JP5220249B2 - 塗料用硬化性樹脂組成物および該組成物を塗布してなる塗装物 - Google Patents
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また、近年環境問題が重視されるようになってから、従来の強溶剤タイプの溶剤の臭気や安全性が問題視され、弱溶剤タイプの溶剤にアクリルウレタン樹脂やアクリルシリコン樹脂を溶解させた塗料が開発されている。
たとえば、特開平11−228903公報や特開平11−279480公報には、溶剤に弱溶剤系を使用したアクリルシリコン樹脂が、特開2000−297242公報には、溶剤に弱溶剤系を使用したシリコン架橋とウレタン架橋を併用する樹脂が記載されている。
本発明は、主鎖に、ウレタン結合および/またはシロキサン結合により形成されたセグメントと、重合性二重結合および炭素原子に結合した反応性シリル基を含有する単量体(a)、アルキル基の炭素数が4以上で分岐型の(メタ)アクリル酸アルキル単量体(b)、アルキル基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸アルキル単量体(c)、アルコール性水酸基を含有する単量体(d)およびその他のビニル系単量体(e)以外の単量体に由来するセグメントとが、30重量%を越えない範囲で導入されたビニル系重合体からなり、主鎖末端および/または側鎖に一般式(I)
【化1】
(式中、R1は炭素数1〜10のアルキル基、R2は炭素数1〜10のアルキル基、aは0〜2の整数を示す。)で表される炭素原子に結合した加水分解性シリル基を分子中に少なくとも1個含有するとともに、かつ、主鎖末端および/または側鎖にアルコール性水酸基を少なくとも1個含有し、さらにアルキル基の炭素数が4以上で分岐型の(メタ)アクリル酸アルキル単量体および/またはアルキル基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸アルキル単量体が全単量体の50重量%以上であるビニル系共重合体(A)と、溶剤として芳香族成分が1.0重量%以下の溶剤(B)のみとを含む塗料用硬化性樹脂組成物であって、
該ビニル系共重合体(A)が単量体として含む該アルキル基の炭素数が4以上で分岐型の(メタ)アクリル酸アルキル単量体(b)が、イソブチルメタアクリレート、t−ブチルメタアクリレートおよび2−エチルヘキシルメタアクリレートであり、
イソブチルメタアクリレートが、ビニル系共重合体(A)の全単量体の17.0重量%以上、t−ブチルメタアクリレートが、ビニル系共重合体(A)の全単量体の20.0重量%以上、2−エチルヘキシルメタアクリレートが、ビニル系共重合体(A)の全単量体の27.0重量%以上、2−エチルヘキシルアクリレートが、ビニル系共重合体(A)の全単量体の10.0重量%以上である塗料用硬化性樹脂組成物に関する。
また、溶剤(B)が、ナフテン系溶剤および/またはパラフィン系溶剤であることが好ましい。
また、ビニル系共重合体(A)100重量部に対して、一般式(II)
(R3O)4-b−Si−R4 b (II)
(式中、R3は炭素数1〜10のアルキル基、アリール基およびアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基であり、複数存在する場合には、同一であっても異なっていてもよい。R4は炭素数1〜10のアルキル基、アリール基およびアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基、b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(C)0.1〜100重量部を含有してなることが好ましい。
また、塗料用硬化性樹脂組成物に更に架橋剤として、ポリイソシアナート化合物(D)が塗料用硬化性樹脂組成物の水酸基に対し、イソシアネート基が0.1〜1.5当量配合されてなることが好ましい。
また、塗料用硬化性樹脂組成物に更に硬化触媒(E)0.01〜10重量部が配合されてなることが好ましい。
本発明は、上記塗料用硬化性樹脂組成物を塗布してなる塗装物に関する。
上記反応性シリル基を含有するビニル系単量体(a)の具体例としては、例えば、
(R3O)4-b−Si−R4 b(II)
(式中、R3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7〜12のアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基、R4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7〜12のアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基、bは0または1を示す)で表され、塗膜の耐汚染性を向上させることを主たる目的に配合される成分であり、上記ビニル系共重合体(A)100重量部に対して、0.1〜100重量部配合することが好ましく、より好ましくは、5〜80重量部、更に好ましくは10〜50重量部である。
硬化触媒(E)の具体例としてさらに、酸触媒が挙げられる。酸触媒としては、リン酸エステル系、スルホン酸系触媒、リン酸に有機アミン配合した系、スルホン酸と有機アミンを配合した系、有機カルボン酸に有機アミンを配合した系がある。
製造例 ビニル系重合体の製造
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表1の(イ)成分を仕込み、窒素ガスを導入しつつ110℃に昇温した後、表1の(ア)成分の混合物を滴下ロートから5時間かけて等速滴下した。次に(ウ)成分の混合溶液を1時間かけて等速滴下した。その後、引き続き110℃で2時間攪拌した後、室温まで冷却した。最後に表1の(エ)成分を加えて攪拌した。
溶剤
エクソールD40;エクソン−モービル化学株式会社製
IP1620;出光石油化学株式会社製
MCH(メチルシクロヘキサン);新日鐵化学株式会社製
ペガソールAN45(芳香族成分を約30%含有);エクソン−モービル化学株式会社製
実施例
溶剤希釈性
えられたビニル系重合体(A)の樹脂固形分100重量部に対し、シリコン化合物類(C)としてESi48(コルコート(株)製のテトラエチルシリケートの部分加水分解縮合物)を20重量部加えた後、重合溶剤を用いて固形分濃度が50重量%になるように希釈した。その後、ビニル系重合体(A)100重量部に対して、20℃と5℃の雰囲気下、実質的に芳香族成分を含まない溶剤(B)として、エクソールD40をある一定の割合加えていき白濁を生じるまでの希釈性を確認した。
製造例1でえられたビニル系共重合体(A)−1の樹脂固形分100重量部に対し、シリコン化合物類(C)としてMS56S(三菱化学(株)製のテトラメチルシリケートの部分加水分解縮合物)を15重量部加えた混合液に、顔料として酸化チタン(CR−95、石原産業(株)製)40重量部を添加し、ガラスビーズを用いてペイントコンディショナーで2時間分散させ、固形分濃度が60重量%の白エナメルをえた。
(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:表面状態が良好である。
B:部分的に曇りや斑点がみられる。
C:全体に曇りや斑点が認められる。
(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)接触角
形成後7日目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。
(ニ)密着性
得られた組成物を、スレ−ト板に複層塗材RE(イサムタイルW;イサム塗料(株)製)、下地調整塗材E(水性ソフトサーフSG;エスケー化研(株)製)を1.4〜1.6Kg/m2になるように塗装し、23℃で1日養生したものに、実施例に示す白エナメル組成物を乾燥膜厚20〜30μmで塗装してサンプルとした。23℃、55%RH条件下で7日間養生後、JISK5400に準拠して1mm碁盤目密着性試験を実施した。
23℃、55%RH条件下で7日間養生後、50℃の温水に7日間浸し、JISK5400に準拠して1mm碁盤目密着性試験を実施した。
(評価結果)
10:100/100
8:80/100
6:60/100
4:40/100
2:20/100
0: 0/100
(ホ)臭気
該組成物をスプレ−トまたはロ−ラ塗装した場合の臭気を以下の基準で評価した。
○;鼻をつくような臭気が感じられず、長時間塗装にも耐えられる。
△;やや臭気が感じられる。
×;臭気が強く、長時間の塗装には耐えられない。
(へ)耐汚染性(ΔL値)
養生7日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)からその差(ΔL値)を求めた。
(ト)耐候性(光沢保持率)
サンシャインウェザオメ−タ−を用い、養生7日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。結果をまとめて表3に示す。なお、比較例2については、養生7日後の光沢値が著しく低いので、光沢保持率は記載していない。
シリコン化合物類(C)
MS56S;三菱化学株式会社製
ESi48;コルコート株式会社製
EMS(70/30);コルコート株式会社製
ポリイソシアネート(D)
TSE100;旭化成工業株式会社製
TSS100;旭化成工業株式会社製
TSA100;旭化成工業株式会社製
硬化触媒(E)
U−15;日東化成株式会社製 有機錫化合物
U−20;日東化成株式会社製 有機錫化合物
U−350;日東化成株式会社製 有機錫化合物
硬化調整成分(F)
F−1;γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
F−2;n−ドデシルメルカプタン
Claims (6)
- 主鎖に、ウレタン結合および/またはシロキサン結合により形成されたセグメントと、重合性二重結合および炭素原子に結合した反応性シリル基を含有する単量体(a)、アルキル基の炭素数が4以上で分岐型の(メタ)アクリル酸アルキル単量体(b)、アルキル基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸アルキル単量体(c)、アルコール性水酸基を含有する単量体(d)およびその他のビニル系単量体(e)以外の単量体に由来するセグメントとが、30重量%を越えない範囲で導入されたビニル系重合体からなり、主鎖末端および/または側鎖に一般式(I)
【化1】
(式中、R1は炭素数1〜10のアルキル基、R2は炭素数1〜10のアルキル基、aは0〜2の整数を示す。)で表される炭素原子に結合した加水分解性シリル基を分子中に少なくとも1個含有するとともに、かつ、主鎖末端および/または側鎖にアルコール性水酸基を少なくとも1個含有し、さらにアルキル基の炭素数が4以上で分岐型の(メタ)アクリル酸アルキル単量体(b)および/またはアルキル基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸アルキル単量体(c)が全単量体の50重量%以上であるビニル系共重合体(A)と、溶剤として芳香族成分が1.0重量%以下の溶剤(B)のみとを含む塗料用硬化性樹脂組成物であって、
該ビニル系共重合体(A)が単量体として含む該アルキル基の炭素数が4以上で分岐型の(メタ)アクリル酸アルキル単量体(b)が、イソブチルメタアクリレート、t−ブチルメタアクリレート、2−エチルヘキシルメタアクリレートおよび2−エチルヘキシルアクリレートであり、
イソブチルメタアクリレートが、ビニル系共重合体(A)の全単量体の17.0重量%以上、t−ブチルメタアクリレートが、ビニル系共重合体(A)の全単量体の20.0重量%以上、2−エチルヘキシルメタアクリレートが、ビニル系共重合体(A)の全単量体の27.0重量%以上、2−エチルヘキシルアクリレートが、ビニル系共重合体(A)の全単量体の10.0重量%以上である塗料用硬化性樹脂組成物。
- 溶剤(B)が、ナフテン系溶剤および/またはパラフィン系溶剤である請求項1記載の塗料用硬化性樹脂組成物。
- ビニル系共重合体(A)100重量部に対して、一般式(II)
(R3O)4-b−Si−R4 b (II)
(式中、R3は炭素数1〜10のアルキル基、アリール基およびアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基であり、複数存在する場合には、同一であっても異なっていてもよい。R4は炭素数1〜10のアルキル基、アリール基およびアラルキル基から選ばれた1価の炭化水素基、b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(C)0.1〜100重量部を含有してなることを特徴とする請求項1または2記載の塗料用硬化性樹脂組成物。
- 塗料用硬化性樹脂組成物に更に架橋剤として、ポリイソシアナート化合物(D)が塗料用硬化性樹脂組成物の水酸基に対し、イソシアネート基が0.1〜1.5当量配合されてなる請求項1〜3いずれかに記載の塗料用硬化性樹脂組成物。
- 塗料用硬化性樹脂組成物に更に硬化触媒(E)0.01〜10重量部が配合されてなる請求項1〜4いずれかに記載の塗料用硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜5いずれか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。
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