JP4943571B2 - 上塗り塗料用硬化性樹脂組成物およびそれを塗布してなる塗装物 - Google Patents
上塗り塗料用硬化性樹脂組成物およびそれを塗布してなる塗装物 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、上塗り塗料用硬化性樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、例えば金属、セラミックス、ガラス、セメント、窯業系成形物、プラスチック、木材、紙、繊維などからなる建築物、家電用品、産業機器などの塗装に好適に使用しうる上塗り塗料用硬化性樹脂組成物および、当該上塗り塗料用硬化性樹脂組成物を塗装した塗装物に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、窯業系基材、コンクリートや鉄鋼などからなる建築物、建材などの産業製品などの表面を、例えば、フッ素樹脂塗料、アクリルウレタン樹脂塗料、アクリルシリコン樹脂塗料などの塗料で被覆することによって建築物などの外観をよくしたり、防食性や耐候性等を向上させたりしている。また、同時に近年の都市部を中心とした環境の悪化や美観・景観保護の意識の向上から上記の塗料に耐汚染性能を付与したものが開発上市されるようになってきている。
しかしながら、この中でアクリルシリコン塗料についてはその架橋形態によって、他の2種に比較して被塗物によっては密着性が不十分であり、塗り重ねによりちぢみを生じる場合があった。また、耐溶剤性が不足する傾向があるため、エポキシ系塗料が塗布された時ちぢみを生じる場合や、鋼板に塗布した場合に耐衝撃性が不十分な場合があった。
また、これまでは、ポリイソシアナ−ト化合物(架橋成分)を用いた場合、硬化剤成分に該ポリイソシアナ−トと硬化触媒を加えて1パックすることが困難であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のごとき実状に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来用いられたアクリルシリコン塗料の欠点を克服し、常温または加熱で硬化性を有する上塗り塗料用硬化性樹脂組成物を提供し、アクリルシリコン樹脂塗料からの塗膜と同様に優れた耐候性を有するとともに、優れた耐汚染性と密着性、耐溶剤性、耐衝撃性を同時に有する塗装物を提供することである。
【0004】
さらに、硬化剤の貯蔵時の安定性を飛躍的に向上させることも目的とする。
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の構成からなる新規な樹脂組成物を提供するものであり、これにより上記目的が達成される。
1)樹脂(A)成分100重量部に対して
一般式(1)
(R1O)4-a−Si−R2 a (1)
(式中、R1は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基および炭素数7〜10のアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基、R2は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基および炭素数7〜10のアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基、aは0または1を示す)で表されるシリコン化合物および/またはその部分加水分解縮合物(B)成分0〜200重量部と、架橋剤としてイソシアナ−ト基を2個以上含有する化合物(C)成分0.1〜30重量部、有機金属化合物(D)成分0〜30重量部および単官能性のイソシアナ−ト化合物(E)成分0.1〜100重量部配合してなる上塗り塗料用硬化性樹脂組成物。
2)樹脂(A)成分が分子内に一般式(2)で表される加水分解性基と結合したシリル基および水酸基を含有する樹脂であり、該シリル基を含有する単量体単位を3〜90重量%含有する共重合体である1)記載の樹脂組成物。
一般式(2)
(式中、R3は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基、、R4は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜25のアリール基および炭素数7〜12のアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基である。)
3)樹脂(A)成分が、水酸基含有フッ素樹脂および/またはアクリルポリオ−ルである1)記載の組成物。
4)樹脂(A)成分が、前記一般式(2)で表される加水分解性基と結合したシリル基および水酸基を含有する樹脂、水酸基含有フッ素樹脂、アクリルポリオ−ルからなる群より選ばれる2種以上の樹脂を組み合わせるものである1)記載の組成物。
5)前記組成物において主剤として樹脂(A)成分とシリコン化合物および/またはその部分加水分解縮合物(B)成分が1パック、硬化剤成分としてイソシアナ−ト基を2個以上含有する化合物(C)成分と有機金属化合物(D)成分および単官能性のイソシアナ−ト化合物(E)成分が各々1パックされる1)〜4)のいずれか一項に記載の組成物。
6)前記組成物において主剤として樹脂(A)成分、シリコン化合物および/またはその部分加水分解縮合物(B)成分、および有機金属化合物(D)成分を1パックし、イソシアナ−ト基を2個以上含有する化合物(C)成分および単官能性のイソシアナ−ト化合物(E)成分が各々1パックされる1)〜4)のいずれか一項に記載の組成物。
7)前記有機金属系化合物(D)成分が有機錫化合物である1)〜6)のいずれか一項に記載の組成物。
8)前記有機金属化合物(D)成分が分子内にS原子を含有する錫系化合物である1)〜6)のいずれか一項に記載の組成物。
9)前記金属化合物(D)成分がアルミキレ−ト系化合物である1)〜6)のいずれか一項に記載の組成物。
10)前記単官能性のイソシアナ−ト化合物(E)成分がトシルイソシアナ−トである1)〜9)のいずれか一項に記載の組成物。
11)1)〜10)のいずれか1項に記載の塗料用硬化性樹脂組成物を塗布してなる塗装物。
12)メタリック粉末および/または着色顔料を含有する塗料が塗布された塗布面にトップコ−トクリア−塗料が塗布されてなる塗装物であって、前記トップコ−トクリア−塗料が、1)〜10)のいずれか1項に記載の塗料用硬化性樹脂組成物を主成分として含有することを特徴とする塗装物。
13)塗料用硬化性樹脂組成物と顔料との分散物を主成分とする塗料が塗布されてなる塗装物であって、前記塗料用硬化性樹脂組成物が、1)〜10)のいずれ
【0005】
か1項に記載の塗料用硬化性樹脂組成物であることを特徴とする塗装物。
【発明の実施の形態】
本発明の上塗り塗料用硬化性樹脂組成物として用いられる樹脂(A)成分はイソシアナート基と反応する官能基を含有していればよく、たとえば、湿分の存在下、室温で硬化性を有する樹脂として加水分解性基と結合したシリル基および水酸基を有する樹脂(A−イ)成分が含有される。
【0006】
前記加水分解性基と結合したシリル基および水酸基を有する樹脂(A−イ)成分は、その主鎖が実質的にアクリル系単量体が共重合した主鎖からなる(以下、主鎖が実質的にアクリル系共重合鎖からなるともいう)共重合体であるため、得られる本発明の上塗り塗料用硬化性樹脂組成物から形成される塗膜の耐候性、耐薬品性などが優れたものとなる。
【0007】
なお、前記樹脂(A−イ)成分の主鎖が実質的にアクリル共重合鎖からなるとは、樹脂(A−イ)成分の主鎖を構成する単位のうちの50%以上、さらには70%以上がアクリル系単量体単位から形成されていることを意味する。また、樹脂(A−イ)成分は、加水分解性シリル基が炭素原子に結合した形式で含有されているため、塗膜の耐水性、耐アルカリ性、耐酸性などがすぐれたものとなる。
【0008】
本発明の組成物から形成される塗膜の耐候性、耐溶剤性などの耐久性が優れるという点から、樹脂(A−イ)成分において、加水分解性基と結合したケイ素数は、樹脂(A−イ)成分1分子あたり2個以上、好ましくは3個以上であることが、好ましい。
【0009】
前記加水分解性基と結合したシリル基は、樹脂(A−イ)成分の主鎖の末端に結合していてもよく、側鎖に結合していてもよく、主鎖の末端および側鎖に結合していてもよい。加水分解性基と結合したシリル基の導入方法としては、加水分解性基と結合したシリル基を含有する単量体をその他の単量体と共重合する方法、シリケ−ト化合物を反応させる方法、または、水酸基含有共重合体にシリケ−ト化合物を反応させる方法等がある。簡便な方法としては加水分解性基と結合したシリル基を含有する単量体を他の単量体を共重合する方法である。
前記加水分解性基と結合したケイ素の加水分解性基は、ハロゲン基、アルコキシ基等がある。その中で、反応の制御の簡便さから下記一般式(2)で表されるアルコキシ基が有用である。
一般式(2)
一般式(2)中のR3としては、水素原子または炭素数1〜10のアルキル基、好ましくはたとえばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基などの炭素数1〜4のアルキル基である。前記アルキル基の炭素数が10を超える場合には、加水分解性シリル基の反応性が低下するようになる。また、前記アルコキシ基の酸素に結合した基がたとえばフェニル基、ベンジル基などのアルキル基以外の基である場合にも、加水分解性シリル基の反応性が低下するようになる。
また、前記一般式(2)中のR4としては水素原子または炭素数1〜10のアルキル基、好ましくはたとえば前記R3において例示された炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基などの炭素数6〜25のアリール基およびベンジル基などの炭素数7〜12のアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基である。これらの中では、本発明の組成物の硬化性が優れるという点から炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。
【0010】
前記一般式(2)において、(R3O)3-bは3−bが1以上3以下になるように、すなわちbが0〜2になるように選ばれるが、本発明の組成物の硬化性が良好になるという点からは、bが0または1であるのが好ましい。したがって、R4の結合数は0または1であるのが好ましい。
一般式(2)中に存在する(R3O)3-bまたはR4 bの数が複数個の場合はそれらは同一であっても異なっていてもよい。
前記一般式(2)で表される炭素原子に結合した反応性シリル基の具体例としては、たとえば後述の樹脂(A−イ)成分に共重合される加水分解性シリル基含有ビニル系単量体に含有される基が挙げられる。
【0011】
なお、樹脂(A−イ)成分中の前記単量体単位の含有割合は、本発明の組成物を用いて形成される塗膜の耐久性が優れる、強度が大きくなるという点から、3〜90%、さらには10〜70%、とくには10〜50%であるのが好ましい。
【0012】
つぎに、樹脂(A−イ)成分の製法の一例について説明する。
【0013】
樹脂(A−イ)成分は、たとえば加水分解性シリル基含有ビニル系単量体(a)成分、水酸基含有ビニル系単量体および/またはその誘導体(b)成分、(メタ)アクリル酸および(または)その誘導体(c)成分、ならびに必要により(a)成分、(b)成分、(c)成分以外のその他の共重合可能なビニル系単量体(d)成分を共重合することによって製造することができる。
【0014】
加水分解性シリル基含有ビニル系単量体(a)成分の具体例としては、たとえば
【0015】
【化1】
【0016】
【化2】
【0017】
【化3】
【0018】
【化4】
【0019】
【化5】
【0020】
【化6】
【0021】
【化7】
(式中、R3、R4、R5およびbは一般式(2)および(3)中のR3、R4、R5およびbと同じ、pは0〜20の整数を示す)で表される化合物や、炭素原子に結合した加水分解性シリル基をウレタン結合またはシロキサン結合を介して末端に有する(メタ)アクリレ−トなどがあげられる。これらの中では、共重合性および重合安定性、ならびに得られる組成物の硬化性および保存安定性が優れるという点から、前記一般式(4)で表される化合物が好ましい。
【0022】
これらの加水分解性シリル基含有ビニル系単量体(a)成分は単独で用いてもよく、2種類以上併用してもよい。前記(a)成分は、樹脂(A−イ)成分中に一般式(2)で表される炭素原子に結合した反応性シリル基を含有する単量体が3〜90%、さらには10〜70%、特には10〜50%含有されるように使用するのが好ましい。
【0023】
前記水酸基含有ビニル系単量体およびまたはその誘導体(b)成分の具体例としては、たとえば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ−ト、2―ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ−ト、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレ−ト、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレ−ト、2−ヒドロキシエチルビニルエ−テル、N―メチロ−ル(メタ)アクリルアミド、4−ヒドロキシスチレンビニルトルエン、東亜合成化学工業(株)製のアロニクス5700、4−ヒドロキシスチレン、日本触媒化学工業(株)製のHE―10、HE−20、HP―1およびHP―20(以上、いずれも末端に水酸基を有するアクリル酸エステルオリゴマ−)、日本油脂(株)製のブレンマ−PPシリ−ズ(ポリプロピレングリコ−ルメタクリレ−ト)ブレンマ−PEシリ−ズ(ポリエチレングリコ−ルモノメタクリレ−ト)ブレンマ−PEPシリ−ズ(ポリエチレングリコ−ルポリプロピレングリコ−ルメタクリレ−ト)ブレンマ−AP−400(ポリプロピレングリコ−ルモノアクリレ−ト)、ブレンマ−AE−350(ポリエチレングリコ−ルモノアクリレ−ト)およびブレンマ−GLM(グリセロ−ルモノメタクリレ−ト)、N−メチロ−ル(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステル類、水酸基含有化合物とε―カプロラクトンとの反応により得られるε−カプロラクトン変性ヒドロキシアルキルビニル系共重合体化合物Placcel FA―1、Placcel FA―4、Placcel FM―1、Placcel FM―4(以上ダイセル化学工業(株)製)、TONE M−201(UCC社製)、ポリカ−ボネ−ト含有ビニル系化合物(具体例としては、HEAC―1(ダイセル化学工業(株)製)などが挙げられる。中でも2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ−ト、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ−ト、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレ−ト、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレ−トは、イソシアナ−トとの反応性に優れ、耐候性、耐薬品性、耐衝撃性が良好な塗膜が得られる点から好ましい。特に好ましくは、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ−ト、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ−トである。また、使用量としては、水酸基当量(OH基一つ当たりの樹脂の分子量)で300以上が)好ましく、さらに、400以上が好ましく、特に、500以上が好ましい。
これらのアルコ−ル性水酸基含有ビニル系単量体(b)成分は単独で用いてもよく、2種類以上併用してもよい。
前記(メタ)アクリル酸および/またはその誘導体(c)成分の具体例としては、たとえばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレ−ト、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレ−ト、3,3,5,−トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、2ーエチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレ−ト、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、グリシジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレ−ト、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、α−エチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド(メタ)アクリロイルモルホリン、アロニクスM−5700、マクロモノマーであるAS−6、AN−6、AA−6、AB−6、AK−6などの化合物(以上、東亜合成化学工業〓製)、(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステル類とリン酸またはリン酸エステル類との縮合生成物などのリン酸エステル基含有(メタ)アクリル系化合物、ウレタン結合やシロキサン結合を含む(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらのなかでは、得られる樹脂(A−イ)成分が後述する一般式(1)で表されるシリコン化合物および/またはその部分加水分解縮合物(B)成分との相溶性に優れるという点から、n−ブチルメタクリレートを含有することが好ましい。
【0024】
これらの(メタ)アクリル酸および/またはその誘導体(c)成分は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。 なお、樹脂(A−イ)成分が、分子内に一般式(2)で表される炭素原子に結合した加水分解性シリル基を含有する単量体単位を3〜90%含有し、n−ブチルメタクリレート単位を含有する場合には、これらを含有する場合に得られるいずれの効果をも得ることができる。
【0025】
前記(b)成分と(c)成分の使用量の合計は、加水分解性シリル基含有ビニル系単量体(a)成分の種類および使用量に応じて適宜調整すればよいが、通常用いる重合成分全量の5〜90%、さらには30〜85%、とくには50〜85%であるのが好ましい。また、(a)成分の使用量としては重合成分の1〜50%、さらに3〜40%、特には、5〜30%が好ましい。なお、(c)成分としてn−ブチルメタクリレ−トを用いる場合には、その使用量は用いる単量体の20〜50%であることが、後述する一般式(1)で表されるシリコン化合および(または)その加水分解縮合物(B)成分との相溶性および得られる硬化性組成物から形成される塗膜の各種特性のバランスが優れるという点から好ましい。
【0026】
また、本発明においては、得られる本発明の組成物から形成される塗膜の耐候性をさらに向上させる目的で、たとえば主鎖にウレタン結合やシロキサン結合により形成されたセグメント、(a)成分、(b)成分、(c)成分以外の単量体に由来するセグメントなどを、50%を超えない範囲で樹脂(A−イ)成分の製造時に導入してもよい。
【0027】
前記その他の共重合可能なビニル系単量体(d)成分の具体例としては、たとえばスチレン、αーメチルスチレン、クロロスチレン、スチレンスルホン酸、4ーヒドロキシスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族炭化水素系ビニル化合物;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、(メタ)アクリル酸などの不飽和カルボン酸、これらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩などの塩;無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸の酸無水物、これら酸無水物と炭素数1〜20の直鎖状または分岐鎖を有するアルコールまたはアミンとのジエステルまたはハーフエステルなどの不飽和カルボン酸のエステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ジアリルフタレートなどのビニルエステルやアリル化合物;ビニルピリジン、アミノエチルビニルエーテルなどのアミノ基含有ビニル系化合物;イタコン酸ジアミド、クロトン酸アミド、マレイン酸ジアミド、フマル酸ジアミド、N−ビニルピロリドンなどのアミド基含有ビニル系化合物;2ーヒドロキシエチルビニルエーテル、メチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、クロロプレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、フルオロオレフィンマレイミド、N−ビニルイミダゾール、ビニルスルホン酸などのその他ビニル系化合物などが挙げられる。
【0028】
これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。樹脂(A−イ)成分にはカルボキシル基またはアミノ基などの基が含まれていてもよく、その場合には、硬化性、密着性が向上するが、重合体鎖に結合しているカルボキシル基やアミノ基の場合、活性が弱く、これらを硬化触媒のかわりに使用して硬化させようとしても良好な特性の硬化物が得られない。
【0029】
前記樹脂(A−イ)成分は、たとえば特開昭54−36395号公報、特開昭57−55954号公報などに記載のヒドロシリル化法または反応性シリル基を含有する単量体を用いた溶液重合法によって製造することができるが、合成の容易さなどの点から反応性シリル基を含有する単量体を用い、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ系ラジカル重合開始剤を用いた溶液重合法によって製造することがとくに好ましい。
【0030】
前記溶液重合法に用いられる溶剤は、非水系のものであればよく、とくに制限はないが、たとえばトルエン、キシレン、nーヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素類;酢酸エチル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル類;エチルセロソルブ、ブチルセロソロブなどのセロソルブ類;セロソルブアセテートなどのエーテルエステル類;メチルエチルケトン、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン、メチルイソブチルケトン、アセトンなどのケトン類;メタノール、イソプロピルアルコール、nーブタノール、イソブタノール、ヘキサノール、オクタノールなどのアルコール類が挙げられる。
また、前記溶液重合の際には、必要に応じて、たとえばN−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン、γーメルカプトプロピルトリメトキシシラン、γーメルカプトプロピルトリエトキシシラン、(CH3O)3Si−S−S−Si(OCH3)3,(CH3O)3Si−S8−Si(OCH3)3などの連鎖移動剤を単独または2種以上併用することにより、得られる樹脂(A−イ)成分の分子量を調整してもよい。とくに、たとえばγーメルカプトプロピルトリメトキシシランなどのアルコキシシリル基を分子中に有する連鎖移動剤を用いた場合には、樹脂(A−イ)成分の末端に反応性シリル基を導入することができるので好ましい。かかる連鎖移動剤の使用量は、用いる重合成分全量の0.05〜10%、なかんづく0.1〜8%であることが好ましい。
このようにして得られた樹脂(A−イ)成分は、本発明の組成物を用いて形成される塗膜の耐久性などの物性が優れるという点から、数平均分子量が、1000〜30000、なかんずく3000〜25000であることが好ましい。前記のごとき樹脂(A)成分は、単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
また、イソシアナート基と反応する官能基を有する樹脂(A)成分として、水酸基含有フッ素樹脂(A−ロ)成分および/またはアクリルポリオール(A−ハ)成分がある。
前記水酸基含有フッ素樹脂(A−ロ)成分は、たとえば、水酸基含有ビニル系単量体(b)成分、フルオロオレフィン(e)成分および必要に応じて上記その他の共重合可能なビニル系単量体(d)成分を共重合させて得ることができる。
前記水酸基含有フッ素樹脂は、前記水酸基含有ビニル系単量体(b)成分10〜60重量%、フルオロオレフィン(e)成分5〜50重量%、およびその他の共重合可能なビニル系単量体(d)成分20〜80重量%を共重合させて得られるものが好ましい。
得られる水酸基含有フッ素樹脂(A−ロ)成分は、たとえば主鎖にウレタン結合やシロキサン結合により形成されたセグメントを、50%を超えない範囲で含んでいてもよい。
水酸基含有フッ素樹脂(A−ロ)成分は、ラジカル開始剤を用いた溶液重合により調製することが好ましい。溶液重合においては、必要に応じて、n−ドデシルメルカプタンのような連鎖移動剤が用いられ、それにより分子量が制御される。
【0031】
重合溶媒としては非反応性溶媒が用いられるが、本願発明がこれによって限定されることはない。
【0032】
前記水酸基含有フッ素樹脂は、単独で用いてもよく、また2種以上を併用してもよい。
また、前記アクリルポリオール(A−ハ)成分としては、たとえば前記水酸基含有ビニル系単量体(b)成分と、その他の共重合可能なビニル系単量体(d)成分との共重合により得ることができる。
前記(A−ハ)成分は、前記水酸基含有ビニル系単量体(b)成分を10〜80重量%、前記その他の共重合可能なビニル系単量体(d)成分を20〜90重量%共重合させて得たものであることが好ましい。
得られるアクリルポリオール(A−ハ)成分は、たとえば主鎖にウレタン結合やシロキサン結合により形成されたセグメントを、50%を超えない範囲で含んでいてもよい。
アクリルポリオール(A−ハ)成分は、ラジカル開始剤を用いた溶液重合により調製することが好ましい。溶液重合においては、必要に応じて、n−ドデシルメルカプタンのような連鎖移動剤が用いられ、それにより分子量が制御される。
【0033】
重合溶媒としては非反応性溶媒が用いられるが、本願発明がこれによって限定されることはない。
【0034】
上記アクリルポリオールは、単独で用いてもよく、また2種以上を併用してもよい。
また、これら(A−イ)、(A−ロ)、(A−ハ)成分は、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0035】
さらに、本発明の塗料用組成物において、主成分である樹脂(A)成分には、アルコキシシリル基含有共重合体を分散安定剤樹脂として用い、非水系ディスパージョン重合で得られる非水系重合体粒子(NAD)を添加することができる。この成分は、極少量の添加で塗料組成物の低粘度化、ハイソリッド化を達成でき、さらに硬化塗膜の耐衝撃性を向上させることができる。上記添加成分である非水系重合体粒子(NAD)の製造において用いられる単量体は樹脂(A−イ)成分に使用される単量体を用いることができる。
【0036】
本発明においては、前述の樹脂(A)成分と同様、本発明の組成物から形成される塗膜の耐汚染性を向上させると共に、該塗膜と被塗物との密着性を向上させるための成分である、一般式(1):
(R1O)4-a−Si−R2 a
(式中、R1は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基および炭素数7〜10のアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基、R2は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基および炭素数7〜10のアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基、aは0または1を示す)で表されるシリコン化合物および/または該シリコン化合物をアルコール系溶剤中、酸性条件下で加水分解した化合物(B)成分0〜200重量部(以下、シリコン化合物の部分加水分解縮合物(B)成分という)が使用される。
【0037】
前記一般式(1)において、R1は炭素数1〜10、好ましくはたとえばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基などの炭素数1〜4のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7〜10のアラルリル基、好ましくはたとえばフェニル基などの炭素数6〜9のアリール基およびベンジル基などの炭素数7〜9のアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基である。前記アルキル基の炭素数が10を超える場合には、シリコン化合物の部分加水分解縮合物(B)成分の反応性が低下するようになる。また、R1が前記アルキル基、アリール基、アラルキル基以外の場合
にも反応性が低下するようになる。
【0038】
また、前記一般式(1)において、R2は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7〜10のアラルリル基、好ましくはR1と同様の炭素数1〜4のアラルキル基、炭素数6〜9のアリール基、炭素数7〜9のアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素である。
【0039】
前記一般式(1)において、(R1O)4-aは4ーaが3以上になるように、すなわちaが0〜1になるように選ばれるが、本発明の組成物から形成される塗膜の硬化性が向上するという点からは、aが0であるのが好ましい。
【0040】
一般式(1)中に存在する(R1O)4-aの数が複数個の場合、それらは同一であっても、異なっていてもよい。
【0041】
前記(B)成分のシリコン化合物の具体例としては、たとえばテトラメチルシリケート、テトラエチルシリケート、テトラn−プロピルシリケート、テトラi−プロピルシリケート、テトラn−ブチルシリケート、テトラi−ブチルシリケートなどのテトラアルキルシリケート;メチルトリメトキシシラン、メチ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、オクタデシルトリエトキシシラン、3ーグリシドキシプロピルトリメトキシシラン、メチルトリsec−オクチルオキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリブトキシシランなどのシランカップリング剤などが挙げられる。
【0042】
また、前記(B)成分のシリコン化合物の部分加水分解縮合物(B)成分の具体例としては、たとえば通常の方法で前記テトラアルキルシリケートやトリアルコキシシランに水を添加し、縮合させて得られるものがあげられ、たとえばMSI51、ESI28、ESI40、ESI48、HAS−1、HAS−10(以上、コルコート〓製)、MS51、MS56、MS56S(以上、三菱化学〓製)、Mシリケ−ト51、FR−3、シリケ−ト40、シリケ−ト45、シリケ−ト48、ES−48(以上、多摩化学(株)製)などのテトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物や、たとえばAFP−1(信越化学工業〓製)などのトリアルコキシシランの部分加水分解縮合物などが挙げられる。前記(B)成分のシリコン化合物の部分加水分解縮合物のうちでは、樹脂(A)成分との相溶性、得られる本発明の組成物の硬化性が良好で、該組成物を用いて形成される塗膜の硬度に優れるということより汚染物質の付着を制御するという点から、MSI51、MS51、MS56、MS56S(テトラメトキシシランの部分加水分解縮合物)やESI48、HAS−1(テトラエトキシシランの部分加水分解縮合物)などのテトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物を用いるのが好ましく、特に、重量平均分子量が1000より大きいMS56SおよびESI48のような化合物が、配合量を低減できる点から更に好ましい。
前記シリコン化合物等(B)成分は単独で用いてもよく、2種類以上併用してもよい。
【0043】
(B)成分のシリコン化合物の部分加水分解縮合物はまた、前記シリコン化合物および/またはシリコン化合物の部分加水分解縮合物をアルコール系溶剤中、酸性条件下で加水分解しても得ることができる。
【0044】
なお、前記アルコール系溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブチルアルコールなどが挙げられる。
【0045】
これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。これらのうちでは、メタノール、エタノール、イソプロパノールが安定性向上の点から好ましい。 前記酸性条件下とは(1)酸性物質を添加する、(2)陽イオン交換樹脂で処理するような条件を指す。
【0046】
(1)酸性物質とは塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、亜硫酸、などの無機酸;モノメチルホスフェート、モノエチルホスフェート、モノブチルホスフェート、モノオクチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジデシルホスフェートなどのリン酸エステル;ぎ酸、酢酸、マレイン酸、アジピン酸、しゅう酸、コハク酸などのカルボン酸化合物;ドデシルベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、1ーナフタレンスルホン酸、2ーナフタレンスルホン酸などのスルホン酸化合物などが挙げられる。
【0047】
これらの中では酸処理後に酸を除去しやすい点から比較的沸点が低い塩酸、硝酸、亜硫酸、ぎ酸が好ましい。
【0048】
(2)陽イオン交換樹脂とは、例えば、アンバーリスト15(ローム・アンド・ハース社製)、デュオライトC−433(住友化学工業(株)製)等が挙げられる。陽イオン交換樹脂と水とで処理したのちは、濾過やデカンテーションなどにより陽イオン交換樹脂を除去するのが好ましい。
これらのシリコン化合物の部分加水分解縮合物(B)成分には事前に脱水剤としてオルト酢酸メチルを加えておくことが、(A)成分と配合した後の貯蔵安定性などの点より好ましい。
前記(B)成分の使用量は(A)成分100重量部に対して0〜200重量部、好ましくは2〜50重量部、更に好ましくは2〜30重量部である。(B)成分の使用量が200部をこえると塗膜の表面光沢などの外観性が低下したり、クラックなどが発生したりするようになる。
前記(B)成分は、(A)成分と(B)成分との相溶性を向上させるため、(A)成分の重合時に(B)成分を加えること、さらに、(A)成分に(B)成分をホットブレンドすることができる。
【0049】
シリコン化合物および/またはその部分加水分解縮合物(B)成分を樹脂(A)成分と混合させたものは常温硬化性および加熱硬化性を有する組成物となり、該組成物を用いて形成される塗膜は優れた耐汚染性を有するが、該塗膜が優れた耐汚染性を有する理由はまだ定かには判明していない。おそらく樹脂(A)成分とシリコン化合物(B)成分との相対的硬化速度の違いと相溶性のバランスが良い点から、表面硬度および親水性が向上することが影響しているものと考えられる。
本発明の組成物には、(A)成分および(B)成分に対して架橋剤としてイソシアナ−ト基を2個以上有する化合物(C)成分が含有される。
【0050】
前記、イソシアナ−ト基を2個以上有する化合物としては、脂肪族系もしくは芳香族系のものが挙げられる。
【0051】
脂肪族系多官能性イソシアナ−トの具体例として、常温硬化用でヘキサメチレンジイソシアナ−ト、ジシクロヘキシルメタン4,4‘−イソシアナ−ト、2,2,4−トリメチル−1,6−ジイソシアナ−ト、イソフォロンジイソシアナ−トがあり、構造としては単量体、ビュレット型、ウレジオ型、イソシナヌレ−ト型がある。
加熱硬化用としてはブロックタイプのものがある。そのブロック剤としてはメチルアルコ−ル、エチルアルコ−ル、n−プロピルアルコ−ル、イソ−プロピルアルコ−ル、n−ブチルアルコ−ル、sec−ブチルアルコ−ル、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ、ベンジルアルコ−ル、フルフリルアルコ−ル、シクロヘキシルアルコ−ル、フェノ−ル、o−クレゾ−ル、m−クレゾ−ル、p―クレゾ−ル、p−tert−ブチルフェノ−ル、チモ−ル、p−ニトロフェノ−ル、β―ナフト−ルなどがある。また、芳香族多官能性イソシアナ−トとしては、2,4―トリレンジイソシアナ−ト、2,6―トリレンジイソシアナ−ト、ジフェニルメタン−4,4‘−ジイソシアナ−ト、キシレンジイソシアナ−ト、ポリメチレン−ポリフェニレル−ポリイソシアナ−ト、などがある。これにも、ビュレット型、ウレジオ型、イソシアヌレ−ト型がある。
これらの化合物は、2種以上混合して用いることもできる。
前記イソシアナ−ト化合物(C)成分の使用量は、(A)成分100重量部に対して0.1〜30重量部、好ましくは0.5〜18重量部、更に好ましくは1から15重量部である。(C)成分が0.1部未満の場合には、得られる組成物の硬化性が低下するようになり、また30部を超えると、該組成物を用いて得られた塗膜に未反応のイソシアナ−ト化合物あるいはイソシアナ−ト基が残存し、塗り重ね時にちぢみを生じる原因となる他、塗膜表面の水との接触角が低下し難くなり、耐汚染性の改良に悪影響を与える。
イソシナ−ト化合物とともに配合する硬化触媒としては有機金属化合物が使用される。その中では、錫系化合物の場合が塗膜の硬化性の点から好ましい。また、貯蔵安定性と硬化活性を考慮して分子内にS原子を有する化合物およびアルミキレ−ト化合物が更に好ましい。
【0052】
前記錫化合物の具体例としては、ジオクチル錫ビス(2−エチルヘキシルマレ−ト)、ジオクチル錫オキサイドまたはジブチル錫オキサイドとシリケ−トとの縮合物、ジブチル錫ジオクトエ−ト、ジブチル錫ジラウレ−ト、ジブチル錫ジステアレ−ト、ジブチル錫ジアセチルアセトナ−ト、ジブチル錫ビス(エチルマレ−ト)、ジブチル錫ビス(ブチルマレ−ト)、ジブチル錫ビス(2−エチルヘキシルマレ−ト)、ジブチル錫ビス(オレイルマレ−ト)、スタナスオクトエ−ト、ステアリン酸錫、ジ−n−ブチル錫ラルレ−トオキサイドがある。また、分子内にS原子有する錫化合物としては、ジブチル錫ビスイソノニル−3―メルカプトプロピオネ−ト、ジオクチル錫ビスイソノニル−3−メルカプトプロピオネ−ト、オクチルブチル錫ビスイソノニル−3−メルカプトプロピオネ−ト、ジブチル錫ビスイソオクチルチオグルコレ−ト、ジオクチル錫ビスイソオクチルチオグルコレ−ト、オクチルブチル錫ビスイソオクチルチオグルコレ−トなどが挙げられる。
【0053】
前記錫化合物のうちでは、分子内にS原子を有する化合物が、イソシアナ−トを配合した場合の貯蔵安定性および可使時間が良好であることから好ましく、特に、ジブチル錫ビスイソノニル−3−メルカプト、ジブチル錫ビスイソオクチルチオグルコレ−トが硬化性と貯蔵安定性、可使時間のバランスの点から好ましい。
【0054】
また、前記アルミキレ−ト化合物も好ましく、エチルアセトアセ−トアルミニウムジイソプロピレ−ト、アルミトリス(アセチルアセトナ−ト)、アルミニウムモノアセチルアセトネ−トビス(エチルアセトナ−ト)、アルキルアセチルアセテ−トアルミニウムジイソプロピレ−トなどがあげられる。
前記アルミキレ−ト化合物としては、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテ−ト)とアルミニウムトリス(アセチルアセトナ−ト)がイソシアナ−トと配合した場合の貯蔵安定性および可使時間のバランスが良好で、塗膜の接触角が小さくなるという点から好ましい。
前記硬化触媒(D)成分は単独でもよく、また、2種類以上併用してもよい。 前記(D)成分の使用量は、(A)成分100重量部に対して0〜30重量部、好ましくは、1.2〜13重量部、より好ましくは0.5〜10重量部、更に好ましくは0.5〜5重量部である。さらに、有機金属化合物(D)成分の量が30部を超えると、該組成物を用いて形成した塗膜の表面光沢など外観性の低下傾向が認められるので好ましくない。
前記の脱水剤として配合される単官能イソシア−ト化合物(E)成分としては、イソシアン酸、メチルイソシアナ−ト、エチルイソシアナ−ト、イソプロピルイソシアナ−ト、ヘキシルイソシアナ−ト、ビニルイソシアナ−ト、イソプロペニルイソシアナ−ト、フェニルイソシアナ−ト、トリルイソシアナ−ト、ニトロフェニルイソシアナ−ト、ナフチルイソシアナ−ト、トシルルイソシアナ−トなどが挙げられるが、脱水能力および化合物自体の安定性の点からヘキシルイソシアナ−ト、トリルイソシアナ−ト、トシルイソシアナ−トが好ましい。中でも脱水効果の持続性の点からトシルイソシアナ−トが特に好ましい。これらは、単独または2種類以上併用することができる。それによって、硬化剤が脱水され、ポリイソシアナ−ト、有機金属化合物(、単官能イソシアナ−ト化合物)を混合した場合の貯蔵安定性が飛躍的に向上する。
【0055】
前記単官能イソシアナ−ト化合物(E)成分の配合量としては0.3〜50部が好ましく、0.5〜20部がさらに好ましい。
【0056】
前記樹脂(A)成分、シリコン化合物等(B)成分、イソシアナ−ト化合物(C)成分、硬化触媒(D)成分および脱水剤(E)成分の配合割合は、樹脂(A)成分100部に対して、シリコン化合物(B)成分が0〜200部、イソシアナ−ト化合物(C)成分が0.1〜30部、有機金属化合物(D)成分が0〜30部、脱水剤としての単官能イソシアナ−ト化合物(E)成分が0.1〜100部になるように調整される。
【0057】
本発明の上塗り塗料用硬化性樹脂組成物の配合形態については、主剤として樹脂(A)成分とシリコン化合物(B)成分を混合、硬化剤としてイソシアナ−ト化合物(C)成分と硬化触媒(D)成分と脱水剤単官能イソシアナ−ト(E)成分を混合した、2液の配合形態。また、主剤として樹脂(A)成分、シリコン化合物(B)成分および硬化触媒(D)成分を混合したものと、硬化剤としてイソシアナ−ト(C)成分と脱水剤単官能イソシアナ−ト(E)成分の2液の配合形態。さらに、イソシアナ−ト成分にブロックタイプのものを使用した場合には、樹脂(A)成分、シリコン化合物(B)成分、イソシアナ−ト化合物(C)成分および硬化触媒(D)成分を混合した1液の配合形態が可能である。
【0058】
本発明の上塗り塗料用硬化性樹脂組成物は、樹脂(A)成分、シリコン化合物の部分加水分解縮合物(B)成分、イソシアナ−ト化合物(C)成分、硬化触媒(D)成分、単官能イソシアナ−ト(E)成分を例えば撹拌機などを用いて均一な組成物となるように撹拌、混合することによって得ることができるが、樹脂(A)成分およびシリコン化合物等(B)成分には、さらに脱水剤を配合することによって、組成物の保存安定性を長期間にわたって優れたものにすることができる。
前記脱水剤の具体例としては、たとえばオルトギ酸メチル、オルトギ酸エチル、オルト酢酸メチル、オルト酢酸エチル、オルトプロピオン酸トリメチル、オルトプロピオン酸トリエチル、オルトイソプロピオン酸トリメチル、オルトイソプロピオン酸トリエチル、オルト酪酸トリメチル、オルト酪酸トリエチル、オルトイソ酪酸トリメチル、オルトイソ酪酸トリエチルなどの加水分解性エステル化合物;または、ジメトキシメタン、1,1−ジメトキシエタン、1,1−ジメトキシプロパン、1,1−ジメトキシブタン;または、エチルシリケ−ト(テトラメトキシシラン)、メチルシリケ−ト(テトラメトキシシラン)、メチルトリメトキシシランなどが挙げられる。この中では、脱水効果の点から、オルト酢酸メチルが好ましい。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
前記脱水剤は、(A)成分と(B)成分の合計100部に対して200部以下好ましくは100部以下、さらに好ましくは50部以下で使用される。
また、樹脂(A)成分を重合する前の成分に加えてもよく、樹脂(A)成分の重合中に加えてもよく、また、得られた樹脂(A)成分とそのほかの成分との混合時に加えてもよく特に制限はないが、(B)成分であるシリコン化合物またはシリコン化合物の部分加水分解縮合物をアルコール系溶剤中、酸性条件下で加水分解した後に、加えておくことが好ましい。
【0059】
また、本発明の上塗り塗料用硬化性樹脂組成物には、通常塗料に用いられるたとえば酸化チタン、群青、紺青、亜鉛華、ベンガラ、黄鉛、鉛白、カーボンブラック、透明酸化鉄、アルミニウム粉などの無機顔料、アゾ系顔料、トリフェニルメタン系顔料、キノリン系顔料、アントラキノン系顔料、フタロシアニン系顔料などの有機顔料などの顔料;希釈剤、紫外線吸収剤、光安定剤、タレ防止剤、レベリング剤などの添加剤;ニトロセルロース、セルロースアセテートブチレートなどの繊維素;エポキシ樹脂、メラミン樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、塩素化ポリプロピレン、塩化ゴム、ポリビニルブチラール、ポリシロキサンなどの樹脂などを適宜加えてもよい。
【0060】
本発明の上塗り塗料用硬化性樹脂組成物は、たとえば浸漬、吹き付け、刷毛などを用いた塗布などの通常の方法によって被塗物に塗布され、通常、常温でそのまま、または30℃以上で焼き付けて硬化せしめる。
【0061】
本発明の上塗り塗料用硬化性樹脂組成物は、たとえば金属、セラミックス、ガラス、セメント、窯業系成形物、プラスチック、木材、紙、繊維などからなる建築物、家電用品、産業機器などの上塗り用の塗料として好適に使用される。
【0062】
次に、本発明の上塗り塗料用硬化性樹脂組成物を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【0063】
製造例1(樹脂(A−イ)成分の製造)
撹拌機、温度計、還流冷却器、窒素ガス導入管および滴下ロ−トを備えた反応器にキシレン40部を仕込み、窒素ガスを導入しつつ110℃に昇温した。その後、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン10部、2−ヒドロキシエチルメタクリレ−ト5部、メチルメタクリレ−ト25部、n−ブチルメタクリレ−ト45部、n−ブチルアクリレ−ト14部、アクリルアミド1部、キシレン18部および2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1部からなる混合物を滴下ロ−トにより5時間かけて等速滴下した。滴下終了後、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.1部およびトルエン8部を1時間かけて等速滴下した後、110℃で2時間熟成してから冷却し、樹脂溶液にキシレンを加えて樹脂固形分濃度が50%の樹脂(A)−1を得た。
得られた樹脂(A)−1の平均分子量は15000であった。
【0064】
製造例2(樹脂(A−イ)成分の製造)
製造例1において、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン10部を13部に、2−ヒドロキシエチルメタクリレ−ト5部を10部に、メチルメタクリレ−ト25部を44部に、n−ブチルアクリレ−ト14部を32部に変更し、n−ブチルメタクリレ−トを用いなかったほかは製造例1と同様にして樹脂固形分濃度が50%の樹脂(A)−2を得た。得られた樹脂(A)−2の数平均分子量は15000であった。
【0065】
製造例3(樹脂(A−イ)成分の製造)
製造例1において、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン10部を45部に、2−ヒドロキシエチルメタクリレ−ト5部を20部に、メチルメタクリレ−ト25部を10部に、n−ブチルアクリレ−ト14部を10部に、n−ブチルメタクリレ−ト45部を14部に、アゾビスイソブチロニトリル1部を2部に変更し、製造例1と同様にして樹脂固形分濃度が50%の樹脂(A)−3を得た。得られた樹脂(A)−3の数平均分子量10000であった。製造例4(樹脂(A−イ)成分の製造例)
製造例1において、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン10部を3部に、2−ヒドロキシエチルメタクリレ−ト5部を25部に、メチルメタクリレ−ト25部を35部に、n−ブチルアクリレ−ト14部を12部に、n−ブチルメタクリレ−ト45部を25部に、アゾビスイソブチロニトリル1部を2部に変更し、製造例1と同様にして樹脂固形分濃度が50%の樹脂(A)−4を得た。得られた樹脂(A)−4の数平均分子量10000であった。
【0066】
製造例5(樹脂(A−イ)成分の製造例)
製造例1において、はじめにキシレンを31部仕込み、γ−メタクロキシプロピルトリメトキシシランを13.6部、2−ヒドロキシエチルメタクリレ−トを5部、メチルメタクリレ−ト14.2部、n−ブチルアクリレ−トを22.3部、スチレンを14部、アクリルアミドを0.9部、2,2‘−アゾビスイソブチロニトリルを3.8部、キシレンを14部からなる混合物を5時間かけて滴下した。
滴下終了後、2,2‘−アゾビスイソブチロニトリル0.2部、キシレン4部、トルエン4部からなる混合物を1時間かけて等速滴下した。得られた反応物の樹脂固形分濃度は63%で、その樹脂(A)―5の数平均分子量は6000であった。
【0067】
製造例6(樹脂(A−イ)成分の製造例)
製造例4において、γ−メタクロキシプロピルトリメトキシシランを16部、PLACCEL FM−1(ダイセル化学製)を18.1部、メチルメタクリレ−トを21.5部、n−ブチルメタクリレ−ト25部、n−ブチルアクリレ−トを9.4部、スチレンを10部、2,2‘−アゾビスイソブチロニトリルを4部、V―59(和光純薬工業(株)製)を1.7部、キシレンを9部、トルエンを5部からなる混合物を5時間かけて等速滴下した。
滴下終了後、V−59を0.3部、キシレン4部、トルエン4部からなる混合物を1時間かけて等速滴下した。得られた反応物の樹脂固形分濃度は63%で、樹脂(A)―6の数平均分子量は3800であった。
製造例7(アクリルポリオ−ル(A−ハ)の合成)
攪拌機、温度計、還流冷却器、窒素ガス導入管および滴下ロ−トを備えた反応器にキシレン40部を仕込み、窒素ガスを導入しつつ110℃に昇温した後、n−ブチルアクリレ−ト33部、2−ヒドロキシエチルアクリレ−ト15部、アクリル酸7部、メチルメタクリレ−ト45部、トルエン18部および2,2−アゾビスイソブチロニトリル1部からなる混合物を滴下ロ−トにより5時間かけて等速滴下した。
混合物の滴下後、2,2−アゾビスイソブチロニトリル0.5部およびトルエン8部を1時間かけて等速滴下した後、110℃で2時間熟成してから冷却し、樹脂溶液にトルエンを加えて樹脂固形分が50重量%の(A)−7を得た。なお、得られた(A)―7の数平均分子量は15,000であった。
【0068】
なお、前記数平均分子量は、ゲルパーミネーションクロマトグラフィー分析装置(東洋曹達(〓)製、HLC−8020を用いて、ゲルパーミネーションクロマトグラフィーを行って測定した。
【0069】
実施例1
製造例1で得られた樹脂(A)−1の樹脂固形分100部に対し、シリコン化合物等(B)成分としてMS56S(三菱化学(株)製のテトラメトキシシランの部分加水分解縮合物)10部を加えた混合液に、顔料として酸化チタン(CR−95、石原産業(株)製)40部を添加し、ガラスビ−ズを用いてペイントコンディショナ−で2時間分散させ、固形分濃度が60%の白エナメルを得た。得られた白エナメルにイソシアナ−ト化合物としてヘキサメチレンジイソシアナ−ト(C)成分−1、S原子含有錫系触媒(D)成分としてジブチル錫ビスイソオクチルチオグリコレ−ト(D)成分−1および単官能イソシアナ−ト(E)成分としてトシルイソシアナ−ト(E)成分−1を各々樹脂(A)−1の樹脂固形分100部に対して6部、1部、2部になるように(C)成分−1、(D)成分−1と(E)成分−1を予め混合しておき、添加した。さらに、シンナ−を添加して攪拌機を用いて5分間攪拌して、固形分濃度が45%の組成物を得た。
【0070】
得られた組成物を、鋼板上にエポキシ中塗り(VトップH中塗り;大日本塗料製)を乾燥膜厚で40〜60μmとなるように塗装したものの上に1day1coatで乾燥膜厚20〜30μmとなるように塗装してサンプルとした。このサンプルにカッタ−で基材にまで達する傷を入れ、上塗り塗装後1日、2日、3日、6日、10日、14日目に刷毛でエポキシ中塗りを塗装し、各期間での塗膜の状態を観察、ちぢみ等がないこが確認した。また、ここで、硬化剤成分として使用する(C)成分、(D)成分および(E)成分の混合物は、配合直前ものと50℃×4週間保存したものとの比較を実施した。
得られた塗膜の表面状態、光沢、耐汚染性、耐候性、接触角、密着性、中塗りリコ−ト時のちぢみについては以下の方法に従って評価した。
(イ)表面状態
塗膜表面を目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて評価した。
(評価基準)
A:ひび割れが全く認められず、表面状態が良好である。
B:部分的に微小のひび割れが認められる。
C:全体にひび割れが認められる。
(ロ)光沢
塗膜表面の光沢をJIS K 5400に準拠してGM268光沢計(ミノルタ製)を用いて測定した。(60°光沢)
(ハ)耐汚染性(ΔL値)
形成直後の塗膜表面および大阪摂津市の屋外で3ケ月間放置(屋外曝露)後の塗膜表面の色彩をCR―300色差計(ミノルタ製)を用いて各々測定し、得られたL値(明度)から曝露前のL値との差(ΔL値)を求めた。
(ニ)耐候性(光沢保持率)
サンシャインウェザオメ−タ−を用い、形成直後の塗膜表面および2000時間経過後の塗膜表面の光沢をそれぞれ測定し、2000時間経過後の光沢保持率(%)を求めた。
(ホ)接触角
形成直後の塗膜表面の水との静的接触角を接触角測定器(協和界面科学株式会社製CA―S150型)で測定した。
(へ)密着性
鋼板に市販のVトップH中塗り塗料(大日本塗料(株)製)を塗装し、翌日に上塗り塗料を塗装した。室温(23°、湿度55%)で1日養生後の密着性をJIS K 5400に準拠して碁盤目密着性を測定することにより評価した。
(評価結果)
10:100/100
8:80/100
6:60/100
4:40/100
2:20/100
0: 0/100
(チ)ちぢみ
中塗りリコ−ト時のちぢみについては、以下の基準で評価した。
【0071】
(評価基準)
○;塗膜に異常が見られない。
△;カッティングを入れた部分のみにちぢみが発生。
×;リコ−ト部全面にちぢみが発生。
(リ)耐衝撃性
耐衝撃性評価は、70×150×4.0mmの鋼板を250番のサンドペ−パで研磨して上塗りを20〜30μmで塗布し、23℃×55R.H.%で7日間養生後、サンシャインウェザオメ−タ−で48時間試験した後、塗膜を乾燥し、DuPont衝撃試験を実施し、塗膜の異常の有無を確認した。
結果をまとめて表―2に示す。
実施例2〜9、13および比較例1〜3
組成を表−1に示した他、実施例1と同様にして固形分濃度60%の白エナメルを調整し、この白エナメルから固形分濃度45%の組成物を得た。
実施例10〜12および実施例4、5組成を表−1に示すようなクリア−で実施した。
【0072】
実施例2〜9、13および比較例1〜3得られた組成物を鋼板上にエポキシ中塗り(VトップH中塗り;大日本塗料製)上に乾燥膜厚が20〜30μmになるようにエア−スプレ−で塗装し、表−1に示す硬化条件で養生させて塗膜を形成した。また、比較例1には、基材およびエポキシ中塗りに対する密着性確保の目的でビスフェノ−ルA型2官能エポキシ化合物(エピコ−ト828;油化シェルエポキシ(株)製))とγ−アミノプロピルトリエトキシシランの1:2(モル比)の反応物およびアミノエチルアミノプロピルトリメトキシシランを樹脂(A)の樹脂固形分100部に対してそれぞれ2部、0.8部および硬化遅延剤としてn−ドデシルメルカプタンを0.8部配合している。更に、比較例2では、硬化剤成分((C)成分+(D)成分+(E)成分)の貯蔵安定性の向上を確認する目的で、ポリイソシアナ−ト(C)成分と有機金属化合物(D)成分のみを混合した硬化剤を使用した。
実施例1に示す評価法で塗膜の評価を行い、その結果を表−2にまとめて示す。
実施例10〜12および比較例4、5
製造例4、5で得られた樹脂(A)―4、(A)−5に対し、表−1に示したようなシリコン化合物とイソシアナ−ト(C)成分とを配合した。全樹脂固形分100部に対し、チバガイギ−(株)社製Tinuvin384を2部とTinuvin123を1部、そしてレベリング剤(楠本化成(株)製L−1984―50)を0.4部加えた。この混合物をキシレンで希釈してフォ−ドカップで約20〜25秒の粘度に調整し、トップコ−ト用のクリア−塗料とした。
また、脱脂および燐酸化成処理した軟鋼板に、自動車用エポキシアミド系カチオン電着プライマ−および中塗りサ−フェ−サ−を塗装した塗板を試験片として用い、その上に市販のベ−スコ−ト塗料(日本ペイント(株)製、ス−パ−ラックF50白)を塗装した。ベ−スコ−ト塗布後、5分間セッティングし、そして140℃で20分間焼き付けた。その時、ベ−スコ−トの膜厚は15μmであった。次に、#800サンドペ−パ−で水研磨した上、上記トップコ−ト用クリア−塗料に表―1で示した硬化触媒(D)成分を加え混合した塗料を塗装した。5分間セッティングし、そして70℃で30分焼き付けた。その後塗板を23℃、相対湿度55%で5日間養生し、表面に硬化物(塗膜)を得た。この時トップコ−トの膜厚は40μmであった。
実施例1に示す評価法で塗膜の評価を行い、その結果を表―2にまとめて示す。実施例1〜13および比較例1〜5で配合されている組成物は以下の通りである。
樹脂(A)成分:製造例1〜7以外の樹脂成分として
(A)-8;ルミフロンLF−100−C(旭ガラス(株)製)(水酸基含有フッ素樹脂(A−ロ)成分)
シリコン化合物(B)成分
(B)-1;MS56S(テトラメトキシシランの部分加水分解縮合物;三菱化学(株)製)
(B)-2;FR−3(テトラメトキシ−テトラエトキシシランの部分加水分解縮合物;多摩化学(株)製)
(B)-3;ESI48(テトラエトキシシランの部分加水分解縮合物;コルコ−ト(株)製)
イソシアナ−ト化合物(C)成分
(C)-1;ヘキサメチレンジイソシアナ-ト
(C)-2;ヘキサメチレンジイソシアナ-トのフェノ−ルでのブロック体
(C)-3;2、4−トリレンジイソシアナ−ト
(C)-4;キシレンジイソシアナ−ト
(C)-5;イソフォロンジイソシアナ−ト
(C)-6;ルミフロンLF−100−C硬化剤
硬化触媒(D)成分
(D)-1;ジブチル錫ビスイソオクチルチオグリコレ−ト
(D)-2;ジブチル錫ビスイソノニル−3−メルカプトプロピオネ−ト
(D)-3;アルミニウムトリス(エチルアセテ−ト)
(D)-4;ジブチル錫ビスブチルマレ−ト
単官能イソシアナ−ト(E)成分
(E)-1;トシルイソシアナ−ト
(E)-2;ヘキシルイソシアナ−ト
【0073】
【表1】
【0074】
【表2】
Claims (7)
- 分子内に一般式(2)
R4 b
| |
(R3O)3−b−Si−C− (2)
|
(式中、R3は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基、R4は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜25のアリール基および炭素数7〜12のアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基であり、bは0〜2である。)
で表される加水分解性基と結合したシリル基および水酸基を含有する樹脂であり、該シリル基を含有する単量体単位として一般式(4)
で表される化合物3〜90重量%を共重合することにより得られた樹脂(A)100重量部に対して、
一般式(1)
(R1O)4−a−Si−R2 a (1)
(式中、R1は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基および炭素数7〜10のアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基、R2は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基および炭素数7〜10のアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基、aは0または1を示す)で表されるシリコン化合物および/またはその部分加水分解縮合物(B)成分2〜50重量部と、架橋剤としてイソシアナート基を2個以上含有する化合物(C)成分0.1〜30重量部、有機金属化合物(D)成分として有機錫系化合物あるいはアルミキレート化合物を0.1〜30重量部および単官能性のイソシアナート化合物(E)成分0.1〜100重量部配合してなる非水系上塗り塗料用硬化性樹脂組成物であって、
主剤として樹脂(A)成分、シリコン化合物および/またはその部分加水分解縮合物(B)成分を含有する主剤パック、硬化剤成分としてイソシアナート基を2個以上含有する化合物(C)成分と有機金属化合物(D)成分および単官能性のイソシアナート化合物(E)を含有する硬化剤パックを含むことを特徴とする非水系上塗り塗料用硬化性樹脂組成物。 - 樹脂(A)が、さらに水酸基含有フッ素樹脂、アクリルポリオールからなる群より選ばれる樹脂を組み合せたものである請求項1記載の非水系上塗り塗料用硬化性樹脂組成物。
- 前記有機金属化合物(D)成分が分子内にS原子を含有する錫系化合物である請求項1〜2のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記単官能性のイソシアナート化合物(E)成分がトシルイソシアナートである請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水系上塗り塗料用硬化性樹脂組成物を塗布してなる上塗り塗装物。
- メタリック粉末および/または着色顔料を含有する塗料が塗布された塗布面にトップコートクリアー塗料が塗布されてなる上塗り塗装物であって、前記トップコートクリアー塗料が、請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水系上塗り塗料用硬化性樹脂組成物を主成分として含有することを特徴とする上塗り塗装物。
- 塗料用硬化性樹脂組成物と顔料との分散物を主成分とする塗料が塗布されてなる上塗り塗装物であって、前記塗料用硬化性樹脂組成物が、請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水系上塗り塗料用硬化性樹脂組成物であることを特徴とする上塗り塗装物。
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