JP5630834B2 - 塗料組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、付着性、耐温水性に優れる塗料組成物に関する。
自動車車体の外板部には、金属に代わって軽量でかつ成形性が優れたプラスチック基材が使用されており、美粧性や耐久性などを向上させるためにプラスチック用の塗料組成物が塗装されている。
特に、ドアミラー、ホイルキャップ、ドアハンドル、エアロパーツなどの自動車用硬質樹脂(例えば、ABS樹脂、PC樹脂など)製部品に要求される性能を達成するために、種々の塗料組成物が検討されている。
従来技術として、特許文献1には、メタクリル酸、メタクリル酸エステルから選ばれる共重合性不飽和モノマー(a)、及び共重合性不飽和モノマー(b)を共重合反応してマクロモノマーを製造し、次に該マクロモノマーと共重合性不飽和モノマー(c)とを共重合反応して得られるアクリル樹脂及び塩素化ポリオレフィン樹脂の混合物、及び/又は反応物を含有することを特徴とする塗料組成物が開示されている。しかし特許文献1に開示された塗料組成物では、塗料の安定性は向上するが、形成される塗膜の低温硬化性や付着性が不十分であった。
また、特許文献2には、ラジカル重合性単量体(A)を、重合性不飽和基を有するマクロモノマー(B)の存在下で重合させて得られる重合体組成物(C)を含む塗料用プライマー組成物が開示されている。しかし、特許文献2に開示された塗料用プライマー組成物では、低温硬化性、付着性や耐温水性が不十分であった。
また、特許文献3には、(メタ)アクリル酸4−t−ブチルシクロヘキシル(a)単位と、前記(a)単位以外の単量体(b)単位とからなるブロック共重合体であって、前記(a)単位を90質量%以上含む重合体ブロック(A)と、前記(b)単位を90質量%以上含む重合体ブロック(B)とを含むアクリル樹脂が開示されている。しかし、特許文献3に記載のアクリル樹脂を塗料組成物として用いると、塗料安定性が問題となることがあった。
特開2002−348526号公報 特開2005−97435号公報 特開2009−256457号公報
本発明の目的は、プラスチック基材に、付着性、耐温水性が良好な塗膜を形成できる塗料組成物を提供することにある。本発明の他の目的は、上記塗料組成物を用いて、基材上に皮膜を形成する方法を提供することにある。
本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意検討した結果、特定のアクリル樹脂(A)、芳香族多塩基酸を含む多塩基酸成分と多価アルコール成分を構成成分として含むポリエステル樹脂(B)及び、ブロックされていてもよいポリイソシアネート化合物(C)を含有する塗料組成物を用いることによって本課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。以下の塗料組成物及び該塗料組成物を用いた塗膜形成方法を提供するものである。 即ち、本発明は、
1.下記のマクロモノマー(a1)と、水酸基、カルボキシル基及びアミノ基から選ばれる少なくとも1種の官能基を含有するエチレン性不飽和モノマー(a2)と、その他のエチレン性不飽和モノマー(a3)とを、下記(イ)〜(ハ)の条件にて共重合反応させて得られる、重量平均分子量が3,000〜100,000のアクリル樹脂(A)、多塩基酸と多価アルコールの固形分合計量に対して芳香族多塩基酸の割合が10〜70質量%であるポリエステル樹脂(B)、及びブロックされていてもよいポリイソシアネート化合物(C)を下記(ニ)の比率にて含有する塗料組成物。
(イ)マクロモノマー(a1)を構成するモノマー成分中、炭素数4以上の炭化水素基を有するメタクリル酸エステル(a11)を50質量%以上含有するモノマー成分を、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテンの共存下で単独重合又は共重合させて得られるマクロモノマー、
(ロ)前記官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)/(前記官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)とその他のエチレン性不飽和モノマー(a3)の合計)の質量比が0.1〜1.0である、
(ハ)マクロモノマー(a1)を構成するモノマー成分において、該モノマー成分に基づき、水酸基、カルボキシル基及びアミノ基から選ばれる少なくとも1種の官能基含有エチレン性不飽和モノマーが5質量%以下である、並びに
(ニ)アクリル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)とポリイソシアネート化合物(C)との合計固形分100質量部あたり、樹脂(A)5〜45質量部、樹脂(B)25〜70質量部、化合物(C)10〜40質量部である、
2.さらに、アクリル樹脂(A)、ポリエステル樹脂(B)及びポリイソシアネート化合物(C)の樹脂固形分合計量100質量部に基いて、顔料成分(D)を1〜400質量部含有する1項に記載の塗料組成物、
3.プラスチック基材の表面上に、1又は2に記載の塗料組成物を塗布して皮膜を形成する方法、に関する。
本発明は、プラスチック基材に、付着性や耐温水性が良好な塗膜を形成できる塗料組成物である。
本発明に使用するアクリル樹脂(A)は、(イ)マクロモノマー(a1)を構成するモノマー成分中、炭素数4以上の炭化水素基を有するメタクリル酸エステル(a11)を50質量%以上含有するモノマー成分を、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテンの共存下で単独重合又は共重合させて得られるマクロモノマー、
(ロ)前記官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)/(前記官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)とその他のエチレン性不飽和モノマー(a3)の合計)の質量比が0.1〜1.0である、
(ハ)マクロモノマー(a1)を構成するモノマー成分において、該モノマー成分に基づき、水酸基、カルボキシル基及びアミノ基から選ばれる少なくとも1種の官能基含有エチレン性不飽和モノマーが5質量%以下である、特徴を有する。
このことによってマクロモノマー(a1)が低極性となり、かつマクロモノマー(a1)の部位に比べて、官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)及びその他のエチレン性不飽和モノマー(a3)からなる部位は高極性となる。特に、官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)が、比較的双極子モーメントの大きいモノマー、例えばヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、メタクリル酸、アミノエチルメタクリレート等を多く含有する為、高極性となると推定している。
このような特徴を有するアクリル樹脂(A)は、比較的高極性の構造部位と比較的低極性の構造部位の両方を有することとなり、このようなアクリル樹脂(A)は、低極性の部位がプラスチック基材に対する親和性、かつ高極性の部位がポリエステル樹脂(B)やポリイソシアネート化合物(C)に対する親和性を向上することができる。この為、形成された塗膜は素材への付着性や耐温水性が向上するものと推定している。
以下に、本発明の塗料組成物及び塗膜形成方法について順に説明する。
アクリル樹脂(A):
マクロモノマー(a1)を構成するモノマー成分中、炭素数4以上の炭化水素基を有するメタクリル酸エステル(a11)を50質量%以上含有するモノマー成分を、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテンの共存下で単独重合又は共重合させて得られるマクロモノマー(a1)と、水酸基、カルボキシル基及びアミノ基から選ばれる少なくとも1種の官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)と、その他のエチレン性不飽和モノマー(a3)とを共重合させて得られる。
メタクリル酸エステル(a11)
炭素数4以上の炭化水素基を有するメタクリル酸エステル(a11)は、例えば、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、s−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、デシルメタクリレート、ウンデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、トリデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、イソステアリルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ジシクロペンテニルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、及びベンジルメタクリレートが挙げられる。また、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(「α−メチルスチレンダイマー」と略称される場合もある)の配合量は、メタクリレート(a11)とその他のエチレン性不飽和モノマー(a12)の合計質量に基いて、1〜40質量%、好ましくは2〜20質量%の範囲内であることが、付着性や耐温水性に優れる塗膜を得る為に好ましい。
その他のエチレン性不飽和モノマー(a12)
その他のエチレン性不飽和モノマー(a12)は、必要に応じて使用する。例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、s−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、n−オクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、デシルアクリレート、ウンデシルアクリレート、ドデシルアクリレート、トリデシルアクリレート、ステアリルアクリレート、イソステアリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ベンジルアクリレートなどの炭素数1〜24の環構造を含んでいてもよいアクリル酸エステル類;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレートなどの炭素数1〜3の環構造を含んでいてもよいメタクリル酸エステル類;スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンなどの芳香環含有ビニル化合物類;プロピオン酸ビニル、酢酸ビニルなどのビニルエステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル;(メタ)アクリルアミド;グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、ビニルシクロヘキセンモノエポキシド、N−グリシジルアクリルアミド、アリルグリシジルエーテルなどのエポキシ基含有ビニル化合物類;アミノエチル(メタ)アクリレート、N−t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノブチル(メタ)アクリレートなどのアミノ基含有(メタ)アクリレート類;N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどのアミノ基含有(メタ)アクリルアミド類;2−(2'−ヒドロキシ−5'−メタクリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジンなどの紫外線吸収性官能基もしくは紫外線安定性官能基含有ビニル化合物類;ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセリル(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の多価アルコールとアクリル酸又はメタクリル酸とのモノエステル化物、及びこれらとε−カプロラクトンの反応生成物などの水酸基含有ビニル化合物類;アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、水酸基含有化合物と酸無水物の反応生成物などのカルボキシル基含有ビニル化合物類;無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水ハイミック酸などの酸無水物基含有ビニル化合物類などが挙げられる。これらは1種で、又は2種以上を組合せて使用することができる。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」、「(メタ)アクリルアミド」はそれぞれ、「アクリレート又はメタクリレート」、「アクリルアミド又はメタクリルアミド」を意味するものとする。水酸基含有ビニル化合物類やカルボキシル基含有ビニル化合物類やアミノ基含有ビニル化合物類は、相溶性などの調整のために必要に応じて使用してよいが、多すぎると基材への付着性が低下する場合があるので、マクロモノマー(a1)における、メタクリル酸エステル(a11)とその他のエチレン性不飽和モノマー(a12)の合計質量に基いて、水酸基とカルボキシル基及びアミノ基から選ばれる少なくとも1種の官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)が5質量%以下が好ましく、さらに3重量%以下がさらに好ましい。
また、メタクリル酸エステル(a11)/(メタクリル酸エステル(a11)とその他のエチレン性不飽和モノマー(a12)の合計)の質量比が、0.5〜1.0好ましくは0.8〜1.0である。即ち、マクロモノマー(a1)を構成するモノマー成分中、炭素数4以上の炭化水素基を有するメタクリル酸エステル(a11)を50質量%以上、好ましくは80質量%以上含有するモノマー成分を用いることによって、付着性や耐温水性に優れる塗膜を得ることができる。
重合方法としては、例えば単に130〜250℃に加熱して熱重合させる方法や、或いは、ラジカル重合開始剤を加えて60℃〜250℃の温度に加熱する方法が挙げられる。重合する際には、必要に応じて、有機溶媒を用いることができる。
有機溶媒としては、例えば、ヘプタン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、オクタン、ミネラルスピリット等の炭化水素系溶剤;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、s−ブタノール、イソブタノール等のアルコール系溶剤;ジオキサン、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル等のエーテル系溶剤;コスモ石油社製のスワゾール310、スワゾール1000、スワゾール1500等の芳香族石油系溶剤等を挙げることができる。これらの有機溶剤は1種で又は2種以上を組合せて使用することができる。有機溶剤を用いる場合は、メタクリル酸エステル(a11)とその他のエチレン性不飽和モノマー(a12)の合計質量に基いて、通常、400質量%以下となる範囲で使用される。
ラジカル重合開始剤としては、特には限定されないが、例えば、シクロヘキサノンパーオキサイド、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類;1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート等のパーオキシケタール類;クメンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類;ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジ−t−アミルパーオキサイド、ビス(1,1−ジメチルブチル)パーオキサイド、3−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジイソプロピルベンゼンパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド類;デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類;ビス(t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート等のパーオキシカーボネート類; t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン等のパーオキシエステル類等の有機過酸化物系重合開始剤、並びに2,2´−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(別名:アゾビスメチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(別名アゾビスジメチルバレロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、アゾクメン2,2'−アゾビスメチルバレロニトリル、4,4'−アゾビス(4−シアノ吉草酸)等のアゾ系重合開始剤、並びにt−ブチルヒドロパーオキシドとエリソルビン酸ナトリウムの混合物などのレドックス系開始剤を挙げることができる。
これらのラジカル重合開始剤の使用量は、特に限定されるものではないが、メタクリル酸エステル(a11)とその他のエチレン性不飽和モノマー(a12)の合計質量に基いて、通常0.1〜30質量%であり、好ましくは0.3〜15質量%である。
このようにして得られるマクロモノマー(a1)は、用いるメタクリル酸エステル(a11)とその他のエチレン性不飽和モノマー(a12)の種類と量により変動はあるものの、1分子平均で0.3〜2個の重合性不飽和結合、好ましくは0.5〜1個の重合性不飽和結合を有している。
マクロモノマーは(a1)は、相溶性などの調整のために必要に応じて酸価や水酸基価を有していてよい。酸価や水酸基価は特には限定されないが、高すぎると基材への付着性が低下する場合があるので、樹脂酸価は50 mgKOH/g以下が好ましく、水酸基価は40mgKOH/g以下が好ましい。マクロモノマーは(a1)の重量平均分子量は、500〜100,000、特に1,000 〜50,000の範囲内にあることが好ましい。
次に、上記により製造したマクロモノマー(a1)と、水酸基とカルボキシル基及びアミノ基から選ばれる少なくとも1種の官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)とその他のエチレン性不飽和モノマー(a3)とを配合して重合反応を行うことによって、アクリル樹脂(A)を得ることができる。
官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)
官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)は、水酸基、カルボキシル基及びアミノ基から選ばれる少なくとも1種の官能基を有するエチレン性不飽和モノマーを使用する。
水酸基含有エチレン性不飽和モノマーは、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセリル(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の多価アルコールとアクリル酸又はメタクリル酸とのモノエステル化物類、及びこれらとε−カプロラクトンの反応生成物等が挙げられる。これらは1種で、又は2種以上を組合せて使用することができる。
カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーは、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸等が挙げられる。
アミノ基含有エチレン性不飽和モノマーは、例えば、アミノエチル(メタ)アクリレート、N−t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらのモノマーは、単独もしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
その他のエチレン性不飽和モノマー(a3)
その他のエチレン性不飽和モノマー(a3)は、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、s−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートなどの炭素数1〜24の環構造を含んでいてもよいアクリル酸又はメタクリル酸エステル類;スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンなどの芳香環含有ビニル化合物類;プロピオン酸ビニル、酢酸ビニルなどのビニルエステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル;(メタ)アクリルアミド;アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、水酸基含有化合物と酸無水物の反応生成物などのカルボキシル基含有ビニル化合物類;無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水ハイミック酸などの酸無水物基含有ビニル化合物類;グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、ビニルシクロヘキセンモノエポキシド、N−グリシジルアクリルアミド、アリルグリシジルエーテルなどのエポキシ基含有ビニル化合物類;N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノブチル(メタ)アクリレートなどのアミノ基含有(メタ)アクリレート類;N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどのアミノ基含有(メタ)アクリルアミド類;2−(2'−ヒドロキシ−5'−メタクリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジンなどの紫外線吸収性官能基もしくは紫外線安定性官能基含有ビニル化合物類などが挙げられる。これらは1種で、又は2種以上を組合せて使用することができる。
なお官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)/(官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)とその他のエチレン性不飽和モノマー(a3)の合計)の質量比が0.1〜1.0、好ましくは0.15〜0.8が、付着性と耐温水性に優れた塗膜を得る為にも好ましい。
なおマクロモノマー(a1)、官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)及びその他のエチレン性不飽和モノマー(a3)の重合方法としては、例えば、これらの混合物を130〜250℃に加熱して熱重合させる方法や、或いはラジカル重合開始剤を加えて60℃〜250℃の温度に加熱する方法が挙げられる。重合する際には、必要に応じて、有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、例えば、ヘプタン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、オクタン、ミネラルスピリット等の炭化水素系溶剤;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、 s−ブタノール、イソブタノール等のアルコール系溶剤;ジオキサン、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル等のエーテル系溶剤;コスモ石油社製のスワゾール310、スワゾール1000、スワゾール1500等の芳香族石油系溶剤等を挙げることができる。 これらの有機溶剤は1種で又は2種以上を組合せて使用することができる。有機溶剤を用いる場合は、マクロモノマー(a1)と官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)とその他のエチレン性不飽和モノマー(a3)の合計質量に基いて、通常、400質量%以下となる範囲で使用される。
ラジカル重合開始剤としては、特には限定されないが、例えば、シクロヘキサノンパーオキサイド、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類;1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート等のパーオキシケタール類;クメンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類;ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジ−t−アミルパーオキサイド、ビス(1,1−ジメチルブチル)パーオキサイド、3−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジイソプロピルベンゼンパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド類;デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類;ビス(t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート等のパーオキシカーボネート類; t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン等のパーオキシエステル類等の有機過酸化物系重合開始剤並びに2,2´−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(別名アゾビスメチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(別名アゾビスジメチルバレロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、アゾクメン2,2'−アゾビスメチルバレロニトリル、4,4'−アゾビス(4−シアノ吉草酸)等のアゾ系重合開始剤並びにt−ブチルヒドロパーオキシドとエリソルビン酸ナトリウムの混合物などのレドックス系開始剤を挙げることができる。
これらのラジカル重合開始剤の使用量は、特に限定されるものではないが、マクロモノマー(a1)と官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)とその他のエチレン性不飽和モノマー(a3)の合計質量に基いて、通常0.1〜30質量%であり、好ましくは0.3〜15質量%である。このようにして得られたアクリル樹脂(A)は、重量平均分子量が3,000〜100,000、好ましくは5,000〜50,000である。
ポリエステル樹脂(B):
本発明に用いるポリエステル樹脂(B)は、多塩基酸と多価アルコールの固形分合計量に対して、芳香族多塩基酸の割合が10〜70質量%、好ましくは30〜60質量%であるポリエステル樹脂を使用する。
ポリエステル樹脂(B)における芳香族多塩基酸の割合を一定範囲とすることによって、ポリエステル樹脂(B)における芳香族含有量を調整できる。このようなポリエステル樹脂(B)を用いた塗膜は、凝集力及び酸素や水分の透過阻止能に優れ、本願の目的とする「付着性、耐温水性」等が向上する。なお、多塩基酸と多価アルコールの固形分合計量に対して、芳香族多塩基酸の割合が10であると耐温水性を損なうことがあり、芳香族多塩基酸の割合が70質量%を超えると、塗膜の耐候性を損うことがあるので好ましくない。
製造は、芳香族多塩基酸を含む多塩基酸成分と多価アルコール成分とを常法により、エステル化反応することによって得られる。エステル化反応の方法としては、直接エステル化法又はエステル交換法を採用できる。
ポリエステル樹脂(B)は、1分子中に2個以上の水酸基を有しており、多塩基酸と多価アルコールとのエステル化反応により調製することができる。 多塩基酸は1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する化合物であり、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、ジフェニルメタン−4,4’−ジカルボン酸などの芳香族多塩基酸及びその無水物;ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸などの脂環族ジカルボン酸及びその無水物;アジピン酸、セバシン酸、スベリン酸、コハク酸、グルタル酸、マレイン酸、クロロマレイン酸、フマル酸、ドデカン二酸、ピメリン酸、アゼライン酸、イタコン酸、シトラコン酸、ダイマー酸などの脂肪族多塩基酸及びその無水物;これらのジカルボン酸のメチルエステル、エチルエステルなどの低級アルキルエステル;トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、無水ピロメット酸、トリメシン酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸、テトラクロロヘキセン多塩基酸及びその無水物などの3価以上の多塩基酸などが挙げられる。
多価アルコールは、1分子中に2個以上の水酸基を有する化合物であり、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、3−メチル−1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、2,3−ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、3−メチル−4,3−ペンタンジオール、3−メチル−4,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ヒドロキシピヴァリン酸ネオペンチルグリコールエステルなどの2価アルコール;これらの2価アルコールにε−カプロラクトンなどのラクトン類を付加したポリラクトンジオール;ビス(ヒドロキシエチル)テレフタレートなどのエステルジオール類;ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなどのポリエーテルジオール類;プロピレンオキサイド及びブチレンオキサイドなどのα−オレフィンエポキシド、カージュラE10[シェル化学社製、商品名、合成高分岐飽和脂肪酸のグリシジルエステル]などのモノエポキシ化合物;グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ジグリセリン、トリグリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニットなどの3価以上のアルコール;これらの3価以上のアルコールにε−カプロラクトンなどのラクトン類を付加させたポリラクトンポリオール類;1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、水添ビスフェノールA及び水添ビスフェノールFなど脂環族多価アルコールなどが挙げられる。
このようなポリエステル樹脂(B)の重量平均分子量は、500〜50,000、好ましくは1,000〜40,000がよい。また、水酸基価は、2〜800mgKOH/g、好ましくは3〜100mgKOH/gがよい。
ブロックされていてもよいポリイソシアネート化合物(C)
ブロックされていてもよいポリイソシアネート化合物(C)は、ブロック化剤でブロックしたポリイソシアネート化合物も用いることができる。ポリイソシアネート化合物は、1分子中に2個以上の遊離のイソシアネート基を有する化合物であり、例えば、ヘキサ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、ダイマー酸ジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート類;水素添加キシリレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、イソホロンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート類;トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタ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、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類;2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトカプロエート、3−イソシアナトメチル−1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、4−イソシアナトメチル−1,8−オクタメチレンジイソシアネート(通称、トリアミノノナントリイソシアネート)等の3価以上の有機ポリイソシアネートを挙げることができる。
また、上記ポリイソシアネート化合物の2量体又は3量体;ポリイソシアネート化合物と多価アルコール、低分子量ポリエステル樹脂、水等とをイソシアネート基が過剰の条件でウレタン化反応させて得られるプレポリマー等を使用することもできる。
また、上記ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基をブロック化剤でブロックしたものも用いることができる。ブロック剤としては、例えば、フェノール類;オキシム類;ラクタム類;アルコール類;メルカプタン類;マロン酸ジエチル等の活性メチレン化合物などがあげられる。ブロックポリイソシアネート化合物を用いる場合には、ブロック化剤の解離触媒を併用することが好ましい。ブロックしていないポリイソシアネート化合物とブロック化ポリイソシアネート化合物とを、併用することもできる。
本発明組成物において、上記各成分の使用割合は、アクリル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)及びポリイソシアネート化合物(C)の合計固形分100質量部を基準にして、アクリル樹脂(A)が5〜45質量部、好ましくは5〜35質量部、ポリエステル樹脂(B)が25〜70質量部、好ましくは30〜65質量部、ポリイソシアネート化合物(C)が10〜40質量部、好ましくは15〜35質量部である。
アクリル樹脂(A)の量が5質量部未満であると耐温水性が劣り、一方45質量部を超えると、ポリエステル樹脂(B)に起因する芳香族含有量が低下する為に、耐温水性が低下することがある。また、ポリエステル樹脂(B)の量が25質量部未満であると素材との付着性や耐温水性が低下することがあり、一方70質量部を越えると耐候性が劣ることがある。また、ポリイソシアネート化合物(C)の量が10質量部未満であると硬化性が劣ることがあり、一方40質量部を超えると塗料安定性が劣ることがある。
本発明の塗料組成物には必要に応じて、シランカップリング剤、アクリル樹脂(A)以外のアクリル樹脂、ポリエステル樹脂(B)以外のポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリエーテル化合物、エポキシ樹脂、硬化触媒、タレ止め剤、はじき防止剤、顔料等、通常の塗料で用いられている化合物を添加することも可能である。
上記シランカップリング剤としては、例えば、β−(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、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メチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイド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、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−(ビニルベンジルアミン)−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどを挙げることができ、これらの1種を単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。市販品として、信越シリコーン社製の、KBM−402、KBM−403、KBM−502、KBM−503、KBM−603、KBE−903、KBM−603、KBE−602、KBE−603(いずれも商品名)などを用いることができる。
シランカップリング剤の含有量としては、アクリル樹脂(A)、ポリエステル樹脂(B)及びポリイソシアネート化合物(C)の固形分合計100質量部を基準にして1〜20質量部、好ましくは2〜15質量部、さらに好ましくは3〜10質量部が、プラスチック基材、例えば、ABS(硬質樹脂)におけるの付着性を向上させる面からも望ましい。
上記硬化触媒としては、ルイス酸やアミン化合物やオニウム塩を用いることができる。ルイス酸としては、ジアセチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジラウレート、ジアセチル錫ジオクトエート、オクチル酸錫、ジブチル錫ジアセテート及びジブチル錫ジオクトエートなどの有機錫化合物類;オクチル酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、シュウ酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、2−エチルヘキサン酸亜鉛などの有機亜鉛化合物類;ジルコニウムテトラアセチルアセトネートなどの有機ジルコニウム化合物類などが挙げられる。アミン化合物としては、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、N,N,N′,N′−テトラメチルプロピレンジアミン、N,N,N′,N′−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、N−メチルモルホリン、1,2−ジメチルイミダゾール、1,5−ジアザ−ビシクロ(4,3,0)ノネン−5、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセン−7(以下DBUと省略する場合がある)などが挙げられる。オニウム塩としては、DBUフェノール塩、DBUオクチル酸塩、DBU炭酸塩、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド等などが挙げられる。中でも、触媒活性などの理由から、ルイス酸類が好ましく、特に有機錫化合物類が好ましい。
上記顔料としては、例えば酸化チタン、カーボンブラック、黄鉛、黄土、黄色酸化鉄、ハンザエロー、ピグメントエロー、クロムオレンジ、クロムバーミリオン、パーマネントオレンジ、アンバー、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン、ファストバイオレット、メチルバイオレットレーキ、群青、紺青、コバルトブルー、フタロシアニンブルー、ピグメントグリーン、ナフトールグリーンなどの着色顔料;バリタ、タンカル、クレーなどの体質顔料;が挙げられ、これらは1種、もしくは2種以上が使用できる。
本発明の塗料組成物の用途としては特に限定はされないが、例えば自動車バンパー等のプラスチック素材用の下塗り剤、及び塗料やチッピングプライマー、金属の腐食防止塗料等が挙げられる。
上記プラスチック基材としては、特に限定されないが、例えば、ドアミラー、バンパー、スポイラー、グリル、フェンダーなどの自動車外板部や、家庭電化製品の外板部などに使用される各種プラスチック部材などが挙げられる。
プラスチック基材に使用できる樹脂は、例えば、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリルスチレンアクリレート(ASA樹脂)等のスチレン系共重合体;ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−共重合体、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体等のオレフィン系共重合体;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル;ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン6,10、メタキシリレンアジパミド等のポリアミド;ポリスチレン、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の塩化ビニル系共重合体;ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート・エチルアクリレート共重合体等のアクリル系共重合体;ポリカーボネート等が挙げられる。
これらの樹脂は単独で使用しても或いは2種以上のブレンド物の形で存在していてもよい、またプラスチック基材は、単層の構成でも、或いは2層以上の積層構成であってもよい。さらに、これらのプラスチック基材は、予め、それ自体既知の方法で、脱脂処理、水洗処理などを適宜行っておくことができる。
なお本発明の塗料組成物の塗装方法としては、公知の塗装方法の中から適宜選択して使用することができる。例えば、エアスプレー、エアレススプレーなどで行う。また塗料組成物をフィルムやシートとして、プラスチック表面にフィルム又はシートを貼付することもできるし、プラスチック製品に成形するための予備成形物に前記フィルムやシートを予め設けることもできる。
塗膜形成は、乾燥膜厚で本塗料組成物が0.1〜30μm、好ましくは1〜25μmであり、焼付条件は従来から既知の乾燥手段を用いることができ、例えば、エアブロー、熱風乾燥、赤外線加熱、遠赤外線加熱、誘導加熱、誘電加熱等により、60〜110℃、好ましくは70〜100℃の温度で20〜40分間加熱して硬化させることにより、塗膜を形成することができる。
以下、製造例、実施例及び比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。各例中の「部」は質量部、「%」は質量%を示す。
製造例1 アクリル樹脂No.1の製造例 (実施例用)
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)20部、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(MSD)2.2部、2−エチルヘキシルメタクリレート35部、ジ−t−アミルパーオキサイド1.6部を窒素ガス下で155℃において反応させ、重量平均分子量2,000のマクロモノマーNo.1を得た。
次いで、トルエン64部、ヒドロキシエチルメタクリレート20部、2−エチルヘキシルメタクリレート45部、アゾビスジメチルバレロニトリル1部を窒素ガス下で95℃において反応させ、重量平均分子量11,000のアクリル樹脂No.1を得た。
製造例2 アクリル樹脂No.2の製造例(実施例用)
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)21部、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(MSD)1.7部、ラウリルメタクリレート18部、トリデシルメタクリレート18部、ジ−t−アミルパーオキサイド1.3部を窒素ガス下で155℃において反応させ、重量平均分子量2,000のマクロモノマーNo.2を得た。
次いで、トルエン64部、ヒドロキシエチルメタクリレート20部、2−エチルヘキシルメタクリレート34部、ラウリルメタクリレート10部、アゾビスジメチルバレロニトリル1部を窒素ガス下で95℃において反応させ、重量平均分子量9,500のアクリル樹脂No.2を得た。
製造例3 アクリル樹脂No.3の製造例(実施例用)
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)21部、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(MSD)1.5部、ラウリルメタクリレート9部、トリデシルメタクリレート9部、ステアリルメタクリレート19部、ジ−t−アミルパーオキサイド1.1部を窒素ガス下で155℃において反応させ、重量平均分子量2,000のマクロモノマーNo.3を得た。
次いで、トルエン63部、ヒドロキシエチルメタクリレート15部、ヒドロキシプロピルアクリレート5部、2−エチルヘキシルメタクリレート43部、アゾビスジメチルバレロニトリル1部を窒素ガス下で95℃において反応させ、重量平均分子量10,000のアクリル樹脂No.3を得た。
製造例4 アクリル樹脂No.4の製造例(実施例用)
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)20部、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(MSD)1.3部、イソステアリルメタクリレート(商品名、大阪有機化学工業)33部、イソステアリルアクリレート(商品名、大阪有機化学工業)2部、ジ−t−アミルパーオキサイド0.9部を窒素ガス下で155℃において反応させ、重量平均分子量2,000のマクロモノマーNo.4を得た。
次いで、トルエン64部、ヒドロキシエチルメタクリレート20部、2−エチルヘキシルメタクリレート45部、アゾビスジメチルバレロニトリル1部を窒素ガス下で95℃において反応させ、重量平均分子量9,500のアクリル樹脂No.4を得た。
製造例5 アクリル樹脂No.5の製造例
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)20部、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(MSD)2.9部、イソブチルメタクリレート33部、ジ−t−アミルパーオキサイド2.1部を窒素ガス下で150℃において反応させ、重量平均分子量2,000のマクロモノマーNo.5を得た。
次いで、トルエン66部、ヒドロキシエチルメタクリレート20部、イソブチルメタクリレート47部、アゾビスジメチルバレロニトリル1部を窒素ガス下で95℃において反応させ、平均分子量12,000のアクリル樹脂No.5を得た。
製造例6 アクリル樹脂No.6の製造例
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)24部、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(MSD)3.5部、n−ブチルメタクリレート20部、t−ブチルメタクリレート20部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート3.2部を窒素ガス下で135℃において反応させ、重量平均分子量2,000のマクロモノマーNo.6を得た。
次いで、トルエン62部、ヒドロキシエチルメタクリレート10部、メタクリル酸3部、2−エチルヘキシルメタクリレート42部、スチレン5部、アゾビスジメチルバレロニトリル1部を窒素ガス下で95℃において反応させ、重量平均分子量10,000のアクリル樹脂No.6を得た。
製造例7 アクリル樹脂No.7の製造例
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)21部、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(MSD)2.6部、シクロヘキシルメタクリレート33部、メチルメタクリレート2部、ジ−t−アミルパーオキサイド1.9部を窒素ガス下で155℃において反応させ、重量平均分子量2,000のマクロモノマーNo.7を得た。
次いで、トルエン65部、ヒドロキシエチルメタクリレート15部、アミノエチルメタクリレート5部、2−エチルヘキシルメタクリレート35部、イソブチルメタクリレート5部、シクロヘキシルアクリレート5部、アゾビスジメチルバレロニトリル1部を窒素ガス下で95℃において反応させ、重量平均分子量13,000のアクリル樹脂No.7を得た。
製造例8 アクリル樹脂No.8の製造例
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)20部、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(MSD)2.0部、イソボルニルメタクリレート30部、イソボルニルアクリレート5部、ジ−t−アミルパーオキサイド1.5部を窒素ガス下で155℃において反応させ、重量平均分子量2,000のマクロモノマーNo.8を得た。
次いで、トルエン64部、ヒドロキシエチルメタクリレート20部、ヒドロキシプロピルアクリレート5部、2−エチルヘキシルメタクリレート40部、アゾビスジメチルバレロニトリル1部を窒素ガス下で95℃において反応させ、重量平均分子量9,500のアクリル樹脂No.8を得た。
製造例9 アクリル樹脂No.9の製造例
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)28部、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(MSD)6.1部、ジシクロペンテニルメタクリレート18部、ジシクロペンタニルメタクリレート18部、スチレン9部、ジ−t−アミルパーオキサイド2.1部を窒素ガス下で155℃において反応させ、重量平均分子量2,000のマクロモノマーNo.9を得た。
次いで、トルエン60部、ヒドロキシエチルメタクリレート10部、2−エチルヘキシルメタクリレート45部、アゾビスジメチルバレロニトリル1部を窒素ガス下で95℃において反応させ、重量平均分子量11,000のアクリル樹脂No.9を得た。
製造例10 アクリル樹脂No.10の製造例
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)29部、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(MSD)3.6部、ベンジルメタクリレート50部、ジ−t−アミルパーオキサイド2.6部を窒素ガス下で155℃において反応させ、重量平均分子量2,000のマクロモノマーNo.10を得た。
次いで、トルエン57部、ヒドロキシエチルメタクリレート40部、イソブチルメタクリレート10部、アゾビスジメチルバレロニトリル1部を窒素ガス下で95℃において反応させ、重量平均分子量9,500のアクリル樹脂No.10を得た。
これらの製造例1〜10の配合内容を表1に示す。
Figure 0005630834
比較製造例1 アクリル樹脂No.11の製造例(比較例)
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)22部、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(MSD)3.6部、2−エチルヘキシルメタクリレート7部、メチルメタクリレート28部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート3.3部を窒素ガス下で100℃において反応させ、重量平均分子量2,000のマクロモノマーNo.11を得た。
次いで、トルエン65部、ヒドロキシエチルメタクリレート20部、2−エチルヘキシルメタクリレート55部、アゾビスジメチルバレロニトリル1部を窒素ガス下で95℃において反応させ、重量平均分子量9,500のアクリル樹脂No.11を得た。
比較製造例2 アクリル樹脂No.12の製造例(比較例)
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)21部、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(MSD)3.1部、2−エチルヘキシルメタクリレート14部、メチルメタクリレート21部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート2.9部を窒素ガス下で100℃において反応させ、重量平均分子量2,000のマクロモノマーNo.12を得た。
次いで、トルエン65部、ヒドロキシエチルメタクリレート20部、2−エチルヘキシルメタクリレート55部、アゾビスジメチルバレロニトリル1部を窒素ガス下で95℃において反応させ、重量平均分子量11,000のアクリル樹脂No.12を得た。
比較製造例3 アクリル樹脂No.13の製造例(比較例)
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)21部、トルエン63部、2−エチルヘキシルメタクリレート80部、ヒドロキシエチルメタクリレート20部、アゾビスメチルブチロニトリル4部を窒素ガス下で110℃において反応させ、重量平均分子量12,000のアクリル樹脂No.13を得た。
比較製造例4 アクリル樹脂No.14の製造例(比較例)
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)21部、トルエン63部、2−エチルヘキシルメタクリレート70部、ヒドロキシエチルメタクリレート30部、アゾビスメチルブチロニトリル4部を窒素ガス下で110℃において反応させ、重量平均分子量10,000のアクリル樹脂No.14を得た。
比較製造例5 アクリル樹脂No.15の製造例(比較例)
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)20部、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(MSD)2.2部、2−エチルヘキシルメタクリレート35部、ジ−t−アミルパーオキサイド1.6部を窒素ガス下で155℃において反応させ、重量平均分子量2,000のマクロモノマーNo.1を得た。
次いで、トルエン64部、2−エチルヘキシルメタクリレート65部、アゾビスジメチルバレロニトリル1部を窒素ガス下で95℃において反応させ、重量平均分子量9,000のアクリル樹脂No.15を得た。
比較製造例6 アクリル樹脂No.16の製造例(比較例)
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)22部、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(MSD)3.6部、2−エチルヘキシルメタクリレート7部、イソステアリルアクリレート28部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート3.3部を窒素ガス下で155℃において反応させ、重量平均分子量2,000のマクロモノマーNo.11を得た。
次いで、トルエン65部、ヒドロキシエチルメタクリレート20部、2−エチルヘキシルメタクリレート55部、アゾビスジメチルバレロニトリル1部を窒素ガス下で95℃において反応させ、重量平均分子量11,000のアクリル樹脂No.16を得た。
比較製造例7 アクリル樹脂No.17の製造例(比較例)
スワゾール1000(コスモ石油製、芳香族系溶媒)22部、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン(MSD)3.6部、2−エチルヘキシルメタクリレート7部、イソボルニルアクリレート28部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート3.3部を窒素ガス下で155℃において反応させ、重量平均分子量2,000のマクロモノマーNo.11を得た。
次いで、トルエン65部、ヒドロキシエチルメタクリレート20部、2−エチルヘキシルメタクリレート55部、アゾビスジメチルバレロニトリル1部を窒素ガス下で95℃において反応させ、重量平均分子量9,500のアクリル樹脂No.17を得た。
上記の比較製造例1〜7の配合内容を表2に示す。
Figure 0005630834
ポリエステル樹脂(B)の製造例
製造例11 ポリエステル樹脂No.1の製造
温度計、窒素導入管、還流脱水装置および撹拌装置を備えたフラスコに、エチレングリコール24.8部、ネオペンチルグリコール42部、1,4−ブタンジオール18.8部、イソフタル酸74.7部、テレフタル酸41.5部、ヘキサヒドロ無水フタル酸15.4部、アジピン酸36.5部を配合し、さらに還流用のキシレン少量を加え、250℃まで徐々に加熱し同温度に5時間保持して、脱水しながらエステル化反応を行い、数平均分子量約23,000、水酸基価約5mgKOH/gのポリエステル樹脂No.1を得た。
製造例12〜14 ポリエステル樹脂No.2〜No.4の製造
表3の配合内容とする以外は、製造例1と同様にして、ポリエステル樹脂No.2〜No.4を得た。
Figure 0005630834
比較製造例8〜10
表4の配合内容とする以外は、製造例1と同様にして、ポリエステル樹脂No.5〜No.7を得た。
Figure 0005630834
ポリイソシアネート化合物(C)の製造例
製造例19 硬化剤A溶液の製造
反応容器中に、イソホロンジイソシアネート222部及びメチルイソブチルケトン100部を加え、50℃に昇温した。この中にメチルエチルケトキシム174部をゆっくり加えた後、60℃に昇温した。この温度を保ちながら、経時でサンプリングし、赤外線吸収スペクトル測定にて未反応のイソシアネートの吸収がなくなったことを確認し、固形分80%の硬化剤A溶液を得た。
実施例及び比較例
実施例1 塗料組成物No.1
アクリル樹脂No.1を15部(固形分)、ポリエステル樹脂No.1を60部(固形分)、硬化剤Aを25部(固形分)、バルカンXC72(注1)5部、JR−806(注2)80部をキシレン/トルエン=1/1(重量比)の混合溶剤に混合、分散し、粘度13秒/フォードカップ#4/20℃に調整された塗料組成物No.1を得た。
実施例2〜17 塗料組成物No.2〜No.17
表5の配合内容とする以外は実施例1と同様にして、塗料組成物No.2〜No.17を得た。
Figure 0005630834
Figure 0005630834
(注1)バルカンXC72:商品名、キャボットスペシャリティーケミカルズ社製、導電性カーボンブラック
(注2)JR−806:商品名、テイカ社製、ルチル型酸化チタン
(注3)KBM−402:信越シリコーン社製、商品名、シランカップリング剤
(注4)デスモジュールN3300:住化バイエルウレタン社製、商品名、イソシアヌレートタイプのヘキサメチレンジイソシアネート。
比較例1〜10 塗料組成物No.18〜No.27
表7の配合内容とする以外は、実施例1と同様にして塗料組成物No.18〜No.27を得た。
Figure 0005630834
被塗物A
脱脂したABS樹脂の平板(70×150×3mm)を使用した。塗料組成物No.1〜No.27を膜厚10μmになるようにスプレー塗装した。95℃で30分間加熱して塗膜を得た。
被塗物B
脱脂したABS樹脂の平板(70×150×3mm)を使用した。塗料組成物No.1〜No.27を膜厚10μmになるようにスプレー塗装した。95℃で30分間加熱して塗膜を得た。
次いで、着色ベース塗料として、ソフレックス420(関西ペイント社製、商品名、着色ベース塗料)を膜厚15μmになるようにスプレー塗装した。室温で10秒間セッティングしてから、次に、クリヤ塗料として「ソフレックス#500クリヤ」(関西ペイント社製、商品名、アクリルウレタン系有機溶剤型クリヤ塗料)を膜厚30μmになるようにスプレー塗装し、室温で5分間放置してから、120℃で30分間加熱して複層塗膜を得た。
各試験板の評価は、以下の試験方法に従って行った。
Figure 0005630834
Figure 0005630834
Figure 0005630834
(注5)耐温水性:試験板Bの作製にて得た各塗膜において、40℃温水に240時間浸漬したあと、素地に達するようにカッターで切り込み1mm幅のゴバン目100個作り、その表面に粘着テープを粘着し、20℃において急激に剥離した後のゴバン目塗膜の残存数を観察した。
◎は、残存個数/全体個数=100個/100個で縁欠けなし
○は、残存個数/全体個数=100個/100個で縁欠けあり
△は、残存個数/全体個数=99個〜90個/100個
×は、残存個数/全体個数=89個以下/100個。
(注6)耐温水性:試験板Bの作製にて得た各塗膜において、40℃温水に240時間浸漬したあと、素地に達するようにカッターで切り込み2mm幅のゴバン目100個作り、その表面に粘着テープを粘着し、20℃において急激に剥離した後のゴバン目塗膜の残存数を観察した。
◎は、残存個数/全体個数=100個/100個で縁欠けなし
○は、残存個数/全体個数=100個/100個で縁欠けあり
△は、残存個数/全体個数=99個〜90個/100個
×は、残存個数/全体個数=89個以下/100個。
(注7)仕上り性:試験板Bの作製にて得た各塗膜面を、目視により下記の基準で評価した。
◎は、良好で問題なし
○は、ややラウンド感があるが、製品として問題ない
△は、ラウンド感や光沢のムラがある
×は、ラウンド感や肌荒れが著しい。
本発明は、プラスチック基材に対して、低温硬化性、付着性及び耐温水性に優れた塗装物品を提供できる。

Claims (3)

  1. 下記のマクロモノマー(a1)と、水酸基、カルボキシル基及びアミノ基から選ばれる少なくとも1種の官能基を含有するエチレン性不飽和モノマー(a2)と、その他のエチレン性不飽和モノマー(a3)とを、下記(イ)〜(ハ)の条件にて共重合反応させて得られる、重量平均分子量が3,000〜100,000のアクリル樹脂(A)、多塩基酸と多価アルコールの固形分合計量に対して芳香族多塩基酸の割合が10〜70質量%であるポリエステル樹脂(B)、及びブロックされていてもよいポリイソシアネート化合物(C)を下記(ニ)の比率にて含有する塗料組成物。
    (イ)マクロモノマー(a1)を構成するモノマー成分中、炭素数4以上の炭化水素基を有するメタクリル酸エステル(a11)を50質量%以上含有するモノマー成分を、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテンの共存下で単独重合又は共重合させて得られるマクロモノマー、
    (ロ)前記官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)/(前記官能基含有エチレン性不飽和モノマー(a2)とその他のエチレン性不飽和モノマー(a3)の合計)の質量比が0.1〜1.0である、
    (ハ)マクロモノマー(a1)を構成するモノマー成分において、該モノマー成分に基づき、水酸基、カルボキシル基及びアミノ基から選ばれる少なくとも1種の官能基含有エチレン性不飽和モノマーが5質量%以下である、並びに
    (ニ)アクリル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)とポリイソシアネート化合物(C)との合計固形分100質量部あたり、樹脂(A)5〜45質量部、樹脂(B)25〜70質量部、化合物(C)10〜40質量部である、
  2. さらに、アクリル樹脂(A)、ポリエステル樹脂(B)及びポリイソシアネート化合物(C)の樹脂固形分合計量100質量部に基いて、顔料成分(D)を1〜400質量部含有する請求項1に記載の塗料組成物。
  3. プラスチック基材の表面上に、請求項1又は2に記載の塗料組成物を塗布して皮膜を形成する方法。
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