下に長期間曝露しても、長期使用に耐え得るコーティング剤組成物に関する。ここで、上記ゴム、プラスチック成形品としては、ガラスラン、ガラスアウターウェザーストリップ、ドアミラー用ブラケット等を挙げることができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用のウェザーストリップゴムとしては、一般にエチレンプロピレンダイマー（ＥＰＤＭ）が使用されており、そのコーティング剤としては耐摩耗性に優れるウレタンコーティング剤が使用されている。このコーティング剤の塗膜に潤滑性を付与する目的で各種シリコーンオイルが添加されている。例えば、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーに非反応性シリコーンオイルを配合した組成物（特公昭６２−１５３４４号公報）、あるいは非反応性シリコーンオイルの他にヒドロキシルプレポリマーの主鎖中にシロキサン構造を導入した組成物（特公昭６２−１５３４４号公報）がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の非反応性シリコーンオイルを配合した組成物を高分子材料に塗布して形成された塗膜はその形成直後は優れた潤滑性を示すが、屋外環境下に長期間曝露した場合、シリコーンオイルが塗膜表面にブリードアウトしてしまい、潤滑性が失われる。また、後者のヒドロキシプレポリマーの主鎖中にシロキサン構造を導入した組成物の場合、塗膜と被着体との密着性が劣り、ウレタンの耐摩耗性の効果が失われるという欠点があった。
本発明の課題は、屋外環境下に長期間曝露した後でもその塗膜が優れた潤滑性、被着体との優れた密着性を示すウェザーストリップゴム用コーティング剤組成物を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、ヒドロキシプレポリマー１００重量部、硬化剤としてのポリイソシアネート１〜５０重量部と非反応性シリコーンオイル５〜１５０重量部との３成分からなるコーティング剤組成物、特に、ヒドロキシプレポリマーが下記一般式（１）または（２）で示される片末端水酸基含有シロキサンを用いて合成され、ヒドロキシプレポリマーの側鎖にシロキサン構造が導入されたウェザーストリップゴム用コーティング剤組成物が上記課題を解決することを見出し本発明を完成した。
【０００５】
【化３】
【０００６】
【化４】
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明におけるヒドロキシプレポリマーは、一般に長鎖ポリオール、ポリイソシアネート及び特に、下記一般式（１）または（２）で示される片末端水酸基含有シロキサン、更に、必要に応じて鎖延長剤として短鎖ジオールを反応させることにより得られる末端水酸基残存のプレポリマーである。
【０００８】
【化５】
【０００９】
【化６】
（但しＲ1は炭素数１〜８の同種または異種の置換または非置換のアルキル基またはアリール基、Ｒ2はアルキレン基またはエステル結合、エーテル結合を有する２価の有機基、ｎは５〜２００の整数である。）
【００１０】
本発明におけるヒドロキシプレポリマーの合成原料となる長鎖ポリオールとしては平均分子量５００から４，０００の長鎖ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオールが挙げられる。更には、下記一般式（３）で示される両末端水酸基含有シロキサンも挙げることができる。
【化７】
（但しＲ1は炭素数１〜８の同種または異種の置換または非置換のアルキル基またはアリール基、Ｒ2はアルキレン基またはエステル結合、エーテル結合を有する２価の有機基、ｎは５〜２００の整数である。）
ヒドロキシプレポリマーの合成時の長鎖ポリオールの使用量は、本発明における長鎖ポリオール、ポリイソシアネートおよび片末端水酸基含有シロキサンの３成分の合計量に対して、３０〜７０重量％が好ましく、更には、４０〜６０重量％がより好ましい。３０重量％より少ないと硬い成形物となり、逆に７０重量％を超えると柔らかく、耐摩耗性に劣る成形物となる。
【００１１】
本発明におけるヒドロキシプレポリマーの合成原料となる片末端水酸基含有シロキサンは前記一般式（１）または（２）で示されるものが好適である。
本発明におけるヒドロキシプレポリマーの合成原料となる片末端水酸基含有シロキサンの使用量は、本発明における長鎖ポリオール、ポリイソシアネート及び片末端水酸基含有シロキサンの３成分の合計量に対して、０．５〜３０重量％が好ましく、更には、３〜１５重量％がより好ましい。０．５重量％より少ないと屋外環境下に長期間曝露した後の潤滑性が著しく低下し、逆に３０重量％を超えると製造コストが高くなってしまう。
【００１２】
本発明におけるヒドロキシプレポリマーの合成原料となるポリイソシアネートとしては、段落〔００１６〕に記載されている硬化剤として使用可能なポリイソシアネート化合物が同様に合成原料としても使用可能である。
その使用量は、本発明における長鎖ポリオール、ポリイソシアネートおよび片末端水酸基含有シロキサンの３成分の合計量に対して、２０〜５０重量％が好ましく、更には、２５〜４０重量％がより好ましい。２０重量％より少ないと、柔らかく、耐摩耗性に劣る成形物となり、逆に５０重量％を超えると硬い成形物となる。
【００１３】
本発明におけるヒドロキシプレポリマーは、長鎖ポリオールの水酸基、イソシアネート基、片末端水酸基含有シロキサンの水酸基などの水酸基同士の縮合反応、水酸基とイソシアネート基との縮合反応などによりその側鎖にシロキサン構造が導入されたものとして得ることができ、その製造方法は一般的なウレタン溶液製造方法を適用できる。具体的にはトルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトンなどの有機溶媒の存在下、長鎖ポリオール、ポリイソシアネート及び片末端水酸基含有シロキサンの混合物を攪拌、加熱することにより得られる。また、必要に応じて、アミン、錫触媒などの反応促進剤を添加することができる。
【００１４】
本発明において使用可能な非反応性シリコーンオイルは、ヒドロキシル化合物、イソシアネート化合物と反応する置換基が導入されている反応性シリコーンオイルに対する化合物である。非反応性シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、長鎖アルキル基含有シリコーンオイル、フッ素化炭化水素基含有シリコーンオイル等が挙げられる。
【００１５】
この非反応性シリコーンオイルの配合量は、ヒドロキシプレポリマー（樹脂分）１００重量部に対して５〜１５０重量部が好ましく、更に好ましくは１０〜５０重量部である。５重量部未満では充分な潤滑性が得られず、又、逆に１５０重量部を超えると被着体との密着性を阻害する。
【００１６】
本発明において使用可能な硬化剤としてのポリイソシアネート化合物としては例えば、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、４，４’−フェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、３，３’−ジクロロ−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、１，５−テトラヒドロナフタレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、１，３−シクロヘキシレンジイソシアネート、１，４−シクロヘキシレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等のジイソシアネートやアダクト型、イソシアヌレート型のポリイソシアネートが挙げられる。
【００１７】
本発明における硬化剤としてのポリイソシアネート化合物の配合量はヒドロキシプレポリマー（樹脂分）１００重量部に対して１〜５０重量部が好ましい。１重量部未満では被膜が軟らかく、耐摩耗性に劣り、逆に５０重量部を超えると塗膜が硬くなりすぎ、被着体との柔軟性を阻害する。
【００１８】
本発明のコーティング用組成物には、上記３成分の他に粉末状潤滑剤、例えば、カーボンブラック、テフロン粉末を添加することもできる。
更に、３成分それぞれに溶剤を加え適当な粘度に調整して用いることもできる。
【００１９】
本発明のコーティング用組成物を塗布する際、この組成物に必要に応じて触媒及び安定剤を添加することができる。これらの触媒や安定剤は任意の段階で加えることができる。触媒としては、例えば、トリエチルアミン、トリエチルジアミンなどの含窒素化合物、酢酸カリウム、ステアリン酸亜鉛、オクチル酸錫などの金属塩、ジブチル錫ジラウレートなどの有機金属化合物などが挙げられる。
安定剤としては、置換ベンゾトリアゾール類などの紫外線に対する安定剤、フェノール誘導体などの熱酸化に対する安定剤などを加えることができる。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００２１】
（ヒドロキシプレポリマーの調製）
表１記載の原料を反応器内で攪拌下、８０℃で、１０時間反応させて目的とするヒドロキシプレポリマーを得た。片末端ジオールシロキサンは下記式（４）で示されるシロキサンを用いた。
【００２２】
【化８】
【００２３】
また、両末端カルビノール変性シロキサンとしては、下記式（５）で示される平均分子量のものを用いた。
【００２４】
【化９】
【００２５】
（ウレタンコーティング剤の調製および評価）
得られたヒドロキシプレポリマーの樹脂分濃度を溶剤を用いて２０重量％に調整後、表２の組成で非反応性シリコーンおよび硬化剤と混合したウレタンコーティング剤をＥＰＤＭゴム上に塗布し１００℃／３０分乾燥器内でキュアし試験片を得た。キュア後の試験片及びサンシャインウェザーオメーターで紫外線照射後の試験片の動摩擦係数（μ）を（株）東洋精機製作所製摩擦試験機ＴＲ型を用いて、PETフィルムに対して、荷重２００ｇで、速度１５０ｍｍ／分で測定した。試験結果から、本発明のコーティング剤組成物はＥＰＤＭ表面への接着性、耐老化性試験後の潤滑性に優れていることが明らかになった。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、側鎖中にシロキサン構造を導入したヒドロキシプレポリマー、非反応性シリコーンオイル及び硬化剤としてのポリイソシアネートの３成分からなるウェザーストリップゴム用コーティング剤組成物であり、これをゴム、プラスチック成形品上にコーティングし形成された塗膜は、屋外環境下に長期間曝露された後でも、潤滑性、被着体との密着性に優れている。
【発明の属する技術分野】
本発明は、その塗膜が耐摩耗性、潤滑性、撥水性、耐候性および耐ブロッキング性が要求されるゴム、プラスチック成形品用コーティング剤組成物であって、その塗膜を屋外環境下に長期間曝露しても、長期使用に耐え得るコーティング剤組成物に関する。ここで、上記ゴム、プラスチック成形品としては、ガラスラン、ガラスアウターウェザーストリップ、ドアミラー用ブラケット等を挙げることができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用のウェザーストリップゴムとしては、一般にエチレンプロピレンダイマー（ＥＰＤＭ）が使用されており、そのコーティング剤としては耐摩耗性に優れるウレタンコーティング剤が使用されている。このコーティング剤の塗膜に潤滑性を付与する目的で各種シリコーンオイルが添加されている。例えば、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーに非反応性シリコーンオイルを配合した組成物（特公昭６２−１５３４４号公報）、あるいは非反応性シリコーンオイルの他にヒドロキシルプレポリマーの主鎖中にシロキサン構造を導入した組成物（特公昭６２−１５３４４号公報）がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の非反応性シリコーンオイルを配合した組成物を高分子材料に塗布して形成された塗膜はその形成直後は優れた潤滑性を示すが、屋外環境下に長期間曝露した場合、シリコーンオイルが塗膜表面にブリードアウトしてしまい、潤滑性が失われる。また、後者のヒドロキシプレポリマーの主鎖中にシロキサン構造を導入した組成物の場合、塗膜と被着体との密着性が劣り、ウレタンの耐摩耗性の効果が失われるという欠点があった。
本発明の課題は、屋外環境下に長期間曝露した後でもその塗膜が優れた潤滑性、被着体との優れた密着性を示すウェザーストリップゴム用コーティング剤組成物を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、ヒドロキシプレポリマー１００重量部、硬化剤としてのポリイソシアネート１〜５０重量部と非反応性シリコーンオイル５〜１５０重量部との３成分からなるコーティング剤組成物、特に、ヒドロキシプレポリマーが下記一般式（１）または（２）で示される片末端水酸基含有シロキサンを用いて合成され、ヒドロキシプレポリマーの側鎖にシロキサン構造が導入されたウェザーストリップゴム用コーティング剤組成物が上記課題を解決することを見出し本発明を完成した。
【０００５】
【化３】
【化４】
【発明の実施の形態】
本発明におけるヒドロキシプレポリマーは、一般に長鎖ポリオール、ポリイソシアネート及び特に、下記一般式（１）または（２）で示される片末端水酸基含有シロキサン、更に、必要に応じて鎖延長剤として短鎖ジオールを反応させることにより得られる末端水酸基残存のプレポリマーである。
【０００８】
【化５】
【化６】
【００１０】
本発明におけるヒドロキシプレポリマーの合成原料となる長鎖ポリオールとしては平均分子量５００から４，０００の長鎖ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオールが挙げられる。更には、下記一般式（３）で示される両末端水酸基含有シロキサンも挙げることができる。
【化７】
ヒドロキシプレポリマーの合成時の長鎖ポリオールの使用量は、本発明における長鎖ポリオール、ポリイソシアネートおよび片末端水酸基含有シロキサンの３成分の合計量に対して、３０〜７０重量％が好ましく、更には、４０〜６０重量％がより好ましい。３０重量％より少ないと硬い成形物となり、逆に７０重量％を超えると柔らかく、耐摩耗性に劣る成形物となる。
【００１１】
本発明におけるヒドロキシプレポリマーの合成原料となる片末端水酸基含有シロキサンは前記一般式（１）または（２）で示されるものが好適である。
本発明におけるヒドロキシプレポリマーの合成原料となる片末端水酸基含有シロキサンの使用量は、本発明における長鎖ポリオール、ポリイソシアネート及び片末端水酸基含有シロキサンの３成分の合計量に対して、０．５〜３０重量％が好ましく、更には、３〜１５重量％がより好ましい。０．５重量％より少ないと屋外環境下に長期間曝露した後の潤滑性が著しく低下し、逆に３０重量％を超えると製造コストが高くなってしまう。
【００１２】
本発明におけるヒドロキシプレポリマーの合成原料となるポリイソシアネートとしては、段落〔００１６〕に記載されている硬化剤として使用可能なポリイソシアネート化合物が同様に合成原料としても使用可能である。
その使用量は、本発明における長鎖ポリオール、ポリイソシアネートおよび片末端水酸基含有シロキサンの３成分の合計量に対して、２０〜５０重量％が好ましく、更には、２５〜４０重量％がより好ましい。２０重量％より少ないと、柔らかく、耐摩耗性に劣る成形物となり、逆に５０重量％を超えると硬い成形物となる。
【００１３】
本発明におけるヒドロキシプレポリマーは、長鎖ポリオールの水酸基、イソシアネート基、片末端水酸基含有シロキサンの水酸基などの水酸基同士の縮合反応、水酸基とイソシアネート基との縮合反応などによりその側鎖にシロキサン構造が導入されたものとして得ることができ、その製造方法は一般的なウレタン溶液製造方法を適用できる。具体的にはトルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトンなどの有機溶媒の存在下、長鎖ポリオール、ポリイソシアネート及び片末端水酸基含有シロキサンの混合物を攪拌、加熱することにより得られる。また、必要に応じて、アミン、錫触媒などの反応促進剤を添加することができる。
【００１４】
本発明において使用可能な非反応性シリコーンオイルは、ヒドロキシル化合物、イソシアネート化合物と反応する置換基が導入されている反応性シリコーンオイルに対する化合物である。非反応性シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、長鎖アルキル基含有シリコーンオイル、フッ素化炭化水素基含有シリコーンオイル等が挙げられる。
【００１５】
この非反応性シリコーンオイルの配合量は、ヒドロキシプレポリマー（樹脂分）１００重量部に対して５〜１５０重量部が好ましく、更に好ましくは１０〜５０重量部である。５重量部未満では充分な潤滑性が得られず、又、逆に１５０重量部を超えると被着体との密着性を阻害する。
【００１６】
本発明において使用可能な硬化剤としてのポリイソシアネート化合物としては例えば、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、４，４’−フェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、３，３’−ジクロロ−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、１，５−テトラヒドロナフタレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、１，３−シクロヘキシレンジイソシアネート、１，４−シクロヘキシレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等のジイソシアネートやアダクト型、イソシアヌレート型のポリイソシアネートが挙げられる。
【００１７】
本発明における硬化剤としてのポリイソシアネート化合物の配合量はヒドロキシプレポリマー（樹脂分）１００重量部に対して１〜５０重量部が好ましい。１重量部未満では被膜が軟らかく、耐摩耗性に劣り、逆に５０重量部を超えると塗膜が硬くなりすぎ、被着体との柔軟性を阻害する。
【００１８】
本発明のコーティング用組成物には、上記３成分の他に粉末状潤滑剤、例えば、カーボンブラック、テフロン粉末を添加することもできる。
更に、３成分それぞれに溶剤を加え適当な粘度に調整して用いることもできる。
【００１９】
本発明のコーティング用組成物を塗布する際、この組成物に必要に応じて触媒及び安定剤を添加することができる。これらの触媒や安定剤は任意の段階で加えることができる。触媒としては、例えば、トリエチルアミン、トリエチルジアミンなどの含窒素化合物、酢酸カリウム、ステアリン酸亜鉛、オクチル酸錫などの金属塩、ジブチル錫ジラウレートなどの有機金属化合物などが挙げられる。
安定剤としては、置換ベンゾトリアゾール類などの紫外線に対する安定剤、フェノール誘導体などの熱酸化に対する安定剤などを加えることができる。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００２１】
（ヒドロキシプレポリマーの調製）
表１記載の原料を反応器内で攪拌下、８０℃で、１０時間反応させて目的とするヒドロキシプレポリマーを得た。片末端ジオールシロキサンは下記式（４）で示されるシロキサンを用いた。
【００２２】
【化８】
また、両末端カルビノール変性シロキサンとしては、下記式（５）で示される平均分子量のものを用いた。
【００２４】
【化９】
（ウレタンコーティング剤の調製および評価）
得られたヒドロキシプレポリマーの樹脂分濃度を溶剤を用いて２０重量％に調整後、表２の組成で非反応性シリコーンおよび硬化剤と混合したウレタンコーティング剤をＥＰＤＭゴム上に塗布し１００℃／３０分乾燥器内でキュアし試験片を得た。キュア後の試験片及びサンシャインウェザーオメーターで紫外線照射後の試験片の動摩擦係数（μ）を（株）東洋精機製作所製摩擦試験機ＴＲ型を用いて、PETフィルムに対して、荷重２００ｇで、速度１５０ｍｍ／分で測定した。試験結果から、本発明のコーティング剤組成物はＥＰＤＭ表面への接着性、耐老化性試験後の潤滑性に優れていることが明らかになった。
【００２６】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
本発明は、側鎖中にシロキサン構造を導入したヒドロキシプレポリマー、非反応性シリコーンオイル及び硬化剤としてのポリイソシアネートの３成分からなるウェザーストリップゴム用コーティング剤組成物であり、これをゴム、プラスチック成形品上にコーティングし形成された塗膜は、屋外環境下に長期間曝露された後でも、潤滑性、被着体との密着性に優れている。
Claims (1)
- 下記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）３成分よりなるウェザーストリップゴム用コーティング剤組成物。
（Ａ）平均分子量が５００から４，０００の範囲にある長鎖ポリオール、ポリイソシアネート及び下記一般式（２）で示される片末端水酸基含有シロキサンを反応させてなるヒドロキシプレポリマー １００重量部、
（Ｂ）硬化剤としてのポリイソシアネート １〜５０重量部、
（Ｃ）非反応性シリコーンオイル ５〜１５０重量部。
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| JP2001233378A JP4666832B2 (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | ウェザーストリップゴム用コーティング剤組成物 |
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| JP2001233378A JP4666832B2 (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | ウェザーストリップゴム用コーティング剤組成物 |
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| JP2003041187A JP2003041187A (ja) | 2003-02-13 |
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| JP2001233378A Expired - Fee Related JP4666832B2 (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | ウェザーストリップゴム用コーティング剤組成物 |
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2001
- 2001-08-01 JP JP2001233378A patent/JP4666832B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN107793920A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-03-13 | 刘展标 | 玻璃、陶瓷容器及其制备方法 |
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