JP7153728B2 - 制振材用樹脂組成物 - Google Patents
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Description
例えば、制振塗料に使用できる制振性付与剤として、第2級アルコールエトキシレート骨格を有する化合物を含むものが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
本発明の制振材用樹脂組成物は、第2級アルコールエトキシレート骨格を有する界面活性剤成分、及び、重量平均分子量が6万~35万である樹脂を含む。
なお、本発明における「樹脂」とは、後述の通り、1種の重合体や、2種以上の重合体を含む重合体の混合物や複合化物等である。
本発明の制振材用樹脂組成物は、このような第2級アルコールエトキシレート骨格を有する界面活性剤成分と、重量平均分子量が6万~35万である樹脂との組合せにより、塗膜の耐水性、特に耐温水性が顕著に優れるものとなり、高温・高湿度条件下で優れた制振性を充分に維持することができる塗膜を得ることができる。
ここで、本発明の制振材用樹脂組成物を得る際に、樹脂を乳化重合で製造する際の乳化剤として上記界面活性剤成分を用いて得る場合は、樹脂を製造した後に上記界面活性剤成分を添加して得る場合と比べて、樹脂を製造した後に該樹脂に対して上記界面活性剤成分を含む水溶液を添加する必要がないため、得られる制振材用樹脂組成物の固形分を高くしやすく、濃度の調整が簡単になり、より安定に本発明の制振材用樹脂組成物を生産することができる。
尚、本発明において、固形分とは、例えば、水系溶媒等の溶媒以外の成分、すなわち不揮発分を意味する。
また、上記界面活性剤成分は、反応性基を有していてもよく、この場合、樹脂を乳化重合で製造する際の反応性乳化剤として使用されてもよいが、その少なくとも一部が樹脂中の重合体の構成単位となっていてもよい。
以下では、先ず、本発明に係る第2級アルコールエトキシレート骨格を有する界面活性剤成分について詳しく説明する。
第2級アルコールエトキシレート骨格を有する界面活性剤成分(以下、本発明に係る界面活性剤成分とも言う。)は、第2級アルコールにエチレンオキシドを含むアルキレンオキシドが付加して得られる構造を有していればよく、第2級アルコール由来の分岐状の疎水性基(例えば、炭化水素基)と、エチレンオキシドを含むアルキレンオキシドが付加した構造である親水性基とを有していればよい。エチレンオキシドを含むアルキレンオキシドが付加した構造は、エチレンオキシドを少なくとも1つ付加させて得られる(ポリ)アルキレングリコール鎖である。なお、上記(ポリ)アルキレングリコール鎖は、エチレンオキシドが少なくとも1つ付加したものであればよく、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のエチレンオキシド以外のアルキレンオキシドが更に付加したものであっても構わない。中でも、上記(ポリ)アルキレングリコール鎖は、エチレンオキシド由来の部位が、エチレンオキシドを含むアルキレンオキシド由来の部位の総数100モル%に対して、50~100モル%であることが好ましい。該エチレンオキシド由来の部位は、70モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましく、95モル%以上であることが更に好ましく、99モル%以上であることが特に好ましく、100モル%であることが最も好ましい。すなわち、上記(ポリ)アルキレングリコール鎖は、エチレンオキシドを1つ付加させて得られるエチレングリコール鎖又はエチレンオキシドを2つ以上付加させて得られるポリエチレングリコール鎖であることが好ましい。
また本発明に係る界面活性剤成分は、ノニオン性であることが好ましい。これにより、本発明の制振材用樹脂組成物を用いて得られる塗膜の耐水性がより優れるものとなる。
上記有機基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等の炭化水素基が挙げられ、中でもアルキル基が好ましい。
上記有機基は、炭素数が5以上であることが好ましく、8以上であることがより好ましく、10以上であることが更に好ましく、12以上であることが特に好ましい。また、該炭素数が30以下であることが好ましく、24以下であることがより好ましく、18以下であることが更に好ましく、14以下であることが特に好ましい。
上記一般式(1)におけるm+nの好ましい範囲は、炭化水素基CH3-(CH2)m-CH-(CH2)n-CH3の合計炭素数が上述した有機基の炭素数の好ましい範囲となるように設定すればよく、2以上であることが好ましく、5以上であることがより好ましく、7以上であることが更に好ましく、9以上であることが特に好ましい。また、該炭素数が27以下であることが好ましく、21以下であることがより好ましく、15以下であることが更に好ましく、11以下であることが特に好ましい。
上記一般式(1)におけるxの好ましい範囲は、上述したエチレンオキシドの平均付加モル数の好ましい範囲と同様である。
上述したように、本発明に係る界面活性剤成分は、(ポリ)エチレングリコール鎖の末端が水酸基であるノニオン性のものが好ましい。
上記アニオン性界面活性剤成分は、樹脂を乳化重合で製造する際の乳化剤として好適に使用されてもよいし、樹脂を製造した後に当該樹脂に直接添加されてもよい。なお、上記アニオン性界面活性剤成分は反応性基を有していてもよく、この場合、該アニオン性界面活性剤成分は樹脂を乳化重合で製造する際の反応性乳化剤として使用され、その少なくとも一部が樹脂中の構成単位となったものであってもよい。
上記脂肪族炭化水素基を有するアニオン性界面活性剤成分としては、硫酸塩化合物、又は、コハク酸塩化合物であって、該硫酸塩化合物は、炭素数8以上の脂肪族アルキル基、オレイル基、アルキルフェニル基、スチリル基、及び、ベンジル基からなる群より選択される少なくとも1種の基を有するものであることが好ましい。炭素数8以上の脂肪族アルキル基としては、炭素数12以上あるいは芳香環を1つ以上有するものがより好ましい。
また上記脂肪族炭化水素基が、直鎖状脂肪族炭化水素基であることもまた本発明の好ましい形態の1つである。
これらのアニオン性界面活性剤成分を用いることにより、本発明の制振材用樹脂組成物の特性がより効果的に発揮されることになる。
これらのアニオン性界面活性剤成分として特に好適な化合物としては、後述する反応性乳化剤以外に、ラテムルWX、レベノールWZ、ラテムル118B(花王社製)等を挙げることができる。
スルホコハク酸塩型反応性乳化剤の市販品としては、ラテムルS-120、S-120A、S-180及びS-180A(いずれも商品名、花王社製)、エレミノールJS-2(商品名、三洋化成工業社製)等が挙げられる。
アルケニルコハク酸塩型反応性乳化剤の市販品としては、ラテムルASK(商品名、花王社製)等が挙げられる。
硫酸塩型反応性乳化剤の市販品としては、アデカリアソープSR-10、SR-20、SR-30(ADEKA社製)、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンスルフォネート塩(例えば、三洋化成工業社製「エレミノールRS-30」、日本乳化剤社製「アントックスMS-60」等)、アリルオキシメチルアルキルオキシポリオキシエチレンのスルフォネー卜塩(例えば、第一工業製薬社製「アクアロンKH-05」、「アクアロンKH-10」等)、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウム(例えば、花王社製「ラテムルPD-104」等)等を用いることができる。
本発明の制振材用樹脂組成物は、制振材用樹脂組成物の固形分100質量%中、その他の界面活性剤成分を10質量%以下含むことが好ましく、1質量%以下含むことがより好ましく、0.1質量%以下含むことが更に好ましい。
本発明の制振材用樹脂組成物は、重量平均分子量が6万~35万である樹脂を含む。上記重量平均分子量は、好ましくは7万以上であり、より好ましくは8万以上であり、更に好ましくは11万以上であり、一層好ましくは15万以上であり、より一層好ましくは18万以上であり、更に一層好ましくは20万以上であり、特に好ましくは22万以上である。また、上記重量平均分子量は、好ましくは32万以下であり、より好ましくは30万以下であり、更に好ましくは28万以下である。
なお、重量平均分子量(Mw)は、GPCを用い、後述する実施例に記載の条件により測定することができる。
上記芳香環を有する不飽和単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン等が挙げられ、好ましくはスチレンである。このような形態によって、コストを削減しつつ本発明の効果を充分に発揮することができる。
上記(メタ)アクリル系重合体は、(メタ)アクリル系単量体由来の構成単位を有するものであれば、(メタ)アクリル系単量体から誘導されていてもいなくてもよい。(メタ)アクリル系単量体には、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体、(メタ)アクリル酸系単量体が含まれる。(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体とは、(メタ)アクリル酸のカルボキシル基がアルキルアルコールでエステル化したかたちのカルボン酸エステル基を有する単量体であり、アクリロイルオキシ基若しくはメタクリロイルオキシ基とアルキル基とを有する化合物(単量体)を言う。
上記(メタ)アクリル酸系単量体は、(メタ)アクリル酸(塩)であることが好ましい。(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を言う。
上記(メタ)アクリル酸系単量体の塩としては、金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩等であることが好ましい。金属塩を形成する金属原子としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属原子等の1価の金属原子;カルシウム、マグネシウム等の2価の金属原子;アルミニウム、鉄等の3価の金属原子が好適である。また、有機アミン塩としては、エタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩等のアルカノールアミン塩や、トリエチルアミン塩が好適である。
その他の共重合可能な不飽和単量体としては、例えば、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、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、アリルアクリレート、アリルメタアクリレート等;これら以外の(メタ)アクリル酸系単量体のエステル化物、アクリルアミド、メタクリルアミド等:これら以外の(メタ)アクリル酸系単量体のアミド化物、アクリロニトリルや、トリメチロールプロパンジアリルエーテル等の多官能性不飽和単量体、酢酸ビニル等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用することが好適である。
上記ジエン系重合体は、例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、メチルメタクリレートブタジエンゴム(MBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)等が好適なものとして挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。
また上記樹脂は、例えば、溶液重合、懸濁重合等、公知の方法により重合することができるが、その形態は、単量体成分を乳化重合してなるエマルション樹脂粒子(エマルションに存在する樹脂粒子)であることが好ましい。
なお、ガラス転移温度(Tg)は、使用した単量体組成から、下記計算式(1)を用いて算出されるものである。
なお、本発明に係る樹脂が2種以上の重合体を含む場合、または、重合体の少なくとも1種が多段重合して得られるものである場合(例えば、コア部とシェル部とを有するエマルション樹脂粒子である場合)は、上記ガラス転移温度は、全ての段で用いた単量体組成から算出したTg(トータルTg)を意味する。
これにより、制振材に要求される塗工性等の基本性能を充分なものとした上で、制振性をより優れたものとすることができる。平均粒子径は、より好ましくは400nm以下であり、更に好ましくは350nm以下である。また、平均粒子径は、好ましくは100nm以上である。
上記平均粒子径は後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
本発明の制振材用樹脂組成物は、上述した界面活性剤成分及び樹脂を含むものである限り、効果を阻害しない範囲で、上述した界面活性剤成分及び樹脂以外のその他の成分を含んでもよい。その他の成分としては、例えば、第1級アルコールエトキシレート骨格を有する化合物等の公知の界面活性剤、溶媒、防腐剤等が挙げられる。
本発明の制振材用樹脂組成物は、その他の成分として、水系溶媒等の溶媒を含むことが好ましい。
なお、本明細書中、水系溶媒は、水を含む限りその他の有機溶媒を含んでいてもよいが、水であることが好ましい。
本明細書中、pHは、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
本明細書中、粘度は、後述する実施例に記載の条件により測定することができる。
本発明の制振材用樹脂組成物の製造方法は特に制限されないが、例えば、特開2011-231184号公報に記載の製造方法と同様の方法により好適に製造することができる。
また例えば、本発明は、第2級アルコールエトキシレート骨格を有する界面活性剤の存在下で単量体成分を乳化重合して重量平均分子量が6万~35万であるエマルション樹脂粒子を得る工程を含む制振材用樹脂組成物の製造方法でもある。このようにして得られる制振材用樹脂組成物を用いて形成した塗膜の耐温水性はより優れるものとなり、高温・高湿度条件下でより優れた制振性を維持できる。また、得られる制振材用樹脂組成物の固形分を高くしやすく、濃度の調整が簡単になり、より安定に本発明の制振材用樹脂組成物を生産することができる。
上記第2級アルコールエトキシレート骨格を有する界面活性剤とは、上述した第2級アルコールエトキシレート骨格を有する界面活性剤成分のうち、重合体の構成単位以外のもの(重合体とは別の化合物)を言う。なお、上記第2級アルコールエトキシレート骨格を有する界面活性剤は、重合性基を有する反応性乳化剤であってもよく、重合性基を有することで、乳化重合時に第2級アルコールエトキシレート骨格がエマルション中の重合体の構成単位となることができるものであってもよい。
本発明はまた、本発明の制振材用樹脂組成物、及び、顔料を含む制振塗料でもある。本発明の制振塗料が含む制振材用樹脂組成物の好ましいものは、上述した本発明の制振材用樹脂組成物の好ましいものと同様である。
本発明の制振塗料の固形分100質量%中、本発明の制振材用樹脂組成物に含まれる樹脂の固形分は、1質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることが更に好ましく、15質量%以上であることが特に好ましい。また、上記樹脂の固形分は、70質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることが更に好ましい。
上記顔料は、有機顔料であってもよく、無機顔料であってもよいが、無機顔料であることが好ましい。上記無機顔料は、例えば、無機着色剤、防錆顔料、充填材等の1種又は2種以上を使用することができる。該無機着色剤としては、酸化チタン、カーボンブラック、弁柄等が挙げられる。該防錆顔料としては、リン酸金属塩、モリブデン酸金属塩、硼酸金属塩等が挙げられる。該充填材としては、炭酸カルシウム、カオリン、シリカ、タルク、硫酸バリウム、アルミナ、酸化鉄、ガラストーク、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、珪藻土、クレー等の無機質充填材;ガラスフレーク、マイカ等の鱗片状無機質充填材;金属酸化物ウィスカー、ガラス繊維等の繊維状無機質充填材等が挙げられる。
上記顔料は、平均粒子径が1~50μmのものが好ましい。顔料の平均粒子径は、レーザー回析式粒度分布測定装置により測定することができ、粒度分布からの重量50%径の値である。
上記顔料の配合量としては、本発明の制振塗料中の樹脂の固形分100質量部に対し、10~900質量部とすることが好ましく、より好ましくは100~800質量部であり、更に好ましくは200~500質量部である。
本発明の制振塗料は、更に分散剤を含んでいてもよい。
上記分散剤としては、例えば、ヘキサメタリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム等の無機質分散剤、及び、ポリカルボン酸系分散剤等の有機質分散剤が挙げられる。
上記分散剤の配合量としては、本発明の制振塗料中の樹脂の固形分100質量部に対し、固形分で0.1~8質量部が好ましく、0.5~6質量部がより好ましく、1~3質量部が更に好ましい。
本発明の制振塗料は、更に増粘剤を含んでいてもよい。
上記増粘剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース系誘導体、ポリカルボン酸系樹脂等が挙げられる。
上記増粘剤の配合量としては、本発明の制振塗料中の樹脂の固形分100質量部に対し、固形分で0.01~5質量部が好ましく、0.1~4質量部がより好ましく、0.2~2質量部が更に好ましい。
本発明の制振塗料は、更にその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、例えば、発泡剤;溶媒;有機着色剤;ゲル化剤;消泡剤;可塑剤;安定剤;湿潤剤;防腐剤;発泡防止剤;老化防止剤;防黴剤;紫外線吸収剤;帯電防止剤等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用することができる。
なお、上記顔料、分散剤、増粘剤、及び、他の成分は、例えば、ディスパー、バタフライミキサー、プラネタリーミキサー、スパイラルミキサー、ニーダー、ディゾルバー等を用いて、本発明に係る界面活性剤成分や樹脂等と混合され得る。
上記溶媒としては、例えば、水;エチレングリコール、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート等の有機溶媒が挙げられる。溶媒の配合量としては、本発明の制振塗料の固形分濃度を調整するために適宜設定すればよい。
本発明は、制振材用樹脂組成物、及び、顔料を含む配合物の制振塗料としての使用であって、該制振材用樹脂組成物は、第2級アルコールエトキシレート骨格を有する界面活性剤成分、及び、重量平均分子量が6万~35万である樹脂を含むことを特徴とする使用でもある。
本発明は更に、本発明の制振塗料を用いて得られる制振材(塗膜)でもある。
本発明の塗膜は、厚みが2~8mmであることが好ましい。より充分な制振性を発揮することと、良好な塗膜を形成する点を考慮すると、このような厚みが好ましい。塗膜の厚みは、より好ましくは、2~6mmであり、更に好ましくは、2~5mmである。
また、塗膜を上記温度にする時間は、1~300分であることが好ましい。より好ましくは、2~250分であり、特に好ましくは、10~150分である。
損失係数は、通常ηで表され、塗膜に対して与えた振動がどの程度減衰したかを示すものである。上記損失係数は、数値が高いほど制振性能に優れていることを示す。
上記損失係数は、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
本発明は、例えば、本発明の塗膜を有する乗り物でもある。本発明の乗り物は、その構成部材の少なくとも1つが、本発明の塗膜を有していればよい。乗り物としては、自動車、鉄道車両、船舶、航空機等が挙げられる。本発明の乗り物は、本発明の塗膜を有することにより、高温・高湿度条件下でも充分に優れた制振性を維持できる。
以下の製造例において、各種物性等は以下のように評価した。
<平均粒子径>
エマルション樹脂粒子の平均粒子径は動的光散乱法による粒度分布測定器(大塚電子株式会社FPAR-1000)を用い測定した。
<不揮発分(N.V.)>
得られたエマルション約1gを秤量、熱風乾燥機で150℃×1時間後、乾燥残量を不揮発分として、乾燥前質量に対する比率を質量%で表示した。
<pH>
pHメーター(堀場製作所社製「F-23」)により25℃での値を測定した。
<粘度>
B型回転粘度計(東機産業社製「VISCOMETER TUB-10」)を用いて、25℃、20rpmの条件下で測定した。
以下の測定条件下で、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定した。
測定機器:HLC-8120GPC(商品名、東ソー社製)
分子量カラム:TSK-GEL GMHXL-Lと、TSK-GELG5000HXL(いずれも東ソー社製)とを直列に接続して使用
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
検量線用標準物質:ポリスチレン(東ソー社製)
測定方法:測定対象物を固形分が約0.2質量%となるようにTHFに溶解し、フィルターにてろ過した物を測定サンプルとして分子量を測定する。
上記計算式(1)により重合性単量体成分のガラス転移温度(Tg)を算出するのに使用したそれぞれのホモポリマーのTg値を下記に示した。
メチルメタクリレート(MMA):105℃
スチレン(St):100℃
ブチルアクリレート(BA):-56℃
2-エチルヘキシルアクリレート(2EHA):-70℃
アクリル酸(AA):95℃
(製造例1)
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素導入管及び滴下ロートを取り付けた重合器に脱イオン水280部を仕込んだ。その後、窒素ガス気流下で撹拌しながら内温を75℃まで昇温した。一方、上記滴下ロートにメチルメタクリレート550部、ブチルアクリレート310部、2-エチルヘキシルアクリレート130部、アクリル酸10部、連鎖移動剤であるt-ドデシルメルカプタン(t-DM)1.2部、それぞれ予め20%水溶液に調整した、ソフタノール300(日本触媒社製)125部及びレベノールWZ(商品名、花王社製)125部、並びに、脱イオン水183.0部からなる単量体乳化物を仕込んだ。次に、重合器の内温を75℃に維持しながら、上記単量体乳化物のうちの27.0部、重合開始剤(酸化剤)である5%過硫酸カリウム水溶液5部及び2%亜硫酸水素ナトリウム水溶液10部を添加し、初期重合を開始した。40分後、反応系内を80℃に維持したまま、残りの単量体乳化物を210分にわたって均一に滴下した。同時に5%過硫酸カリウム水溶液95部及び2%亜硫酸水素ナトリウム水溶液90部を210分かけて均一に滴下し、滴下終了後60分同温度を維持し、重合を終了した。
得られた反応液を室温まで冷却後、2-ジメチルエタノールアミン16.7部、脱イオン水39部を添加し、不揮発分55.0%、pH8.5、粘度300mPa・s、平均粒子径200nm、ポリマーのガラス転移温度8.6℃、重量平均分子量347000のアクリル系エマルション(オールアクリル系エマルション)1を得た。
メチルメタクリレート550部、ブチルアクリレート310部、2-エチルヘキシルアクリレート130部の代わりに、スチレン550部、ブチルアクリレート130部、2-エチルヘキシルアクリレート310部を使用した以外は製造例1と同様の反応を行い、ポリマーのガラス転移温度7.1℃、重量平均分子量276000のアクリル系エマルション(アクリルスチレン系エマルション)2を得た。
予め20%水溶液に調整したソフタノール300(日本触媒社製)125部の代わりに予め20%水溶液に調整したソフタノール90(日本触媒社製)125部を使用し、t-ドデシルメルカプタンの使用量を1.2部から1.8部に変更した以外は製造例1と同様の反応を行い、重量平均分子量221000のアクリル系エマルション(オールアクリル系エマルション)3を得た。
予め20%水溶液に調整したレベノールWZ(商品名、花王社製)125部の代わりに予め20%水溶液に調整したアデカリアソープSR-10(商品名、ADEKA社製)125部を使用し、メチルメタクリレート550部の代わりにスチレン550部を使用し、t-ドデシルメルカプタンの使用量を1.2部から2.5部に変更した以外は製造例1と同様の反応を行い、重量平均分子量155000のアクリル系エマルション(アクリルスチレン系エマルション)4を得た。
予め20%水溶液に調整したソフタノール300(日本触媒社製)125部の代わりに予め20%水溶液に調整したソフタノール500(日本触媒社製)125部を使用し、t-ドデシルメルカプタンの使用量を1.2部から3.5部に変更した以外は製造例1と同様の反応を行い、重量平均分子量85000のアクリル系エマルション(アクリルスチレン系エマルション)5を得た。
それぞれ予め20%水溶液に調整した、ソフタノール300(日本触媒社製)125部及びレベノールWZ(商品名、花王社製)125部の代わりに予め20%水溶液に調整した、ソフタノール500(日本触媒社製)125部及びレベノールWZ(商品名、花王社製)200部を使用し、t-ドデシルメルカプタンの使用量を1.2部から2.7部に変更した以外は製造例1と同様の反応を行い、重量平均分子量115000のアクリル系エマルション(アクリルスチレン系エマルション)6を得た。
それぞれ予め20%水溶液に調整した、ソフタノール300(日本触媒社製)125部及びレベノールWZ(商品名、花王社製)125部の代わりに予め20%水溶液に調整したレベノールWZ(商品名、花王社製)250部を使用し、t-ドデシルメルカプタンの使用量を1.2部から1.8部に変更した以外は製造例1と同様の反応を行い、重量平均分子量230000のアクリル系エマルション(オールアクリル系エマルション)7を得た。
それぞれ予め20%水溶液に調整した、ソフタノール300(日本触媒社製)125部及びレベノールWZ(商品名、花王社製)125部の代わりに予め20%水溶液に調整したネオペレックスG-65(商品名、花王社製)250部を使用し、t-ドデシルメルカプタンの使用量を1.2部から1.8部に変更した以外は製造例1と同様の反応を行い、重量平均分子量228000のアクリル系エマルション(オールアクリル系エマルション)8を得た。
t-ドデシルメルカプタンの使用量を1.2部から5.0部に変更した以外は製造例1と同様の反応を行い、重量平均分子量51000のアクリル系エマルション(オールアクリル系エマルション)9を得た。
(ソフタノール300)
株式会社日本触媒製:ポリオキシエチレンアルキルエーテル(第2級アルコールエトキシレート)、EO付加モル数30、第2級アルコールのアルキル基部分の炭素数12~14
(ソフタノール90)
株式会社日本触媒製:ポリオキシエチレンアルキルエーテル(第2級アルコールエトキシレート)、EO付加モル数9、第2級アルコールのアルキル基部分の炭素数12~14
(ソフタノール500)
株式会社日本触媒製:ポリオキシエチレンアルキルエーテル(第2級アルコールエトキシレート)、EO付加モル数50、第2級アルコールのアルキル基部分の炭素数12~14
(レベノールWZ)
花王社製:ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム
(アデカリアソープSR-10)
ADEKA社製:アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン硫酸エステル塩
(ネオペレックスG-65)
花王社製:ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
<制振塗料の調製>
実施例1~4、参考例1、実施例6として、製造例1~6において得られたアクリル系エマルション1~6、及び、比較例1~3として、製造例7~9において得られたアクリル系エマルション7~9を、それぞれ下記の通り配合し、制振塗料を作製し、以下のように各種特性を評価した。結果を表1に示す。
アクリル系エマルション1~9 350部
炭酸カルシウムNN#200*1 620部
分散剤 アクアリックDL-40S*2 6部
増粘剤 アクリセットWR-650*3 4部
*1:日東粉化工業株式会社製 充填剤
*2:株式会社日本触媒製 ポリカルボン酸型分散剤(有効成分44%)
*3:株式会社日本触媒製 アルカリ可溶性のアクリル系増粘剤(有効成分30%)
上記実施例、比較例で得られた制振塗料について、塗膜の外観評価、制振性試験、及び、機械的安定性の評価を下記方法にて実施した。結果を表1に示す。
実施例1~4、参考例1、実施例6及び比較例1~3で調製した制振塗料を冷間圧延鋼板(商品名SPCC・幅15mm×長さ250mm×厚み1.5mm、日本テストパネル社製)の上に3mmの厚みで塗布して80℃で30分間予備乾燥後、150℃で30分間乾燥し、冷間圧延鋼板上に面密度4.0Kg/m2の制振材被膜を形成した。
制振性の測定は、それぞれの温度(10℃、30℃、50℃)における損失係数を、片持ち梁法(株式会社小野測機製損失係数測定システム)を用いて評価した。また、制振性の評価は、総損失係数(10℃、30℃、50℃での損失係数の和)により行い、総損失係数の値が大きいほど制振性に優れるものとした。
[吸水率の評価]
実施例1~4、参考例1、実施例6及び比較例1~3で調製した制振塗料から、幅50mm×長さ100mm×厚み4.0mmの試験片を作製し、150℃で50分間乾燥し、乾燥塗膜を得た。続いて得られた乾燥塗膜の重量を測定し、それぞれ25℃及び50℃に調整した脱イオン水に48時間浸漬後、その重量を測定した。浸漬前後の重量から、下記式で吸水率を求め、以下の基準で評価した。
吸水率=((浸漬後の塗膜重量)-(乾燥塗膜重量))/(乾燥塗膜重量)×100(wt%)
○:塗膜の形状が、浸漬前と変化なし。
×:浸漬前と大きく異なる。一部または全部が消失している。
制振性試験に使用した片持ち梁試験片を、25℃に調整した脱イオン水に24時間浸漬し、余分な水分を拭き取った後、速やかに制振性試験と同様の手法で損失係数を測定した。
耐水試験後に測定した制振性(10℃、30℃、50℃での損失係数の和)の結果を表1に示す。また、耐水試験前の制振性に対する耐水試験後の制振性の変化率を以下の式で算出した。その変化率を表1に示す。
耐水試験前の制振性に対する耐水試験後の制振性の変化率(%)={耐水試験前に測定した制振性(10℃、30℃、50℃での損失係数の和)-耐水試験後に測定した制振性(10℃、30℃、50℃での損失係数の和)}/耐水試験前に測定した制振性(10℃、30℃、50℃での損失係数の和)×100
また実施例1~4、参考例1、実施例6と比較例3とを比較すると、樹脂の重量平均分子量を6万~35万の範囲内とすることで、耐水性(特に、耐温水性)が顕著に優れたものとなることが分かった。また、制振性がより優れたものとなり、しかも耐水試験後も制振性をより充分に維持できることが分かった。
実施例の制振塗料は、界面活性剤として第2級アルコールエトキシレート骨格を有する界面活性剤を使用することと、樹脂の重量平均分子量を6万~35万の範囲内とすることの組合せにより、耐水性に非常に優れ、高温・高湿度条件下でも充分に優れた制振性を発揮できる塗膜を形成できるものであった。
Claims (14)
- 第2級アルコールエトキシレート骨格を有する界面活性剤成分、及び、重量平均分子量が11万~35万である樹脂を含み、
該第2級アルコールエトキシレート骨格を有する界面活性剤成分は、第2級炭素原子にエチレンオキシドの平均付加モル数が3~200である(ポリ)アルキレングリコール鎖が結合した構造を有し、かつノニオン性界面活性剤成分であり、
該樹脂は、(メタ)アクリル系重合体を含むことを特徴とする制振材用樹脂組成物。 - 前記第2級アルコールエトキシレート骨格を有する界面活性剤成分の含有量は、樹脂の固形分100質量%に対して、0.1~20質量%であることを特徴とする請求項1に記載の制振材用樹脂組成物。
- 前記制振材用樹脂組成物は、更に、アニオン性界面活性剤成分を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の制振材用樹脂組成物。
- 前記アニオン性界面活性剤成分は、脂肪族炭化水素基を有するアニオン性界面活性剤成分を含むことを特徴とする請求項3に記載の制振材用樹脂組成物。
- 前記アニオン性界面活性剤成分の含有量は、樹脂の固形分100質量%に対して、0.1~20質量%であることを特徴とする請求項3又は4に記載の制振材用樹脂組成物。
- 前記第2級アルコールエトキシレート骨格を有する界面活性剤成分と、前記アニオン性界面活性剤成分との質量割合は、1:9~9:1であることを特徴とする請求項3~5のいずれかに記載の制振材用樹脂組成物。
- 前記樹脂の形態は、単量体成分を乳化重合してなるエマルション樹脂粒子であることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の制振材用樹脂組成物。
- 前記樹脂は、芳香環を有する不飽和単量体由来の構成単位を有する重合体を含むことを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載の制振材用樹脂組成物。
- 前記一般式(1)におけるm+nは、7以上、15以下であることを特徴とする請求項9に記載の制振材用樹脂組成物。
- 第2級アルコールエトキシレート骨格を有する界面活性剤の存在下で単量体成分を乳化重合して重量平均分子量が11万~35万であるエマルション樹脂粒子を得る工程を含み、該第2級アルコールエトキシレート骨格を有する界面活性剤は、第2級炭素原子にエチレンオキシドの平均付加モル数が3~200である(ポリ)アルキレングリコール鎖が結合した構造を有し、かつノニオン性界面活性剤であり、
該エマルション樹脂粒子は、(メタ)アクリル系重合体を含むことを特徴とする制振材用樹脂組成物の製造方法。 - 請求項1~10のいずれかに記載の制振材用樹脂組成物、及び、顔料を含むことを特徴とする制振塗料。
- 請求項12に記載の制振塗料を用いて得られることを特徴とする塗膜。
- 請求項13に記載の塗膜を有することを特徴とする乗り物。
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