JPH01113416A - 塗料用樹脂組成物 - Google Patents

塗料用樹脂組成物

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JPH01113416A
JPH01113416A JP27125887A JP27125887A JPH01113416A JP H01113416 A JPH01113416 A JP H01113416A JP 27125887 A JP27125887 A JP 27125887A JP 27125887 A JP27125887 A JP 27125887A JP H01113416 A JPH01113416 A JP H01113416A
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JP
Japan
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copolymer
functional group
reactive
resin
ethylenically unsaturated
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JP27125887A
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English (en)
Inventor
Sadaichi Tonomura
外村 貞一
Atsushi Takamatsu
厚 高松
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Dai Nippon Toryo KK
Original Assignee
Dai Nippon Toryo KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は長期耐候性、耐薬品性、基材との密着性等に優
れた塗膜を与える、活性エネルギー線硬化型塗料用樹脂
組成物に関するものである。
〈従来の技術〉 従来、活性エネルギー線硬化型塗料用樹脂組成物として
ポリエステルアクリレート樹脂系、エポキシアクリレー
ト樹脂系、ウレタンアクリレート樹脂系等が主なものと
して知られている。
ところで近年、カーテンウォーノ収プレコートメタル等
の金属塗装分野、プラスチック塗装分野あるいは無機建
材塗装分野等において塗膜の高寿命化が強く要求される
ようになってきている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 このような要求に対して、従来の活性エネルギー線硬化
型塗料では、長期針、候性等の点で十分満足出来ず、早
期改良が要望されていた。
一方、長期耐候性等に優れたi料として、ポリイソシア
ネート硬化系のフッ素樹脂系塗料が知られているが、二
液型の場合、常温硬化が可能であるが、硬化時間が長く
、かつポットライフが短かいという欠点があり、一方、
−波型の場合加熱硬化が必要であり、また硬化時間も二
液型に比較し、大巾に短縮出来るものの数分〜数十分も
かかり、いずれにしても短時間硬化が必要な工場ライン
塗装用には適してない。
本発明者等は、このような現状に鑑み、前記問題点を解
消した、数十秒以内に硬化する、工場ライン塗装用に適
し、かつ長期耐候性、耐薬品性、耐食性、密着性等に優
れた高寿命の塗膜を与える、活性エネルギー線硬化型塗
料用樹脂組戊窃を見出し、本発明に到ったものである。
〈問題点を解決するための手段〉 すなわち、本発明は: (i)分子中に反応性の炭素−炭素二重結合を持つ含フ
ッ素共重合体(A>と、官能基を持つエチレン性不飽和
単量体を含むエチレン性不飽和単量体(B)とを反応さ
せて得られる、官能基含有含フッ素グラフト共重合体と
、(11)分子中に前記官能基に対して反応性を有する
官能基を持ち、かつ反応性の炭素−炭素二重結合を持つ
化合物と、 の反応物である、分子中に反応性の炭素−炭素二重結合
を持つ樹脂(X)を主成分とする、活性エネルギー線硬
化型塗料用樹脂組成物に関するものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
゛本発明において用いられる、分子中に反応性の炭素−
炭素二重結合を持つ含フッ素共重合体(A)は、水酸基
、みルボキシル基、グリシジル基、アミ7基等の官能基
を有する公知の含フッ素共重合体(a′)に、前記官能
基と反応性を有し、且つ分子中にα、β−エチレン性不
飽和結合を有する化合物(a′)を反応させて得られる
ものである。
前記含フッ素共重合体(a′)としては、特開昭57−
34107号公報、特開昭58−136605号公報、
特開昭59−102961号公報、特開昭59−102
962号公報、特開昭59−189108号公報、特開
昭60−67518号公報、特開昭61−57609号
公報、特開昭62−7767号公報などに記載されてい
る共重合体が挙げられる。例えば、含フッ素共重合体と
しては、フルオロオレフィン;官能基を有するビニルエ
ーテルあるいは官能基を有するアクリル酸又はメタクリ
ル酸系の単量体;官能基を持たないビニルエーテル(含
フッ素ビニルエーテルであってもよい)あるいはカルボ
ン酸ビニルエステルを必須構成成分として夫々40〜6
0モル%、0.5〜25モル%、5〜50モル%の割合
で含有するものである。
前記共重合体(a′)の原料のフルオロオレフィントシ
ては、パーハロオレフィン、特にクロロトリフルオロエ
チレンあるいはテトラフルオロエチレンを使用すること
が好ましい。ま−た、官能基ヲ含マナいビニルエーテル
としてはシクロヘキシルビニルエーテルと炭素数2〜8
の直鎖状あるいは分岐状のアルキル基を有するビニルエ
ーテルが好ましく、カルボン酸ビニルエステルとしては
、シクロヘキサンカルボン酸ビニルエステル、安息香酸
ビニルエーテルベp−tert−ブチル安息香酸ビニル
エステルまたは炭素数1〜18なる脂肪族カルボン酸の
エステルが好ましい。
前記のごとき共重合体(a′)は、所定割合の単量体混
合物に重合媒体の共存下あるいは非共存下に水溶性開始
剤や油溶性開始剤等の重合開始剤あるいは電離性放射性
などの重合開始源を作用せしめて共重合反応を行わしめ
ることにより製造される。
前記共重合体(a′)として例えば、旭硝子製ルミフロ
ンLF100、ルミフロンLF200、ルミフロンLF
210、ルミフロンLF300、ルミフロンLF400
および大日本インキ化学工業製フッ素樹脂に−700、
K−701等が代表的なものとして市販されている。
分子中にα、β−エチレン性不飽和結合を有する化合物
(a′)としては共重合体(a′)の持つ官能基に対し
て反応性を有する任意の化合物が選択出来る。
例えば共重合体(a′)の持つ官能基が水酸基の場合、
無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、無水アク
リル酸、無水メタクリル酸あるいはこれらの酸クロライ
ド等のα、β−不飽和カルホン酸;トリメチルアミン−
メタクリルイミド、N−メチロールアクリルアミド、N
−n−ブトキシメチルアクリルアミド等のアミン−メタ
クリルイミド類あるいはアクリルアミド類:イソシアネ
ートエチルメタクリレート、イソシアネートエチルアク
リレート等のインシアネート基を持つ不飽和化合物;グ
リシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート等の
グリシジル基を持つ不飽和化合物;ビニルトリエトキシ
シラン、T−メ〜タクリ口キシプ口ピルトリメトキシシ
ラン等のアルコキシシリル基を持つ不飽和化合物等が代
表的なものとして挙げられる。
また、共重合体くa′)の持つ官能基がカルボキシル基
の場合、前記グリシジル基を持つ不飽和化合物;前i己
アミンーメタクリルイミド類あるいはアクリルアミド類
;メタクリル酸−tert−ブチルアミノエチル等のア
ミノ基を持つ不飽和化合物等が代表的なものとして挙げ
られる。
また、共重合体(a′)の持つ官能基がグリシジル基の
場合、前記α、β−不飽和カルボン酸;アクリル酸−2
−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシエ
チル等の水酸基を持つ不飽和化合物;前記アミン基を持
つ不飽和化合物;前記アミン−メタクリルイミド類ある
いはアクリルアミド類等が代表的なものとして挙げ゛ら
れる。
また、共重合体(a′)の持つ官能基がアミノ基の場合
、前記インシアネート基を持つ不飽和化合物;前記α、
β−不飽和カルボン酸;前記グリシジル基を持つ不飽和
化合物等が代表的なものとして挙げられる。
本発明において用いられる共重合体(A)は、有機溶剤
(但し、官能基を持たないもの)中にて前記含フッ素共
重合体(a′)と分子中にα、β−エチレン性不飽和結
合を有する化合物(a′)とを約20〜100℃で、1
〜10時間程時間芯させて得られた反応生成物である。
この反応の際、化合物(a′)の二重結合の反応を防止
するために重合防止剤を必要に応じ反応生成物100重
量部に対しO,OO1〜0.5重量部添加する。重合防
止剤としてはハイドロキノン等のハイドロキノン類、ベ
ンゾキノン等のキノン類、アルファナフトール等のフェ
ノール類、ナフテン酸銅等の有機又ハ無機の銅塩類、ア
セトアミジンアセテート等のアミジン類、トリメチルベ
ンジルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム
塩類等が挙げられる。必要に応じ反応触媒を使用するこ
とも出来る。
なお、前記反応は場合により後述するエチレン性不飽和
単量体(B)との重合と同時にすすめてもよい。
また、共重合体(A)は、分子中に反応性の炭素−炭素
二重結合を持つが、その数は、共重合体(A)100g
中に0.001〜0.2モル、特に好ましくは0.00
4〜0.04モルが望ましく、前記範囲未満であると後
述するエチレン性不飽和単量体(B)がグラフト重合し
にくくなり、逆に多過ぎるとグラフト重合時に系が不安
定となりゲル化を起こし易くなる傾向にある。
本発明において用いられる官能基を持つエチレン性不飽
和単量体を含むエチレン性不飽和単量体(B)は、前記
共重合体(A)とグラフト重合し、官能基含有含フッ素
グラフト共重合体(1)を得るために使用されるもので
ある。
エチレン性不飽和単量体(B)は官能基を持つものと官
能基を持たないものの混合単量体である。
官能基を持つエチレン性不飽和単量体(B′)としては
アクリル酸グリシジノペアクリル酸2−ヒドロキシエチ
ル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸
tert−ブチルアミノエチル、メタクリル酸グリシジ
ル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸
2−ヒドロキシプロピル等の(メタ)アクリル酸エステ
ル類;グリセリン、トリメチロールプロパン等の多価ア
ルコールのモノアクリレートまたはモノメタクリレート
;N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタ
クリルアミド、アクリルアミド、メタクリルアミド、ア
クリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロ
トン酸、イタコン酸等の水酸基、カルボキンル基、アミ
ノ基、グリシジル基などの官能基を持つエチレン性不飽
和単量体が代表的なものとして挙げられるが、これらに
限定されるものではない。
一方、官能基を持たないエチレン性不飽和単量体くB′
)としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチノペア
クリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピノペアク
リル酸n−ブチル、アクリル酸インブチノペアクリル酸
tert−ブチル6、アクリル酸2−エチルヘキシノペ
アクリル酸ラウリル、アクリル酸トリデシノベアグリル
酸ステナリル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロ
ピノベメタクリル酸インプロピノベメタクリル酸n−ブ
チル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸tert
−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリ
ル酸ラウリル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸
ステアリル、メタクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)
アクリル酸エステル類;スチレンもしくはビニルトルエ
ン、α−メチルスチレン、クロロスチレン等の置換スチ
レン;アクリロニトリル、メタシクロニトリル、塩化ビ
ニノペギ酸ヒニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニBy
、ステアリン酸ビニノヘマレイン酸ジアルキルエステル
、ジビニルベンゼン等が代表的なものとして挙げられる
又、耐候性を低下させるために一般式:CH2= C−
C00Xで表わされる含フッ素エチレン性不飽和単量体
、具体的には CH2=CHC00CH2CF’3、 CH2=ClIC0OC)!2CF2CF2H。
CH2=CHCOOCH2(CF2CF2) 2H。
CH,=CHCOOCH2(CF2CF2) 3H。
Cル2 =CH(:0OC)I2CHJSO2CaF1
7、H3C3L l CH2=CC00CH,CH2N5O□C,F、、、C
Hz=CHCOOCH2CtF+s 1CH2=CHC
00CH2CH2C8F、7、CH2=CHC00CH
2CH2RF(RF;C6F、、〜Cl2F2Sの混合
物)等 及びビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(βメトキ
シエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニ
ルトリメトキシシラン、T−メタクリロキシプロピルト
リエトキシシラン等の含珪素エチレン性不飽和単量体も
使用し得る。
本発明において用いられる官能基含有含フッ素グラフト
共重合体(i)は、前記共重合体(A)と前記エチレン
性不飽和単量体(B)〔すなわち(B′)と(B′)の
混合単量体〕とを過酸化ベンゾイル、ジターシャリープ
チルパーオギシド等の過酸化物系ラジカル開始剤あるい
はアゾビスイソブチロニトリノベアゾビスバレロニトリ
ル等のアゾ系ラジカル開始剤等のラジカル開始剤存在下
、約80〜140℃で、3〜10時間ラジカル重合させ
たものである。
前記エチレン性不飽和単量体(B)の使用量は、グラフ
ト共重合体(C)中に15〜70重量%、好ましくは2
5〜60重量%になるような範囲が望ましい。エチレン
性不飽和単量体の量が前記範囲より少ないと被塗物に対
する密着性が低下し、逆に多過ぎると耐候性が低下する
ので好ましくない。
前記エチレン性不飽和jp−量体(B)中の官能基を持
つエチレン性不飽和単量体くB′)の使用量は前記得ら
れるグラフト共重合体(i)100g当たり、官能基数
が0.01〜0.4モル、好ましくは0.05〜0.2
5モルとなるような量が望ましい。
官能基数が前記範囲より少ないと後述する活性エネルギ
ー線による硬化が不十分となり、逆に多過ぎると極性が
著しく高くなるため有機溶剤に溶解しにくくなることが
ある。
本発明で使用される、分子中に反応性の炭素−炭素二重
結合を持つ樹脂(X)は前記官能基含有フッ素グラフト
共重合体(1)と該共重合体(i)の官能基に対する反
応性を有する官能基を持ち、かつ反応性の炭素−炭素二
重結合を持つ化合物(11)を反応させて得られたもの
である。化合物(■)としては前記化合物(a′)と同
様なものが使用出来る。樹脂(X)は重合触媒存在下(
さらに必要に応じ、反応性の炭素−炭素二重結合の反応
を防止するための前記重合防止剤存在下)で約40〜2
00℃で、1〜10時間程時間芯させることにより得ら
れる。
樹脂(X)は、前記グラフト共重合体(C)と化合物(
D)を反応させることにより得られた反応性の炭素−炭
素二重結合の数が、樹脂(X)100g当たり、0.0
1〜0.4モル、好ましくは0、025〜0.25モル
となるような量が望ましい。
反応性の炭素−炭素二重結合の数が前記範囲より少ない
と架橋密度が低く、硬化塗膜の耐溶剤性等が低下し、逆
に多過ぎると得られる塗膜が硬くなり、その結果クラッ
クが生じやすくなり、また耐衝撃性が低下する傾向にあ
る。    。
本発明の塗料用樹脂組成物は前記樹脂(X)を必須成分
とし、その他適宜反応性希釈剤等を配合したものからな
る。
反応性希釈剤としては、活性エネルギー線硬化型塗料組
成物に一般に使用されているラジカル重合性二重結合を
有する化合物が利用可能であるが、特に耐候性等を考慮
してモノアクリレート、モノメタクリレート、ポリアク
リレート、ポリメタクリレートが好適である。具体的に
はシクロへキシルアクリレート、シクロへキシルメタク
リレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレ
ート、カルピトールアクリレート、カルピトールメタク
リレート、2−エチルへキシルアクリレート、2−エチ
ルへキシルメタクリレート、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、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、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、トリエチレングリコールジアクリレート
、トリエチレングリコールジメタクリレート、ネオペン
チルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコー
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アクリレート、
ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレン
グリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコー
ルジアクリレート、ポリプロピレングリコールレジメタ
クリレ−十、トリメチロールプロパントリアクリレート
、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタ
エリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトー
ルトリメタクリレート、トリス(2−アクリロキシエチ
ル)インシアヌレート等が挙げられる。
これら反応性希釈剤は必ずしも配合する必要がないが、
前記樹脂(X)は一般に高粘度となるため塗装作業性等
を考慮して樹脂(X)100重量部に対し150重量部
以下、好ましくはfO〜50重量部配合される。
本発明の塗料用樹脂組成物は、その他必要に応じ各種顔
料;有機溶剤;エポキシアクリレート、ウレタンアクリ
レート、ポリエステルアクリレート、アルキド樹脂、シ
リコン樹脂、ポリアミド樹脂等の改質剤;シランカップ
リング剤、チタンカップリング剤、消泡剤、レベリング
剤等の添加剤を配合することも可能である。
本発明の塗料用樹脂組成物は、活性エネギー線、例えば
紫外線、可視光線、電子線等の照射により重合、硬化し
塗膜を形成する。なお、可視光線、紫外線を利用する場
合は、前記組成物に光重合開始剤を0.05〜5重量%
添加する必要がある。光重合開始剤としては、ペンゾイ
ンアルキルエーテノヘベンゾフェノン、アセトフェノン
、チオキサントン、ベンジル等が挙げられる。
〔発明の効果〕
以上説明した通り、本発明の塗料用樹脂組成物は、活性
エネルギー線硬化法により短時間硬化が可能であり、か
つ従来公知の活性エネルギー線硬化型塗料組成物に比較
し、長期耐候性、耐食性、耐薬品性等に優れ、また従来
公知の含フッ素樹脂塗料組成物の欠点である有機希釈剤
に対する溶解性の悪さ、得られる塗膜の光沢、鮮映性、
透明性等の悪さを解消し、かつ被塗物との密着性を改良
した画期的なものである。
従って、本発明の塗料用樹脂組成物は、各種金属製品、
プラスチック製品、無機建材製品等の保護被覆として、
また光ファイバーやIC基板等の保護被覆として非常に
優れた特性を有し、各種用途に展開が可能であり、工業
的な価1直は非常に大きいものがある。
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。な
お、実施例中「部」、「%」は重量基準であるっ 〈官能基を持つ含フッ素共重合体(a′)の調製〉第1
表に示す単量体(なお、表中の数値はモル%を示す。)
を前記公開公報に記載の方法に従って、官能基を持つ含
フッ素共重合体(ア)〜(つ)を調製した。また、前証
含フッ素共重合体〜(つ)に、さらに無水コハク酸を反
応させ、官能基を持つフッ素共重合体(I)を調製した
〈分子中に反応性の炭素−炭素二重結合を持つ含フッ素
共重合体(A)の調製〉 前記官能基を持つ含フッ素共重合体(ア)〜(1)溶液
(固形分濃度50%)〔但し、表中の数値は固形分換算
の量「部」である。〕と分子中にα、β−エチレン性不
飽和結合を有する化合物(a′)を有機溶剤、反応触媒
存在下、第2表に示す割合で反応させ、分子中に反応性
の炭素−炭素二重結合を持つ含フッ素共重合体(オ)〜
(り)溶液(固形分50%)を調製した。
〈官能基含有含フッ素グラフト共重合体(1)及びアク
リル共重合体の調製〉 第3表に示す成分(但し、表中の含フッ素共重合体は固
形分換算の量「部」である。)に、アゾビスイソブチロ
ニトリルを添加し、重合後の不揮発分が40%になるよ
うキシレン/酢酸ブチル=1/1からなる混合溶剤を加
え、80℃、4時間反応させ、さらにアゾビスイソブチ
ロニトリルを添加後、90℃、4時間反応し、官能基含
有含フッ素グラフト共重合体(ケ)〜(シ)溶液及びア
クリル共重合体(ス)溶液を調製した。
〈分子中に反応性の炭素−炭素二重結合を持つ樹脂(X
)の調製〉 官能基含有含フッ素グラフト共重合体(1);(ケ)〜
(シ)溶液(固形分40%)、アクリル共重合体(ス)
溶液(固形分40%)、前記官能基含有含フッ素共重合
体(ア)〜(1)溶液(固形分40%)と、これら共重
合体の官能基と反応性を有する官能基を持ち、かつ反応
性の炭素−炭素二重結合を持つ化合物(ii )とを反
応触媒及びハイドロキノンの存在下で第4表に示す割合
(但し、表中の共重合体は固形分換算の量「部」である
。)で反応させ、樹脂(口〜(IX)溶液(固形分40
%)を調製した。
実施例1〜2及び比較例1〜2 みがき軟鋼板に第5表に示す塗料組成物(単位二部、表
中の樹脂の数値は固形分換算である。)をナイフコータ
ーにて膜厚が25μになるように塗布し、次いで高圧水
銀灯(80W/am)を用い、10cmの距離から紫外
線を10秒間照射した。得られた塗膜につき、塗膜性能
試験を行ない、その結果を第5表下欄に示した。第5表
より明らかの通り、本発明の塗料用樹脂組成物は、光沢
、耐候性、密着性、耐アルカリ性、耐酸性、耐溶剤性と
も優れていた。
一方、本発明以外の含フッ素共重合体を使用した比較例
1.2は密着性が不良であった。
実施例3〜4及び比較例3〜5 実施例1において硬化手段として、300にeVの電圧
の電子ビームを吸収線量が20Mradになるように照
射する以外は同様にして第5表に示す塗料組成物を塗布
し、得られた塗膜性能試験結果を第5表下欄に示した。
第5表より明らかな通り、本発明の塗料用−樹脂組成物
は光沢、耐候性、密着性、耐アルカリ性、耐酸性、耐溶
剤性とも優れていた。
一方、本発明以外の含フッ素共重合体を使用した比較例
3.4は密着性が不良であった。
また、従来のアクリル共重合体を使用した比較例5は、
耐候性が不良であった。
注3)実施例1.2及び比較例1.2については、みが
き軟鋼板にアクリルウレタン樹脂系白色塗料塗膜を施し
た上に、第5表に示す(クリヤー)塗料組成物を塗布し
た塗板にて初期光沢を測定した。
注4)サンシャインウェザオフ−ター2000時間暴露
後の塗膜外観 ○:異常なし    ×:つや引は 注5)1mmゴハン目セロハンテープ剥離試験○: 9
0/100以上付着 X : 89/100以下付着注
6)30%力性ソーダによる7日間スポット試験 ○:異常なし △;つや引は有 ×:剥離性7)30%
硫酸による7日間スポット試験○:異常なし △:つや
引は有 X:剥離性8)ガーゼにメチルエチルケトンを
浸込ませ、指で強く100往復する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(i)分子中に反応性の炭素−炭素二重結合を持
    つ含フッ素共重合体(A)と、官能基を 持つエチレン性不飽和単量体を含むエチレ ン性不飽和単量体(B)とを反応させて得 られる、官能基含有含フッ素グラフト共重 合体と、 (ii)分子中に前記官能基に対する反応性を有する官
    能基を持ち、かつ反応性の炭素−炭 素二重結合を持つ化合物と、 の反応物である、分子中に反応性の炭素−炭素二重結合
    を持つ樹脂(X)を主成分とする、活性エネルギー線硬
    化型塗料用樹脂組成物。
  2. (2)前記樹脂(X)は、樹脂(X)100g当たり、
    反応性の炭素−炭素二重結合を0.01〜0.4モル持
    つことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の塗
    料用樹脂組成物。
JP27125887A 1987-10-27 1987-10-27 塗料用樹脂組成物 Pending JPH01113416A (ja)

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JP27125887A JPH01113416A (ja) 1987-10-27 1987-10-27 塗料用樹脂組成物

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