JP6732913B2 - 塗料組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、塗料組成物に関する。
従来、被塗物上に優れた外観及び性能等を付与することを目的として、該被塗物上に塗料組成物を塗装し、形成されたウエット塗膜を硬化させて塗膜を形成することが行われている。
このうち、上記被塗物が垂直面を有する場合に、該垂直面に塗装されたウエット塗膜が垂れ、形成される塗膜の外観が悪化するという問題があった。このため、垂れ抑制能を有する粘性調整剤を含有する塗料組成物の検討が行われてきた。
例えば、特許文献1には、バインダーと、垂れ抑制剤としてのジウレア化合物を含むチキソトロピー性塗料であって、前記垂れ抑制剤が対称な脂肪族又は同素環ジイソシアネートと、少なくとも一級アミノ基とエーテル基とを含むモノアミン又はジアミンとの反応生成物であり、前記垂れ抑制剤が固体粒子から成り、かつ塗料が0.1〜30重量%の垂れ抑制剤を含んでいることを特徴とするチキソトロピー性塗料が、いかなる硬化温度においても、例えば室温あるいは60℃〜260℃の温度において流動性を損なうことなく満足すべきチキソトロピー性を有することが記載されている。しかしながら、該塗料組成物によって形成される塗膜は透明性、耐水性及び仕上り外観が不十分な場合があるという問題があった。
日本国特開昭61−192774号公報
本発明は上記事情を勘案してなされたものであり、透明性、耐水性及び仕上り外観に優れた塗膜を形成することができる塗料組成物を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、(A)バインダー成分ならびに(B)(b1)ポリイソシアネート化合物、(b2)数平均分子量が300以下の第1級モノアミン及び(b3)数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミンの反応生成物を含む粘性調整剤を含有する塗料組成物によれば、上記目的を達成できることを見出した。
即ち、本発明は、下記の態様を包含する。
項1.(A)バインダー成分ならびに(B)粘性調整剤を含有する塗料組成物であって、該粘性調整剤(B)が、(b1)ポリイソシアネート化合物、(b2)数平均分子量が300以下の第1級モノアミン及び(b3)数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミンの反応生成物を含むことを特徴とする塗料組成物。
項2.バインダー成分(A)が、水酸基含有樹脂(A1)及び架橋剤(A2)を含有する項1に記載の塗料組成物。
項3.架橋剤(A2)が、ポリイソシアネート化合物を含有する項2に記載の塗料組成物。
項4.数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2)が、ベンゼン環を有する第1級モノアミンを含有する項1〜3のいずれか1項に記載の塗料組成物。
項5.数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミン(b3)が、ジアミンである項1〜4のいずれか1項に記載の塗料組成物。
項6.粘性調整剤(B)において、ポリイソシアネート化合物(b1)、数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2)及び数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミン(b3)の配合割合が、該成分(b1)〜(b3)の合計量を基準として、ポリイソシアネート化合物(b1)が30〜60質量%の範囲内であり、数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2)が35〜65質量%の範囲内であり、数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミン(b3)が0.5〜15質量%の範囲内である項1〜5のいずれか1項に記載の塗料組成物。
項7.粘性調整剤(B)の含有量が、バインダー成分(A)の合計固形分100質量部を基準として、0.1〜3質量部の範囲内である項1〜6のいずれか1項に記載の塗料組成物。
本発明の塗料組成物は、(A)バインダー成分ならびに(B)(b1)ポリイソシアネート化合物、(b2)数平均分子量が300以下の第1級モノアミン及び(b3)数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミンの反応生成物を含む粘性調整剤を含むことにより、透明性、耐水性及び仕上り外観に優れた塗膜を形成することができるという効果を奏することができる。
以下、本発明の塗料組成物について、さらに詳細に説明する。
本発明の塗料組成物(以下、「本塗料」と略称する場合がある)は、(A)バインダー成分ならびに(B)粘性調整剤を含有する塗料組成物であって、該粘性調整剤(B)が、(b1)ポリイソシアネート化合物、(b2)数平均分子量が300以下の第1級モノアミン及び(b3)数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミンの反応生成物を含むことを特徴とする塗料組成物である。
バインダー成分(A)
バインダー成分(A)は、それ自体、成膜性を有するものであり、非架橋型及び架橋型のいずれであってもよく、なかでも架橋型であることが好ましい。該バインダー成分(A)としては、従来から塗料のバインダー成分として使用されているそれ自体既知の被膜形成性樹脂を使用することができる。
上記被膜形成性樹脂の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。該被膜形成性樹脂は、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等の架橋性官能基を有していることが好ましい。
また、上記バインダー成分(A)としては、上記被膜形成性樹脂に加え、架橋剤を使用することができる。バインダー成分(A)の一部として上記架橋剤を使用する場合、上記被膜形成性樹脂としては、通常、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基などの架橋性官能基を有し、該架橋剤と反応することにより、架橋した被膜を形成することができる樹脂(基体樹脂)を使用することができる。本発明の塗料組成物は、形成される塗膜の耐水性等の観点から、上記基体樹脂及び架橋剤を含有する架橋型塗料であることが好ましい。
なかでも、本発明の塗料組成物が、上記基体樹脂の少なくともその一部として水酸基含有樹脂(A1)を含有し、かつ上記架橋剤の少なくともその一部として該水酸基含有樹脂(A1)との反応性を有する架橋剤(A2)を含有することが好ましい。
水酸基含有樹脂(A1)
水酸基含有樹脂(A1)は、1分子中に少なくとも1個の水酸基を有する樹脂である。水酸基含有樹脂(A1)としては、公知の樹脂を広く使用でき、例えば、水酸基を有するアクリル樹脂、水酸基を有するポリエステル樹脂、水酸基を有するアクリル変性ポリエステル樹脂、水酸基を有するポリエーテル樹脂、水酸基を有するポリカーボネート樹脂、水酸基を有するポリウレタン樹脂、水酸基を有するエポキシ樹脂、水酸基を有するアルキド樹脂等の樹脂が挙げられる。これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。なかでも、水酸基含有樹脂(A1)は、形成される塗膜の耐水性等の観点から、水酸基含有アクリル樹脂(A1’)であることが好ましい。
水酸基含有アクリル樹脂(A1’)
水酸基含有アクリル樹脂(A1’)は、例えば、水酸基含有重合性不飽和モノマー及びその他の重合性不飽和モノマー(水酸基含有重合性不飽和モノマー以外の重合性不飽和モノマー)を共重合することにより得ることができる。
上記水酸基含有重合性不飽和モノマーは、1分子中に水酸基及び重合性不飽和結合をそれぞれ1個以上有する化合物である。該水酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2〜8の2価アルコールとのモノエステル化物;該(メタ)アクリル酸と炭素数2〜8の2価アルコールとのモノエステル化物のε−カプロラクトン変性体;(メタ)アクリル酸とエポキシ基含有化合物(例えば、「カージュラE10P」(商品名)、Momentive Specialty Chemicals社製、ネオデカン酸グリシジルエステル)との付加物;N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド;アリルアルコール、さらに、分子末端が水酸基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
上記水酸基含有重合性不飽和モノマーと共重合可能な他の重合性不飽和モノマーとしては、例えば、下記(1)〜(7)に示すモノマー等を使用することができる。これらの重合性不飽和モノマーは単独でもしくは2種以上で組み合わせて使用することができる。
(1)酸基含有重合性不飽和モノマー
酸基含有重合性不飽和モノマーは、1分子中に酸基と重合性不飽和結合とをそれぞれ1個以上有する化合物である。該モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸及び無水マレイン酸などのカルボキシル基含有モノマー;ビニルスルホン酸、2−スルホエチル(メタ)アクリレートなどのスルホン酸基含有モノマー;2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシ−3−クロロプロピルアシッドホスフェート、2−メタクロイルオキシエチルフェニルリン酸などの酸性リン酸エステル系モノマーなどを挙げることができる。これらは1種で又は2種以上を使用することができる。酸基含有重合性不飽和モノマーを使用する場合、水酸基含有アクリル樹脂(A1’)の酸価が、0.5〜15mgKOH/g、特に1〜10mgKOH/gとなる量とすることが好ましい。
(2)アクリル酸又はメタクリル酸と炭素数1〜20の1価アルコールとのエステル化物
具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート,tert−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、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリルアクリレート(大阪有機化学工業社製、商品名)、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(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)アクリレート等を挙げることができる。
(3)アルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマー
具体的には、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アクリロキシエチルトリメトキシシラン、メタクリロキシエチルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン等を挙げることができる。これらのうち好ましいアルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマーとして、ビニルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
アルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマーを構成成分とすることにより、水酸基と架橋剤(A2)との架橋結合に加え、アルコキシリル基同士の縮合反応及びアルコキシシリル基と水酸基との反応による架橋結合を生成することから塗膜の硬化性を向上させることができる。
(4)芳香族系ビニルモノマー
具体的には、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等を挙げることができる。
芳香族系ビニルモノマーを構成成分とすることにより、得られる樹脂のガラス転移温度が上昇し、また、高屈折率で疎水性の塗膜を得ることができることから、塗膜の光沢向上による仕上り外観の向上効果を得ることができる。
芳香族系ビニルモノマーを構成成分とする場合、その配合割合は、モノマー成分の総量に対して3〜50質量%、特に、5〜40質量%の範囲内であることが好ましい。
(5)グリシジル基含有重合性不飽和モノマー
グリシジル基含有重合性不飽和モノマーは、1分子中にグリシジル基と重合性不飽和結合とをそれぞれ1個以上有する化合物であり、具体的には、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等を挙げることができる。
(6)重合性不飽和結合含有窒素原子含有化合物
例えば、(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−[3−(ジメチルアミノ)プロピル](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、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等を挙げることができる。
(7)その他のビニル化合物
例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、塩化ビニル、バーサティック酸ビニルエステル等を挙げることができる。バーサティック酸ビニルエステルとしては、市販品である「ベオバ9」、「ベオバ10」(以上、商品名、ジャパンエポキシレジン(株)製)等を挙げることができる。
その他の重合性不飽和モノマーとしては、前記(1)〜(7)に示すモノマーを1種で、又は2種以上を用いることができる。
本発明において、重合性不飽和モノマーとは、1個以上(例えば、1〜4個)の重合性不飽和基を有するモノマーを示す。重合性不飽和基とは、ラジカル重合しうる不飽和基を意味する。かかる重合性不飽和基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルエーテル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、マレイミド基等が挙げられる。
また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」はアクリレート又はメタクリレートを意味する。「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。また、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル又はメタクリロイルを意味する。また、「(メタ)アクリルアミド」は、アクリルアミド又はメタクリルアミドを意味する。
上記水酸基含有アクリル樹脂(A1’)の水酸基価は、硬化性及び耐水性等の観点から、70〜200mgKOH/g、特に80〜185mgKOH/g、さらに特に100〜170mgKOH/gの範囲内であることが好ましい。
また、上記水酸基含有アクリル樹脂(A1’)の重量平均分子量は、塗膜の仕上り外観及び硬化性等の観点から、2000〜50000であり、特に、3000〜30000、さらに特に、4000〜10000の範囲内であることが好ましい。
なお、本明細書において、平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフで測定したクロマトグラムから標準ポリスチレンの分子量を基準にして算出した値である。ゲルパーミエーションクロマトグラフは、「HLC8120GPC」(東ソー社製)を使用した。カラムとしては、「TSKgel G−4000HXL」、「TSKgel G−3000HXL」、「TSKgel G−2500HXL」、「TSKgel G−2000HXL」(いずれも東ソー(株)社製、商品名)の4本を用い、移動相;テトラヒドロフラン、測定温度;40℃、流速;1cc/分、検出器;RIの条件で行った。
また、水酸基含有アクリル樹脂(A1’)のガラス転移温度は、塗膜の硬度及び仕上り外観等の観点から、−50〜60℃、特に10〜50℃、さらに特に20〜45℃の範囲内であることが好ましい。
本明細書において、アクリル樹脂のガラス転移温度(℃)は、下記式によって算出した。
1/Tg(K)=(W1/T1)+(W2/T2)+・・・・・ (1)
Tg(℃)=Tg(K)−273 (2)
各式中、W1、W2、・・は共重合に使用されたモノマーのそれぞれの質量分率、T1、T2、・・はそれぞれの単量体のホモポリマ−のTg(K)を表わす。
なお、T1、T2、・・は、Polymer Hand Book(Second Edition,J.Brandup・E.H.Immergut 編)III-139〜179頁による値である。また、モノマーのホモポリマーのTgが明確でない場合のガラス転移温度(℃)は、静的ガラス転移温度とし、例えば示差走査熱量計「DSC−220U」(セイコーインスツルメント社製)を用いて、試料を測定カップにとり、真空吸引して完全に溶剤を除去した後、3℃/分の昇温速度で−20℃〜+200℃の範囲で熱量変化を測定し、低温側の最初のベースラインの変化点を静的ガラス転移温度とした。
また、水酸基含有アクリル樹脂(A1’)の酸価は、塗料組成物のポットライフ及び仕上がり外観等の観点から、0.5〜15mgKOH/g、特に1〜10mgKOH/gの範囲内であることが好ましい。
上記モノマー混合物を共重合して水酸基含有アクリル樹脂(A1’)を得るための共重合方法は、特に限定されるものではなく、それ自体既知の共重合方法を用いることができるが、なかでも有機溶剤中にて、重合開始剤の存在下で重合を行なう溶液重合法を好適に使用することができる。
上記溶液重合法に際して使用される有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、スワゾール1000(コスモ石油社製、商品名、高沸点石油系溶剤)等の芳香族系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピルプロピオネート、ブチルプロピオネート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、2−エトキシエチルプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメ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、メチルアミルケトン等のケトン系溶剤、イソプロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、2−エチルヘキサノール等のアルコール系溶剤等を挙げることができる。
これらの有機溶剤は、単独で又は2種以上を組合せて使用することができるが、アクリル樹脂の溶解性の点からエステル系溶剤、ケトン系溶剤を使用することが好ましい。また、さらに芳香族系溶剤を好適に組合せて使用することもできる。
水酸基含有アクリル樹脂(A1’)の共重合に際して使用できる重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジ−t−アミルパーオキサイド、t−ブチルパーオクトエート、2,2’−アゾビス(2−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)等の公知のラジカル重合開始剤を挙げることができる。
水酸基含有アクリル樹脂(A1’)は単独で又は2種以上を併用して使用することができる。
また、上記水酸基含有アクリル樹脂(A1’)としては、形成される塗膜の仕上がり外観等の観点から、2級水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)を好適に使用することができる。
上記2級水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)は、例えば、上記水酸基含有アクリル樹脂(A1’)の製造方法において、前記水酸基含有重合性不飽和モノマーの1種として、2級水酸基含有重合性不飽和モノマーを使用することによって製造することができる。
上記2級水酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のエステル部のアルキル基の炭素数が2〜8、好ましくは3〜6、さらに好ましくは3又は4の2級水酸基を有する重合性不飽和モノマー;(メタ)アクリル酸とエポキシ基含有化合物(例えば、「カージュラE10P」(商品名)、Momentive Specialty Chemicals社製、ネオデカン酸グリシジルエステル)との付加物等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。なかでも、形成される塗膜の仕上がり外観等の観点から、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートを好適に使用することができる。
上記2級水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)の製造において、上記2級水酸基含有重合性不飽和モノマーを使用する場合、該2級水酸基含有重合性不飽和モノマーの使用量は、形成される塗膜の仕上がり外観等の観点から、共重合モノマー成分の総量に対して、15〜45質量%、好ましくは20〜40質量%の範囲内であることが好適である。
また、上記2級水酸基含有アクリル樹脂(A1’’)において、前記水酸基含有重合性不飽和モノマー全量中の上記2級水酸基含有重合性不飽和モノマーの含有割合は、形成される塗膜の耐水性、仕上がり外観等の観点から、50〜100質量%、好ましくは55〜100質量%、さらに好ましくは60〜100質量%の範囲内であることが好適である。
また、本発明の塗料組成物において、前記バインダー成分(A)として使用することができる、上記水酸基含有アクリル樹脂(A1’)以外の被膜形成性樹脂としては、例えば、水酸基を含有しないアクリル樹脂、水酸基を含有し、もしくは水酸基を含有しないポリエステル樹脂、水酸基を含有し、もしくは水酸基を含有しないポリエーテル樹脂、水酸基を含有し、もしくは水酸基を含有しないポリウレタン樹脂等を挙げることができる。なかでも、好ましい被膜形成性樹脂としては、水酸基含有ポリエステル樹脂及び水酸基含有ポリウレタン樹脂を挙げることができる。
上記水酸基含有ポリエステル樹脂は、常法により、例えば、多塩基酸と多価アルコ−ルとのエステル化反応によって製造することができる。該多塩基酸は、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、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸及びこれらの無水物などが挙げられる。また、該多価アルコールは、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、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,9−ノナンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチルペンタンジオール、水素化ビスフェノールA等のジオール類、及びトリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の3価以上のポリオール成分、並びに、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロールペンタン酸、2,2−ジメチロールヘキサン酸、2,2−ジメチロールオクタン酸等のヒドロキシカルボン酸などが挙げられる。
また、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E10P」(Momentive Specialty Chemicals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などを酸と反応させて、これらの化合物をポリエステル樹脂に導入しても良い。
ポリエステル樹脂へカルボキシル基を導入する場合、例えば、水酸基含有ポリエステルに無水酸を付加し、ハーフエステル化することで導入することもできる。
水酸基含有ポリエステル樹脂の水酸基価は、好ましくは80〜250mgKOH/g、さらに好ましくは100〜200mgKOH/gの範囲内である。水酸基含有ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、好ましくは500〜3,500、さらに好ましくは500〜2,500の範囲内である。
水酸基含有ポリウレタン樹脂としては、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させることにより得られる水酸基含有ポリウレタン樹脂を挙げることができる。
ポリオールとしては、例えば、低分子量のものとして、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサメチレングリコール等の2価のアルコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の3価アルコール等を挙げることができる。高分子量のものとして、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオール等を挙げることができる。ポリエーテルポリオールとしてはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等があげられる。ポリエステルポリオールとしては前記の2価のアルコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のアルコールとアジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸等の2塩基酸との重縮合物、ポリカプロラクトン等のラクトン系開環重合体ポリオール、ポリカーボネートジオール等を挙げることができる。また、例えば、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸等のカルボキシル基含有ポリオールも使用することができる。
上記のポリオールと反応させるポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネ−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ポリイソシアネート類;及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;イソホロンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチルシクロヘキサン−2,4−(又は−2,6−)ジイソシアネート、1,3−(又は1,4−)ジ(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロペンタンジイソシアネート、1,2−シクロヘキサンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート類;及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;キシリレンジイソシアネート、メタ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、トリ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、1,5−ナフタレンジイソシアネート、1,4−ナフタレンジイソシアネート、4,4−トルイジンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、(m−又はp−)フェニレンジイソシアネート、4,4’−ビフェニレ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、ビス(4−イソシアナトフェニル)スルホン、イソプロピリデンビス(4−フェニルイソシアネート)等の芳香族ジイソシアネート化合物;及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;トリフェニルメタン−4,4’,4’’−トリイソシアネート、1,3,5−トリイソシアナトベンゼン、2,4,6−トリイソシアナトトルエン、4,4’−ジメチルジフェニルメタン−2,2’,5,5’−テトライソシアネート等の1分子中に3個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート類;及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;等を挙げることができる。
水酸基含有ポリウレタン樹脂の水酸基価は、好ましくは80〜250mgKOH/g、さらに好ましくは100〜200mgKOH/gの範囲内である。水酸基含有ポリウレタン樹脂の重量平均分子量は、好ましくは500〜10000、さらに好ましくは1000〜5000の範囲内である。
バインダー成分(A)として、前記水酸基含有アクリル樹脂(A1’)と上記水酸基含有アクリル樹脂(A1’)以外の樹脂(より具体的には、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテル樹脂等)とを併用する場合、該水酸基含有アクリル樹脂(A1’)以外の樹脂の含有量は、上記水酸基含有アクリル樹脂(A1’)の固形分100質量部に対して、50質量部以下、好ましくは1〜20質量部の範囲内であることが好適である。
架橋剤(A2)
架橋剤(A2)は、前記水酸基含有樹脂(A1)中の水酸基と反応し得る官能基を有する化合物である。
上記架橋剤(A2)としては、具体的には、例えば、ポリイソシアネート化合物、ブロック化ポリイソシアネート化合物、アミノ樹脂等を好適に用いることできる。なかでも、仕上り外観及び耐擦傷性等の観点から、該架橋剤(A2)が、ポリイソシアネート化合物を含有することが好ましい。
上記ポリイソシアネート化合物は、1分子中に少なくとも2個のイソシアネート基を有する化合物であって、例えば、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環族ポリイソシアネート化合物、芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物、芳香族ポリイソシアネート化合物、該ポリイソシアネート化合物の誘導体等を挙げることができる。
上記脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリメチ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、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2−プロピレンジイソシアネート、1,2−ブチレンジイソシアネート、2,3−ブチレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、2,4,4−又は2,2,4−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、2,6−ジイソシアナトヘキサン酸メチル(慣用名:リジンジイソシアネート)等の脂肪族ジイソシアネート化合物;2,6−ジイソシアナトヘキサン酸2−イソシアナトエチル、1,6−ジイソシアナト−3−イソシアナトメチルヘキサン、1,4,8−トリイソシアナトオクタン、1,6,11−トリイソシアナトウンデカン、1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナトメチルオクタン、1,3,6−トリイソシアナトヘキサン、2,5,7−トリメチル−1,8−ジイソシアナト−5−イソシアナトメチルオクタン等の脂肪族トリイソシアネート化合物等を挙げることができる。
前記脂環族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、1,3−シクロペンテンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(慣用名:イソホロンジイソシアネート)、4−メチル−1,3−シクロヘキシレンジイソシアネート(慣用名:水添TDI)、2−メチル−1,3−シクロヘキシレンジイソシアネート、1,3−もしくは1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(慣用名:水添キシリレンジイソシアネート)もしくはその混合物、メチレンビス(4,1−シクロヘキサンジイル)ジイソシアネート(慣用名:水添MDI)、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート化合物;1,3,5−トリイソシアナトシクロヘキサン、1,3,5−トリメチルイソシアナトシクロヘキサン、2−(3−イソシアナトプロピル)−2,5−ジ(イソシアナトメチル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、2−(3−イソシアナトプロピル)−2,6−ジ(イソシアナトメチル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、3−(3−イソシアナトプロピル)−2,5−ジ(イソシアナトメチル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、5−(2−イソシアナトエチル)−2−イソシアナトメチル−3−(3−イソシアナトプロピル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、6−(2−イソシアナトエチル)−2−イソシアナトメチル−3−(3−イソシアナトプロピル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、5−(2−イソシアナトエチル)−2−イソシアナトメチル−2−(3−イソシアナトプロピル)−ビシクロ(2.2.1)−ヘプタン、6−(2−イソシアナトエチル)−2−イソシアナトメチル−2−(3−イソシアナトプロピル)−ビシクロ(2.2.1)ヘプタン等の脂環族トリイソシアネート化合物等を挙げることができる。
前記芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、メチレンビス(4,1−フェニレン)ジイソシアネート(慣用名:MDI)、1,3−もしくは1,4−キシリレンジイソシアネート又はその混合物、ω,ω'−ジイソシアナト−1,4−ジエチルベンゼン、1,3−又は1,4−ビス(1−イソシアナト−1−メチルエチル)ベンゼン(慣用名:テトラメチルキシリレンジイソシアネート)もしくはその混合物等の芳香脂肪族ジイソシアネート化合物;1,3,5−トリイソシアナトメチルベンゼン等の芳香脂肪族トリイソシアネート化合物等を挙げることができる。
前記芳香族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、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'−ジフェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート(慣用名:2,4−TDI)もしくは2,6−トリレンジイソシアネート(慣用名:2,6−TDI)もしくはその混合物、4,4'−トルイジンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルエーテルジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物;トリフェニルメタン−4,4',4''−トリイソシアネート、1,3,5−トリイソシアナトベンゼン、2,4,6−トリイソシアナトトルエン等の芳香族トリイソシアネート化合物;4,4'−ジフェニルメタン−2,2',5,5'−テトライソシアネート等の芳香族テトライソシアネート化合物等を挙げることができる。
また、前記ポリイソシアネート化合物の誘導体としては、例えば、上記したポリイソシアネート化合物のダイマー、トリマー、ビウレット、アロファネート、ウレトジオン、ウレトイミン、イソシアヌレート、オキサジアジントリオン、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(クルードMDI、ポリメリックMDI)、クルードTDI等を挙げることができる。
上記ポリイソシアネート化合物及びその誘導体は、それぞれ単独で用いてもよく又は2種以上併用してもよい。
上記ポリイソシアネート化合物としては、形成される塗膜の耐候性等の観点から、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環族ポリイソシアネート化合物及びこれらの誘導体から選ばれる少なくとも1種を使用することが好ましく、得られる塗料組成物の高固形分化、形成される塗膜の仕上り外観及び耐擦傷性等の観点から、脂肪族ポリイソシアネート化合物及び/又はその誘導体を使用することがより好ましい。
上記脂肪族ポリイソシアネート化合物及び/又はその誘導体としては、得られる塗料組成物の高固形分化、形成される塗膜の仕上り外観及び耐擦傷性等の観点から、なかでも、脂肪族ジイソシアネート化合物及び/又はそのイソシアヌレート体を使用することが好ましく、ヘキサメチレンジイソシアネート及び/又はそのイソシアヌレート体を使用することがより好ましい。
本発明の塗料組成物が、架橋剤(A2)として上記ポリイソシアネート化合物を含有する場合、該ポリイソシアネート化合物の含有割合は、形成される塗膜の仕上り外観及び耐擦傷性等の観点から、前記水酸基含有樹脂(A1)及び架橋剤(A2)の合計固形分100質量部を基準として、5〜60質量部、好ましくは15〜50質量部、さらに好ましくは25〜45質量部の範囲内であることが好適である。
また、架橋剤(A2)として使用し得る前記ブロック化ポリイソシアネート化合物は、上記ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基を、ブロック剤でブロックした化合物である。
上記ブロック剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、ニトロフェノール、エチルフェノール、ヒドロキシジフェニル、ブチルフェノール、イソプロピルフェノール、ノニルフェノール、オクチルフェノール、ヒドロキシ安息香酸メチル等のフェノール系;ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム、β−プロピオラクタム等のラクタム系;メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、アミルアルコール、ラウリルアルコール等の脂肪族アルコール系;エチレングリコールモノメチルエーテル、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、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メトキシメタノール等のエーテル系;ベンジルアルコール、グリコール酸、グリコール酸メチル、グリコール酸エチル、グリコール酸ブチル、乳酸、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチロール尿素、メチロールメラミン、ジアセトンアルコール、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート等のアルコール系;ホルムアミドオキシム、アセトアミドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、ジアセチルモノオキシム、ベンゾフェノンオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム系;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセチルアセトン等の活性メチレン系;ブチルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、ヘキシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、2−メルカプトベンゾチアゾール、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノール等のメルカプタン系;アセトアニリド、アセトアニシジド、アセトトルイド、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸アミド、ステアリン酸アミド、ベンズアミド等の酸アミド系;コハク酸イミド、フタル酸イミド、マレイン酸イミド等のイミド系;ジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、キシリジン、N−フェニルキシリジン、カルバゾール、アニリン、ナフチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、ブチルフェニルアミン等アミン系;イミダゾール、2−エチルイミダゾール等のイミダゾール系;尿素、チオ尿素、エチレン尿素、エチレンチオ尿素、ジフェニル尿素等の尿素系;N−フェニルカルバミン酸フェニル等のカルバミン酸エステル系;エチレンイミン、プロピレンイミン等のイミン系;重亜硫酸ソーダ、重亜硫酸カリ等の亜硫酸塩系;アゾール系の化合物等が挙げられる。上記アゾール系の化合物としては、ピラゾール、3,5−ジメチルピラゾール、3−メチルピラゾール、4−ベンジル−3,5−ジメチルピラゾール、4−ニトロ−3,5−ジメチルピラゾール、4−ブロモ−3,5−ジメチルピラゾール、3−メチル−5−フェニルピラゾール等のピラゾール又はピラゾール誘導体;イミダゾール、ベンズイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール等のイミダゾール又はイミダゾール誘導体;2−メチルイミダゾリン、2−フェニルイミダゾリン等のイミダゾリン誘導体等が挙げられる。
なかでも、好ましいブロック剤としては、オキシム系のブロック剤、活性メチレン系のブロック剤、ピラゾール又はピラゾール誘導体が挙げられる。
ブロック化を行なう(ブロック剤を反応させる)にあたっては、必要に応じて溶剤を添加して行なうことができる。ブロック化反応に用いる溶剤としてはイソシアネート基に対して反応性でないものが良く、例えば、アセトン、メチルエチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル類、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)のような溶剤を挙げることができる。
本発明の塗料組成物が、架橋剤(A2)として上記ブロック化ポリイソシアネート化合物を含有する場合、該ブロック化ポリイソシアネート化合物の含有割合は、形成される塗膜の仕上り外観及び耐擦傷性等の観点から、前記水酸基含有樹脂(A1)及び架橋剤(A2)の合計固形分100質量部を基準として、5〜60質量部、好ましくは15〜50質量部、さらに好ましくは25〜45質量部の範囲内であることが好適である。
本発明の塗料組成物が、架橋剤(A2)として、前記ポリイソシアネート化合物及び/又は上記ブロック化ポリイソシアネート化合物を含有する場合、その配合割合は、形成される塗膜の耐水性及び仕上がり外観等の観点から、該ポリイソシアネート化合物及びブロック化ポリイソシアネート化合物の合計イソシアネート基(ブロック化イソシアネート基を含む)と、前記水酸基含有樹脂(A1)の水酸基との当量比(NCO/OH)が通常0.5〜2、特に0.8〜1.5の範囲内となる割合で使用することが好適である。
架橋剤(A2)として使用し得るアミノ樹脂としては、アミノ成分とアルデヒド成分との反応によって得られる部分メチロール化アミノ樹脂又は完全メチロール化アミノ樹脂を使用することができる。アミノ成分としては、例えば、メラミン、尿素、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、ステログアナミン、スピログアナミン、ジシアンジアミド等が挙げられる。アルデヒド成分としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド等が挙げられる。
また、上記メチロール化アミノ樹脂のメチロール基を、適当なアルコールによって、部分的に又は完全にエーテル化したものも使用することができる。エーテル化に用いられるアルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、2−エチルブタノール、2−エチルヘキサノール等が挙げられる。
アミノ樹脂としては、メラミン樹脂が好ましい。メラミン樹脂としては、例えば、部分又は完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基を上記アルコールで部分的に又は完全にエーテル化したアルキルエーテル化メラミン樹脂を使用することができる。
上記アルキルエーテル化メラミン樹脂としては、例えば、部分又は完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をメチルアルコールで部分的に又は完全にエーテル化したメチルエーテル化メラミン樹脂;部分又は完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をブチルアルコールで部分的に又は完全にエーテル化したブチルエーテル化メラミン樹脂;部分又は完全メチロール化メラミン樹脂のメチロール基をメチルアルコール及びブチルアルコールで部分的に又は完全にエーテル化したメチル−ブチル混合エーテル化メラミン樹脂等を好適に使用することができる。
また、上記メラミン樹脂は、重量平均分子量が400〜6000、好ましくは500〜5000、さらに好ましくは800〜4000の範囲内であることが好適である。
メラミン樹脂としては市販品を使用できる。市販品の商品名としては、例えば、「サイメル202」、「サイメル203」、「サイメル238」、「サイメル251」、「サイメル303」、「サイメル323」、「サイメル324」、「サイメル325」、「サイメル327」、「サイメル350」、「サイメル385」、「サイメル1156」、「サイメル1158」、「サイメル1116」、「サイメル1130」(以上、オルネクスジャパン社製)、「ユーバン120」、「ユーバン20HS」、「ユーバン20SE60」、「ユーバン2021」、「ユーバン2028」、「ユーバン28−60」(以上、三井化学社製)等が挙げられる。
以上に述べたメラミン樹脂は、それぞれ単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
本発明の塗料組成物が、架橋剤(A2)として上記アミノ樹脂を含有する場合、その配合割合は、形成される塗膜の透明性、耐水性、仕上がり外観等の観点から、水酸基含有樹脂(A1)及び架橋剤(A2)の合計固形分100質量部を基準として、0.5〜40質量部、好ましくは1.0〜15質量部、さらに好ましくは1.5〜10質量部、さらに特に好ましくは1.5〜5質量部の範囲内であることが好適である。
上記架橋剤(A2)は、それぞれ単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
粘性調整剤(B)
粘性調整剤(B)は、(b1)ポリイソシアネート化合物、(b2)数平均分子量が300以下の第1級モノアミン及び(b3)数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミンの反応生成物を含むものである。
ポリイソシアネート化合物(b1)
ポリイソシアネート化合物(b1)としては、例えば、前記架橋剤(A2)の説明欄に記載したポリイソシアネート化合物を使用することができる。
上記ポリイソシアネート化合物(b1)としては、形成される塗膜の透明性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、脂肪族ポリイソシアネート化合物及び/又はその誘導体が好ましく、脂肪族ジイソシアネート化合物及び/又はそのイソシアヌレート体がより好ましい。なかでも、ヘキサメチレンジイソシアネート及び/又はそのイソシアヌレート体が好ましく、ヘキサメチレンジイソシアネートがより好ましい。
数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2)
数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2)としては、例えば、ベンジルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、sec−プロピルアミン、n−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、n−ペンチルアミン、α−メチルブチルアミン、α−エチルプロピルアミン、β−エチルブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、n−デシルアミン、1−アミノオクタデカン(ステアリルアミン)、シクロヘキシルアミン、アニリン、2−(2−アミノエトキシ)エタノール等を使用することができる。該第1級モノアミン(b2)は、それぞれ単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
上記数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2)としては、形成される塗膜の透明性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、ベンゼン環を有する第1級モノアミンが好ましく、ベンジルアミンがより好ましい。
また、上記数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2)の数平均分子量は、形成される塗膜の透明性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、60〜300、好ましくは75〜250、さらに好ましくは90〜150の範囲内であることが好適である。
数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミン(b3)
ポリエーテルアミン(b3)は、数平均分子量が300より大きく6000未満であり、かつ1分子中に2個以上のエーテル結合を有するアミンである。
なかでも、上記ポリエーテルアミン(b3)の数平均分子量は、形成される塗膜の透明性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、300〜4000、好ましくは320〜3000、さらに好ましくは350〜2000の範囲内であることが好適である。
また、上記ポリエーテルアミン(b3)は、形成される塗膜の透明性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、第1級アミンであることが好ましい。
また、上記ポリエーテルアミン(b3)は、形成される塗膜の透明性等の観点から、モノアミン、ジアミン及びトリアミンから選ばれる少なくとも1種のアミンであることが好ましく、なかでも、形成される塗膜の透明性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、ジアミンであることがより好ましい。
したがって、上記ポリエーテルアミン(b3)は、形成される塗膜の透明性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、第1級モノアミン、第1級ジアミン及び第1級トリアミンから選ばれる少なくとも1種のアミンであることが好ましく、第1級ジアミンであることがより好ましい。なお、本発明において、上記第1級ジアミンは2個の−NH基を有するアミンであり、上記第1級トリアミンは3個の−NH基を有するアミンである。
上記ポリエーテルアミン(b3)としては、例えば、ポリオキシアルキレン基を有するアミンを好適に使用することができる。
上記ポリオキシアルキレン基を有するアミンとしては、形成される塗膜の透明性等の観点から、下記一般式(1)で示されるポリオキシアルキレン基を有するモノアミン(b3−1)、下記一般式(3)で示されるポリオキシアルキレン基を有するジアミン(b3−2)及び下記一般式(6)で示されるポリオキシアルキレン基を有し、かつアミノ基を3個以上有するポリアミン(b3−3)から選ばれる少なくとも1種のアミン化合物を好適に使用することができる。
また、なかでも、形成される塗膜の透明性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、ポリオキシアルキレン基を有するジアミン(b3−2)を特に好適に使用することができる。
ポリオキシアルキレン基を有するモノアミン(b3−1)
上記ポリオキシアルキレン基を有するモノアミン(b3−1)は、下記一般式(1)で示されるポリオキシアルキレン基を有するモノアミンである。
Figure 0006732913
[式中、Rは1価の有機基、好ましくは1価の炭化水素基、より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基を表し、Rは炭素数2〜6のアルキレン基、好ましくは炭素数2〜4のアルキレン基、さらに好ましくはエチレン基、プロピレン基及びテトラメチレン基から選ばれる少なくとも1種のアルキレン基を表し、mは2〜70、好ましくは4〜60、さらに好ましくは5〜50の整数を表し、m個のオキシアルキレン単位(O−R)は互いに同じであっても又は互いに異なっていてもよい。また、該オキシアルキレン単位(O−R)が互いに異なる場合、該オキシアルキレン単位(O−R)の付加形態(重合形態)はランダム型であってもよいし、ブロック型であってもよい。]
上記ポリオキシアルキレン基を有するモノアミン(b3−1)としては、より具体的には、下記一般式(2)で示されるポリオキシアルキレン基を有するモノアミンを好適に使用することができる。
Figure 0006732913
[式中、aは1〜35、好ましくは1〜30、さらに好ましくは1〜25の整数を表し、bは1〜35、好ましくは2〜30、さらに好ましくは3〜25の整数を表す。]
また、上記ポリオキシアルキレン基を有するモノアミン(b3−1)としては市販品を使用することができる。該市販品としては、例えば、HUNTSMAN社製の「JEFFAMINE M−600」(数平均分子量:600、上記一般式(2)においてa=1、b=9)、「JEFFAMINE M−1000」(数平均分子量:1000、上記一般式(2)においてa=19、b=3)、「JEFFAMINE M−2005」(数平均分子量:2000、上記一般式(2)においてa=6、b=29)、「JEFFAMINE M−2070」(数平均分子量:2000、上記一般式(2)においてa=31、b=10)等を使用することができる。
ポリオキシアルキレン基を有するジアミン(b3−2)
前記ポリオキシアルキレン基を有するジアミン(b3−2)は、下記一般式(3)で示されるポリオキシアルキレン基を有するジアミンである。
Figure 0006732913
[式中、Rは炭素数2〜6のアルキレン基、好ましくは炭素数2〜4のアルキレン基、さらに好ましくはエチレン基、プロピレン基及びテトラメチレン基から選ばれる少なくとも1種のアルキレン基を表し、Rは炭素数2〜6のアルキレン基、好ましくは炭素数2〜4のアルキレン基、さらに好ましくはエチレン基、プロピレン基及びテトラメチレン基から選ばれる少なくとも1種のアルキレン基を表し、nは2〜70、好ましくは4〜60、さらに好ましくは5〜50の整数を表し、n個のオキシアルキレン単位(O−R)は互いに同じであっても又は互いに異なっていてもよい。また、該オキシアルキレン単位(O−R)が互いに異なる場合、該オキシアルキレン単位(O−R)の付加形態(重合形態)はランダム型であってもよいし、ブロック型であってもよい。]
上記ポリオキシアルキレン基を有するジアミン(b3−2)としては、より具体的には、下記一般式(4)で示されるポリオキシアルキレン基を有するジアミン
Figure 0006732913
[式中、cは2〜70、好ましくは3〜60、さらに好ましくは4〜50の整数を表す。]
及び/又は下記一般式(5)で示されるポリオキシアルキレン基を有するジアミン
Figure 0006732913
[式中、d及びfは各々0〜40、好ましくは1〜20、さらに好ましくは1〜10の整数を表し、eは2〜40、好ましくは4〜35、さらに好ましくは6〜30の整数を表し、d+fは1〜80の範囲内である。なかでも、d+fが好ましくは1〜10、より好ましくは2〜9、さらに好ましくは3〜8の範囲内である。]
を好適に使用することができる。
また、上記ポリオキシアルキレン基を有するジアミン(b3−2)としては市販品を使用することができる。市販品としては、例えば、HUNTSMAN社製の「JEFFAMINE D−400」(数平均分子量:430、上記一般式(4)においてc≒6.1(平均値))、「JEFFAMINE D−2000」(数平均分子量:2000、上記一般式(4)においてc≒33)、「JEFFAMINE D−4000」(数平均分子量:4000、上記一般式(4)においてc≒68)、「JEFFAMINE ED−600」(数平均分子量:600、上記一般式(5)においてd+f≒3.6(平均値)、e≒9)、「JEFFAMINE ED−900」(数平均分子量:900、上記一般式(5)においてd+f≒6、e≒12.5(平均値))、「JEFFAMINE ED−2003」(数平均分子量:2000、上記一般式(5)においてd+f≒6、e≒39)、「ELASTAMINE RT−1000」(数平均分子量:1000)等を使用することができる。
ポリオキシアルキレン基を有するポリアミン(b3−3)
前記ポリオキシアルキレン基を有するポリアミン(b3−3)は、下記一般式(6)で示されるポリオキシアルキレン基を有し、かつアミノ基を3個以上有するポリアミンである。
Figure 0006732913
[式中、Rは式中に示される酸素原子との結合部位に炭素原子を有するq価の有機基、好ましくはq価の炭化水素基を表し、Rは炭素数2〜6のアルキレン基、好ましくは炭素数2〜4のアルキレン基、さらに好ましくはエチレン基、プロピレン基及びテトラメチレン基から選ばれる少なくとも1種のアルキレン基を表し、pは2〜70、好ましくは4〜60、さらに好ましくは5〜50の整数を表し、qは3以上、好ましくは3〜6、さらに好ましくは3又は4の整数を表す。また、上記p個のオキシアルキレン単位(O−R)は互いに同じであっても又は互いに異なっていてもよい。該オキシアルキレン単位(O−R)が互いに異なる場合、該オキシアルキレン単位(O−R)の付加形態(重合形態)はランダム型であってもよいし、ブロック型であってもよい。]
上記ポリオキシアルキレン基を有するポリアミン(b3−3)としては、より具体的には、下記一般式(7)で示されるポリオキシアルキレン基を有するトリアミン
Figure 0006732913
[式中、g、h及びiは各々1〜40、好ましくは1〜30、さらに好ましくは1〜20の整数を表す。なかでも、g+h+iが3〜40、好ましくは4〜30、さらに好ましくは5〜20の範囲内であることが好適である。]
及び/又は下記一般式(8)で示されるポリオキシアルキレン基を有するトリアミン
Figure 0006732913
[式中、j、k及びrは各々1〜90、好ましくは1〜75、さらに好ましくは1〜60の整数を表す。なかでも、j+k+rが3〜90、好ましくは4〜75、さらに好ましくは5〜60の範囲内であることが好適である。]
を好適に使用することができる。
また、上記ポリオキシアルキレン基を有するポリアミン(b3−3)としては市販品を使用することができる。該市販品としては、例えば、HUNTSMAN社製の「JEFFAMINE T−403」(数平均分子量:440、上記一般式(7)においてg+h+i=5〜6)、「JEFFAMINE T−3000」(数平均分子量:3000、上記一般式(8)においてj+k+r≒50)、「JEFFAMINE T−5000」(数平均分子量:5000、上記一般式(8)においてj+k+r≒85)等を使用することができる。
反応方法
上記ポリイソシアネート化合物(b1)、数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2)及び数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミン(b3)の反応は、一般に、該成分(b1)〜(b3)を混合し、必要により温度を高めて任意の選ばれた方法で実施することができる。該反応は5℃〜80℃の温度、好ましくは10℃〜60℃の温度で行うことが好適である。
この反応により、(b1)ポリイソシアネート化合物のカルボニルと、(b2)数平均分子量が300以下の第1級モノアミン及び(b3)数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミンのアミンがウレア結合を形成し、架橋構造体を形成する。
また、上記成分(b1)〜(b3)は一般に任意の選ばれた方法で混合することができるが、第1級モノアミン(b2)及びポリエーテルアミン(b3)の混合物にポリイソシアネート化合物(b1)を加えることが好ましく、必要により数段階に分けて混合してもよい。また、上記成分(b1)〜(b3)の反応は、有機溶剤の存在下で行うことが好ましい。
上記有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、スワゾール1000(コスモ石油社製、商品名、高沸点石油系溶剤)等の芳香族系溶剤;ミネラルスピリット等の脂肪族系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピルプロピオネート、ブチルプロピオネート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、2−エトキシエチルプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメ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、メチルアミルケトン等のケトン系溶剤、イソプロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、2−エチルヘキサノール等のアルコール系溶剤等を挙げることができる。
また、上記成分(b1)〜(b3)を反応させる際の該成分(b1)〜(b3)の配合割合は、形成される塗膜の透明性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、該成分(b1)〜(b3)の合計量を基準として、以下の範囲内であることが好適である。
ポリイソシアネート化合物(b1):30〜60質量%、好ましくは35〜55質量%、より好ましくは40〜50質量%、
数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2):35〜65質量%、好ましくは40〜62質量%、より好ましくは45〜60質量%、
数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミン(b3):0.5〜15質量%、好ましくは1〜10質量%、より好ましくは1.5〜8質量%。
また、上記成分(b1)〜(b3)を反応させる際の、上記第1級モノアミン(b2)及びポリエーテルアミン(b3)中の合計アミノ基数と、上記ポリイソシアネート化合物(b1)中のイソシアネート基数との比(アミノ基/イソシアネート基)は、形成される塗膜の透明性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、0.7〜1.5、好ましくは0.9〜1.1、より好ましくは0.95〜1.05の範囲内であることが好適である。
本発明において、上記粘性調整剤(B)は、上記ポリイソシアネート化合物(b1)、第1級モノアミン(b2)及びポリエーテルアミン(b3)の反応生成物以外に、通常、ポリイソシアネート化合物(b1)及び第1級モノアミン(b2)の反応生成物を含有し、さらにポリイソシアネート化合物(b1)及びポリエーテルアミン(b3)の反応生成物を含有する場合がある。
また、上記成分(b1)〜(b3)の反応は、反応生成物の凝集を抑制する観点から、樹脂成分の存在下で行うことが好ましい。
上記樹脂成分としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂等が挙げられ、なかでも形成される塗膜の透明性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、アクリル樹脂を好適に使用することができる。上記樹脂成分は、バインダー成分(A)であることもできるし、バインダー成分(A)とは異なる樹脂成分であることもできるが、好ましくはバインダー樹脂(A)を樹脂成分として使用する。
上記成分(b1)〜(b3)の反応を上記樹脂成分の存在下で行う場合、該成分(b1)〜(b3)と樹脂成分との混合割合は、該成分(b1)〜(b3)の合計質量と樹脂成分の質量との比が、(成分(b1)〜(b3)の合計質量)/(樹脂成分の質量)の比で、3/97〜15/85、好ましくは5/95〜12/88の範囲内であることが好適である。
また、本発明において、上記成分(b1)〜(b3)の反応を上記樹脂成分の存在下で行う場合、該樹脂成分は、粘性調整剤(B)に含めないものとする。
塗料組成物
本発明の塗料組成物(以下、「本塗料」と略称する場合がある)は、前記バインダー成分(A)及び粘性調整剤(B)を含有する塗料組成物である。
本発明の塗料組成物において、上記粘性調整剤(B)の含有量は、形成される塗膜の透明性、耐水性及び仕上がり外観等の観点から、上記バインダー成分(A)の合計固形分100質量部を基準として、0.1〜3質量部、好ましくは0.2〜2.7質量部、さらに好ましくは0.3〜2.5質量部の範囲内であることが好適である。
本発明の塗料組成物において、透明性、耐水性及び仕上り外観に優れた塗膜を形成することができる理由としては、前記ポリイソシアネート化合物(b1)、数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2)及び数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミン(b3)の反応生成物を含む粘性調整剤(B)が、塗料組成物中でネットワークを形成して垂れ抑制能を発現するため仕上り外観が向上し、さらに、アミン成分として、比較的低分子量の第1級モノアミン(b2)と比較的高分子量のポリエーテルアミン(b3)とを併用することにより、該反応生成物を含む粘性調整剤(B)の塗膜形成時の溶解性が向上するため、透明性及び耐水性に優れた塗膜が形成されることが推察される。
本発明の塗料組成物には、さらに必要に応じて、着色顔料、光輝性顔料、染料等を含有することができ、さらにまた体質顔料、紫外線吸収剤、光安定剤、触媒、消泡剤、上記粘性調整剤(B)以外の粘性調整剤、防錆剤、表面調整剤、有機溶剤等を適宜含有することができる。
着色顔料としては、例えば、酸化チタン、亜鉛華、カーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムエロー、酸化クロム、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリン顔料、スレン系顔料、ペリレン顔料等を挙げることができる。
光輝性顔料としては、アルミニウム粉末、雲母粉末、酸化チタンで被覆した雲母粉末等を挙げることができる。
体質顔料としては、タルク、クレー、カオリン、バリタ、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、アルミナホワイト等を挙げることができる。
上記顔料の各々は単独で又は2種以上組合せて使用することができる。
本発明の塗料組成物がクリヤ塗料として使用される場合であって、顔料を含有する場合、顔料の配合量は、得られる塗膜の透明性を阻害しない程度の量であることが好ましく、例えば塗料組成物中の固形分総量に対して、通常0.1〜20質量%、特に0.3〜10質量%、さらに特に0.5〜5質量%の範囲内であることが好ましい。
また、本発明の塗料組成物が着色塗料として使用される場合であって、顔料を含有する場合、顔料の配合量は、塗料組成物中の固形分総量に対して、通常1〜200質量%、特に2〜100質量%、さらに特に5〜50質量%の範囲内であることが好ましい。
本明細書において、「固形分」は、塗料組成物を110℃で1時間乾燥させた後に残存する、塗料組成物中に含有される樹脂、硬化剤、顔料等の不揮発性成分を意味する。このため、例えば、塗料組成物の合計固形分は、アルミ箔カップ等の耐熱容器に塗料組成物を量り取り、容器底面に該塗料組成物を塗り広げた後、110℃で1時間乾燥させ、乾燥後に残存する塗料組成物中の成分の質量を秤量して、乾燥前の塗料組成物の全質量に対する乾燥後に残存する成分の質量の割合を求めることにより、算出することができる。
紫外線吸収剤としては、従来から公知のものを使用することができ、例えば、ベンゾトリアゾール系吸収剤、トリアジン系吸収剤、サリチル酸誘導体系吸収剤、ベンゾフェノン系吸収剤等の紫外線吸収剤を挙げることができる。これらは単独で又は2種以上組合せて使用することができる。
本発明の塗料組成物が、紫外線吸収剤を含有する場合、紫外線吸収剤の配合量は、塗料組成物中の固形分総量に対して、通常0.1〜10質量%、特に0.2〜5質量%、さらに特に0.3〜2質量%の範囲内であることが好ましい。
光安定剤としては、従来から公知のものを使用することができ、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤等を挙げることができる。
ヒンダードアミン系光安定剤としては、ポットライフの観点から、塩基性の低いヒンダードアミン系光安定剤を好適に使用することができる。このようなヒンダードアミン系光安定剤としては、アシル化ヒンダードアミン、アミノエーテル系ヒンダードアミン等を挙げることができ、具体的には「HOSTAVIN 3058」(商品名、クラリアント社製)、「TINUVIN 123」(商品名、BASF社製)等を挙げることができる。
本発明の塗料組成物が、光安定剤を含有する場合、光安定剤の配合量は、塗料組成物中の固形分総量に対して、通常0.1〜10質量%、特に0.2〜5質量%、さらに特に0.3〜2質量%の範囲内であることが好ましい。
触媒としては、従来から公知のものを使用することができ、例えば、本発明の塗料組成物が前記架橋剤(A2)として、前記ポリイソシアネート化合物及び/又はブロック化ポリイソシアネート化合物を含有する場合、本発明の塗料組成物はウレタン化反応触媒を含有することができる。
該ウレタン化反応触媒としては、具体的には、例えば、オクチル酸錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジ(2−エチルヘキサノエート)、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジ(2−エチルヘキサノエート)、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫サルファイド、ジオクチル錫オキサイド、ジブチル錫脂肪酸塩、2−エチルヘキサン酸鉛、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、脂肪酸亜鉛類、オクタン酸ビスマス、2−エチルヘキサン酸ビスマス、オレイン酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマス、バーサチック酸ビスマス、ナフテン酸ビスマス、ナフテン酸コバルト、オクチル酸カルシウム、ナフテン酸銅、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート等の有機金属化合物;第3級アミン等が挙げられ、これらはそれぞれ単独でもしくは2種以上組み合せて使用することができる。
本発明の塗料組成物が、上記ウレタン化反応触媒を含有する場合、ウレタン化反応触媒の配合量は、本発明の塗料組成物の固形分総量に対して、0.005〜2質量%、特に0.01〜1質量%の範囲内であることが好ましい。
また、本発明の塗料組成物が上記ウレタン化反応触媒を含有する場合、本発明の塗料組成物は貯蔵安定性、硬化性等の観点から、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソペンタン酸、ヘキサン酸、2−エチル酪酸、ナフテン酸、オクチル酸、ノナン酸、デカン酸、2−エチルヘキサン酸、イソオクタン酸、イソノナン酸、ラウリル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、ネオデカン酸、バーサチック酸、無水イソ酪酸、無水イタコン酸、無水酢酸、無水シトラコン酸、無水プロピオン酸、無水マレイン酸、無水酪酸、無水クエン酸、無水トリメリト酸、無水ピロメリット酸、無水フタル酸等の有機酸;塩酸、リン酸等の無機酸;アセチルアセトン、イミダゾール系化合物等の金属配位性化合物等を含有してもよい。
また、本発明の塗料組成物が、前記架橋剤(A2)として前記メラミン樹脂を使用する場合、本発明の塗料組成物は硬化触媒としてパラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸等のスルホン酸;モノブチルリン酸、ジブチルリン酸、モノ(2−エチルヘキシル)リン酸、ジ(2−エチルヘキシル)リン酸等のアルキルリン酸エステル;これらの酸とアミン化合物との塩等を含有することができる。
本発明の塗料組成物が、上記メラミン樹脂の硬化触媒を含有する場合、メラミン樹脂の硬化触媒の配合量は、本発明の塗料組成物の固形分総量に対して、0.1〜2質量%、好ましくは0.2〜1.7質量%、さらに好ましくは0.3〜1.4質量%の範囲内であることが好ましい。
本発明の塗料組成物が適用される被塗物としては、特に限定されるものではなく、例えば、乗用車、トラック、オートバイ、バス等の自動車車体の外板部;自動車部品;携帯電話、オーディオ機器等の家庭電気製品の外板部等を挙げることができ、なかでも、自動車車体の外板部及び自動車部品が好ましい。
また、上記被塗物の素材としては、特に限定されるものではなく、例えば、鉄、アルミニウム、真鍮、銅、ブリキ、ステンレス鋼、亜鉛メッキ鋼、合金化亜鉛(Zn−Al、Zn−Ni、Zn−Fe等)メッキ鋼等の金属材料;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂類や各種のFRP等のプラスチック材料;ガラス、セメント、コンクリート等の無機材料;木材;繊維材料(紙、布等)等を挙げることができ、なかでも、金属材料及びプラスチック材料が好適である。
上記被塗物は、上記金属材料やそれから成形された車体等の金属表面に、リン酸塩処理、クロメート処理、複合酸化物処理等の表面処理が施されたものであってもよい。さらに、該被塗物は、上記金属基材、車体等に、各種電着塗料等の下塗り塗膜が形成されたものであってもよく、該下塗り塗膜の上に中塗り塗膜が形成されたものであってもよい。また、バンパー等のプラスチック基材にプライマー塗膜が形成されたものであってもよい。
本発明の塗料組成物からなる塗料(以下、本塗料と称する)の塗装方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、回転霧化塗装、カーテンコート塗装等の塗装方法が挙げられ、これらの方法によりウエット塗膜を形成することができる。これらの塗装方法では、必要に応じて、静電印加してもよい。これらのうち、エアスプレー塗装又は回転霧化塗装が特に好ましい。本塗料の塗布量は、通常、硬化膜厚として、10〜60μm、特に25〜50μmとなる量とすることが好ましい。
また、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装及び回転霧化塗装を行う場合には、本塗料の粘度を、該塗装に適した粘度範囲、通常、フォードカップNo.4粘度計において、20℃で15〜60秒、特に20秒〜40秒の粘度範囲となるように、有機溶剤等の溶媒を用いて、適宜、調整しておくことが好ましい。
被塗物に本塗料を塗装してなるウエット塗膜の硬化は、加熱することにより行うことができ、加熱は公知の加熱手段により行うことができ、例えば、熱風炉、電気炉、赤外線誘導加熱炉等の乾燥炉を使用することができる。加熱温度は、特に制限されるものではなく例えば60〜160℃、好ましくは80〜140℃の範囲内にあるのが好適である。加熱時間は、特に制限されるものではなく例えば、10〜60分間、好ましくは15〜30分間の範囲内であることが好適である。
本塗料は透明性、耐水性及び仕上がり外観のいずれにも優れた塗膜を形成することができる塗料組成物であるので、上塗トップクリヤコート塗料として特に好適に用いることができる。本塗料は、特に自動車用塗料として好適に用いることができる。
複層塗膜形成方法
本塗料が上塗トップクリヤコート塗料として塗装される複層塗膜形成方法としては、被塗物に順次、少なくとも1層の着色ベースコート塗料及び少なくとも1層のクリヤコート塗料を塗装することにより複層塗膜を形成する方法であって、最上層のクリヤコート塗料として本発明の塗料組成物を塗装することを含む複層塗膜形成方法を挙げることができる。
具体的には、例えば、電着塗装及び/又は中塗り塗装が施された被塗物上に、着色ベースコート塗料を塗装し、該塗膜を硬化させることなく、必要に応じて着色ベースコート塗料中の溶媒の揮散を促進させるために、例えば、40〜90℃で3〜30分間程度のプレヒートを行い、この未硬化の着色ベースコート塗膜上にクリヤコート塗料として本塗料の塗装を行った後、着色ベースコート塗膜とクリヤコート塗膜とを一緒に硬化させる、2コート1ベーク方式の複層塗膜形成方法を挙げることができる。
また、本塗料を3コート2ベーク方式又は3コート1ベーク方式の上塗塗装におけるトップクリヤコート塗料としても同様に好適に使用することができる。
上記で用いられるベースコート塗料としては、従来から公知の通常の熱硬化型ベースコート塗料を使用することができ、具体的には、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂系等の基体樹脂にアミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロックポリイソシアネート化合物等の架橋剤を基体樹脂が含有する反応性官能基と適宜組合せてなる塗料を使用することができる。
また、ベースコート塗料としては、例えば、水性塗料、有機溶剤系塗料、粉体塗料を用いることができる。なかでも、環境負荷低減及び塗膜の仕上り外観の観点から水性塗料が好ましい。
上記複層塗膜形成方法において、クリヤコートを2層以上塗装する場合、最上層以外のクリヤコート塗料としては、本塗料を使用してもよく、従来から公知の熱硬化型クリヤコート塗料を使用してもよい。
以下、製造例、実施例及び比較例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、これらにより限定されない。各例において、「部」及び「%」は、特記しない限り、質量基準による。また、塗膜の膜厚は硬化塗膜に基づく。
水酸基含有アクリル樹脂(A1’)の製造
製造例1
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器に、「スワゾール1000」(商品名、コスモ石油社製、芳香族系有機溶剤)27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5部を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら150℃で攪拌し、この中にスチレン20部、2−ヒドロキシプロピルアクリレート32.5部、イソブチルメタクリレート46.8部、アクリル酸0.7部及びジターシャリアミルパーオキサイド(重合開始剤)6.0部からなるモノマー混合物を4時間かけて均一速度で滴下した。その後、150℃で1時間熟成させた後冷却し、さらに酢酸イソブチルを21部加えて希釈し、固形分濃度65質量%の水酸基含有アクリル樹脂(A1’−1)溶液を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂(A1’−1)の水酸基価は139mgKOH/g、酸価は5.5mgKOH/g、重量平均分子量は5,500、ガラス転移温度38℃であった。
製造例2
温度計、サーモスタット、撹拌装置、還流冷却器、窒素導入管及び滴下装置を備えた反応容器に、「スワゾール1000」(商品名、コスモ石油社製、芳香族系有機溶剤)27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5部を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら150℃で攪拌し、この中にスチレン20部、2−ヒドロキシプロピルアクリレート32.5部、イソブチルメタクリレート47.5部及びジターシャリアミルパーオキサイド(重合開始剤)6.0部からなるモノマー混合物を4時間かけて均一速度で滴下した。その後、150℃で1時間熟成させた後冷却し、さらに酢酸イソブチルを21部加えて希釈し、固形分濃度65質量%の水酸基含有アクリル樹脂(A1’−2)溶液を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂(A1’−2)の水酸基価は139mgKOH/g、重量平均分子量は5,500、ガラス転移温度38℃であった。
粘性調整剤(B)の製造
製造例3
撹拌装置及び滴下装置を備えた反応容器に、製造例2で得た水酸基含有アクリル樹脂(A1’−2)溶液138.5部(固形分90部)、「スワゾール1000」28.5部及びn-ブタノール10部を仕込み、室温で撹拌しながら、ベンジルアミン5.44部及び「JEFFAMINE D−400」(商品名、HUNTSMAN社製、ポリオキシプロピレン基を有するジアミン、数平均分子量400)0.20部からなるアミン混合物を添加した。次いで、ヘキサメチレンジイソシアネート4.36部及び酢酸ブチル13部の混合物を撹拌しながら滴下して、粘性調整剤分散液(BM−1)を得た。得られた粘性調整剤分散液(BM−1)の固形分は50%であった。また、得られた粘性調整剤分散液(BM−1)において、前記成分(b1)〜(b3)の合計質量は10質量部であり、樹脂成分である水酸基含有アクリル樹脂(A1’−2)の質量は90質量部であり、(成分(b1)〜(b3)の合計質量)/(樹脂成分の質量)の比は10/90であった。
製造例4〜16
製造例3において、配合組成を表1に示すものとする以外は、製造例3と同様にして、粘性調整剤分散液(BM−2)〜(BM−14)を得た。得られた粘性調整剤分散液(BM−2)〜(BM−14)の固形分は50%であった。なお表1に示す配合組成は、各成分の固形分質量による。
Figure 0006732913
Figure 0006732913
Figure 0006732913
表1中における(注)は下記を意味する。
(注1)「ELASTAMINE RT−1000」:商品名、HUNTSMAN社製、ポリオキシアルキレン基を有するジアミン、数平均分子量1000。
(注2)「JEFFAMINE D−2000」:商品名、HUNTSMAN社製、ポリオキシアルキレン基を有するジアミン、数平均分子量2000。
(注3)「JEFFAMINE D−4000」:商品名、HUNTSMAN社製、ポリオキシアルキレン基を有するジアミン、数平均分子量4000。
(注4)「JEFFAMINE T−5000」:商品名、HUNTSMAN社製、ポリオキシアルキレン基を有するトリアミン、数平均分子量5000。
(注5)「JEFFAMINE M−600」:商品名、HUNTSMAN社製、ポリオキシアルキレン基を有するモノアミン、数平均分子量600。
(注6)「JEFFAMINE M−1000」:商品名、HUNTSMAN社製、ポリオキシアルキレン基を有するモノアミン、数平均分子量1000。
(注7)「JEFFAMINE D−230」:商品名、HUNTSMAN社製、ポリオキシアルキレン基を有するジアミン、数平均分子量230。
塗料組成物の製造
塗料組成物No.1の製造
製造例1で得た水酸基含有アクリル樹脂(A1’−1)溶液80部(固形分52部)、「ユーバン20SE60」(商品名、三井化学社製、メラミン樹脂、固形分含有率60%)6.7部(固形分4部)、製造例3で得られた粘性調整剤分散液(BM−1)溶液20部(固形分が10部であり、このうち粘性調整剤(B)成分が1部、水酸基含有アクリル樹脂(A1’−2)が9部である)及び「BYK−300」(商品名、ビックケミー社製、表面調整剤、有効成分52%)0.4部(固形分0.2部)を均一に混合した主剤と、
硬化剤(架橋剤(A2))である「スミジュールN3300」(商品名、住化コベストロウレタン社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体、固形分含有率100%)35部とを塗装直前に均一に混合し、さらに、酢酸ブチルを加えて、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度が30秒となるように調整して塗料組成物No.1を得た。
塗料組成物No.2〜5、8〜29の製造
配合組成を後記の表2に示すものとする以外は、塗料組成物No.1と同様にして、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度が30秒の各塗料組成物No.2〜5及びNo.8〜29を得た。なお表2に示す配合組成は、各成分の固形分質量による。
塗料組成物No.6の製造
製造例1で得た水酸基含有アクリル樹脂(A1’−1)溶液93部(固形分60.5部)、「ユーバン20SE60」58部(固形分35部)、製造例4で得られた粘性調整剤分散液(BM−2)溶液10部(固形分が5部であり、このうち粘性調整剤(B)成分が0.5部、水酸基含有アクリル樹脂(A1’−2)が4.5部である)及び「BYK−300」0.4部(固形分0.2部)を均一に混合し、さらに、酢酸ブチルを加えて、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度が30秒となるように調整して塗料組成物No.6を得た。
塗料組成物No.7の製造
製造例1で得た水酸基含有アクリル樹脂(A1’−1)溶液93部(固形分60.5部)、「ユーバン20SE60」33部(固形分20部)、「デスモジュール PL 350 MPA/SN」(商品名、住化コベストロウレタン社製、ブロック化ポリイソシアネート化合物、固形分含有率75%)20部(固形分15部)、製造例4で得られた粘性調整剤分散液(BM−2)溶液10部(固形分が5部であり、このうち粘性調整剤(B)成分が0.5部、水酸基含有アクリル樹脂(A1’−2)が4.5部である)及び「BYK−300」0.4部(固形分0.2部)を均一に混合し、さらに、酢酸ブチルを加えて、20℃におけるフォードカップNo.4による粘度が30秒となるように調整して塗料組成物No.7を得た。
試験板の作製
(試験用被塗物の作製)
リン酸亜鉛化成処理を施した冷延鋼板に、「エレクロンGT−10」(商品名、関西ペイント社製、カチオン電着塗料)を乾燥膜厚20μmとなるように電着塗装し、170℃で30分間加熱して硬化させた後、電着塗膜上に、「WP−306T」(商品名、関西ペイント社製、ポリエステルメラミン樹脂系水性中塗り塗料)を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、硬化膜厚30μmとなるように静電塗装し、5分間放置後、80℃で3分間プレヒートを行なった後、140℃で30分間加熱して中塗り塗膜を形成して試験用被塗物とした。
(試験板の作製)
実施例1〜27、比較例1〜2の試験板の製造
垂直状態に保持した上記試験用被塗物に、「WBC−713T No.202」(商品名、関西ペイント社製、アクリルメラミン樹脂系水性ベースコート塗料、黒塗色)を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、硬化膜厚15μmとなるように静電塗装し、5分間放置後、80℃で3分間プレヒートを行なった。
次いで、該未硬化のベースコート塗膜上に、塗料組成物No.1を、回転霧化型の静電塗装機を用いて、乾燥膜厚で40μmとなるように静電塗装してクリヤコート塗膜を形成させて、7分間放置した。次いで、140℃で30分間(キープ時間)加熱して、ベースコート塗膜及びクリヤコート塗膜を加熱硬化させることにより実施例1の試験板を作製した。
上記塗料組成物No.1の試験板の作製において、塗料組成物No.1をそれぞれ塗料組成物No.2〜29のいずれかとする以外は、塗料組成物No.1の試験板の作製と同様にして実施例2〜27、比較例1〜2の試験板をそれぞれ作製した。
上記で得られた各試験板について、下記の試験方法により評価を行なった。評価結果を塗料組成と併せて表2に示す。
(試験方法)
透明性:各試験板について「CM−512m3」(商品名、コニカミノルタ社製、多角度分光測色計)によって測定されるL値に基づいて透明性を評価した。本試験においてL値は、受光角(塗面に対して垂直方向を0°としたもの)に対して、25°(ハイライト方向)、45°、75°(シェード方向)の3角度からそれぞれ標準の光D65を照射した場合の各L値を合計した値である。L値が小さいほど、下層のベースコート塗膜の黒色が鮮明に見えることを示し、形成されたクリヤコート塗膜の透明性が高いことを示す。
耐水性:各試験板について上記L値を測定した後、40℃の温水に10日間浸漬し、浸漬後の試験板のL値を測定して、浸漬前のL値と浸漬後のL値との差ΔLを算出した。ΔLが小さいほど、温水浸漬による塗膜の白化が少なく、耐水性が高いことを示す。
仕上がり外観:各試験板について、「Wave Scan」(商品名、BYK Gardner社製)によって測定されるLong Wave(LW)値に基づいて、仕上がり外観を評価した。LW値が小さいほど塗面の平滑性が高いことを示す。
Figure 0006732913
Figure 0006732913
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Figure 0006732913
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表2中における(注)は下記を意味する。
(注8)「サイメル350」:商品名、オルネクスジャパン社製、メラミン樹脂、固形分含有率100%。
(注9)「サイメル202」:商品名、オルネクスジャパン社製、メラミン樹脂、固形分含有率80%。
(注10)「TINUVIN 400」:商品名、BASF社製、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、有効成分100%。
(注11)「HOSTAVIN 3058」:商品名、CLARIANT社製、ヒンダードアミン系光安定剤、アシル化ヒンダードアミン、有効成分100%。
(注12)「ネオスタン U−100」:商品名、日東化成社製、ウレタン化反応触媒、有効成分100%。
(注13)「NACURE 5523」:商品名、KING INDUSTRIES社製、ドデシルベンゼンスルホン酸のアミン塩、メラミン樹脂の硬化触媒、有効成分35%。
(注14)「NACURE 4167」:商品名、KING INDUSTRIES社製、アルキルリン酸のトリエチルアミン塩、メラミン樹脂の硬化触媒、有効成分25%。
(注15)「デスモジュールXP2679」:商品名、ヘキサメチレンジイソシアネートのアロファネート体、住化コベストロウレタン社製、固形分80%。
(注16)「スミジュールN3400」:商品名、住化コベストロウレタン社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのウレトジオン体、固形分含有率100%。
以上、本発明の実施形態及び実施例について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態及び実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料及び数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料及び数値などを用いてもよい。
また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料及び数値などは、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
また、本発明は以下の構成を採用することもできる。
(1)(A)バインダー成分ならびに(B)粘性調整剤を含有する塗料組成物であって、該粘性調整剤(B)が、(b1)ポリイソシアネート化合物、(b2)数平均分子量が300以下の第1級モノアミン及び(b3)数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミンの反応生成物を含む塗料組成物。
(2)バインダー成分(A)が、水酸基含有樹脂(A1)及び架橋剤(A2)を含有する(1)に記載の塗料組成物。
(3)架橋剤(A2)が、アミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物及びブロック化ポリイソシアネート化合物から成る群から選択される少なくとも1種を含有する(2)に記載の塗料組成物。
(4)架橋剤(A2)が、アミノ樹脂を含有する(2)又は(3)に記載の塗料組成物。
(5)架橋剤(A2)が、ポリイソシアネート化合物を含有する(2)又は(3)に記載の塗料組成物。
(6)水酸基含有樹脂(A1)が水酸基を有するアクリル樹脂、水酸基を有するポリエステル樹脂、水酸基を有するアクリル変性ポリエステル樹脂、水酸基を有するポリエーテル樹脂、水酸基を有するポリカーボネート樹脂、水酸基を有するポリウレタン樹脂、水酸基を有するエポキシ樹脂、及び水酸基を有するアルキド樹脂から成る群から選択される少なくとも1種である(2)〜(5)のいずれか1項に記載の塗料組成物。
(7)水酸基含有樹脂(A1)が水酸基を有するアクリル樹脂である(2)〜(6)のいずれかに記載の塗料組成物。
(8)数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2)が、ベンゼン環を有する第1級モノアミンを含有する(1)〜(7)のいずれか1項に記載の塗料組成物。
(9)数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2)が、ベンジルアミンを含む(8)に記載の塗料組成物。
(10)数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミン(b3)が、モノアミン、ジアミン及びトリアミンから選ばれる少なくとも1種のアミンである(1)〜(9)のいずれか1項に記載の塗料組成物。
(11)数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミン(b3)が、一般式(1)で示されるポリオキシアルキレン基を有するモノアミン、一般式(3)で示されるポリオキシアルキレン基を有するジアミン、及び一般式(6)で示されるポリオキシアルキレン基を有し、かつアミノ基を3個以上有するポリアミンから選ばれる少なくとも1種のアミン化合物である(1)〜(9)のいずれか1項に記載の塗料組成物。
(12)数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミン(b3)が、ジアミンである(1)〜(9)のいずれか1項に記載の塗料組成物。
(13)粘性調整剤(B)において、ポリイソシアネート化合物(b1)、数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2)及び数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミン(b3)の配合割合が、該成分(b1)〜(b3)の合計量を基準として、ポリイソシアネート化合物(b1)が30〜60質量%の範囲内であり、数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2)が35〜65質量%の範囲内であり、数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミン(b3)が0.5〜15質量%の範囲内である(1)〜(12)のいずれか1項に記載の塗料組成物。
(14)水酸基含有樹脂(A1)及び架橋剤(A2)の合計固形分100質量部を基準として、ポリイソシアネート化合物の含有割合が5〜60質量部である(5)〜(13)のいずれか1項に記載の塗料組成物。
(15)粘性調整剤(B)の含有量が、バインダー成分(A)の合計固形分100質量部を基準として、0.1〜3質量部の範囲内である(1)〜(14)のいずれか1項に記載の塗料組成物。

Claims (10)

  1. (A)バインダー成分ならびに(B)粘性調整剤を含有する塗料組成物であって、前記バインダー成分(A)が水酸基含有アクリル樹脂を含有し、前記粘性調整剤(B)が、(b1)ポリイソシアネート化合物、(b2)数平均分子量が300以下の第1級モノアミン及び(b3)数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミンの反応生成物を含む塗料組成物。
  2. バインダー成分(A)が、架橋剤(A2)を含有する請求項1に記載の塗料組成物。
  3. 架橋剤(A2)が、アミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物及びブロック化ポリイソシアネート化合物から成る群から選択される少なくとも1種を含有する請求項2に記載の塗料組成物。
  4. 架橋剤(A2)が、ポリイソシアネート化合物を含有する請求項2に記載の塗料組成物。
  5. 前記水酸基含有アクリル樹脂が、水酸基含有重合性不飽和モノマーと、該水酸基含有重合性不飽和モノマーと共重合可能な他の重合性不飽和モノマーとを含む混合物の共重合物である請求項1に記載の塗料組成物。
  6. 数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2)が、ベンゼン環を有する第1級モノアミンを含有する請求項1〜5のいずれか1項に記載の塗料組成物。
  7. 数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミン(b3)が、ジアミンである請求項1〜6のいずれか1項に記載の塗料組成物。
  8. 粘性調整剤(B)において、ポリイソシアネート化合物(b1)、数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2)及び数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミン(b3)の配合割合が、該成分(b1)〜(b3)の合計量を基準として、ポリイソシアネート化合物(b1)が30〜60質量%の範囲内であり、数平均分子量が300以下の第1級モノアミン(b2)が35〜65質量%の範囲内であり、数平均分子量が300より大きく6000未満であるポリエーテルアミン(b3)が0.5〜15質量%の範囲内である請求項1〜7のいずれか1項に記載の塗料組成物。
  9. 粘性調整剤(B)の含有量が、バインダー成分(A)の合計固形分100質量部を基準として、0.1〜3質量部の範囲内である請求項1〜8のいずれか1項に記載の塗料組成物。
  10. 水酸基含有アクリル樹脂の水酸基価が、70〜200mgKOH/gの範囲内である請求項1〜9のいずれか1項に記載の塗料組成物。
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