JPH02191658A - ビニル系共重合体樹脂組成物 - Google Patents

ビニル系共重合体樹脂組成物

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JPH02191658A
JPH02191658A JP27460989A JP27460989A JPH02191658A JP H02191658 A JPH02191658 A JP H02191658A JP 27460989 A JP27460989 A JP 27460989A JP 27460989 A JP27460989 A JP 27460989A JP H02191658 A JPH02191658 A JP H02191658A
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meth
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久夫 古川
Yasushi Kato
康 加藤
Yuzuru Kawamura
譲 河村
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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] 本発明は耐候性の改良された樹脂組成物に関する。 [従来の技術・発明が解決しようとする課題〕樹脂材料
の耐候性を改良する方法として、紫外線吸収剤、酸化防
止剤、光安定剤などの老化防止剤を添加する方法と、樹
脂自体を改良する方法とがある。 近年、耐候老化のメカニズムの解明に伴なって樹脂に適
合した老化防止剤の開発が進み、各分野で使用されてい
る。しかしながら、たとえば塗料のような比較的薄い膜
として用いられる分野では、老化防止剤が低分子量であ
るため、経時的に塗膜からブリードしてその効果が低下
することが指摘されている。 この問題を解決するため、たとえば紫外線吸収剤を高分
子量化する方法や樹脂成分にグラフトさせる方法も提案
されCきている。しかし、紫外線吸収剤を高分子量化す
ると樹脂との相溶性に問題が生じ、またグラフトさせた
ばあいにも樹脂中に紫外線吸収セグメントが固定化(ガ
ラス化)されるために易動性が小さくなり(紫外線吸収
セグメントが紫外線吸収に寄与できなくなり)、樹脂の
紫外線に対する耐久性が低下する。 [課題を解決するための手段] 本発明者らは前記の問題点を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、主鎖に2級または3級アミノ基を存する側鎖を
導入することにより、耐候性を著しく改良できることを
見出し、本発明を完成するに至った。 すなわち本発明は、 一般式(■): (式中、R1は炭素数1〜30のアルキル基、アリール
基またはアラルキル基、R”は水素原子または炭素数1
〜30のアルキル基、アリール基もしくはアラルキル基
、R3は水素原子またはメチル基、2は2〜4価の有機
基、pは1〜3の整数を示す)で示される単位を0,1
〜99%(重量%、以下同様)含有するビニル系共重合
体を5〜100%含有する樹脂組成物に関する。 [実施例] 本発明の組成物に用いられるビニル系共重合体は、一般
式(I): で表わされる単位を0.1〜99%含有するビニル系共
重合体である(以下、共重合体(A)という)。 前記一般式(1)中のR1は炭素数1〜30、好ましく
は1〜20のアルキル基、アリール基またはアラルキル
基であり、R2は水素原子または炭素数が1〜30、好
ましくは1〜20のアルキル基、アリール基もしくはア
ラルキル基であり、R3は水素原子またはメチル基であ
る。 前記アルキル基の具体例としては、たとえばメチル基、
ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシ
ル基、ドデシル基、ステアリル基などや、シクロヘキシ
ル基などのシクロアルキル基があげられる。 また前記アリール基の具体例としては、たとえばフェニ
ル基などがあげられ、アラルキル基の具体例としては、
たとえばベンジル基などがあげられる。 一般式+1)中の2は2〜4価の有機基であり、pは1
〜3の整数である。2が1価(すなわち、pが0)のば
あいには、耐候性の向上に効果のある2級アミノ基また
は3級アミノ基を含む基の結合する位置がなくなるので
好ましくない。 前記2で表わされる有機基の具体例としては、たとえば
アルキレン基、ポリエーテルウレタン基、ポリエステル
ウレタン基、オルガノポリシロキサンなどがあげられる
が、柔軟性を有するポリエーテル、ポリエステル、オル
ガノポリシロキサンを有する基が好ましく、数平均分子
量は100〜10.000であるのが好ましい。2が柔
軟性を有し、かつ分子量100〜10,000の基であ
ることにより、本発明の効果がより高められる。 これらの中でも、たとえば後述する多官能イソシアナー
ト化合物と水酸基含有(メタ)アクリレートとをイソシ
アナート基が過剰になるように反応させてえられるイソ
シアナート化合物に、水酸基含有ポリエステル(メタ)
アクリレートを反応させてえられる化合物における、−
0COCH−CI2基および一〇〇〇C(CH3) −
CHz基を除いた部分であるポリエステルウレタンが、
耐候性の点から好ましい。 なお、本明細書にいう(メタ)アクリレートとは、アク
リレートとメタクリレートとを示す意味である。 前記一般式(1)で表わされる単位の共重合体(A)中
における割合は0゜1〜99%、好ましくは2〜80%
、さらに好ましくは5〜50%である。 該割合が0.1%未満のばあいには耐候性改良の効果が
小さくなり、99%をこえるとアミノ基の黄変性が問題
となる。 共重合体(A)中の一般式(1)で表わされる単位以外
の単位としては、たとえばメチル(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、ス
テアリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アク
リレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、トリ
フルオロエチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロ
プロピル(メタ)アクリレート、不飽和ポリカルボン酸
(マレイン酸、フマル酸、イタコン酸など)と炭素数1
〜20の直鎖または分岐のアルコールとのジエステルま
たはハーフエステルなどの不飽和カルボン酸のエステル
;スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ス
チレンスルホン酸、4−ヒドロキシスチレン、ビニルト
ルエンなどの芳香族炭化水素系ビニル化合物;酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、ジアリルフタレートなどのビ
ニルエステルやアリル化合物; (メタ)アクリロニト
リルなどのニトリル基含有ビニル化合物;グリシジル(
メタ)アクリレートなどのエポキシ基含有ビニル化合物
;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、ビニルピリジン
、アミノエチルビニルエーテルなどのアミノ基含有ビニ
ル化合物; (メタ)アクリルアミド、イタコン酸ジア
ミド、α−エチル(メタ)アクリルアミド、クロトンア
ミド、マレイン酸ジアミド、フマル酸ジアミド、N−ビ
ニルピロリドン、N−ブトキシメチル(メタ)アクリル
アミド、N、N−ジメチルアクリルアミド、N−メチル
アクリルアミド、アクリロイルモルホリンなどのアミド
基含有ビニル化合物;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、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、N−メチ
ロール(メタ)アクリルアミド、アロエクス570G 
(東亜合成化学工業■製) 、Placcel FA−
1、Placcel PA−4、Placcel FM
−1,Placeel FM−4(ダイセル■!!りな
との水酸基含有ビニル化合物; (メタ)クリル酸、マ
レイン酸、フマル酸、イタコン酸またはそれらの塩(ア
ルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩など)、無水
マレイン酸などの、不飽和カルボン酸無水物;ビニルメ
チルエーテル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、クロロブ
レン、プロピレン、ブタジェン、イソプレン、マレイミ
ド、N−ビニルイミダゾール、ビニルスルホン酸などの
その他のビニル化合物;Hs C1h  = CHCOO(CH2)J 91 (OC
t(s  )2、CHz  −CHCoo(CHz  
)xSl(QC)I3  )x。 OH。 C11z  −CHCOO(CHz  )35IC1z
  、CH2−C)ICOO(C)12  )i 5i
CI3  、llx CJ+2  = C(CHI) C00(CHz> s
 81 (OCHj> 2 、C11z  −C(CH
3) C00(CH2) ) 81(OCh) 3 、
CI。 CH2−C(CIりCo0(Ch)3 5ICb  、
C11x  −C(C)!3) Coo(CH2) s
  5IC13、などの一般式(M): (R’  )3−n R5−5l−Xn (式中、R4は炭素数1〜lOのアルキル基、ア、リー
ル基またはアラルキル基、Rjは重合性二重結合を有す
る存機残基、Xは水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ
基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、ア
ミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオ
キシ基などの加水分解性基、nは1〜3の整数を示す)
で示される加水分解性シリル基含存ビニル化合物などの
ビニルモノマーに由来する単位;塗料用樹脂を合成する
際に用いられるモノマーやプレポリマーなどに由来する
単位があげられる。 つぎに、前記共重合体(A)の製法について説明する。 該製法にとくに限定はないが、たとえば■多官能イソシ
アナート化合物と水酸基含有(メタ)アクリレートとを
インシアナート基が過剰になるように反応させてえられ
るイソシアナート化合物に、水酸基含有ポリエステル(
メタ)アクリレート(前記反応において水酸基含有アク
リレートを用いたばあいは水酸基金をポリエステルメタ
クリレート、水酸基含有メタクリレートを用いたばあい
は水酸基含有ポリエステルアクリレートを用いるのが好
ましい)を反応させて、1分子中にアクリロイル基とC
112−C(1?3)−基を有する一般式(■);(式
中、R3、Z 、 9は前記と同じ)で示されるオリゴ
マー(a)を合成し、 ■えられたオリゴマー(a>のアクリロイル基に一般弐
■: (1式中、R’   R2R’ 、pは前記と同じ)で
示されるプレポリマー(b)を合成し、■つぎにプレポ
リマー(b)と共重合性化合物を共重合させることによ
り共重合体(^)を製造しうる。 前記多官能イソシアナート化合物の具体例としては、た
とえばβ−イソシアナートエチル(メタ)アクリレート
、(メタ)クリロイルイソシアナート、ベンゼン1〜(
l−イソシアナート−1−メチルエチル)−4−(1−
メチルエチニル)(式中、RI   R2は前記と同じ
)で示されるアミン化合物をマイケル付加させて一般弐
M:基とインシアナート基を分子内にあわせもつ化合物
、イソホロンジイソシアナート、2,4−トルイレンジ
イソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、ジ
フェニルメタン−4,4°−ジイソシアナート、キシリ
レンジイソシアナート、リジンメチルエステルジイソシ
アナート(CHzテ1−NGO (C)12 >@ NCO などがあげられる。 前記水酸基含有(メタ)アクリレートの具体例としては
、たとえばヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒ
ドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブ
チル(メタ)アクリレート、 (式中、R6は水素原子またはメチル基、1は1〜10
0の整数を示す)など、また必要に応じて6機ジオール
、トリオールなどを鎖延長剤として用いたポリ(lり)
アクリレートなどがあげられる。 前記水酸基含何ポリエステル(メタ)アクリレートは、
たとえばエチレングリコール、プロピレングリコール、
グリセリン、トリメチロールプロパンなどの多官能アル
コールと、フタル酸、アジピン酸、トリメリット酸など
の多官能カルボン酸と、(メタ)アクリル酸との縮重合
によってうろことができる。 前記■の工程でえられるオリゴマー(a)は、1分子中
に1個以上のアクリロイル基と1個のCH2−C(R3
)−基とを有するものである限り、とくに限定はない。 前記■の工程における多官能イソシアナートと水酸基含
有(メタ)アクリレートとの反応は、イソホロンジイソ
シアナートやリジンメチルエステルジイソシアナートの
ような分子中のイソシアナート基の反応性に差のある多
官能イソシアナートを用い、多官能イソシアナートと水
酸基金q(メタ)アクリレートとを、イソシアナート基
と水酸基のモル比を2以上:1の割合で用い、20〜1
50℃で反応させるのが好ましい。 また、えられたインシアナート化合物に水酸基含有ポリ
エステル(メタ)アクリレート(前記反応において水酸
基含有アクリレートを用いたばあいは水酸基含有ポリエ
ステルメタクリレート、水酸基含有メタクリレートを用
いたばあいは水酸基含有ポリエステルアクリレート)を
反応させる際の条件は、イソシアナート化合物と水酸基
含有ポリエステル(メタ)アクリレートとを、残ってい
るイソシアナート基と水酸基のモル比を1 : 1.0
〜1.3の割合で用い、20〜150℃で反応させるの
が好ましい。 CHz=C(R” )−基とイソシアナート基を分子内
にあわせもつ化合物と水酸基金をアクリレートを用い、
イソシアナート基と水酸基のモル比を171、O〜1.
3の割合で反応させてもオリゴマ−(ωをうることがで
きる。 ■の工程において、■の工程でえられたオリゴマー(a
)に反応させるアミン化合物の具体例としては、たとえ
ばブチルアミン、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、ドデシルアミン、ステアリル
アミン、シクロヘキシルアミン、ベンジルアミンなどの
1級アミンや、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジー
2−エチルヘキシルアミン、メチルシクロヘキシルアミ
ンなどの2級アミンがあげられる。 ■の工程の反応中、オリゴマー(a)の(メタ)アクリ
ロイル基によるラジカル重合を抑制するために、反応前
にハイドロキノン、ベンゾキノン、フェノチアジン、ハ
イドロキノンモノメチルエーテル(ME)IQ)、2.
B−ジ−ターシャリ−ブチル−4−メチルフェノール(
B)IT)などの重合禁止剤を添加しておくことが好ま
しい。これらの重合禁止剤の中でもMETQやBITが
着色防止の点から好ましい。■の工程の反応は無触媒で
も進行するが、付加反応を促進する触媒、たとえばジメ
チルベンジルアミン、2.4.8−1−リス(ジメチル
アミノエチル)フェノールなどの3級アミン;水酸化ベ
ンジルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルア
ンモニウムクロライドなどの第4級アンモニウム塩;ナ
トリウムメトキサイドなどのアルカリなどを用いてもよ
い。 オリゴマー(a)とアミン化合物とのマイケル付加反応
は、オリゴマー(a)とアミン化合物とをオリゴマー(
a)中のアクリロイル基とアミン化合物のアミノ基を1
:0.9〜1.2の割合で用い、要すれば重合禁止剤お
よび触媒を用い、実質的に無水の条件下で常温〜200
℃の温度で混合、反応させればよい。この反応において
は、副反応を防ぐ意味からもアミン化合物にオリゴマー
(a)を追加する方法が好ましい。オリゴマー(a)は
1分子中にアクリロイル基とメタクリロイル基とを併せ
持つが、アミノ基のアクリロイル基に対する反応性がメ
タクリロイル基よりも高いので、アミン化合物がアクリ
ロイル基に選択的に導入される。 つぎに■の工程において、プレポリマー(b)に、共重
合体(A)中の一般式(11で表わされる単位以外の単
位を与える前記の共重合性化合物を共重合させることに
より、共重合体(^)をうろことができる。 前記共重合体(A)は、通常数平均分子量t、ooo〜
100,000程度、好ましくはt、ooo〜50 、
000程度のものである。 本発明の樹脂組成物は共重合体(A)を5〜100%、
好ましくは10〜100%含有する樹脂組成物である。 前記樹脂組成物中の共重合体(A)の割合が5%未満の
ばあいには、耐候性改良の効果が小さい。 共重合体(A)とともに本発明の樹脂組成物を構成しう
る成分にとくに限定はないが、たとえばラッカー、CA
IIアクリルラッカー、変性アクリルラッカー 2液型
アクリルウレタン樹脂、メラミンアルキド樹脂、アクリ
ルメラミン樹脂、アルキド樹脂、アクリルシリコン樹脂
など、さらには、溶剤、顔料、体質顔料、充填剤、硬化
剤、硬化触媒、レベリング剤、タレ防止剤、ツヤ消し剤
、老化防止剤などがあげられる。 前記のごとき本発明の樹脂組成物は、塗料、シーリング
剤、ボッティング剤、フィルム、その他成形材料などと
して存用な耐候性に優れた組成物である。 本発明の樹脂組成物に含有される2級または3級アミノ
基を側鎖に有する共重合体(A)が、耐候性を著しく向
上させる効果の原因は充分解明されていないが、一種の
光安定化効果と考えらる。また共重合体(^)の主鎖に
柔軟性があり、ある程度の鎖長を有することにより該ア
ミノ基がより易動性を増し効果が大きくなることが予想
される。 本発明の樹脂組成物は、耐候性を付与する成分がビニル
系主鎖に柔軟性のある側鎖でつながっているため、これ
までの添加型の老化防止剤と異なり、ブリードにより効
果が低下することも少ないと考えられる。 さらに本発明の樹脂組成物の耐候性は、チヌビン328
やチヌビンPなどの紫外線吸収剤、あるいはイルガノッ
クス101Oのような酸化防止剤を加えることにより、
相乗的な改良も可能である。 以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが
、本発明はこれらに限定されるものではない。 合成例1 (プレポリマー(b)の合成)撹拌装置、温
度計、チッ素導入管、滴下ロートおよび冷却管をそなえ
た反応器に、イソホロンジイソシアナート(IPDI)
93.2 gおよびジブチルスズジラウレート(DTL
)0.1 rを仕込み、撹拌しながらチッ素雰囲気下、
30℃で2−ヒドロキシエチルメタクリレート4[i、
Ofと2,6−ジターシャリ−ブチル−4−メチルフェ
ノール(BIIT) 0 、2 gとからなる混合物を
1時間にわたって滴下した。 そののちトルエン300 gとプラクセルI’A−4(
C)I2− Cl−C00fCH2′+rOfCO÷C
Hz−カー0寸d。 F4n−573、ダイセル化学■製) 340.2 g
を加え、95℃で3時間反応させた。 反応終了後、赤外吸収スペクトルをシ1定し、2270
cm−1の11icO基の消失、183QCIl−’の
メタクリロイル基および9Hcs−1のアクリロイル基
の残存を確認したのち、30℃でn−ドデシルアミン1
15.8 g−およびトルエン99.7gの混合物を1
時間にわたって滴下し、さらに80℃で1時間反応させ
、プレポリマー(b)をえた。 えられたプレポリマー(b)の赤外吸収スペクトルを測
定したところ、980 cm−’のアクリロイル基の吸
収は消失していた。GPC法による数平均分子量は13
00、固形分濃度は80%であった。 実施fIIi 撹拌装置、温度計、チッ素導入管、滴下ロートおよび冷
却管を備えた反応器に酢酸ブチル160 gを仕込み1
1.0℃に昇温した。つぎにチッ素バブリング撹拌下で
スチレン10011:、メチルメタクリレート195g
、ブチルアクリレート100g、2−ヒドロキシエチル
メタクリレート100g、アクリル酸5.0g、合成例
】でえられたプレポリマー(b)+!3.3 g、アゾ
ビスイソブチロニトリル23.8 gおよび酢酸ブチル
47.5gからなる混合物を5時間にわたって滴下した
。 つぎにアゾビスイソブチロニトリル1.25gおよび酢
酸ブチル50gからなる混合液を110℃で1時間にわ
たって滴下したのち、後重合を2時間行ない、さらに酢
酸ブチルで不揮発分濃度を酢酸ブチルで60%に調整し
てアクリルポリオール(1)をえた。このアクリルポリ
オール(1)は平均分子量約6.000であった。 えられたアクリルポリオール(1)と0R−90(石原
産業■製の酸化チタン)を用いてI’VC(顔料重量濃
度) 40%の自エナメル塗料を調整した。 えられた自エナメル塗料にスーパーベッカミンJ−82
0(大日本インキ化学工業■製のブチル化メラミンNY
 (不揮発物濃度)−60%)をアクリルポリオール(
I)の樹脂固形分100重量部に対し50重量部になる
ように加え、酢酸ブチルで塗装粘度(30cps)まで
希釈した。 (耐候性評価) 70mmX 150mmの磨き軟銅板に、ウレタンサフ
を常法により塗装、硬化させたのち、研磨した。 この上に、えられた塗料をスプレー塗装し、1.50℃
で30分間焼き付けた。塗膜の厚さは50μであった。 つぎにUVC0N  (アトラスエレクトリックデバイ
ス社製)の促進耐候試験機を用い、Uvサイクルを70
℃で8時間、凝縮サイクルを50℃、98%R11で4
時間とし、これを1サイクルとして試験した。そして白
エナメルの光沢値(JIS K 5400の80度鏡面
光沢度)を測定することにより耐候性を評価した。結果
を第1表に示す。 比較例1 プレポリマー(b)を使用しなかったほかは実施例1と
同様にして重合を行ない、不揮発分濃度60%のアクリ
ルポリオール(1)をえた。 えられたアクリルポリオール(1)を用いて、実施例1
と同様にして耐候性を評価した。結果を第1表に示す。 実施例2 撹拌装置、温度計、チッ素導入管、滴下o −トおよび
冷却管を備えた反応器にキシレン1[ioCを仕込み、
100℃に昇温した。つぎにチッ素バブリング撹拌下で
スチレン100g、メチルメタクリレート195g、ブ
チルアクリレート100g1γ−メタクリロキシプロピ
ルトリメトキシシラン100g、N−メチロールアクリ
ルアミド5、Og、合成例1でえられたプレポリマー(
b)113.3g、アゾビスイソブチロニトリル23.
8g。 メタノール5gおよびトルエン47.5[からなる混合
物を5時間にわたって滴下した。 つぎにアゾビスイソブチロニトリル1.25r、キシレ
ン50gからなる混合液を1時間にわたって滴下したの
ち、後重合を2時間行ない、さらに不揮発分濃度をキシ
レンで60%に調整し、加水分解性シリル基含有アクリ
ル(1)をえた。このシリル基含有アクリル(1)は平
均分子量約5,500であった。 えられたシリル基含有アクリル(1)とCR−90を用
いてPWC40%の自エナメル塗料を調製した。 えられた自エナメルにジブチルスズジラウレートをシリ
ル基含有アクリル(1)の樹脂固形分1.0(lffi
m部に対し1重量部になるように加え、キシレンで塗装
粘度(30cps)まで希釈した。 (耐候性評価) 実施fIIiと同様にして予め調整し、1iJ1磨した
ウレタンサラ上に塗料をスプレー塗装し、80℃で30
分間強制乾燥し、さらに常温で1週間硬化させた。塗膜
の厚さは50μであった。 つぎに実施例1と同様にして白エナメルの光沢値を測定
した。結果を第1表に示す。 比較例2 プレポリマー(b)を使用しなかったほかは実施例2と
同様に重合を行ない、不揮発分濃度BO%の加水分解性
シリル基含有アクリル(1)をえた。 えられたシリル基含有アクリル(1)を用いて実施例2
と同様にして耐候性を評価した。結果を第1表に示す。 第  1  表 第1表に示される結果から、本発明の樹脂組成物を用い
たものは光沢の低下が少なく、耐候性に優れていること
がわかる。 [発明の効果] 本発明の樹脂組成物は、耐候性の要求される屋外用の塗
料、シーリング剤、ボッティング剤、成形材料、フィル
ムなどに有用である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式( I ): ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R^1は炭素数1〜30のアルキル基、アリー
    ル基またはアラルキル基、R^2は水素原子または炭素
    数1〜30のアルキル基、アリール基もしくはアラルキ
    ル基、R^3は水素原子またはメチル基、Zは2〜4価
    の有機基、pは1〜3の整数を示す)で示される単位を
    0.1〜99重量%含有するビニル系共重合体を5〜1
    00重量%含有する樹脂組成物。 2 Zがポリエステルウレタンである請求項1記載の樹
    脂組成物。 3 R^3がメチル基である請求項1記載の樹脂組成物
    。 4 塗料用の樹脂材料として用いられる請求項1記載の
    樹脂組成物。
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