JP6897894B1 - 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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-
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- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
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Abstract
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、1,4−ブタンジオールを必須原料と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。)40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88.7質量部、及びn−酢酸ブチル354.8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445.6質量部、エチルアクリレート36質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート252.8質量部、メタクリル酸25.6質量部、n−酢酸ブチル160質量部、及びtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート32質量部との混合物(アクリル部設計Tg80℃)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50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、質量比[(A)/(B)]が5/95、重量平均分子量が10,500、固形分水酸基価が143mgKOH/g、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、1,4−ブタンジオールを必須原料と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。)40質量部、及びn−酢酸ブチル443.5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542.4質量部、エチルアクリレート20質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート164質量部、メタクリル酸33.6質量部、n−酢酸ブチル160質量部、及びtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート28質量部との混合物(アクリル部設計Tg90℃)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50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、質量比[(A)/(B)]が5/95、重量平均分子量が12,100、固形分水酸基価が95mgKOH/g、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−2)120質量部、及びn−酢酸ブチル420.2質量部を加え、内温を130℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート456質量部、エチルアクリレート16質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート192質量部、メタクリル酸16質量部、n−酢酸ブチル160質量部、及びtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート26.4質量部との混合物(アクリル部設計Tg86℃)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50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、質量比[(A)/(B)]が15/85、重量平均分子量が14,800、固形分水酸基価が125mgKOH/g、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)120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83.2質量部、及びn−酢酸ブチル332.6質量部加え、内温を130℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート396質量部、エチルアクリレート8質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート240質量部、メタクリル酸36質量部、n−酢酸ブチル160質量部、及びtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート32質量部との混合物(アクリル部設計Tg85℃)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50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、質量比[(A)/(B)]が15/85、重量平均分子量が11,900、固形分水酸基価が150mgKOH/g、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)240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90質量部、及びn−酢酸ブチル313.2質量部加え、内温を125℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート361.6質量部、エチルアクリレート8質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート160.8質量部、メタクリル酸29.6質量部、n−酢酸ブチル160質量部、及びtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート30.4質量部との混合物(アクリル部設計Tg88℃)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50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、質量比[(A)/(B)]が30/70、重量平均分子量が14,900、固形分水酸基価が128mgKOH/g、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、1,4−ブタンジオールを必須原料と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G4671」、数平均分子量1000;以下、「ポリカーボネートジオール(A−3)」と略記する。)40質量部、n−酢酸ブチル443.5質量部加え、内温を130℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート470.4質量部、エチルアクリレート89.6質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート174.4質量部、メタクリル酸25.6質量部、n−酢酸ブチル160質量部、及びtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート32質量部との混合物(アクリル部設計Tg73℃)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50質量%になるようにn−酢酸ブチルで希釈し、質量比[(A)/(B)]が5/95、重量平均分子量が11,000、固形分水酸基価が100mgKOH/g、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、ポリカーボネートジオール(A−3)80質量部、n−酢酸ブチル443.5質量部加え、内温を125℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート502.4質量部、エチルアクリレート20質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート164質量部、メタクリル酸33.6質量部、n−酢酸ブチル160質量部、及びtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート22.8質量部との混合物(アクリル部設計Tg89℃)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50質量%になるようにn−酢酸ブチルで希釈し、質量比[(A)/(B)]が10/90、重量平均分子量が16,000、固形分水酸基価が100mgKOH/g、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、n−酢酸ブチル443.5質量部加え、内温を135℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート525.6質量部、エチルアクリレート36質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート212.質量部、メタクリル酸26.4質量部、n−酢酸ブチル160質量部、及びtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート32質量部との混合物(アクリル部設計Tg83℃)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50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、質量比[(A)/(B)]が0/100、重量平均分子量が9,400固形分水酸基価が114mgKOH/g、である比較用樹脂(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)40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83.3質量部、及びn−酢酸ブチル331.9質量部加え、内温を130℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート549.6質量部、エチルアクリレート34.4質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート166.4質量部、メタクリル酸9.6質量部、n−酢酸ブチル160質量部、及びtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート32質量部との混合物(アクリル部設計Tg85℃)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50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、質量比[(A)/(B)]が5/95、重量平均分子量が10,000、固形分水酸基価が97mgKOH/g、である比較用樹脂(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、ポリカーボネートジオール(A−1)257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474質量部加え、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、シクロヘキシルメタクリレート60質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート26質量部、メタクリル酸4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(アクリル部設計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50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、質量比[(A)/(B)]が30/70、重量平均分子量が11,000、固形分水酸基価が57mgKOH/g、である比較用樹脂(R4)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−3)40質量部、n−酢酸ブチル498.4質量部加え、内温を125℃まで上げた。次いで、メチルメタクリレート502.4質量部、エチルアクリレート14.4質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート148質量部、メタクリル酸99.2質量部、n−酢酸ブチル160質量部、及びtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート32質量部との混合物(アクリル部設計Tg95℃)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50質量%になるようにn−酢酸ブチルで希釈し、質量比[(A)/(B)]が5/95、重量平均分子量が9,900、固形分水酸基価が85mgKOH/g、である比較用樹脂(R4)の溶液を得た。
MMA:メチルメタクリレート
HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート
HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート
MAA:メタクリル酸
EA:エチルアクリレート
CHMA:シクロヘキシルメタクリレート
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%及び硬化剤(住化コベストロウレタン株式会社製「スミジュール N−3300」、ポリイソシアネート化合物)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)中の水酸基の当量と硬化剤中のイソシアネート基の当量とが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(酢酸ブチル/ダイアセトンアルコール/酢酸イソブチル/酢酸エチル=30/30/30/10(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(50mm×70mm×1mm)に乾燥後の膜厚が15〜25μmとなるようにスプレー塗装し、乾燥機にて80℃で30分間加熱乾燥した後、25℃で7日間乾燥して評価用硬化塗膜X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(50mm×70mm×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℃で30分間加熱乾燥した後、25℃で7日間乾燥して評価用硬化塗膜Yを作製した。
上記で得られた評価用硬化塗膜の上にカッターで1mm幅の切込みを入れ碁盤目の数を100個とした。次いで、全ての碁盤目を覆うようにセロハンテープを貼り付け、すばやく引き剥がす操作を4回行い、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を40℃の水に240時間浸漬した後、上記付着性評価と同様の操作を行い、下記の基準により耐水付着性を評価した。
○:100個
△:70〜99個
×:69個以下
上記で得られた評価用硬化塗膜X上に、芳香剤(リトルツリーエアフレッシュナー「ロイヤルパイン」)を15mm×15mmにカットしたものを載せ、500gの分銅で荷重をかけながら74℃で4時間乾燥した後、芳香剤を手で取り除き、外観を目視で観察し、下記基準により耐芳香剤性を評価した。
5:痕跡なし
4:わずかに痕跡あり
3:痕跡あり
2:芳香剤を取り除けるが、基材の素地が露出
1:粘着状態で基材から芳香剤が取り除けない
実施例6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)〜(7)に変更した以外は実施例6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、各評価を行った。
実施例8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)〜(R4)に変更した以外は実施例8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、各評価を行った。
Claims (6)
- 1,4−ブタンジオールを必須原料とした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)、及びカルボキシル基を有する不飽和単量体(b2)を必須成分として含有する不飽和単量体混合物(B)をラジカル重合開始剤を用いて反応させた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)の比率が2〜10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。
- 前記不飽和単量体混合物(B)が、炭素原子数が2〜18のアルキル基を有する不飽和単量体(b3)を含有するものである請求項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、2/98〜60/40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。
- 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比率が20〜90質量%の範囲であり、前記不飽和単量体(b1)の比率が1〜50質量%の範囲であり、前記不飽和単量体(b3)の比率が1〜30質量%の範囲である請求項2又は3記載のポリカーボネート変性アクリル樹脂。
- 請求項1〜4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5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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