JP6249212B2 - ポリカーボネート変性アクリル樹脂、塗料及び該塗料で塗装されたプラスチック成形品 - Google Patents
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Landscapes
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- Paints Or Removers (AREA)
Description
FOXの式:1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+・・・
(Tg:求めるべきガラス転移温度、W1:成分1の重量分率、Tg1:成分1のホモポリマーのガラス転移温度)
に従い計算により求めたものである。各成分のホモポリマーのガラス転移温度の値は
、Polymer Handbook(4th Edition)J.Brandrup,E.H.Immergut,E.A.Grulke著(Wiley Interscience)記載の値を用いた。
測定装置:高速GPC装置(東ソー株式会社製「HLC−8220GPC」)
カラム:東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用した。
「TSKgel G5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
検出器:RI(示差屈折計)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
注入量:100μL(試料濃度4mg/mLのテトラヒドロフラン溶液)
標準試料:下記の単分散ポリスチレンを用いて検量線を作成した。
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−1000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−2500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−5000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−1」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−2」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−4」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−10」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−20」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−40」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−80」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−128」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−288」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−550」
冷却菅、温度計、滴下漏斗、および攪拌機を備えたフラスコに、1,3−プロパンジオールと1,4−ブタンジオールとを共重合したポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ株式会社製「デュラノールG3452」、数平均分子量2000;以下、「ポリカーボネートジオール(A−1)」と略記する。)200質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート490質量部を加え、内温を135℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート680質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート35.2質量部、メタクリル酸4.8質量部、シクロへキシルメタクリレート80質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート160質量部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート16質量部との混合物(設計Tg93℃)を5時間にわたって滴下した。滴下終了後も同温度で17時間反応を継続した後、不揮発分60質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、水酸基価が28、重量平均分子量が11,000であるポリカーボネート変性アクリル樹脂(1)の溶液を得た。
冷却菅、温度計、滴下漏斗、および攪拌機を備えたフラスコに、ポリカーボネートジオール(A−1)300質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート510質量部を加え、内温を135℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート595質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート30.8質量部、メタクリル酸4.2質量部、シクロへキシルメタクリレート70質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート140質量部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート14質量部との混合物(設計Tg93℃)を5時間にわたって滴下した。滴下終了後も同温度で17時間反応を継続した後、不揮発分60質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、水酸基価が31、重量平均分子量が11,000であるポリカーボネート変性アクリル樹脂(2)の溶液を得た。
冷却菅、温度計、滴下漏斗、および攪拌機を備えたフラスコに、ポリカーボネートジオール(A−1)400質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート530質量部を加え、内温を135℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート510質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート26.4質量部、メタクリル酸3.6質量部、シクロへキシルメタクリレート60質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート120質量部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート12質量部との混合物(設計Tg93℃)を5時間にわたって滴下した。滴下終了後も同温度で17時間反応を継続した後、不揮発分60質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、水酸基価が35、重量平均分子量が9,500であるポリカーボネート変性アクリル樹脂(3)の溶液を得た。
冷却菅、温度計、滴下漏斗、および攪拌機を備えたフラスコに、ポリカーボネートジオール(A−1)500質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート550質量部を加え、内温を135℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート425質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート22.0質量部、メタクリル酸3.0質量部、シクロへキシルメタクリレート50質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100質量部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート10質量部との混合物(設計Tg93℃)を5時間にわたって滴下した。滴下終了後も同温度で17時間反応を継続した後、不揮発分60質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、水酸基価が38、重量平均分子量が9,300であるポリカーボネート変性アクリル樹脂(4)の溶液を得た。
冷却菅、温度計、滴下漏斗、および攪拌機を備えたフラスコに、ポリカーボネートジオール(A−1)700質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート590質量部を加え、内温を135℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート255質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート13.2質量部、メタクリル酸1.8質量部、シクロへキシルメタクリレート30質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート60質量部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート6質量部との混合物(設計Tg93℃)を2時間にわたって滴下した。滴下終了後も同温度で17時間反応を継続した後、不揮発分60質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、水酸基価が45、重量平均分子量が8,000であるポリカーボネート変性アクリル樹脂(5)の溶液を得た。
冷却菅、温度計、滴下漏斗、および攪拌機を備えたフラスコに、ポリカーボネートジオール(A−1)800質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート610質量部を加え、内温を135℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート170質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート8.8質量部、メタクリル酸1.2質量部、シクロへキシルメタクリレート20質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート4質量部との混合物(設計Tg93℃)を2時間にわたって滴下した。滴下終了後も同温度で17時間反応を継続した後、不揮発分60質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、水酸基価が48、重量平均分子量が6,500であるポリカーボネート変性アクリル樹脂(6)の溶液を得た。
冷却菅、温度計、滴下漏斗、および攪拌機を備えたフラスコに、1,3−プロパンジオールと1,4−ブタンジオールとを共重合したポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ株式会社製「デュラノールG3450J」、数平均分子量800;以下、「ポリカーボネートジオール(A−2)」と略記する。)800質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート610質量部を加え、内温を135℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート170質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート8.8質量部、メタクリル酸1.2質量部、シクロへキシルメタクリレート20質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート4質量部との混合物(設計Tg93℃)を2時間にわたって滴下した。滴下終了後も同温度で17時間反応を継続した後、不揮発分60質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、水酸基価が115、重量平均分子量が4,200であるポリカーボネート変性アクリル樹脂(7)の溶液を得た。
冷却菅、温度計、滴下漏斗、および攪拌機を備えたフラスコに、ポリカーボネートジオール(A−1)800質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート610質量部を加え、内温を135℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート160.8質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート18.0質量部、メタクリル酸1.2質量部、シクロへキシルメタクリレート20質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート4質量部との混合物(設計Tg86℃)を2時間にわたって滴下した。滴下終了後も同温度で17時間反応を継続した後、不揮発分60質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、水酸基価が52、重量平均分子量が6,400であるポリカーボネート変性アクリル樹脂(8)の溶液を得た。
冷却菅、温度計、滴下漏斗、および攪拌機を備えたフラスコに、ポリカーボネートジオール(A−1)800質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート610質量部を加え、内温を135℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート153質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート26.0質量部、メタクリル酸1.2質量部、シクロへキシルメタクリレート20質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート4質量部との混合物(設計Tg80℃)を2時間にわたって滴下した。滴下終了後も同温度で17時間反応を継続した後、不揮発分60質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、水酸基価が56、重量平均分子量が6,000であるポリカーボネート変性アクリル樹脂(9)の溶液を得た。
冷却菅、温度計、滴下漏斗、および攪拌機を備えたフラスコに、ポリカーボネートジオール(A−1)800質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート610質量部を加え、内温を135℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート169.2質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート8.8質量部、メタクリル酸2.0質量部、シクロへキシルメタクリレート20質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート4質量部との混合物(設計Tg94℃)を2時間にわたって滴下した。滴下終了後も同温度で17時間反応を継続した後、不揮発分60質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、水酸基価が48、重量平均分子量が6,500であるポリカーボネート変性アクリル樹脂(10)の溶液を得た。
冷却菅、温度計、滴下漏斗、および攪拌機を備えたフラスコに、ポリカーボネートジオール(A−1)800質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート610質量部を加え、内温を135℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート170質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート8.8質量部、メタクリル酸1.2質量部、n−ブチルメタクリレート20質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート4質量部との混合物(設計Tg87℃)を2時間にわたって滴下した。滴下終了後も同温度で17時間反応を継続した後、不揮発分60質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、水酸基価が48、重量平均分子量が6,800であるポリカーボネート変性アクリル樹脂(11)の溶液を得た。
冷却菅、温度計、滴下漏斗、および攪拌機を備えたフラスコに、ポリカーボネートジオール(A−1)800質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート610質量部を加え、内温を135℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート171.2質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート8.8質量部、シクロヘキシルメタクリレート20質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート4質量部との混合物(設計Tg94℃)を2時間にわたって滴下した。滴下終了後も同温度で17時間反応を継続した後、不揮発分60質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、水酸基価が48、重量平均分子量が6,800であるポリカーボネート変性アクリル樹脂(R1)の溶液を得た。
冷却菅、温度計、滴下漏斗、および攪拌機を備えたフラスコに、ポリカーボネートジオール(A−1)800質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート610質量部を加え、内温を135℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート167.6質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート8.8質量部、メタクリル酸3.6質量部、シクロヘキシルメタクリレート20質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート40質量部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート4質量部との混合物(設計Tg94℃)を2時間にわたって滴下した。滴下終了後も同温度で17時間反応を継続した後、不揮発分60質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、水酸基価が48、重量平均分子量が7,000であるポリカーボネート変性アクリル樹脂(R2)の溶液を得た。
冷却菅、温度計、滴下漏斗、および攪拌機を備えたフラスコに、1,6−ヘキサンジオールを重合したポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ株式会社製「デュラノールS6002」、数平均分子量2000;以下、「ポリカーボネートジオール(RA−1)」と略記する。)300質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート510質量部を加え、内温を135℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート595質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート30.8質量部、メタクリル酸4.2質量部、シクロへキシルメタクリレート70質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート140質量部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート14質量部との混合物(設計Tg93℃)を5時間にわたって滴下した。滴下終了後も同温度で17時間反応を継続した後、不揮発分60質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、水酸基価が31、重量平均分子量が11,100であるポリカーボネート変性アクリル樹脂(R3)の溶液を得た。
冷却菅、温度計、滴下漏斗、および攪拌機を備えたフラスコに、1,4−ブタンジオールと1,6−ヘキサンジオールとを共重合したポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ株式会社製「デュラノールT4672」、数平均分子量2000;以下、「ポリカーボネートジオール(RA−2)」と略記する。)300質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート510質量部を加え、内温を135℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート595質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート30.8質量部、メタクリル酸4.2質量部、シクロへキシルメタクリレート70質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート140質量部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート14質量部との混合物(設計Tg93℃)を5時間にわたって滴下した。滴下終了後も同温度で17時間反応を継続した後、不揮発分60質量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、水酸基価が31、重量平均分子量が10,600であるポリカーボネート変性アクリル樹脂(R4)の溶液を得た。
比較用樹脂(R5)として、「アクリディックWXU−880−BA」(DIC株式会社製のアクリル樹脂溶液、不揮発分50質量%、固形分水酸基価21;以下、アクリル樹脂溶液(1)と略記する。)200質量部(アクリル樹脂(1)として100質量部)を用いた。
ポリカーボネートジオール(A−1)80質量部をダイアセトンアルコール80質量部で希釈した。次いで、アクリル樹脂溶液(1)40質量部(アクリル樹脂(1)として20質量部)を加えた後、均一になるまで撹拌し、水酸基価46である比較用樹脂(R6)を得た。
ポリカーボネートジオール(A−1)を比較用樹脂(R7)として用いた。
MMA:メチルメタクリレート
HEA:2−ヒドロキシアクリレート
MAA:メタクリル酸
CHMA:シクロヘキシルメタクリレート
BMA:n−ブチルメタクリレート
上記の実施例1で得られたポリカーボネート変性アクリル樹脂(1)の溶液(不揮発分60質量%)100質量部及び硬化剤(DIC株式会社製「バーノック DN−980」、ポリイソシアネートの不揮発分75質量%溶液)7.9質量部を均一に混合した。なお、ポリカーボネート変性アクリル樹脂(1)と硬化剤の配合比率は、ポリカーボネート変性アクリル樹脂(1)の水酸基当量と硬化剤のイソシアネート基当量とが1:1となる量とした。次いで、粘度がアネスト岩田株式会社製「粘度カップNK−2」で9〜10秒(23℃)になるように混合溶剤(メチルイソブチルケトン/ダイアセトンアルコール/酢酸エチル/酢酸イソブチル=30/20/20/30(質量比))で希釈して塗料(1)を調製した。
上記で得られた塗料(1)を、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体)基材(厚さ1mm)に乾燥後の膜厚が20〜30μmとなるようにスプレー塗装し、乾燥機にて80℃、30分加熱乾燥した後、25℃で3日乾燥して評価用硬化塗膜を作製した。
上記で得られた塗料(1)を、PC(ポリカーボネート)基材(厚さ1mm)に乾燥後の膜厚が20〜30μmとなるようにスプレー塗装し、乾燥機にて80℃、30分加熱乾燥した後、25℃で3日乾燥して評価用硬化塗膜を作製した。
上記で得られた評価用硬化塗膜X及びYの上にカッターで2mm幅の切込みを入れ碁盤目の数を100個とし、全ての碁盤目を覆うようにセロハンテープを貼り付け、すばやく引き剥がして付着して残っている碁盤目の数から、下記の基準により付着性を評価した。
○:100個
△:70〜99個
×:69個以下
上記で得られた評価用硬化塗膜Xの表面について、JIS S 6006:2007に規定された鉛筆を用いて、JIS K 5600−5−4:1999に準じて、傷跡を生じなかった最も硬い鉛筆の硬度を測定し、下記の基準により耐擦傷性を評価した。
◎:2B以上
○:3B〜4B
△:5B〜6B
×:6Bで傷跡が生じる
上記で得られた評価用硬化塗膜Xの表面に、薬品(エスエスエルヘルスケアジャパン株式会社製「コパトーン・スポーツ ウルトラスウェットプルーフ SPF30」)を、12mg/cm2塗布した後、55℃の乾燥機で2時間乾燥させた。次いで、中性洗剤で塗膜表面を洗浄した後、室温で24時間放置し、下記の基準により耐薬品性(耐薬品性試験後の付着性及び耐擦傷性)を評価した。
[耐薬品性試験後の付着性の評価]
耐薬品性試験後の塗膜の上にカッターでX字に切込みを入れ、切込み部分を覆うようにセロハンテープを貼り付け、すばやく引き剥がし、下記の基準により付着性を評価した。
○:塗膜の剥離なし
△:部分的に塗膜の剥離あり
×:塗膜全面が剥離
[耐薬品性試験後の耐擦傷性の評価]
耐薬品性試験後の塗膜の表面について、JIS S 6006:2007に規定された鉛筆を用いて、JIS K 5600−5−4:1999に準じて、傷跡を生じなかった最も硬い鉛筆の硬度を測定し、下記の基準により耐擦傷性を評価した。
◎:2B以上
○:3B〜4B
△:5B〜6B
×:6Bで傷跡が生じる
上記で得られた評価用硬化塗膜Xの表面を指で触り、下記の基準により触感を評価した。
○:しっとり感がある
△:ややしっとり感がある
×:しっとり感がない
実施例12のポリカーボネート変性アクリル樹脂(1)を、ポリカーボネート変性アクリル樹脂(2)〜(11)に変更した以外は実施例12と同様に操作することにより塗料を調製後、評価用硬化塗膜を作製して付着性、耐擦傷性、耐薬品性及び触感を評価した。
実施例12のポリカーボネート変性アクリル樹脂(1)を、比較用樹脂(R1)〜(R7)に変更した以外は実施例12と同様に操作することにより塗料を調製後、評価用塗膜を作製して付着性、耐擦傷性、耐薬品性及び触感を評価した。
Claims (5)
- 1,3−プロパンジオール及び1,4−ブタンジオールを用いて得られるポリカーボネートジオール(A)の存在下、メチルメタクリレート、水酸基を有する不飽和単量体(b1)、カルボキシル基を有する不飽和単量体(b2)及び炭素原子数が2〜8のアルキル基を有する不飽和単量体(b3)を必須成分として含有する不飽和単量体混合物(B)を反応させて得られるポリカーボネート変性アクリル樹脂であって、前記不飽和単量体混合物(B)中の前記不飽和単量体(b2)の質量比率が0.1〜1.6質量%の範囲であることを特徴とするポリカーボネート変性アクリル樹脂。
- 前記ポリカーボネートジオール(A)と前記不飽和単量体混合物(B)との質量比[(A)/(B)]が、10/90〜90/10の範囲である請求項1記載のポリカーボネート変性アクリル樹脂。
- 前記不飽和単量体混合物(B)中の、メチルメタクリレートの質量比率が50〜95質量%の範囲であり、前記不飽和単量体(b1)の質量比率が1〜30質量%の範囲であり、前記不飽和単量体(b3)の質量比率が1〜30質量%の範囲である請求項1又は2記載のポリカーボネート変性アクリル樹脂。
- 請求項1〜3のいずれか1項記載のポリカーボネート変性アクリル樹脂及び硬化剤(C)を含有することを特徴とする塗料。
- 請求項4記載の塗料で塗装されたことを特徴とするプラスチック成形品。
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