JP6808491B2 - 硬化性樹脂組成物及び硬化物 - Google Patents

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Description

本発明は、優れたタフネスと外観を有する塗料、キャスティングおよび複合材などに好適な変性ポリアスパラギン酸エステルおよび硬化性樹脂組成物に関する。
近年、ポリアミンとポリイソシアネートから構成されるポリウレア塗料がその速い反応性、硬化物の優れた機械特性、耐薬品性などから広く使用されつつある。なかでも、ポリアスパラギン酸エステルをポリアミンとして使用したポリウレア塗料は、適度な硬化速度、塗膜をより厚くできる点などから注目され(例えば非特許文献1)、市場においてもその使用量は増えつつある。また、ポリアスパラギン酸エステルから得られるポリウレア樹脂は、その良好な機械的特性から、塗料以外の用途でも注目されつつある。しかしながら、ポリアスパラギン酸エステルから得られた硬化物(ポリウレア樹脂)は脆く、容易に割れてしまうという問題があった。他方、市場においても、脆さを低減する、すなわち、タフネスを改善する要求があるものの、他の物性(例えば外観)に大きな影響を与えず、タフネスを改善するという効果的な手段が見出されていないのが現状である。
JPCL August 2002、p42−47
本発明の目的は、優れたタフネスと塗膜を有する塗料、キャスティングおよび複合材などに好適な変性ポリアスパラギン酸エステルおよび硬化性樹脂組成物を提供することである。
本発明者は、このような問題を解決するため鋭意検討した結果、ポリアスパラギン酸エステル(A)および特定の粒子径をもつポリマー微粒子(B)を含む変性ポリアスパラギン酸エステルが、ポリアスパラギン酸エステルを構成成分とするポリウレア樹脂のタフネスを改良するのに有効であること、さらにはポリアスパラギン酸エステル(A)、ポリマー微粒子(B)およびポリイソシアネート(C)を含む硬化性樹脂組成物およびその硬化物が、前記課題を解決することを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、ポリアスパラギン酸エステル(A)および体積平均粒子径が0.01〜0.6μmのポリマー微粒子(B)を含む変性ポリアスパラギン酸エステルであって、ポリマー微粒子(B)の含有量が0.5〜70重量%である変性ポリアスパラギン酸エステルに関する。
ポリマー微粒子(B)がコアシェル構造を有することが好ましく、ポリマー微粒子(B)が、架橋ポリマーからなる弾性ゴムのコア層と、これにグラフト重合されたポリマーからなるシェル層より構成されるポリマーであることが好ましい。
ポリマー微粒子(B)が、ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴム、及びオルガノシロキサン系ゴムよりなる群から選択される1種以上のコア層を有することが好ましい。
ポリマー微粒子(B)が、芳香族ビニルモノマー、ビニルシアンモノマー、及び(メタ)アクリレートモノマーよりなる群から選択される1種以上のモノマー成分を、コア層にグラフト重合してなるシェル層を有することが好ましい。
ポリマー微粒子(B)中のゴム成分量が60〜95重量%であり、かつ該ポリマー微粒子のメチルエチルケトン不溶分量が85重量%以上であることが好ましい。
ポリマー微粒子(B)が、ポリアスパラギン酸エステル(A)中に1次粒子の状態で均一に分散していることが好ましい。
また、本発明は、ポリアスパラギン酸エステル(A)、ポリマー微粒子(B)およびポリイソシアネート(C)を含む硬化性樹脂組成物であって、ポリマー微粒子の体積平均粒子径が0.01〜0.6μmである硬化性樹脂組成物に関する。
硬化性樹脂組成物において、ポリオール(D)を含むことが好ましい。
硬化性樹脂組成物において、ポリマー微粒子(B)がコアシェル構造を有することが好ましく、ポリマー微粒子(B)が、架橋ポリマーからなる弾性ゴムのコア層と、これにグラフト重合されたポリマーからなるシェル層より構成されるポリマーであることが好ましい。
硬化性樹脂組成物において、ポリマー微粒子(B)が、ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴム、及びオルガノシロキサン系ゴムよりなる群から選択される1種以上のコア層を有することが好ましい。
硬化性樹脂組成物において、ポリマー微粒子(B)が、芳香族ビニルモノマー、ビニルシアンモノマー、及び(メタ)アクリレートモノマーよりなる群から選択される1種以上のモノマー成分を、コア層にグラフト重合してなるシェル層を有することが好ましい。
硬化性樹脂組成物において、ポリマー微粒子(B)中のゴム成分量が60〜95重量%であり、かつ該ポリマー微粒子のメチルエチルケトン不溶分量が85重量%以上であることが好ましい。ポリマー微粒子(B)が、硬化性樹脂組成物中に1次粒子の状態で均一に分散していることも好ましい。
ポリマー微粒子(B)の硬化性樹脂組成物に占める割合が、0.1〜20重量%((A)+(B)+(C)+(D)=100重量%)であることが好ましい。
硬化性樹脂組成物において、ポリイソシアネート(C)のイソシアネート(NCO)基とポリアスパラギン酸エステル(A)及びポリオール(D)の活性水素含有基の合計との当量比(NCO/活性水素含有基の合計)が0.80〜3.00の範囲になるように配合されることが好ましい。ポリオール(D)の量が、ポリアスパラギン酸エステル(A)100重量部に対して、0〜200重量部であることも好ましい。
また、本発明は前記の硬化性樹脂組成物を硬化した硬化物に関する。
本発明の変性ポリアスパラギン酸エステル、ポリマー微粒子及びポリイソシアネートを含む硬化性樹脂組成物を硬化させた硬化物は、優れたタフネスと外観を有する。
本発明には、ポリアスパラギン酸エステル(A)とポリマー微粒子(B)を含む変性ポリアスパラギン酸エステル(本発明においてマスターバッチともいう)、並びに変性ポリアスパラギン酸エステルとポリイソシアネート(C)及び必要に応じてポリオール(D)を含む硬化性樹脂組成物が包含される。変性ポリアスパラギン酸エステルや硬化性樹脂組成物では、ポリマー微粒子が分散(好ましくは一次分散)している為、耐衝撃性及び塗膜外観を向上することが可能となる。なお、本発明において、変性ポリアスパラギン酸エステルは、ポリアスパラギン酸エステルとポリマー微粒子が混合された組成物である事を意味する。
<変性ポリアスパラギン酸エステル>
本発明の変性ポリアスパラギン酸エステルは、ポリアスパラギン酸エステル(A)および体積平均粒子径が0.01〜0.6μmのポリマー微粒子(B)を含む変性ポリアスパラギン酸エステルであって、ポリマー微粒子(B)の含有量が0.5〜70重量%である。
ポリマー微粒子(B)は、本発明の変性ポリアスパラギン酸エステルに使用される成分であり、ポリアスパラギン酸エステルに、1次粒子の状態で均一に分散している。1次粒子の状態で安定に分散している場合は、変性ポリアスパラギン酸エステル少なくとも0.5g(勿論凝集沈殿物を生じない場合は、1gにしてもよい)を10gのメチルエチルケトン(MEK)と混合した際に、凝集沈殿物を生じない。逆に、0.5gの変性ポリアスパラギン酸エステルで凝集沈殿物を生じた場合は、ポリマー微粒子(B)とポリアスパラギン酸エステル(A)との相性が悪く、分散安定性が悪いことになる。

<ポリアスパラギン酸エステル(A)>
本発明で使用するポリアスパラギン酸エステル(A)は、以下の化学式に示す第2級脂肪族ポリアミンである事が好ましく、他の脂肪族アミンや芳香族アミンに比べて、後述するポリイソシアネート(B)と反応が穏やかであり、反応をコントロールしやすい。


式中、R1およびR2は同一または異なり、炭素原子数1〜18の有機基を表し、Xは炭素原子数6〜30の環状または直鎖状の2価の脂肪族炭化水素基であり、nは少なくとも2の整数である。
1,R2、Xはいずれもポリイソシアネート(C)のイソシアネート基に対して不活性であることが、適度な反応性が得られる点で好ましい。
1およびR2の有機基は、好ましくは脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、及び芳香族炭化水素基からなる群より選択される1種以上である。
1およびR2の炭素原子数は、好ましくは1〜16、より好ましくは1〜14、さらに好ましくは1〜12、さらにより好ましくは1〜10、特に好ましくは1〜8、最も好ましくは1〜6である。
脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基等の直鎖脂肪族炭化水素基;イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、2−エチルヘキシル基等の分岐鎖脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
脂環族炭化水素基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基、シクロトリデシル基、シクロテトラデシル基、シクロペンタデシル基、シクロヘキサデシル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、キシリル基、メシチル基、o−クメニル基、m−クメニル基、p−クメニル基、ナフチル基等が挙げられる。
前記脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳香族炭化水素基は、任意に置換基を有していてもよく、置換基は、塩素、フッ素、臭素等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、メチル基、エチル基等のアルキル基、フェニル基等のアリール基等であってもよく、置換基の数は、1つ又は2つ以上であってもよく、2つ以上の場合は同一でも異なっていてもよい。
これらの中で、脂肪族炭化水素基である事が好ましく、より好ましくは直鎖脂肪族炭化水素基、又は分岐鎖脂肪族炭化水素基であり、さらに好ましくはメチル基、エチル基、n−ブチル基、又は2−エチルヘキシル基であり、特に好ましくはメチル基、又はエチル基であり、特に好ましくはエチル基である。
1およびR2は、同一であることが好ましく、いずれもエチル基であることがより好ましい。
Xの環状または直鎖状の2価の脂肪族炭化水素基としては、n−ヘキシレン基、n−ヘプチレン基、n−オクチレン基、n−ノニレン基、n−デシレン基等の直鎖状の2価の脂肪族炭化水素基;シクロヘキサン−1,2−ジイル基、シクロヘキサン−1,3−ジイル基、シクロヘキサン−1,4−ジイル基、シクロペンタン−1,3−ジイル基、メチレンビス(シクロヘキサン−1,4−ジイル)基(ジシクロヘキシルメタン基)、(ジメチルメチレン)ビス(シクロヘキサン−1,4−ジイル基(ジメチルジシクロヘキシルメタン基)等の環状の2価の脂肪族炭化水素基等が挙げられる。

Xの脂肪族炭化水素基は、任意に置換されていてもよく、置換基は、塩素、フッ素、臭素等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、メチル基、エチル基等のアルキル基、フェニル基等のアリール基等であってもよく、置換基の数は、1つ又は2つ以上であってもよく、2つ以上の場合は同一でも異なっていてもよい。 Xの炭素原子数は、好ましくは6〜20、より好ましくは6〜18、さらに好ましくは6〜16、特に好ましくは6〜14、最も好ましくは8〜14である。

中でも、環状の2価の脂肪族炭化水素基である事が好ましく、より好ましくはメチレンビス(シクロヘキサン−1,4−ジイル)基、又は(ジメチルメチレン)ビス(シクロヘキサン−1,4−ジイル基である。
他方、Xと共にアミンで構成される好ましい具体例は、例えば1−アミノ−3,3,5−トリメチル−5−アミノメチルシクロヘキサン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、ヘキサヒドロ−2,4−および/または−2,6−ジアミノトルエン、異性C−モノメチルジアミノジシクロヘキシルメタンおよび3(4)−アミノメチル−1−メチルシクロヘキシルアミンからアミノ基を除去することにより得られる基であってもよい。
ポリアスパラギン酸エステルがポリアミンである点で、nは2であることが好ましい。
前記ポリアスパラギン酸エステル(A)は、公知の合成法、例えば米国特許5126170の実施例に記載の方法により得ることができる。また、市販製品として、バイエル社製のデスモフェンNH1220、デスモフェンNH1420、デスモフェンNH1520などが、利用可能である。

<ポリマー微粒子(B)>
ポリマー微粒子(B)は、硬化性樹脂組成物の硬化物の破壊靭性や耐衝撃性などのタフネスを改善する成分である。

前記ポリマー微粒子(B)は、体積平均粒子径が0.01〜0.6μmであり、好ましくは0.03〜0.5μm、より好ましくは0.05〜0.4μmである。このような平均粒子径を有するポリマー微粒子(B)を得るには、乳化重合法が好適であるが、体積平均粒子径があまりにも小さい場合や、あまりにも大きい場合は、経済的かつ工業的な製造が難しくなる。なお、体積平均粒子径は、マイクロトラックUPA150(日機装株式会社製)などを用いて測定することができる。

前記ポリマー微粒子(B)は、変性ポリアスパラギン酸エステル中に、0.5〜70重量%含有しており、好ましくは1〜60重量%、より好ましくは5〜50重量%含有している。含有量があまりにも少ない場合は、ポリマー微粒子を用いた効果が得られず、あまりにも多い場合は、変性ポリアスパラギン酸エステルの粘度が高くなりすぎて、取り扱いが難しくなる。

また、前記ポリマー微粒子(B)は、本発明の硬化性樹脂組成物に占める割合が0.1〜20重量%(成分(A)、成分(B)および成分(C)、必要な場合、成分(D)の総重量を100重量%に対して)であることが好ましく、1〜15重量%がさらに好ましく、1〜10重量%が特に好ましい。ポリマー微粒子(B)の量があまりにも少ない場合、タフネス改良効果は小さくなる傾向にあり、あまりにも多い場合は硬化性樹脂組成物の粘度が高くなる傾向にあり好ましくない。
前記ポリマー微粒子(B)は、MEKに対して不溶分を有することが好ましく、その不溶分量(MEK不溶分量)は、85重量%以上100重量%以下であることが好ましく、90重量%以上99.5重量%以下であることがより好ましく、95重量%以上であることがさらに好ましく、さらには97重量%以上が特に好ましく、98重量%以上が最も好ましい。85重量%未満の場合には、変性ポリアスパラギン酸エステルの粘度が上昇する傾向がある。なお、本明細書において、ポリマー微粒子(B)のMEK不溶分量を得る方法は下記の通りである。ポリマー微粒子のパウダーあるいはフィルム約2gを秤量してメチルエチルケトン(MEK)100gに23℃で24時間浸漬する。その後、得られたMEK不溶分を分離し、乾燥して重量を計り、測定に使用したポリマー微粒子の重量に対する重量分率(%)をMEK不溶分量として算出する。前記ポリマー微粒子(B)は、その構造は特に限定されないが、コアシェル構造を有するポリマー(好ましくは2層以上のコアシェル構造を有するポリマー)(以下、コアシェルポリマーともいう)が好ましい。
前記ポリマー微粒子(B)は、架橋ポリマーからなる弾性ゴムのコア層と、これにグラフト重合されたポリマーからなるシェル層より構成されるポリマーであることが好ましい。すなわち、シェル層とコア層間に化学結合が存在していることが好ましい。シェル層は、グラフト成分を構成するモノマーをコア成分にグラフト重合することから、コア層の表面の一部もしくは全体を覆う。
前記コア層は、硬化性樹脂組成物の硬化物のタフネスを高める為に、ゴム状の架橋ポリマーであることが好ましい。コア層が、ゴム状の性質を有するためには、コア層のガラス転移温度(以下、単に「Tg」と称する場合がある)は、0℃以下であることが好ましく、−20℃以下がより好ましく、−40℃以下であることが特に好ましい。前記Tgは、たとえば、動的粘弾性測定法や示差走査熱量分析法により、測定できる。
ゴムとしての性質を有する前記コア層を形成し得るポリマーとしては、天然ゴムや、ジエン系モノマー(共役ジエン系モノマー)および(メタ)アクリレート系モノマーから選ばれる少なくとも1種のモノマー(第1モノマー)を50〜100重量%、および他の共重合可能なビニル系モノマー(第2モノマー)を0〜50重量%含んで構成されるゴムポリマー(ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴム)や、オルガノシロキサン系ゴム、あるいはこれらを併用したものが挙げられる。より高いタフネスを得る場合、ジエン系モノマーを用いたジエン系ゴムが好ましい。タフネス、耐候性、経済性などのバランスが要求される場合、(メタ)アクリレート系ゴム(アクリルゴムともいう)が好ましい。また、硬化物の耐熱性を低下させることなく、低温での耐クラック性や耐衝撃性などのタフネスを向上しようとする場合には、コア層はオルガノシロキサン系ゴムであることが好ましい。なお、本発明において(メタ)アクリレートとは、アクリレートおよび/またはメタクリレートを意味する。
前記コア層の形成に用いるジエン系ゴムを構成するモノマー(共役ジエン系モノマー)としては、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン、2−クロロ−1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエンなどが挙げられる。これらのジエン系モノマーは、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
タフネス改良効果が高い点から、1,3−ブタジエンを用いるブタジエンゴム、1,3−ブタジエンとスチレンの共重合体であるブタジエン−スチレンゴム、1,3−ブタジエンとブチルアクリレートあるいは2−エチルヘキシルアクリレートの共重合体であるブタジエン−アクリレートゴムが好ましく、ブタジエンゴムがより好ましい。また、ブタジエン−スチレンゴムは、屈折率の調整により得られる硬化物の透明性を高めることができ、良好な外観およびタフネスのバランスに優れたものを得る場合には、より好ましい。また、ブタジエン−アクリレートゴムは、アクリレートの導入により、ブタジエンの二重結合のゴム中の濃度が低くなるため、耐候性や耐熱性が良好になり、そのような特性が必要な場合は、好ましい。
また、前記コア層の形成に用いる(メタ)アクリレート系ゴムを構成するモノマーとしては、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、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、オクチル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート類;フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートなどの芳香環含有(メタ)アクリレート;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルアルキル(メタ)アクリレートなどのグリシジル基含有(メタ)アクリレート類;アルコキシアルキル(メタ)アクリレート類;アリル(メタ)アクリレート、アリルアルキル(メタ)アクリレートなどのアリル基含有(メタ)アクリレート類;モノエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの多官能性(メタ)アクリレート類などが挙げられる。これらの(メタ)アクリレート系モノマーは、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。好ましくはアルキル(メタ)アクリレート類、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類、アリル(メタ)アクリレート類であり、より好ましくはエチル(メタ)アクリレート、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、アリル(メタ)アクリレートである。
上記第1モノマーと共重合可能なビニル系モノマー(第2モノマー)としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレンなどのビニルアレーン類;アクリル酸、メタクリル酸などのビニルカルボン酸類;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのビニルシアン類;塩化ビニル、臭化ビニル、クロロプレンなどのハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのアルケン類などが挙げられる。これらのビニル系モノマーは、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。特に好ましくはスチレンである。
また、前記コア層を構成し得るオルガノシロキサン系ゴムとしては、例えば、ジメチルシロキサン、ジエチルシロキサン、メチルフェニルシロキサン、ジフェニルシロキサン、ジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサンなどの、アルキル或いはアリール2置換シリルオキシ単位から構成されるポリシロキサン系ポリマーや、側鎖のアルキルの一部が水素原子に置換されたオルガノハイドロジェンシロキサンなどの、アルキル或いはアリール1置換シロキサン単位から構成されるポリシロキサン系ポリマーが挙げられる。これらのポリシロキサン系ポリマーは、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。さらには、(メタ)アクリレート系ゴムと組み合わせた、(メタ)アクリレート系ゴム/ポリシロキサンゴムからなる複合ゴムを用いてもよい。中でも、ジメチルシロキサンゴム、メチルフェニルシロキサンゴム、ジメチルシロキサン/ブチルアクリレート複合ゴムが硬化物に耐熱性を付与する上で好ましく、ジメチルシロキサンゴムおよびジメチルシロキサン/ブチルアクリレート複合ゴムが容易に入手できて経済的でもあることから最も好ましい。
前記コア層がオルガノシロキサン系ゴムから形成される態様において、ポリシロキサン系ポリマー部位は、硬化物の耐熱性を損なわないために、コア層全体を100重量%として少なくとも10重量%以上含有していることが好ましい。
前記ポリマー微粒子(B)の前記ポリアスパラギン酸エステル中あるいは硬化性樹脂組成物中での分散安定性を保持する観点から、コア層は、上記モノマーを重合してなるポリマー成分に架橋構造が導入されていることが好ましい。架橋構造の導入方法としては、一般的に用いられる手法を採用することができる。例えば、上記モノマーを重合してなるポリマー成分に架橋構造を導入する方法としては、ポリマー成分を構成するモノマーに多官能性モノマーやメルカプト基含有化合物等の架橋性モノマーを添加し、次いで重合する方法などが挙げられる。また、オルガノシロキサン系ゴムポリマーに架橋構造を導入する方法としては、重合時に多官能性のアルコキシシラン化合物を一部併用する方法や、ビニル基、メルカプト基、メタクリロイル基などの反応性基をオルガノシロキサン系ゴムポリマーに導入し、その後ビニル重合性のモノマーあるいは有機過酸化物などを添加してラジカル反応させる方法、あるいは、オルガノシロキサン系ゴムポリマーに多官能性モノマーやメルカプト基含有化合物などの架橋性モノマーを添加し、次いで重合する方法などが挙げられる。
前記多官能性モノマーとしては、ブタジエンは含まれず、アリル(メタ)アクリレート、アリルアルキル(メタ)アクリレート等のアリル基含有(メタ)アクリレート類;アリルオキシアルキル(メタ)アクリレート類;(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル基を2個以上有する多官能(メタ)アクリレート類;ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジビニルベンゼン等が挙げられる。特に好ましくはアリル(メタ)アクリレート、トリアリルイソシアヌレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、及びジビニルベンゼンである。一方、得られる硬化物のタフネスと弾性率(剛性)のバランスの良さが求められる場合には、コア層のTgは、0℃よりも大きくすることが好ましく、20℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることが更に好ましく、80℃以上であることが特に好ましく、120℃以上であることが最も好ましい。
Tgが0℃よりも大きく、得られる硬化物の剛性低下を抑制し得るコア層を形成し得るポリマーとしては、単独重合体のTgが0℃よりも大きい少なくとも1種のモノマーを50〜100質量%(より好ましくは、65〜99質量%)、および単独重合体のTgが0℃未満の少なくとも1種のモノマーを0〜50質量%(より好ましくは、1〜35質量%)含んで構成されるポリマーが挙げられる。
コア層のTgが0℃よりも大きい場合においても、コア層は架橋構造が導入されていることが好ましい。架橋構造が導入されることで、Tgが引き上げられる。架橋構造の導入方法としては、前記の方法が挙げられる。
前記単独重合体のTgが0℃よりも大きいモノマーは、以下のモノマーの一つ以上を含有するものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。例えば、スチレン、2−ビニルナフタレン等の無置換ビニル芳香族化合物類;α−メチルスチレン等のビニル置換芳香族化合物類;3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,5−ジメチルスチレン、3,5−ジメチルスチレン、2,4,6―トリメチルスチレン等のアルキル化ビニル芳香族化合物類;4−メトキシスチレン、4−エトキシスチレン等のアルコキシル化ビニル芳香族化合物類;2−クロロスチレン、3−クロロスチレン等のハロゲン化ビニル芳香族化合物類;4−アセトキシスチレン等のエステル化ビニル芳香族化合物類;4−ヒドロキシスチレン等のヒドロキシル化ビニル芳香族化合物類;ビニルベンゾエート、ビニルシクロヘキサノエート等のビニルエステル類;塩化ビニル等のビニルハロゲン化物類;アセナフタレン、インデン等の芳香族モノマー類;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)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;フェニル(メタ)アクリレート等の芳香族(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート、トリメチルシリル(メタ)アクリレート等のその他の(メタ)アクリレート類;メタクリロニトリル等のメタクリル酸誘導体を含む(メタ)アクリルモノマー;イソボルニルアクリレート、tert−ブチルアクリレート等のある種のアクリル酸エステル;アクリロニトリル等のアクリル酸誘導体を含むアクリルモノマーを挙げることができる。更に、アクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、イソボルニルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタアクリレート、2−メチル−2−アダマンチルメタアクリレート、1−アダマンチルアクリレート及び1−アダマンチルメタアクリレート等のTgが120℃以上となるモノマーが挙げられる。
本発明において、コア層は単層構造であることが多いが、多層構造であってもよい。コア層が多層構造の場合は、各層のポリマー組成が各々相違していてもよい。
すなわち、第1のコア層の外側にポリマー組成の異なる第2のコア層を有する2層からなるコア層や、2層からなるコア層にさらに、ポリマー組成の異なる第3のコア層を形成させて、3層からなるコア層であってもよい。2層コアの最外層の2層目や3層コアの最外層の3層目が、前記記載のトリアリルイソシアヌレートなどの多官能モノマーを主要成分として重合させて得られるポリマーからなる場合、後述するシェルポリマーがグラフトしやすくなるメリットがある。しかし、多層構造コアの形成は、製造工程が複雑になるという欠点がある。
ポリマー微粒子(B)中のゴム成分量は、耐衝撃性の観点から、好ましくは60〜95重量%であり、より好ましくは70〜95重量%であり、さらに好ましくは70〜90重量%である。上記範囲を外れると、耐衝撃性が低下したり、ポリマー微粒子の分散性が不良となる場合がある。
ゴム成分量は、モノマーの仕込み量とその反応率から算出できる。また、分析的には赤外分光分析のスペクトルの吸光度比から測定できる。赤外分光分析のみでは求めることができない場合は、熱分解および/またはアルカリ分解−ガスクロマトグラフィーマススペクロトル法などを組み合わせることで測定できる。
前記ポリマー微粒子(B)における、コア層の割合は、ポリマー微粒子全体を100重量%として、60〜95重量%が好ましく、70〜95重量%がより好ましく、75〜90重量%がさらに好ましい。コア層の割合が多すぎる場合や少なすぎる場合、いずれも変性ポリアスパラギン酸エステルの粘度が高くなりすぎる傾向があり、取り扱いにくくなる。
前記ポリマー微粒子(B)の最も外側に存在するシェル層、すなわちシェルポリマーは、本発明に係る、ポリマー微粒子(B)とポリアスパラギン酸エステル(A)成分との相溶性を制御する。また、シェルポリマーは、変性ポリアスパラギン酸エステル中だけでなく、硬化性樹脂組成物の硬化物中においてコアシェルポリマーを効果的に分散させる役割をする。
このようなシェルポリマーは、好ましくは前記コア層にグラフトしている。より正確には、シェルポリマーの形成に用いるモノマー成分が、コア層を形成するコアポリマーにグラフト重合して、実質的にシェルポリマーとコアとが化学結合していることが好ましい。即ち、好ましくは、シェルポリマーは、コアポリマーの存在下に前記シェル形成用モノマーをグラフト重合させることで形成され、このようにすることで、このコアポリマーにグラフト重合されており、コアポリマーの一部又は全体を覆っている。この重合操作は、水性のポリマーラテックス状態で調製され存在するコアポリマーのラテックスに対して、シェルポリマーの構成成分であるモノマーを加えて重合させることで実施できる。
シェル層形成用モノマーとしては、ポリマー微粒子(B)の硬化性樹脂組成物中での相溶性及び分散性の点から、例えば、芳香族ビニルモノマー、(メタ)アクリレートモノマー、ビニルシアンモノマーが好ましく、芳香族ビニルモノマー、(メタ)アクリレートモノマーがより好ましく、反応速度も考慮すると(メタ)アクリレートモノマーがさらに好ましい。
硬化物中でポリマー微粒子(B)の分散状態をコントロールするために、シェル層形成用モノマーとして、エポキシ基、オキセタン基、水酸基、アミノ基、イミド基、カルボン酸基、カルボン酸無水物基、環状エステル、環状アミド、ベンズオキサジン基、及びシアン酸エステル基からなる群から選ばれる1種以上を含有する反応性基含有モノマーを含有させてもよい。この場合、水酸基を有するモノマーが好ましい。反応性基含有モノマーは、前記ポリアスパラギン酸エステル(A)と後述するポリイソシアネート(C)との反応に参加して化学結合を形成させるので、分散状態の変動を抑えることができる。
前記水酸基を有するモノマーは、シェル形成用モノマー100重量%中に、1〜40重量%含まれていることが好ましく、さらに2〜30重量%がより好ましい。水酸基を有するモノマーがシェル形成用モノマー中に、あまりにも少ない場合やあまりにも多い場合、ポリアスパラギン酸エステルや硬化性樹脂組成物中での分散性が低下する傾向にある。
また、シェル層形成用モノマーとして、二重結合を2個以上有する多官能性モノマーを使用すると、シェル層に架橋構造が導入される。これにより、ポリアスパラギン酸エステル中で、コアシェルポリマーが膨潤するのが防止され、また、変性ポリアスパラギン酸エステルや硬化性樹脂組成物の粘度が低く取扱い性がよくなる傾向があることから、二重結合を2個以上有する多官能性モノマーの使用が好ましい場合がある。一方、得られる硬化物のタフネス改良効果を最大化するには、シェル層形成用モノマーとして、二重結合を2個以上有する多官能性モノマーを使用しないことが好ましい。
多官能性モノマーは、使用する場合、シェル形成用モノマー100重量%中に、0.5〜10重量%含まれていることが好ましく、より好ましくは1〜5重量%である。
前記芳香族ビニルモノマーの具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
前記ビニルシアンモノマーの具体例としては、アクリロニトリル、又はメタクリロニトリル等が挙げられる。
前記(メタ)アクリレートモノマーの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
前記水酸基を有するモノマーの具体例としては、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
前記エポキシ基を有するモノマーの具体例としては、グリシジル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。特に、グリシジル(メタ)アクリレートが安定性およびその反応性から好ましい。
オキセタン基を有するモノマーの具体例としては、(3−エチルオキセタン−3−イル)メチルアクリレート等が挙げられる。
アミノ基を有するモノマーの具体例としては、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)アクリレート等が挙げられる。
イミド基を有するモノマーの具体例としては、N−(メタ)アクリロイルオキシメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−6−オキシヘキサメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−8−オキシヘキサメチレンスクシンイミド等のスクシンイミド系モノマー;N−シクロヘキシルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のマレイミド系モノマー;等が挙げられる。
カルボン酸基を有するモノマーの具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等が挙げられる。
カルボン酸無水物基を有するモノマーの具体例としては、無水マレイン酸、アクリル酸無水物等が挙げられる。
環状エステルを有するモノマーの具体例としては、γ−ブチロラクトン−2−イルアクリレート等が挙げられる。
環状アミドを有するモノマーの具体例としては、γ−ブチロラクタム−2−イルアクリレート等が挙げられる。
ベンズオキサジン基を有するモノマーの具体例としては、ビニル基又は(メタ)アクリル基を有するオキサゾリジン等が挙げられる。
前記二重結合を2個以上有する多官能性モノマーの具体例としては、上述の多官能性モノマーと同じモノマーが例示されるが、好ましくはアリルメタクリレート、トリアリルイソシアヌレートである。
本発明では、例えば、スチレン0〜85重量%(好ましくは1〜80重量%。50重量%以下でもよい)、ブチルアクリレート0〜60重量%(好ましくは0重量%)、メチルメタクリレート0〜90重量%(好ましくは1〜60重量%、より好ましくは1〜30重量%)、ヒドロキシブチルアクリレート1〜40重量%(好ましくは1〜30重量%)を組み合わせて100重量%にしたシェル形成用モノマーのポリマーであるシェル層とすることが好ましい。これにより、所望のタフネス改良効果と機械特性をバランス良く実現することができる。
シェル層は、上記モノマー成分の他に、他のモノマー成分を含んで形成されてもよい。
前記ポリマー微粒子(B)における、シェル層の割合は、ポリマー微粒子全体を100重量%として、5〜40重量%が好ましく、5〜30重量%がより好ましく、7〜25重量%がさらに好ましく、特に10〜18重量%が特に好ましい。シェル層の割合が多すぎる場合や少なすぎる場合、いずれも変性ポリアスパラギン酸エステルの粘度が高くなりすぎる傾向があり、取り扱いにくくなる。

≪ポリマー微粒子(B)の製造方法≫
(コア層の製造方法)
本発明で用いるポリマー微粒子(B)を構成するコア層を形成するポリマーが、ジエン系モノマー(共役ジエン系モノマー)および(メタ)アクリレート系モノマーから選ばれる少なくとも1種のモノマー(第1モノマー)を含んで構成される場合には、コア層の形成は、例えば、乳化重合、懸濁重合、マイクロサスペンジョン重合などによって製造することができ、例えばWO2005/028546号公報に記載の方法を用いることができる。
また、コア層を形成するポリマーがオルガノシロキサン系ゴムポリマーを含んで構成される場合には、コア層の形成は、例えば、乳化重合、懸濁重合、マイクロサスペンジョン重合などによって製造することができ、例えばEP1338625号公報に記載の方法を用いることができる。

(シェル層の製造方法)
シェル層は、シェル層形成用モノマーを、公知のラジカル重合により重合することによって形成することができる。コア層をポリマー微粒子(B)前駆体のエマルジョンとして得た場合には、シェル層形成用モノマーの重合は乳化重合法により行うことが好ましく、例えば、WO2005/028546号公報に記載の方法に従って製造することができる。
乳化重合において用いることができる乳化剤(分散剤)としては、ジオクチルスルホコハク酸やドデシルベンゼンスルホン酸などに代表されるアルキルまたはアリールスルホン酸、アルキルまたはアリールエーテルスルホン酸、ドデシル硫酸に代表されるアルキルまたはアリール硫酸、アルキルまたはアリールエーテル硫酸、アルキルまたはアリール置換燐酸、アルキルまたはアリールエーテル置換燐酸、ドデシルザルコシン酸に代表されるN−アルキルまたはアリールザルコシン酸、オレイン酸やステアリン酸などに代表されるアルキルまたはアリールカルボン酸、アルキルまたはアリールエーテルカルボン酸などの各種の酸類、これら酸類のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩などのアニオン性乳化剤(分散剤);アルキルまたはアリール置換ポリエチレングリコールなどの非イオン性乳化剤(分散剤);ポリビニルアルコール、アルキル置換セルロース、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸誘導体などの分散剤が挙げられる。これらの乳化剤(分散剤)は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリマー微粒子(B)の水性ラテックスの分散安定性に支障を来さない限り、乳化剤(分散剤)の使用量は少なくすることが好ましい。また、乳化剤(分散剤)は、その水溶性が高いほど好ましい。水溶性が高いと、乳化剤(分散剤)の水洗除去が容易になり、最終的に得られる硬化物への悪影響を容易に防止できる。
乳化重合法の開始剤として、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、有機過酸化物、過酸化水素、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの熱分解型開始剤が良く知られているが、本発明においては、有機過酸化物が特に好ましい。
好ましい有機過酸化物として、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、パラメンタンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジ−t−ヘキシルパーオキサイドなどを挙げることができる。なかでも、10時間半減期の熱分解温度(以下、T10ともいう)が120℃以上である、ジ−t−ブチルパーオキサイド(T10:124℃)、パラメンタンハイドロパーオキサイド(T10:128℃)、クメンハイドロパーオキサイド(T10:158℃)、t−ブチルハイドロパーオキサイド(T10:167℃)などの有機過酸化物を使用することが、ポリマー微粒子のMEK不溶分量を高くできる点で好ましい。
また有機過酸化物と、必要に応じてナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、グルコースなどの還元剤、および必要に応じて硫酸鉄(II)などの遷移金属塩、さらに必要に応じてエチレンジアミン四酢酸二ナトリウムなどのキレート剤、さらに必要に応じてピロリン酸ナトリウムなどのリン含有化合物などを併用したレドックス型開始剤を使用することが好ましい。
レドックス型開始剤を用いた場合には、前記有機過酸化物が実質的に熱分解しない低い温度でも重合を行うことができ、重合温度を広い範囲で設定できるようになり好ましい。
熱分解型開始剤、レドックス型開始剤を用いる場合には前記還元剤・遷移金属塩・キレート剤などの使用量は公知の範囲で用いることができる。
また、要すれば連鎖移動剤も使用できる。該連鎖移動剤は通常の乳化重合で用いられているものであればよく、特に限定はされない。
前記連鎖移動剤の具体例としては、t−ドデシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、n−ヘキシルメルカプタンなどが挙げられる。
重合に際しての重合温度、圧力、脱酸素などの条件は、公知の範囲のものが適用できる。

≪変性ポリアスパラギン酸エステルの製造法≫
ポリマー微粒子(B)を前記ポリアスパラギン酸エステル(A)に1次粒子の状態で分散させる方法は、種々の方法が利用できるが、例えば水性ラテックス状態で得られたポリマー微粒子(B)をポリアスパラギン酸エステル(A)と接触させた後、水等の不要な成分を除去する方法、ポリマー微粒子(B)を一旦有機溶剤に抽出後にポリアスパラギン酸エステル(A)と混合してから有機溶剤を除去する方法等が挙げられるが。国際公開WO2005/028546に記載の方法を利用することが好ましい。その具体的な製造方法は、順に、ポリマー微粒子(B)を含有する水性ラテックス(詳細には、乳化重合によってポリマー微粒子(B)を製造した後の反応混合物)を、20℃における水に対する溶解度が5%以上40%以下の有機溶媒と混合した後、さらに過剰の水と混合して、ポリマー微粒子(B)を凝集させる第1工程と、凝集したポリマー微粒子(B)を液相から分離・回収した後、再度有機溶媒と混合して、ポリマー微粒子(B)の有機溶媒溶液を得る第2工程と、有機溶媒溶液をさらにポリアスパラギン酸エステル(A)と混合した後、前記有機溶媒を留去する第3工程とを含んで調製されることが好ましい。
ポリアスパラギン酸エステル(A)は、23℃で液状であると、前記第3工程が容易となる為、好ましい。「23℃で液状」とは、軟化点が23℃以下であることを意味し、23℃で流動性を示すものである。
<硬化性樹脂組成物>
本発明の硬化性樹脂組成物は、ポリアスパラギン酸エステル(A)、ポリマー微粒子(B)およびポリイソシアネート(C)を含む混合物であり、この硬化物は優れたタフネス及び外観を有する。
ポリマー微粒子(B)は、硬化性樹脂組成物中に1次粒子の状態で均一に分散していることが好ましい。
一次粒子とは、個々のポリマー微粒子同士が互いに凝集することなく、それぞれが独立して硬化性樹脂組成物(及び変性ポリアスパラギン酸エステル)全体に分散している事を意味する。
ポリマー微粒子が一次分散している事は、硬化性樹脂組成物の硬化物を電子顕微鏡等で観察してポリマー微粒子の分散状態を判定すればよい。
さらに本発明は、ポリオール(D)をさらに含有する硬化性樹脂組成物であることが好ましい。該硬化性樹脂組成物の硬化物は、より優れたタフネスを有する。
さらにこれらの硬化性樹脂組成物は、必要があれば他の配合剤を含んでもよい。

<ポリイソシアネート(C)>
本発明の硬化性樹脂組成物では、ポリイソシアネート(C)を使用する。ポリイソシアネート(C)は単独で用いてもよく2種以上併用してもよい。本発明の(A)成分や(B)成分と反応し、硬化性樹脂組成物中のポリウレアやポリウレタンを形成する必須構成成分である。ポリイソシアネート(C)としては、従来公知のポリイソシアネート化合物が用いられる。従来公知のポリイソシアネート化合物としては、ジイソシアネート化合物や、これ以外のポリイソシアネート化合物を用いることができる。ジイソシアネート化合物としては、例えば、脂肪族ジイソシアネート化合物、脂環式ジイソシアネート化合物、芳香脂肪族ジイソシアネート化合物、芳香族ジイソシアネート化合物等を用いることができる。以下、それらの具体例を挙げる。
脂肪族ジイソシアネート化合物としては、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、2,6−ジイソシアネートメチルカプロエート等が挙げられる。
脂環式ジイソシアネート化合物としては、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−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、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−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。
芳香脂肪族ジイソシアネート化合物としては、1,3−若しくは1,4−キシリレンジイソシアネート又はそれらの混合物、ω,ω′−ジイソシアネート−1,4−ジエチルベンゼン、1,3−若しくは1,4−ビス(1−イソシアネート−1−メチルエチル)ベンゼン又はそれらの混合物等が挙げられる。
芳香族ジイソシアネート化合物としては、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、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−又は2,6−トリ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等が挙げられる。
ジイソシアネート化合物を除くポリイソシアネート化合物としては、例えば脂肪族、脂環式、芳香脂肪族、芳香族ポリイソシアネート化合物等が挙げられる。以下、それらの具体例を挙げる。
脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、リジンエステルトリイソシアネート、1,4,8−トリイソシアネートオクタン、1,6,11−トリイソシアネートウンデカン、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチルオクタン、1,3,6−トリイソシアネートヘキサン、2,5,7−トリメチル−1,8−ジイソシアネート−5−イソシアネートメチルオクタン等が挙げられる。
脂環式ポリイソシアネート化合物としては、1,3,5−トリイソシアネートシクロヘキサン、1,3,5−トリメチルイソシアネートシクロヘキサン、3−イソシアネートメチル−3,3,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、2−(3−イソシアネートプロピル)−2,5−ジ(イソシアネートメチル)−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2−(3−イソシアネートプロピル)−2,6−ジ(イソシアネートメチル)−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、3−(3−イソシアネートプロピル)−2,5−ジ(イソシアネートメチル)−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、5−(2−イソシアネートエチル)−2−イソシアネートメチル−3−(3−イソシアネートプロピル)−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、6−(2−イソシアネートエチル)−2−イソシアネートメチル−3−(3−イソシアネートプロピル)−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、5−(2−イソシアネートエチル)−2−イソシアネートメチル−2−(3−イソシアネートプロピル)−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、6−(2−イソシアネートエチル)−2−イソシアネートメチル−2−(3−イソシアネートプロピル)−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン等が挙げられる。
芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、1,3,5−トリイソシアネートメチルベンゼン等が挙げられる。
芳香族ポリイソシアネート化合物としては、トリフェニルメタン−4,4′,4″−トリイソシアネート、1,3,5−トリイソシアネートベンゼン、2,4,6−トリイソシアネートトルエン、4,4′−ジフェニルメタン−2,2′,5,5′−テトライソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート等が挙げられる。
更に、ポリイソシアネート化合物として、前記の各種のポリイソシアネート化合物を用いて得た、アロファネート変性体、ビウレット変性体、イソシアヌレート変性体を挙げることができる。
これらの中でも、芳香族ジイソシアネート化合物や芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物は、硬化性樹脂組成物の耐熱性に優れることから好ましい。特に、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−又は2,6−トリレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートが好ましい。
脂肪族ジイソシアネート化合物、脂環式ジイソシアネート化合物、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環式ポリイソシアネート化合物は、得られる硬化物の耐候性に優れることから好ましい。特に、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、および、これらの変性体が好ましい。特に好ましい変性体は、ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット体、二量体および三量体が好ましい。これらの変性体は、バイエル社から、デスモジュール(Desmodur)N100、N3200、N3300、N3400、N3600、N3800、N3900の品番で入手できる。また、旭化成社から、デュラネート(Duranate)24A−100,TPA−100、TLA−100、TKA−100の品番で入手できる。
これらポリイソシアネート化合物の使用に際し、黄変性が問題になる場合には、脂肪族、脂環式のポリイソシアネートを使用するのが好ましい。
本発明の(C)成分は、イソシアネート基をブロック剤でマスクし、常温で不活性化したブロックイソシアネートとすることも可能である。ブロック剤でマスクしたブロックイソシアネートは、加熱(例えば、130〜160℃)や湿気によりブロック剤が解離し、イソシアネート基が再生する。従って、ブロックイソシアネートは、(A)成分や後述の(D)成分と組み合わせて、加熱または湿気硬化型の1液型硬化性樹脂組成物として使用できる。
前記ブロック剤としては、例えば、アルコール類、フェノール類、オキシム類、トリアゾール類、カプロラクタム類等が挙げられる。
アルコール類の好ましい例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ヘキサノール、ラウリルアルコール、t−ブタノール、シクロヘキサノール等を挙げることができる。フェノール類の好ましい例としては、キシレノール、ナフトール、4−メチル−2,6−ジ−t−ブチルフェノール等を挙げることができる。オキシム類の好ましい例としては、2,6−ジメチル−4−ヘプタノンオキシム、メチルエチルケトオキシム、2−ヘプタノンオキシム等が挙げられる。その他、3,5−ジメチルピラゾール、1,2,4−トリアゾール等を好適に用いることができる。これらのなかでも、メタノール、キシレノール、メチルエチルケトオキシムが好ましい。
ポリイソシアネート(C)の使用量は、ポリアスパラギン酸エステル(A)および後述のポリオール(D)の使用量により決定される。すなわち、(C)成分のイソシアネート(NCO)基と、(A)成分の活性水素含有基(NH)または、(A)成分および(D)成分の活性水素含有基(NH+OH)の合計との当量比(NCO/活性水素含有基の合計)を、好ましくは0.80〜3.00、より好ましくは0.90〜2.00、さらに好ましくは1.00〜1.50になるように、(C)成分の使用量を決める。(C)成分が、あまりにも少ない場合や、あまりにも多い場合には、硬化反応が不十分になる。
また、後述のポリオール(D)と過剰量の前記ポリイソシアネート(C)とを、事前に反応させると、ポリマー末端にイソシアネート基を有したポリマーが得られる(プレポリマーともいう)。本発明では、このプレポリマーをポリイソシアネート(C)として使用することができる。
前記プレポリマーの合成方法は従来公知の方法でよい。例えば、撹拌機、コンデンサー、減圧脱水装置、窒素気流装置を備えた密閉式反応釜に、ポリオール類等の末端に活性水素を2個以上有する化合物を仕込み、減圧脱水後、ポリイソシアネート化合物を配合して窒素気流下で70〜150℃にて3〜8時間反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。あるいは、ポリイソシアネート化合物中に、乾燥させたポリオール類を滴下させて反応させることが、反応制御の点で好ましい。イソシアネート基に対するポリオールの活性水素(OH)基の当量比は2以上が好ましい。なお、プレポリマー化の参考方法として、1995年発行の日本ゴム協会誌、68巻、ページ417に記載の方法などがある。
<ポリオール(D)>
ポリオール(D)は、本発明の硬化性樹脂組成物において好ましい成分であり、ポリマー微粒子(B)と併用することで、ポリマー微粒子(B)のタフネス改良効果が向上する。また、前記ポリアスパラギン酸エステル(A)と前記ポリイソシアネート(C)との反応が速すぎる場合に、ポリオール(D)は反応速度を調整するために使用することもできる。ポリオール(D)は、分子中に2個以上の水酸基を有する化合物である。ポリオール(D)の平均分子量は、タフネス改良効果と取り扱いやすさの点から、100〜5000が好ましく、180〜4000がより好ましく、300〜3000が特に好ましい。
ポリオール(D)としては、脂肪族アルコール類、芳香族アルコール類、ポリエーテル型ポリオール類、ポリエステル型ポリオール類、ポリオレフィン型ポリオール類、アクリルポリオール類等を挙げることができる。
脂肪族アルコール類は、二価アルコール、三価以上のアルコール(三価アルコール、四価アルコール等)のいずれであってもよく、二価アルコールとしては、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、1,3−ブタンジオール、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、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール等のアルキレングリコール類(特に炭素数が1〜6程度のアルキレングリコール類)、このアルキレングリコール類の2分子以上(例えば、2〜6分子程度)の脱水縮合物(ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等)等が挙げられる。三価アルコールとしては、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、1,2,6−ヘキサントリオール等(特に炭素数が3〜10程度の三価アルコール)が挙げられる。四価アルコールとしては、ペンタエリスリトール、ジグリセリン等が挙げられる。また、単糖、オリゴ糖、多糖等の糖類が挙げられる。
芳香族アルコール類としては、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール類;ジヒドロキシビフェニル等のビフェニル類;ハイドロキノン、フェノールホルムアルデヒド縮合物等の多価フェノール類;ナフタレンジオール等が挙げられる。
ポリエーテル型ポリオール類としては、例えば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、ジプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、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、ビスフェノールA等のジオール類;トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン等のトリオール類;単糖、オリゴ糖、多糖等の糖類;ソルビトール;アンモニア、エチレンジアミン、尿素、モノメチルジエタノールアミン、モノエチルジエタノールアミン等のアミン類;などの1種又は2種以上の活性水素を含有する開始剤の存在下、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド等を開環重合して得られるランダム又はブロック共重合体等、及びこれらの混合物等が挙げられる。
ポリエステル型ポリオール類としては、例えばマレイン酸、フマル酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、ドデカン二酸、イソフタル酸、アゼライン酸等の多塩基酸およびその酸無水物と、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−へキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等の多価アルコールとを、エステル化触媒の存在下、150〜270℃の温度範囲で重縮合させて得られる重合体が挙げられる。更に、ε−カプロラクトン、バレロラクトン等の開環重合物やポリカーボネートジオールやヒマシ油等の活性水素を2個以上有する活性水素化合物等が挙げられる。
ポリオレフィン型ポリオール類としては、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオールやその水添物等が挙げられる。
アクリルポリオール類としては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートやヒドロキシブチル(メタ)アクリレートやビニルフェノール等の水酸基含有モノマーと、n−ブチル(メタ)アクリレートや2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等の汎用モノマーとの共重合体、及びその混合物等が挙げられる。
これらの中でも、ポリエーテル型ポリオール類は、硬化性樹脂組成物の粘度が低く作業性に優れ、得られる硬化物の硬度と靱性のバランスに優れることから好ましい。また、接着性の観点からは、ポリエステル型ポリオール類が好ましい。耐衝撃性の点で、脂肪族アルコールが好ましく、二価アルコール、三価アルコールがより好ましく、プロピレングリコールがさらに好ましい。
これらのポリオールの中でも水酸基を一分子中に3個以上有する3官能以上の多官能ポリオールは、硬化に際し反応性が高く、得られる硬化物の硬度を高くしたい場合には好ましい。
前記の3官能以上の多官能ポリオールの効果を得るには、その含有量は、(D)成分の全量に基づいて、10重量%以上が好ましく、30重量%以上がより好ましく、50重量%以上が更に好ましく、70重量%以上が特に好ましい。
ポリオール(D)の量は、ポリアスパラギン酸エステル(A)100重量部に対して、0〜200重量部であることが好ましく、(D)成分を必須成分として使用する場合、ポリアスパラギン酸エステル(A)100重量部に対して、1〜180重量部であることが好ましく、10〜150重量部であることがより好ましい。

<その他の配合成分>
<脱水剤>
本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて脱水剤を添加することができる。脱水剤添加により組成物中に存在する水分を除去でき、保存安定性や硬化時の発泡などが改善される。具体例としては、ビニルトリメトキシシラン、酸化カルシウム、ゼオライト、モレキューラシーブス、p−トルエンスルホニルイソシアネート、3−エチル−2−メチル−2−(3−メチルブチル)−1,3−オキサゾリジン等のオキサゾリジン類などが挙げられ、これらは単独あるいは2種以上を組合わせて使用できる。
脱水剤を使用する場合、その使用量は(A)成分〜(C)成分あるいは(A)〜(D)成分の総量100重量部に対して、0.1〜20質量部程度が好ましく、0.5〜10質量部程度がより好ましく、1〜5質量部程度が特に好ましい。

<充填剤>
本発明の硬化性樹脂組成物には、充填剤を添加することができる。充填剤としては、フュームシリカ、沈降性シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、ドロマイト、無水ケイ酸、含水ケイ酸、カーボンブラック;重質炭酸カルシウム、膠質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、ケイソウ土、焼成クレー、クレー、タルク、バライト、無水石膏、酸化チタン、ベントナイト、有機ベントナイト、酸化第二鉄、アルミニウム微粉末、フリント粉末、酸化亜鉛、活性亜鉛華、マイカ、亜鉛華、鉛白、リトポン、硫化亜鉛、燐酸亜鉛アルミニウム、シラスバルーン、ガラスミクロバルーンなどの無機系充填剤やフェノール樹脂や塩化ビニリデン樹脂の有機ミクロバルーン、PVC粉末、PMMA粉末など有機系充填剤;ガラス繊維およびフィラメントの繊維状の無機系充填剤等が挙げられる。
また、上記以外に,例えば、酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄、クロム酸鉛、酸化クロム、ウルトラマリン、コバルトブルー、シアニンブルー、シアニングリーン、レーキレッド、キナクリドンレッドなどの着色顔料も用いることができる。
充填剤を使用する場合、その使用量は(A)成分〜(C)成分あるいは(A)〜(D)成分の総量100重量部に対して好ましくは1〜250重量部、より好ましくは10〜200重量部である。
<難燃剤>
本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、ポリリン酸アンモニウム、トリクレジルホスフェートなどのリン系可塑剤、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、および、熱膨張性黒鉛などの難燃剤を添加することができる。上記難燃剤は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
前記ポリリン酸アンモニウムとしては、従来公知のものを広く使用することができる。これらの中でも、耐水性の観点から、樹脂により被覆し、マイクロカプセル化されたポリリン酸アンモニウムや表面改質されたポリリン酸アンモニウム等の表面処理されたポリリン酸アンモニウムが好ましく、更に好ましくは表面をメラミンホルムアルデヒド樹脂で被覆されたものが好ましい。
難燃剤を使用する場合、その使用量は((A)成分〜(C)成分あるいは(A)〜(D)成分の総量100重量部に対して、好ましくは5〜200重量部、より好ましくは10〜100重量部の範囲で使用される。
<分散剤>
本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて分散剤を添加することができる。該分散剤は、組成物中での、充填剤や顔料などの分散を助ける働きがある。公知の方法に従って、充填剤や顔料とともに混合分散して使用する。分散剤としては、市販されているものを使用することができる。市販品としては、例えば、ANTI−TERRA(登録商標)−U、ANTI−TERRA(登録商標)−U100、ANTI−TERRA(登録商標)−204、ANTI−TERRA(登録商標)−205、DISPERBYK(登録商標)−101、DISPERBYK(登録商標)−102、DISPERBYK(登録商標)−103、DISPERBYK(登録商標)−106、DISPERBYK(登録商標)−108、DISPERBYK(登録商標)−109、DISPERBYK(登録商標)−110、DISPERBYK(登録商標)−111、DISPERBYK(登録商標)−112、DISPERBYK(登録商標)−116、DISPERBYK(登録商標)−130、DISPERBYK(登録商標)−140、DISPERBYK(登録商標)−142、DISPERBYK(登録商標)−145、DISPERBYK(登録商標)−161、DISPERBYK(登録商標)−162、DISPERBYK(登録商標)−163、DISPERBYK(登録商標)−164、DISPERBYK(登録商標)−166、DISPERBYK(登録商標)−167、DISPERBYK(登録商標)−168、DISPERBYK(登録商標)−170、DISPERBYK(登録商標)−171、DISPERBYK(登録商標)−174、DISPERBYK(登録商標)−180、DISPERBYK(登録商標)−182、DISPERBYK(登録商標)−183、DISPERBYK(登録商標)−184、DISPERBYK(登録商標)−185、DISPERBYK(登録商標)−2000、DISPERBYK(登録商標)−2001、DISPERBYK(登録商標)−2008、DISPERBYK(登録商標)−2009、DISPERBYK(登録商標)−2022、DISPERBYK(登録商標)−2025、DISPERBYK(登録商標)−2050、DISPERBYK(登録商標)−2070、DISPERBYK(登録商標)−2096、DISPERBYK(登録商標)−2150、DISPERBYK(登録商標)−2155、DISPERBYK(登録商標)−2163、DISPERBYK(登録商標)−2164、BYK(登録商標)−P104、BYK(登録商標)−P104S、BYK(登録商標)−P105、BYK(登録商標)−9076、BYK(登録商標)−9077、BYK(登録商標)−220S、ANTI−TERRA(登録商標)−250、DISPERBYK(登録商標)−187、DISPERBYK(登録商標)−190、DISPERBYK(登録商標)−191、DISPERBYK(登録商標)−192、DISPERBYK(登録商標)−193、DISPERBYK(登録商標)−194、DISPERBYK(登録商標)−198、DISPERBYK(登録商標)−2010、DISPERBYK(登録商標)−2012、DISPERBYK(登録商標)−2015、DISPERBYK(登録商標)−2090、DISPERBYK(登録商標)−2091、DISPERBYK(登録商標)−2095(いずれもビックケミー社製)、DISPARLON(登録商標) 2150、DISPARLON(登録商標) KS−860、DISPARLON(登録商標) KS−873N、DISPARLON(登録商標) 7004、DISPARLON(登録商標) 1831、DISPARLON(登録商標) 1850、DISPARLON(登録商標) 1860、DISPARLON(登録商標) DA−1401、DISPARLON(登録商標) PW−36、DISPARLON(登録商標) DA−1200、DISPARLON(登録商標) DA−550、DISPARLON(登録商標) DA−703−50、DISPARLON(登録商標) DA−7301、DISPARLON(登録商標) DN−900、DISPARLON(登録商標) DA−325、DISPARLON(登録商標) DA−375、DISPARLON(登録商標) DA−234(いずれも楠本化成社製)、EFKAPOLYMER4550(EFKA社製)、ソルスパース(登録商標)27000、ソルスパース(登録商標)41000、ソルスパース(登録商標)53095(いずれもアビシア社製)等を挙げることができる。これらの中でも、ANTI−TERRA(登録商標)−U100、DISPERBYK(登録商標)−102、DISPERBYK(登録商標)−106、DISPERBYK(登録商標)−108、DISPERBYK(登録商標)−109、DISPERBYK(登録商標)−111、DISPERBYK(登録商標)−116、DISPERBYK(登録商標)−145、DISPERBYK(登録商標)−180、DISPERBYK(登録商標)−185、DISPERBYK(登録商標)−2008、DISPERBYK(登録商標)−2096、DISPERBYK(登録商標)−2155、BYK(登録商標)−P105、BYK(登録商標)−9076、BYK(登録商標)−9077、DISPERBYK(登録商標)−191、DISPERBYK(登録商標)−192、DISPERBYK(登録商標)−2090、DISPERBYK(登録商標)−2095、DISPARLON(登録商標) DA−550、DISPARLON(登録商標) DA−325、DISPARLON(登録商標) DA−375、DISPARLON(登録商標) DA−234は不揮発分含量が高く好ましい。分散剤の数平均分子量は、1000〜10万であることが好ましい。1000未満であると十分な分散安定性が得られないおそれがあり、10万を超えると粘度が高すぎて取り扱いが困難となるおそれがある。より好ましくは、2000〜5万であり、更に好ましくは、4000〜5万である。
分散剤を使用する場合、その使用量は((A)成分〜(C)成分あるいは(A)〜(D)成分の総量100重量部に対して、例えば0.1〜10重量部、好ましくは0.2〜3重量部、より好ましくは0.3〜1重量部の範囲で使用される。

<消泡剤・脱泡剤>
本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて消泡剤を添加することができる。消泡剤・脱泡剤としては、市販されているものを使用することができる。市販品としては、例えば、BYK(登録商標)−051、BYK(登録商標)−052、BYK(登録商標)−053、BYK(登録商標)−054、BYK(登録商標)−055、BYK(登録商標)−057、BYK(登録商標)−1752、BYK(登録商標)−1790、BYK(登録商標)−060N、BYK(登録商標)−063、BYK(登録商標)−065、BYK(登録商標)−066N、BYK(登録商標)−067A、BYK(登録商標)−077、BYK(登録商標)−088、BYK(登録商標)−141、BYK(登録商標)−354、BYK(登録商標)−392、BYK(登録商標)−011、BYK(登録商標)−012、BYK(登録商標)−017、BYK(登録商標)−018、BYK(登録商標)−019、BYK(登録商標)−020、BYK(登録商標)−021、BYK(登録商標)−022、BYK(登録商標)−023、BYK(登録商標)−024、BYK(登録商標)−025、BYK(登録商標)−028、BYK(登録商標)−038、BYK(登録商標)−044、BYK(登録商標)−093、BYK(登録商標)−094、BYK(登録商標)−A501、BYK(登録商標)−A535,BYK(登録商標)−1610、BYK(登録商標)−1615、BYK(登録商標)−1650、BYK(登録商標)−1730、BYK(登録商標)−1790などのビックケミー社製消泡剤・脱泡剤、TEGO(登録商標) Airex910、TEGO(登録商標) Airex920、TEGO(登録商標) Airex940、TEGO(登録商標) Airex944、TEGO(登録商標) Airex950、TEGO(登録商標) Airex980などのエボニック社製消泡剤・脱泡剤や、DISPARLON(登録商標) OX−880EF、DISPARLON(登録商標) OX−881、DISPARLON(登録商標) OX−883、DISPARLON(登録商標) OX−883HF、DISPARLON(登録商標) OX−70、DISPARLON(登録商標) OX−77EF、DISPARLON(登録商標) OX−60、DISPARLON(登録商標) OX−710、DISPARLON(登録商標) OX−720、DISPARLON(登録商標) OX−720EF、DISPARLON(登録商標) OX−750HF、DISPARLON(登録商標) LAP−10、DISPARLON(登録商標) LAP−20、DISPARLON(登録商標) LAP−30等のアクリル系消泡剤、DISPARLON(登録商標) OX−66、DISPARLON(登録商標) OX−715等のシリコーン系アクリル系複合型消泡剤、DISPARLON(登録商標) 1950、DISPARLON(登録商標) 1951、DISPARLON(登録商標) 1952、DISPARLON(登録商標) P−410EF、DISPARLON(登録商標) P−420、DISPARLON(登録商標) P−450、DISPARLON(登録商標) P−425、DISPARLON(登録商標) PD−7等のビニル系消泡剤、DISPARLON(登録商標) 1930N、DISPARLON(登録商標) 1934等のシリコーン系消泡剤(いずれも楠本化成社製)等を挙げることができる。
消泡剤・脱泡剤を使用する場合、その使用量は((A)成分〜(C)成分あるいは(A)〜(D)成分の総量100重量部に対して、例えば0.05〜10重量部、好ましくは0.2〜5重量部、より好ましくは0.3〜3重量部の範囲で使用される。
<湿潤剤>
本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて湿潤剤を添加することができる。湿潤剤の添加により、硬化性樹脂組成物あるいはその硬化物の他材料へのぬれ性・密着性を改善することができる。湿潤剤としては、市販品を使用することができる。市販品としては、例えば、TEGO(登録商標) Twin4000、TEGO(登録商標) Wet240、TEGO(登録商標) WetKL245、TEGO(登録商標) Wet250、TEGO(登録商標) Wet260、TEGO(登録商標) Wet265、TEGO(登録商標) Wet270、TEGO(登録商標) Wet280、TEGO(登録商標) Wet500、TEGO(登録商標) Wet505、TEGO(登録商標) Wet510、TEGO(登録商標) Wet520などのエボニック社製の湿潤剤などを挙げることができる。
湿潤剤を使用する場合、その使用量は(A)成分〜(C)成分あるいは(A)〜(D)成分の総量100重量部に対して、例えば0.05〜5重量部、好ましくは0.1〜3重量部、より好ましくは0.2〜1.5重量部の範囲で使用される。
<溶剤>
本発明の硬化性樹脂組成物には、組成物の粘度を低減し、チクソ性を高め、作業性を改善する目的で、必要に応じて溶剤を使用することができる。溶剤としては、特に限定は無く、各種の化合物を使用することができる。具体例としては、トルエン、キシレン、ヘプタン、ヘキサン、石油系溶媒等の炭化水素系溶剤、トリクロロエチレン等のハロゲン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル系溶剤、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン等のシリコーン系溶剤が例示される。溶剤を使用する場合、外気への汚染の問題から、溶剤の沸点は、150℃以上が好ましく、200℃以上がより好ましく、250℃以上が特に好ましい。これらの溶剤は、単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
但し、溶剤の配合量が多い場合には、環境への影響や人体への毒性が高くなる場合があるため、溶剤の使用量を低減する事が好ましい。その為、溶剤の配合量は、(A)成分〜(C)成分あるいは(A)〜(D)成分の総量100重量部に対して、50重量部以下であることが好ましく、30重量部以下であることがより好ましく、10重量部以下であることが更に好ましく、溶剤を含まないことが特に好ましい。
<粘着性付与剤>
本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて粘着性付与剤を添加することができる。粘着性付与剤としては、特に限定されないが、常温で固体、液体を問わず通常使用されるものを使用することができる。具体例としては、スチレン系ブロック共重合体、その水素添加物、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂(例えば、カシューオイル変性フェノール樹脂、トール油変性フェノール樹脂等)、テルペンフェノール樹脂、キシレン−フェノール樹脂、シクロペンタジエン−フェノール樹脂、クマロンインデン樹脂、ロジン系樹脂、ロジンエステル樹脂、水添ロジンエステル樹脂、キシレン樹脂、低分子量ポリスチレン系樹脂、スチレン共重合体樹脂、石油樹脂(例えば、C5炭化水素樹脂、C9炭化水素樹脂、C5〜C9炭化水素共重合樹脂等)、水添石油樹脂、テルペン系樹脂、DCPD樹脂石油樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。スチレン系ブロック共重合体及びその水素添加物としては、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)、スチレン−エチレンブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン−エチレンプロピレン−スチレンブロック共重合体(SEPS)、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)等が挙げられる。上記粘着性付与剤は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
粘着性付与剤を使用する場合、その使用量は(A)成分〜(C)成分あるいは(A)〜(D)成分の総量100重量部に対して、例えば5〜100重量部、好ましくは10〜50重量部の範囲で使用される。
<レベリング剤>
本発明の組成物には、必要に応じてレベリング剤を添加することができる。レベリング剤としては市販されているものを使用することができる。市販品としては、例えば、BYKETOL(登録商標)−OK、BYKETOL(登録商標)−SPECIAL、BYKETOL(登録商標)−AQ、BYKETOL(登録商標)−WS(いずれもビックケミー社製)、DISPARLON(登録商標) 1970、DISPARLON(登録商標) 230、DISPARLON(登録商標) LF−1980、DISPARLON(登録商標) LF−1982、DISPARLON(登録商標) LF−1983、DISPARLON(登録商標) LF−1984、DISPARLON(登録商標) LF−1985(いずれも楠本化成社製)等を挙げることができる。
レベリング剤を使用する場合、その使用量は(A)成分〜(C)成分あるいは(A)〜(D)成分の総量100重量部に対して、例えば0.05〜10重量部、好ましくは0.2〜5重量部、より好ましくは0.3〜3重量部の範囲で使用される。
<チクソ性付与剤>
本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて垂れを防止し、作業性を良くするためにチクソ性付与剤(垂れ防止剤)を添加してもよい。垂れ防止剤としては特に限定されないが、例えば、ポリアミドワックス類;水添ヒマシ油誘導体類;ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウム等の金属石鹸類等が挙げられる。充填材として示した前記ヒュームドシリカもまた、チクソ性付与剤として使用できる。また、特開平11−349916号公報に記載されているような粒子径10〜500μmのゴム粉末や、特開2003−155389号公報に記載されているような有機質繊維を用いると、チクソ性が高く作業性の良好な組成物が得られる。これらチクソ性付与剤(垂れ防止剤)は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
チクソ性付与剤を使用する場合、その使用量は(A)成分〜(C)成分あるいは(A)〜(D)成分の総量100重量部に対して、例えば0.1〜20重量部の範囲で使用される。
<エポキシ樹脂>
本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じてエポキシ樹脂を添加してもよい。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA(又はF)型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、含アミノグリシジルエーテル樹脂やこれらのエポキシ樹脂に、ビスフェノールA(又はF)類、多塩基酸類等を付加反応させて得られるエポキシ化合物等、公知のエポキシ樹脂が挙げられる。
エポキシ樹脂を使用する場合、その使用量は(A)成分〜(C)成分あるいは(A)〜(D)成分の総量100重量部に対して、例えば0.1〜30重量部の範囲で使用される。
<酸化防止剤>
本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて酸化防止剤(老化防止剤)を使用することができる。酸化防止剤を使用すると硬化物の耐熱性を高めることができる。酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系、モノフェノール系、ビスフェノール系、ポリフェノール系が例示できるが、特にヒンダードフェノール系が好ましい。同様に、チヌビン622LD,チヌビン144,CHIMASSORB944LD,CHIMASSORB119FL(以上いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製);MARK LA−57,MARK LA−62,MARK LA−67,MARK LA−63,MARK LA−68(以上いずれも旭電化工業株式会社製);サノールLS−770,サノールLS−765,サノールLS−292,サノールLS−2626,サノールLS−1114,サノールLS−744(以上いずれも三共株式会社製)等のヒンダードアミン系光安定剤を使用することもできる。
酸化防止剤を使用する場合、その使用量は(A)成分〜(C)成分あるいは(A)〜(D)成分の総量100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で使用するのが好ましく、さらに好ましくは0.2〜5重量部である。
<光安定剤>
本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて光安定剤を使用することができる。光安定剤を使用すると硬化物の光酸化劣化を防止できる。光安定剤としてベンゾトリアゾール系、ヒンダードアミン系、ベンゾエート系化合物等が例示できるが、ヒンダードアミン系が好ましい。特に3級アミン含有ヒンダードアミン系光安定剤を用いるのが組成物の保存安定性改良のために好ましい。3級アミン含有ヒンダードアミン系光安定剤としてはチヌビン622LD,チヌビン144,CHIMASSORB119FL(以上いずれもBASF製);MARK LA−57,LA−62,LA−67,LA−63(以上いずれも株式会社アデカ製);サノールLS−765,LS−292,LS−2626,LS−1114,LS−744(以上いずれも三共株式会社製)などの光安定剤が例示できる。
光安定剤を使用する場合、その使用量は(A)成分〜(C)成分あるいは(A)〜(D)成分の総量100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で使用するのが好ましく、さらに好ましくは0.2〜5重量部である。
<紫外線吸収剤>
本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて紫外線吸収剤を使用することができる。紫外線吸収剤を使用すると硬化物の表面耐候性を高めることができる。紫外線吸収剤としてはベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリシレート系、置換トリル系及び金属キレート系化合物等が例示できるが、特にベンゾトリアゾール系が好ましい。
紫外線吸収剤を使用する場合、その使用量は(A)成分〜(C)成分あるいは(A)〜(D)成分の総量100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で使用するのが好ましく、さらに好ましくは0.2〜5重量部である。フェノール系やヒンダードフェノール系酸化防止剤とヒンダードアミン系光安定剤とベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を併用して使用するのが好ましい。
<シランカップリング剤>
本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じてシランカップリング剤を添加することができる。シランカップリング剤添加により接着性を向上させることができる。具体例としては、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、(イソシアネートメチル)トリメトキシシラン、(イソシアネートメチル)ジメトキシメチルシラン、(イソシアネートメチル)トリエトキシシラン、(イソシアネートメチル)ジエトキシメチルシラン等のイソシアネート基含有シラン類;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−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−(6−アミノヘキシル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(N−エチルアミノ)−2−メチルプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイド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、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビニルベンジル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルトリエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルジエトキシメチルシラン、N−フェニルアミノメチルトリメトキシシラン、(2−アミノエチル)アミノメチルトリメトキシシラン、N,N’−ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン等のアミノ基含有シラン類;N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン等のケチミン型シラン類;γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプト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メチルジエトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン等のメルカプト基含有シラン類;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トリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、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、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等のエポキシ基含有シラン類;β−カルボキシエチルトリエトキシシラン、β−カルボキシエチルフェニルビス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−β−(カルボキシメチル)アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のカルボキシシラン類;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロイルオキシメチルトリメトキシシラン等のビニル型不飽和基含有シラン類;γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等のハロゲン含有シラン類;トリス(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート等のイソシアヌレートシラン類等を挙げることができる。また、これらを変性した誘導体である、アミノ変性シリルポリマー、シリル化アミノポリマー、不飽和アミノシラン錯体、フェニルアミノ長鎖アルキルシラン、アミノシリル化シリコーン、シリル化ポリエステル等もシランカップリング剤として用いることができる。シランカップリング剤の反応物としては、上記アミノシランとエポキシシランの反応物、アミノシランとイソシアネートシランの反応物、各種シランカップリング剤の部分縮合体等を挙げる事ができる。
シランカップリング剤を使用する場合、その使用量は(A)成分〜(C)成分あるいは(A)〜(D)成分の総量100重量部に対して、0.1〜15重量部程度が好ましく、0.5〜10重量部程度がより好ましく、1〜5重量部程度が特に好ましい。配合量がこの範囲を下回ると、接着性や貯蔵安定性が十分ではない場合がある。一方、配合量がこの範囲を上回ると、硬化物の強度が低下する場合がある。
<可塑剤>
本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて可塑剤を添加することができる。可塑剤の添加により、硬化性樹脂組成物の粘度やスランプ性および組成物を硬化して得られる硬化物の引張り強度、伸びなどの機械特性が調整できる。可塑剤の例としては、ジブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジ(2−エチルヘキシル)フタレート、ブチルベンジルフタレート等のフタル酸エステル類;ジオクチルアジペート、ジオクチルセバケート、ジブチルセバケート、コハク酸イソデシル等の非芳香族二塩基酸エステル類;ジエチレングリコールペンゾエート、ジペンタエリスリトールへキサエステル等のグリコールエステル類;オレイン酸ブチル、アセチルリシリノール酸メチル等の脂肪族エステル類;トリクレジルホスフェート、トリブチルホスフェート等のリン酸エステル類;トリメリット酸エステル類;塩素化パラフィン類;アルキルジフェニル、部分水添ターフェニル等の炭化水素系油;プロセスオイル類;エポキシ化大豆油、エポキシステアリン酸ベンジル等のエポキシ可塑剤類を挙げることができる。
可塑剤の使用量が多いほど硬化性樹脂組成物の硬化物の強度が低下するため、可塑剤の使用量を低減する事が好ましく、可塑剤の使用量は、(A)成分〜(C)成分あるいは(A)〜(D)成分の総量100重量部に対して、100重量部以下が好ましく、50重量部以下がより好ましく、30重量部以下が更に好ましく、10重量部以下が特に好ましく、含有しないことが最も好ましい。

<硬化性樹脂組成物の製法>
本発明の硬化性樹脂組成物は、ポリアスパラギン酸エステル(A)、ポリマー微粒子(B)、ポリイソシアネート(C)を含む硬化性樹脂組成物である。さらには、ポリオール(D)を含む硬化性樹脂組成物がタフネスの点において好ましい。
前記配合において、ポリマー微粒子(B)を1次粒子の状態で前記ポリアスパラギン酸エステル(A)に、一旦分散させた分散物を用いる、あるいはポリマー微粒子(B)を1次粒子の状態でポリオール(D)に一旦分散させた分散物を用いることが、前記硬化性樹脂組成物の粘度を制御しやすい点で好ましい。
ポリマー微粒子(B)を前記ポリアスパラギン酸エステル(A)に1次粒子の状態で分散させた前記分散物を得る方法は、前述の変性ポリアスパラギン酸エステルの製造方法を利用できる。また、ポリマー微粒子(B)を前記ポリオール(D)に1次粒子の状態で分散させた前記分散物を得る方法は、前述の変性ポリアスパラギン酸エステルの製造方法において、ポリアスパラギン酸エステルの代わりにポリオールを用いればよい。また、WO2009/014037記載の方法を用いることができる。
上記の工程を経て得た、ポリアスパラギン酸エステル(A)にポリマー微粒子(B)が1次粒子の状態で分散した組成物に、必要があれば、ポリアスパラギン酸エステル(A)を加えて、該組成物を適宜希釈し、更に、ポリイソシアネート(C)、さらにはポリオール(D)を追加混合し、また必要があれば前記その他の配合成分を混合する事により、ポリマー微粒子(B)が分散した本発明の硬化性樹脂組成物が得られる。
また、ポリオール(D)を配合する硬化性樹脂組成物の場合は、ポリオール(D)にポリマー微粒子(B)が1次粒子の状態が分散した組成物に、必要があればポリオール(D)を加えて、さらに該組成物を適宜希釈し、ポリアスパラギン酸エステル(A)、ポリイソシアネート(C)を追加混合し、また必要があれば前記その他の配合成分を混合することにより、ポリマー微粒子(B)が分散した本発明の硬化性樹脂組成物が得られる。
一方、塩析等の方法により凝固させた後に乾燥させて得た、粉体状のポリマー微粒子(B)は、3本ペイントロールやロールミル、ニーダー等の高い機械的せん断力を有する分散機を用いて、ポリアスパラギン酸エステル(A)中に再分散することが可能である。この際、ポリアスパラギン酸エステル(A)とポリマー微粒子(B)の混合物に、高温で機械的せん断力を与えることで、ポリマー微粒子(B)がポリアスパラギン酸エステル(A)中に効率良く分散することを可能にする。分散させる際の温度は、50〜200℃が好ましく、70〜170℃がより好ましく、80〜150℃が更に好ましく、90〜120℃が特に好ましい。温度が50℃よりも小さいと、十分にポリマー微粒子(B)が分散しない場合があり、200℃よりも大きいと、ポリアスパラギン酸エステル(A)とポリマー微粒子(B)が熱劣化する場合がある。
また、本発明の硬化性樹脂組成物は、ポリアスパラギン酸エステル(A)、ポリマー微粒子(B)、ポリイソシアネート(C)、ポリオール(D)を主成分と硬化成分に分けて、2液として混合して調製してもよい。たとえば、ポリアスパラギン酸エステル(A)、ポリマー微粒子(B)、ポリオール(D)の混合成分を主成分とし、ポリイソシアネート(C)を硬化成分としてから本発明の硬化性樹脂組成物を調製してもよい。

<硬化物>
本発明には、上記硬化性樹脂組成物を硬化した硬化物が含まれる。ポリマー微粒子(B)を配合することで、得られた硬化物はタフネスに優れる。
硬化性樹脂組成物は、対象物に適切に塗布した後、例えば温度0〜60℃、時間0.5〜100時間の条件で硬化させればよく、温度設定を2段階以上として硬化させてもよい。

<用途>
本発明の硬化性樹脂組成物は、塗料、キャスティングおよび複合材などに好適である。
本願は、2014年10月21日に出願された日本国特許出願第2014−214722号に基づく優先権の利益を主張するものである。2014年10月21日に出願された日本国特許出願第2014−214722号の明細書の全内容が、本願に参考のため援用される。
以下、実施例および比較例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更して実施することが可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお下記実施例および比較例において「部」および「%」とあるのは、重量部または重量%を意味する。
なお、以下の製造例、実施例および比較例における測定および試験は次のように行った。
[1]ポリマー粒子の平均粒子径の測定
水性ラテックスに分散しているポリマー粒子の体積平均粒子径(Mv)は、マイクロトラックUPA150(日機装株式会社製)を用いて測定した。脱イオン水で希釈したものを測定試料として用いた。
[2]ポリマー微粒子のMEK不溶分量の測定
ラテックスから乾燥させて得られたポリマー微粒子の2gを23℃にて、MEK100gに24時間浸漬した後にMEK不溶分を遠心分離した。得られた不溶分を乾燥させて重量を計り、ポリマー微粒子の重量に対するMEK不溶分の重量分率(%)を算出した。
[3]変性ポリアスパラギン酸エステル中でのポリマー微粒子の分散性
変性ポリアスパラギン酸エステル0.5gと10gのMEKを23℃で混合し、沈殿物が生じるか目視観察した。沈殿物が生じず、均一な分散液が得られた場合を「合格」とし、それ以外を「不合格」とした。
[4]硬化物のタフネスの評価
塗膜のタフネス:ASTM D2794に準じて、試験温度23℃で行った。まず、冷延鋼板(200mm(長さ)×100mm(幅)×0.8mm(厚み))に、200μmの厚みで硬化性樹脂組成物を塗布して、室温で72時間硬化した。この塗膜上に、重さ2kgのおもりを異なる高さから落とし、クラックが入る高さを測定した。これを耐衝撃性指数(cm)とした。
硬化物パネルのタフネス:JIS K7111−1に準じて、23℃でのノッチなしのシェルピーフラットワイズ衝撃試験により評価した。試験器に取り付けたハンマーの最大エネルギーは、2Jであり、使用した試験片のサイズは、50mm(長さ)×6mm(幅)×5mm(厚み)であった。
[5]塗膜外観
[4]の塗膜のタフネスを評価する際に、作製した塗膜の外観を目視観察し、ハジキやムラなどの有無を調べた。滑らかな塗膜を「合格」、ハジキ、ムラ、剥離、ベトツキなどの欠陥がある場合を「不合格」とした。

[6]硬化物のガラス転移温度(Tg)の測定
20mgの硬化物を用いて、セイコーインスツルメント社製の示差走査熱量計DSC220Cにより窒素フロー下で測定した。測定方法は、0℃から150℃へ1分間20℃の昇温速度で昇温し、その後ただちに1分間40℃で0℃まで温度を下げることにより熱履歴を消した。その後、0℃から150℃まで1分間20℃の昇温速度で昇温してガラス転移温度を測定した。
[7]ポリマー微粒子のゴム成分量の測定
コア層(ゴム層)およびシェル層それぞれのモノマー仕込み量と反応率からコア層成分量とシェル層成分量を算出し、コア層成分量の割合を算出することでゴム成分量を求めた。
[8]ポリマー微粒子の分散状態の観察
得られた硬化物を液体窒素で凍結後、破断した。その破断面を走査型電子顕微鏡(日本電子製、JEOL JSM−6300F)を用いて倍率10000倍にて観察して硬化物中のポリマー微粒子の分散状態を判定した。
実施例および比較例において用いたポリアスパラギン酸エステル(A)、ポリマー微粒子(B)、ポリイソシアネート(C)、ポリオール(D)、その他の配合剤を示す。なお、ポリマー微粒子(B)がポリアスパラギン酸エステル(B)に分散したものを分散物:変性ポリアスパラギン酸エステル(H)とした。
<ポリアスパラギン酸エステル(A)>
A−1:デスモフェンNH1420(バイエル社製)(R1、R2はいずれもエチル基、Xは、ジシクロヘキシルメタン基、nは2である)
A−2:デスモフェンNH1520(バイエル社製)(R1、R2はいずれもエチル基、Xは、ジメチルジシクロヘキシルメタン基、nは2である)
<ポリマー微粒子(B)>
後述の製造例を参照。
<ポリイソシアネート(C)>
C−1:デスモジュールN3300(バイエル社製)(変性ヘキサメチレンジイソシアネート)
C−2:デスモジュールN3900(バイエル社製)(変性ヘキサメチレンジイソシアネート)
C−3:デュラネートTPA100(旭化成(株)製)(変性ヘキサメチレンジイソシアネート)
<ポリオール(D)>
D−1:平均分子量1000のポリプロピレングリコール(ジオールタイプ、三井化学(株)製アクトコールD−1000)
D−2:平均分子量3000のポリプロピレングリコール(ジオールタイプ、三井化学(株)製アクトコールD−3000)
D−3:平均分子量300のポリプロピレングリコール(トリオールタイプ、三井化学(株)製アクトコールT−300)
<その他の配合剤>
脱水剤(E):ゼオライトA3 球状 4〜8メッシュ (和光純薬工業(株)製)
脱泡剤(F):TEGO(登録商標) Airex944(エボニック社製)
湿潤剤(G):TEGO(登録商標) Wet250(エボニック社製)
<ポリマー微粒子(B)>
B−1〜B−5:B−1〜B−3は、コアの主成分がブタジエンゴムコアであるコアシェルポリマー、B−4はコアの主成分がオルガノシロキサンゴムであるコアシェルポリマー、B−5はコアの主成分がアクリルゴムであるコアシェルポリマーである。
以下に、ポリマー微粒子(B−1〜B−5)の製造例およびポリマー微粒子(B−1〜B−5)がポリアスパラギン酸エステル(A)に分散した変性ポリアスパラギン酸エステル(H−1〜H−5)の製造例を示す。
(ポリマー微粒子の製造例)
1.コア層の形成
製造例1−1:ポリブタジエンゴムラテックス(R−1)の調製
耐圧重合機中に、脱イオン水200部、リン酸三カリウム0.03部、リン酸二水素カリウム0.25部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(EDTA)0.002部、硫酸第一鉄・7水和塩(Fe)0.001部およびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(SDS)0.15部を投入し、撹拌しつつ十分に窒素置換を行なって酸素を除いた後、ブタジエン(BD)100部を系中に投入し、45℃に昇温した。パラメンタンハイドロパーオキサイド(PHP)0.015部、続いてナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート(SFS)0.04部を投入し重合を開始した。重合開始から4時間目に、SDS0.3部、PHP0.01部、EDTA0.0015部およびFe0.001部を投入した。さらに重合から7時間目に、SDS0.4部を投入した。重合10時間目に減圧下残存モノマーを脱揮除去して重合を終了し、ポリブタジエンゴム粒子を含むラテックス(R−1)を得た。重合反応率は99%以上であった。得られたラテックスに含まれるポリブタジエンゴム粒子の体積平均粒子径は0.18μmであった。
製造例1−2:オルガノシロキサンゴムラテックス(R−2)の調製
脱イオン水251部、ドデシルベンゼンスルホン酸1.8部、オクタメチルシクロテトラシロキサン100部、テトラエトキシシラン2部、γ−アクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン2部の混合液をホモミキサーにてより10000rpmで5分間撹拌してエマルジョンを調製した。このエマルジョンを圧力30MPaに設定した高圧ホモジナイザーに2回通した。得られたエマルジョンを撹拌、還流冷却器、窒素吹込口、モノマーと乳化剤の追加口、温度計を備えた5口ガラス容器に一括して仕込んだ。系を撹拌しながら、80℃に約40分かけて昇温後、80℃で6時間反応させた。その後、25℃に冷却して、20時間放置後、系のpHを水酸化ナトリウムで6.8に戻して重合を終了し、オルガノシロキサンゴム粒子(R−2)を含むラテックスを得た。重合反応率は87%であった。得られたラテックスに含まれるオルガノシロキサン(ポリジメチルシロキサン)ゴム粒子の体積平均粒子径は0.3μmであった。
製造例1−3:アクリルゴムラテックス(R−3)の調製
還流冷却器、窒素吹込口、モノマーと乳化剤の追加口、温度計を備えた5口ガラス容器に、脱イオン水225部、EDTA0.002部、Fe0.001部、SFS0.05部、及びSDS0.7部を仕込み、窒素気流中で撹拌しながら60℃に昇温した。
次に、そこに2−エチルヘキシルアクリレート(2−EHA)3部、ブチルアクリレート(BA)6.6部、アリルメタクリレート(ALMA)0.4部、及びクメンハイドロパーオキサイド(CHP)0.002部の混合物を一括で追加し、1時間撹拌した。
さらに、2−EHA27部、BA59.4部、ALMA3.6部、及びCHP0.02部の混合物を、4時間かけて連続的に滴下した。また、前記混合物の添加後2時間目と4時間目に、SDS0.2部をそれぞれ追加した。前記混合物添加終了から1時間撹拌を続けて重合を完結し、アクリルゴム粒子を含むラテックス(R−3)を得た。重合反応率は99%以上であった。得られたラテックスに含まれるアクリルゴム粒子の体積平均粒子径は0.1μmであった。
2.ポリマー微粒子(B)の調製(シェル層の形成)
製造例2−1:ポリマー微粒子(B−1)を含有するラテックス(B−1LX)の調製
還流冷却器、窒素吹込口、モノマーと乳化剤の追加口、温度計を備えた5口ガラス容器に、製造例1−1で得たラテックス(R−1)1575部(ポリブタジエンゴム粒子518部相当)および脱イオン水315部を仕込み、窒素置換を行いながら60℃で撹拌した。EDTA0.024部、Fe0.006部、SFS1.2部を加えた後、グラフトモノマー(スチレン(ST)130部、メチルメタクリレート(MMA)21部、ヒドロキシブチルアクリレート(HBA)21部)、およびCHP0.4部の混合物を2時間かけて連続的に添加しグラフト重合した。添加終了後、更に2時間撹拌して反応を終了させ、ポリマー微粒子(B−1)のラテックス(B−1LX)を得た。重合反応率は99%以上であった。コアシェルポリマー(B−1)のゴム成分量は、仕込み量と反応率から75%であった。得られたラテックスに含まれるポリマー微粒子(B−1)の体積平均粒子径は0.20μmであり、MEK不溶分量は98%であった。
製造例2−2:ポリマー微粒子(B−2)を含有するラテックス(B−2LX)の調製
製造例2−1において、グラフトモノマーとして<ST130部、MMA21部、HBA21部、CHP0.4部>の代わりに<ST69部、MMA11部、HBA11部、CHP0.2部>を用いたこと以外は製造例2−1と同様にして、ポリマー微粒子(B−2)のラテックス(B−2LX)を得た。重合反応率は99%以上であった。ポリマー微粒子(B−2)のゴム成分量は、仕込み量と反応率からから85%であった。得られたラテックスに含まれるポリマー微粒子(B−2)の体積平均粒子径は0.19μmであり、MEK不溶分量は98%であった。
製造例2−3:ポリマー微粒子(B−3)を含有するラテックス(B−3LX)の調製
製造例2−2において、グラフトモノマーとして<ST69部、MMA11部、HBA11部、CHP0.2部>の代わりに<ST212部、MMA34部、HBA34部>を用い、またCHP0.2部の代わりに、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.6部を使用し、グラフトモノマーを追加する前に、反応系にAIBNを追加したこと以外は製造例2−2と同様にして、ポリマー微粒子(B−3)のラテックス(B−3LX)を得た。重合反応率は99%以上であった。ポリマー微粒子(B−3)のゴム成分量は、仕込み量と反応率からから求めたゴム成分量は、65%であった。得られたラテックスに含まれるポリマー微粒子(B−3)の体積平均粒子径は0.21μmであり、MEK不溶分量は88%であった。
製造例2−4:ポリマー微粒子(B−4)を含有するラテックス(B−4LX)の調製
還流冷却器、窒素吹込口、モノマーと乳化剤の追加口、温度計を備えた5口ガラス容器に、製造例1−2で得たラテックス(R−2)2060部(オルガノシロキサンゴム粒子510部相当)を仕込み、窒素置換を行いながら60℃で撹拌した。EDTA0.024部、Fe0.006部、SFS1.2部を加えた後、グラフトモノマー(ST69部、MMA11部、HBA11部)、およびCHP0.2部の混合物を2時間かけて連続的に添加しグラフト重合した。添加終了後、更に2時間撹拌して反応を終了させ、ポリマー微粒子(B−4)のラテックス(B−4LX)を得た。重合反応率は99%以上であった。ポリマー微粒子(B−4)のゴム成分量は、仕込み量と反応率からから85%であった。得られたラテックスに含まれるポリマー微粒子(B−4)の体積平均粒子径は0.32μmであり、MEK不溶分量は96%であった。
製造例2−5:ポリマー微粒子(B−5)を含有するラテックス(B−5LX)の調製
還流冷却器、窒素吹込口、モノマーと乳化剤の追加口、温度計を備えた5口ガラス容器に、製造例1−3で得たアクリルゴム含有ラテックス(R−3)1680部(アクリルゴム粒子510部相当)およびSDS0.1部を仕込み、窒素置換を行いながら60℃で撹拌した。EDTA0.024部、Fe0.006部、SFS1.2部を加えた後、グラフトモノマー(ST69部、MMA11部、HBA10部、アリルメタアクリレート(ALMA)1部)、およびt−ブチルハイドロパーオキサイド(t−BHP)0.3部の混合物を2時間かけて連続的に添加しグラフト重合した。添加終了後、更に2時間撹拌して反応を終了させ、ポリマー微粒子(B−5)のラテックス(B−5LX)を得た。重合反応率は99%以上であった。ポリマー微粒子(B−5)のゴム成分量は、仕込み量と反応率からから85%であった。得られたラテックスに含まれるポリマー微粒子(B−5)の体積平均粒子径は0.1μmであり、MEK不溶分量は99%であった。
3.ポリマー微粒子(B)がポリアスパラギン酸エステル(A)に分散した変性ポリアスパラギン酸エステル(H−1〜H−5)の調製
製造例3−1:ポリアスパラギン酸エステル(A−1)ベースの変性ポリアスパラギン酸エステル(H−1)の調製
25℃の1L混合槽にメチルエチルケトン(MEK)100部を導入し、撹拌しながら、それぞれ前記製造例2−1で得られたポリマー微粒子(B−1)の水性ラテックス(B−1LX):ポリマー微粒子30部相当分を投入した。均一に混合後、水150部を60部/分の供給速度で投入した。供給終了後、速やかに撹拌を停止したところ、浮上性の凝集体および有機溶媒を一部含む水相からなるスラリー液を得た。次に、水相を槽下部の払い出し口より排出させた。得られた凝集体にMEK70部を追加して均一に混合し、ポリマー微粒子が均一に分散した分散体を得た。この分散体に、ポリアスパラギン酸エステル(A−1)90部を混合した。この混合物から、回転式の蒸発装置で、MEKを除去した。このようにして、ポリアスパラギン酸エステル(A−1)にポリマー微粒子(B−1)が25重量%分散した変性ポリアスパラギン酸エステル(H−1)を得た。
製造例3−2:ポリアスパラギン酸エステル(A−1)ベースの変性ポリアスパラギン酸エステル(H−2)の調製
製造例3−1において使用したポリマー微粒子の水性ラテックス(B−1LX)の代わりに、ポリマー微粒子の水性ラテックス(B−2LX)を用いた以外は、製造例3−1と同様にしてポリアスパラギン酸エステル(A−1)にポリマー微粒子(B−2)が25重量%分散した変性ポリアスパラギン酸エステル(H−2)を得た。
製造例3−3:ポリアスパラギン酸エステル(A−1)ベースの変性ポリアスパラギン酸エステル(H−3)の調製
製造例3−1において使用したポリマー微粒子の水性ラテックス(B−1LX)の代わりに、ポリマー微粒子の水性ラテックス(B−3LX)を用いた以外は、製造例3−1と同様にしてポリアスパラギン酸エステル(A−1)にポリマー微粒子(B−3)が25重量%分散した変性ポリアスパラギン酸エステル(H−3)を得た。
製造例3−4:ポリアスパラギン酸エステル(A−1)ベースの変性ポリアスパラギン酸エステル(H−4)の調製
製造例3−1において使用したポリマー微粒子の水性ラテックス(B−1LX)の代わりに、ポリマー微粒子の水性ラテックス(B−4LX)を用いた以外は、製造例3−1と同様にしてポリアスパラギン酸エステル(A−1)にポリマー微粒子(B−4)が25重量%分散した変性ポリアスパラギン酸エステル(H−4)を得た。
製造例3−5:ポリアスパラギン酸エステル(A−1)ベースの変性ポリアスパラギン酸エステル(H−5)の調製
製造例3−1において使用したポリマー微粒子の水性ラテックス(B−1LX)の代わりに、ポリマー微粒子の水性ラテックス(B−5LX)を用いた以外は、製造例3−1と同様にしてポリアスパラギン酸エステル(A−1)にポリマー微粒子(B−5)が25重量%分散した変性ポリアスパラギン酸エステル(H−5)を得た。
表1および表2に実施例および比較例において、使用したポリマー微粒子および変性ポリアスパラギン酸エステルの特性を示す。
(実施例1〜13、比較例1〜7)
表3に示す成分のうち、ポリイソシアネート(C)を除く成分をそれぞれ計量し、撹拌装置(自転公転ミキサー、あわとり練太郎、株式会社シンキー製)を用いて均一に混合した。その後、ポリイソシアネート(C)を表3に示す量で加えて、同じ撹拌装置にて均一に混合し、すみやかに得られた混合物の脱泡を減圧下で行い硬化性樹脂組成物を得た。その後、すぐに冷延鋼板(200mm(長さ)×100mm(幅)×0.8mm(厚み))に、200μmの厚みで硬化性樹脂組成物を塗布して23℃で72時間硬化して、硬化塗膜を得た。得られた硬化塗膜を用いて、耐衝撃性の評価および外観観察を行った。結果を表3に示す。
表3から、本発明の硬化性樹脂組成物から得られる硬化塗膜は、高い耐衝撃性及び良好な塗膜外観を有することが分かる。なお、ポリマー微粒子は、硬化物中に一次粒子の状態で分散していることを確認した。
(実施例14〜16、比較例8)
表4に示す成分のうち、ポリイソシアネート(C)を除く成分をそれぞれ計量し、撹拌装置(自転公転ミキサー、あわとり練太郎、株式会社シンキー製)を用いて均一に混合した。その後、ポリイソシアネート(C)を表4に示す量で加えて、同じ撹拌装置にて均一に混合し、すみやかに得られた混合物の脱泡を減圧下で行い硬化性樹脂組成物を得た。その後、すぐに硬化性樹脂組成物を、150mm×100mm×5mmのテフロン(登録商標)コートした型に流し込み、30℃で2時間、50℃で2時間硬化して、硬化物を得た。得られた硬化物を切削し、シャルピー衝撃試験およびガラス転移温度測定を行った。結果を、表4に示す。なお、ポリマー微粒子は、硬化物中に一次粒子の状態で分散していることを確認した。
表4から、本発明の硬化性樹脂組成物から得られる硬化物は、ガラス転移温度を維持しつつ、高い耐衝撃性を有することが分かる。

Claims (13)

  1. ポリアスパラギン酸エステル(A)、ポリマー微粒子(B)およびポリイソシアネート(C)を含む硬化性ポリウレア樹脂組成物であって、
    ポリマー微粒子(B)がコアシェル構造を有し、シェル層が水酸基を有するモノマーのポリマーであり、ポリマー微粒子の体積平均粒子径が0.01〜0.6μmであり、(C)成分のイソシアネート(NCO)基と、(A)成分の活性水素含有基(NH)との当量比(NCO/活性水素含有基(NH))が、1.05〜3.00である硬化性ポリウレア樹脂組成物。
  2. ポリマー微粒子(B)を、ポリアスパラギン酸エステル(A)とポリマー微粒子(B)の合計100重量%に対して0.5〜70重量%含む請求項1に記載の硬化性ポリウレア樹脂組成物。
  3. ポリマー微粒子(B)のシェル層を構成する水酸基を有するモノマー単位の量が、シェル層100重量%中、1〜40重量%である請求項1または2に記載の硬化性ポリウレア樹脂組成物。
  4. ポリオール(D)を含む請求項1〜3のいずれかに記載の硬化性ポリウレア樹脂組成物。
  5. ポリマー微粒子(B)が、架橋ポリマーからなる弾性ゴムのコア層と、これにグラフト重合されたポリマーからなるシェル層より構成されるポリマーである請求項1〜4のいずれかに記載の硬化性ポリウレア樹脂組成物。
  6. ポリマー微粒子(B)が、ジエン系ゴム、(メタ)アクリレート系ゴム、及びオルガノシロキサン系ゴムよりなる群から選択される1種以上のコア層を有する請求項1〜5のいずれかに記載の硬化性ポリウレア樹脂組成物。
  7. ポリマー微粒子(B)が、芳香族ビニルモノマー、ビニルシアンモノマー、及び(メタ)アクリレートモノマーよりなる群から選択される1種以上のモノマー成分を、コア層にグラフト重合してなるシェル層を有する請求項1〜6のいずれかに記載の硬化性ポリウレア樹脂組成物。
  8. ポリマー微粒子(B)中のゴム成分量が60〜95重量%であり、かつ該ポリマー微粒子のメチルエチルケトン不溶分量が85重量%以上である請求項1〜7のいずれかに記載の硬化性ポリウレア樹脂組成物。
  9. ポリマー微粒子(B)が、硬化性ポリウレア樹脂組成物中に1次粒子の状態で均一に分散している請求項1〜8のいずれかに記載の硬化性ポリウレア樹脂組成物。
  10. ポリマー微粒子(B)の硬化性ポリウレア樹脂組成物に占める割合が、0.1〜20重量%((A)+(B)+(C)+(D)=100重量%)である請求項1〜9のいずれかに記載の硬化性ポリウレア樹脂組成物。
  11. ポリイソシアネート(C)のイソシアネート(NCO)基と、ポリアスパラギン酸エステル(A)及びポリオール(D)の活性水素含有基(NH+OH)の合計との当量比(NCO/活性水素含有基(NH+OH)の合計)が1.05〜3.00の範囲になるように配合される請求項4〜10のいずれかに記載の硬化性ポリウレア樹脂組成物。
  12. ポリオール(D)の量が、ポリアスパラギン酸エステル(A)100重量部に対して、0〜200重量部である請求項4〜11のいずれかに記載の硬化性ポリウレア樹脂組成物。
  13. 請求項1〜12のいずれかに記載の硬化性ポリウレア樹脂組成物を硬化した硬化物。
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