JPH04275379A - 塗料組成物 - Google Patents
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
に詳しくは、塗膜外観及び塗膜性能に優れた被膜を与え
る、例えば自動車上塗塗料として好適に使用でき、硬い
埃や洗車によって生じる擦傷や、公害である酸性雨に対
して優れた抵抗性を有する塗料組成物に関する。
ン樹脂塗料,アクリルメラミン樹脂塗料等が使用されて
いるが、耐候性の点で必ずしも十分とはいえず長期間の
美観を維持するために、ワックスがけを入念におこなっ
ているが、満足できるものではなかった。かかる問題点
を解決するためにフルオロオレフィン,シクロヘキシル
ビニルエーテル,アルキルビニルエーテル及びヒドロキ
シアルキルビニルエーテルから成る共重合体を含む被膜
組成物が提案されている(特開昭58−136662号
公報参照)。
物はメラミンやイソシアネートなどで硬化した場合に耐
候性に優れた塗膜は得られるものの、硬い埃や洗車によ
って生じる擦傷や、公害である酸性雨に対して、より優
れた抵抗性をもつことを期待されている。
有ビニルエーテルとを主成分モノマーとする含フッ素共
重合体と、エチルシリケートの部分加水分解物などの縮
合ケイ酸との混合物が擦傷防止の表面処理剤として検討
されている。しかし、硬化収縮時の亀裂発生のため、塗
膜厚みがおおむね 5μm以下であり、自動車上塗塗料
として使用し、酸性雨遮断性などの耐薬品性の点で下塗
塗料を保護するのに十分な塗膜厚みを得ることができな
かった。また、架橋密度が大きいために、塗膜硬度は高
いものの、小石などの飛散に対するチッピング性などが
不良なことが判っている。また、塗装方法が主としてデ
ィッピングによるなど、従来の自動車用塗装設備を利用
できないなどの問題点がある。
の自動車用上塗塗料の問題点を解決し、塗膜外観及び塗
膜性能(例えば、耐候性,硬化性,リコート密着性など
)に優れ、硬い埃や洗車によって生じる擦傷や酸性雨に
対し優れた抵抗性を有する塗膜を与える塗料組成物を提
供することにある。
題点は、(A)水酸基価45〜110mgKOH/g、
酸価 5〜12mgKOH/g の含フッ素共重合体1
00 重量部並びに(B)アルコキシシランまたは金属
アルコキシドの部分加水分解縮合物 5〜200 重量
部を含有して成ることを特徴とする塗料組成物によって
解決される。
(A)は、水酸基価45〜110mgKOH/g、酸価
5〜12mgKOH/g の共重合体である。かかる
共重合体の使用によって所望の塗膜性能が得られる機構
は必ずしも明確ではないが、共重合体中にカルボキシル
基を導入することにより内部触媒の働きをするため、(
B)のアルコキシシランまたは金属アルコキシドの部分
加水分解縮合物との一液型での均一混合を可能ならしめ
、また架橋反応を、自動車用ライン塗装条件である 1
40℃前後、30分前後の焼付条件での硬化を可能なら
しめると考えられる。
アルコキシドの部分加水分解縮合物の硬化時に生じる収
縮による亀裂の発生を防ぎ、塗膜としての耐チッピング
性低下などの脆さを防ぐ適度な柔軟性を与えたり、塗膜
の耐久性,塗膜外観,硬化時の速度制御などに、水酸基
価,酸価の調整が必要である。
10mgKOH/g、酸価は 5〜12mgKOH/g
でなければならず、水酸基価が45mgKOH/g
未満であったり、酸価が 5mgKOH/g 未満であ
ったりすると、硬化性が不足して塗膜性能が不良になる
ので好ましくなく、逆に水酸基価が110mgKOH/
gを越えたり、酸価が12mgKOH/g を越えたり
すると、硬化が過度になりすぎて塗膜が脆くなるので好
ましくない。
以下のようにして測定したものをいう。 水酸基価:樹脂全重量とOH基含有モノマー量より計算
酸価:JIS−K−5400 8.5A 法
】本発明の塗料組成物に使用される(A)の含フッ素共
重合体は、特公昭61−49323 号公報に記載され
た方法などにより製造が可能である。例えば、テロラフ
ルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンなどのフ
ルオロオレフィンと、ヒドロキシアルキルビニルエーテ
ル,ヒドロキシアルキルアリルエーテルなどの水酸基含
有単量体とを共重合せしめる方法、あるいは、フルオロ
オレフィンと、ビニルアルコールのカルボン酸エステル
の如き、加水分解により水酸基を発現する単量体を共重
合した後、加水分解する方法などにより水酸基含有含フ
ッ素共重合体を製造し、しかる後、多塩基酸無水物など
を、該水酸基含有含フッ素共重合体の水酸基の量よりも
少ない量にて、反応せしめることにより、水酸基および
酸基を有する含フッ素共重合体が製造される。
1−268707号、特開平1−268708号、特開
平2−58555 号などに記載された方法、すなわち
、フルオロオレフィン、水酸基含有単量体およびカルボ
キシル基含有単量体を共重合することにより、製造する
ことも可能である。
は、水酸基価および酸価が上記範囲内にあれば、アルキ
ルビニルエーテル、シクロアルキルビニルエーテル、ア
ルキルアリルエーテル、カルボン酸ビニルエステルなど
の単量体が共重合されていてもよい。
重合体は、数平均分子量(GPCでポリスチレン換算で
計算)が3000〜10000 の範囲にあるものが好
ましい。数平均分子量が3000より小さいものは塗膜
の耐久性が低下して好ましくない。また数平均分子量が
10000 より大きいものは塗膜の外観が不良となる
(例えば、鮮映性が悪くなる)ため好ましくない。
であることが重要である。アルコキシシランまたは金属
アルコキシドを加水分解しないで使用すると、(A)成
分との混合不均一、塗装時のハジキなどが発生し、添加
量を増すと水酸基とアルコキシル基とのアンバランスを
生じ、また、促進用触媒を添加しても前記焼付条件では
十分でなく、アルコキシシランまたは金属アルコキシド
による収縮を生じ、単純な(A)成分の硬化剤としての
役割を果たすのみで、本来の強靭性,耐擦傷性,耐薬品
性を十分に発揮し得ない。貯蔵安定性もあり、混和性も
ある部分加水分解縮合物として使用することにより、本
発明の成果を十分に発揮し得るものと考えられる。
しては、テトラアルコキシシラン,トリアルコキシシラ
ン,ジアルコキシシランなどがあるが、塗膜の耐擦傷性
などを考慮すると、テトラアルコキシシラン単独または
テトラアルコキシシランを主成分とし、若干のトリアル
コキシシランまたはジアルコキシシランを含有すること
が好ましい。また、トリアルコキシシランまたはジアル
コキシシランを併用することにより、硬化収縮時の亀裂
発生を防止する適度の柔軟性が付与されることが期待で
きる。
ブトキシシラン,テトラエトキシシラン,テトラメトキ
シシラン,テトラ(2−メトキシエトキシ)シランなど
が例示される。経済的には、テトラエトキシシランが安
価に入手可能であることから好ましい。しかしながら、
アルコキシル基の炭素数の小さいものは、硬化時に発生
するアルコールが下地塗膜に悪影響(メタリックむらの
発生など)を起こすことがある。一方、アルコキシル基
の炭素数の大きいものは、硬化時に発生するアルコール
の揮発性が悪く、塗膜中に残存するおそれがある。好ま
しくは、炭素数4〜8程度のアルコキシル基を有するシ
ランである。
ム,アルミニウムから選ばれる金属のアルコキシドの部
分加水分解縮合物であってもよい。それぞれの金属によ
り粘性及び塗膜の透明性(屈折率),耐薬品性,着色性
,硬化速度に特徴があり、性能と経済性により選択して
使用される。また、前記アルコキシシランと同様に、金
属のアルコキシドのアルコキシル基の炭素数が1〜12
、特に3〜8であるものの部分加水分解縮合物が好まし
い。具体的には Ti(O・i−C3H7)4, Ti
(O・n−C4H9)4, Ti[OCH2CH(C2
H5)C4H9]4, Zr(O・i−C3H7)4,
Zr(O・n−C4H9)4, Zr[OCH2CH
(C2H5)C4H9]4, Al(O・i−C3H7
)3 , (i−C3H7O)2Al(sec−C4H
9O),(sec−C4H9O)3Al などの部分加
水分解縮合物が挙げられる。
の部分加水分解は、通常行なわれるように所望の塗料と
しての貯蔵安定性や塗膜物性に応じた計画量の水の添加
によって行なわれる。通常、アルコキシシランまたは金
属アルコキシドと水を均一系において反応させるため、
エタノール,イソプロパノール,ブタノール,エチルセ
ルソルブなどのアルコール系溶剤を添加して行なわれる
。また、塩酸,リン酸などの無機酸や、酢酸,トルエン
スルホン酸などの有機酸が触媒として使用される。
ランなどの部分加水分解は、市販の部分加水分解縮合物
を使用しても良いが、単純なアルコールなどを溶剤とし
たシリカゾルでは粒子表面がアルコキシル基でないもの
があり、本発明の(A)成分との間に架橋反応を形成し
得ないので十分な塗膜の強度,耐薬品性なども発揮し得
ないため、注意を要する。
成分の固形分を 5〜200 重量部、好ましくは10
〜100 重量部加えることにより本発明の効果が発揮
されるが、(B)成分がこれ以下の場合は架橋が不十分
でもあり、耐擦傷性に対する塗膜強度が十分でなく、こ
れ以上であると塗膜が脆くなり、耐チッピング性などが
劣る他、固形分として10〜20μm以上塗布された場
合に硬化収縮による亀裂を生じる。
分とするが、この他にアクリルその他の合成樹脂または
天然樹脂、メラミン,イソシアネート,アミン,エポキ
シ,アルコキシシラン,金属アルコキシドなどの硬化剤
や触媒及び着色顔料、補強用顔料なども、塗料としての
貯蔵安定性や(A)成分と(B)成分との反応硬化を著
しく妨げない範囲で加えられてよいことはもちろんであ
る。
方法にしたがって調合することができる。例えば、前記
した(A)成分,(B)成分,硬化剤及びその他の任意
成分、例えば着色材料,レベリング剤,沈降防止剤,色
分かれ防止剤,消泡剤,ハジキ防止剤,顔料分散剤,紫
外線吸収剤,酸化防止剤などを分散混合することによっ
て調合することができる。
色顔料を配合してソリッドカラー塗料としたり、着色顔
料を全く配合しないか、透明性を失わない程度に配合し
てクリヤー塗料として使用できる。
料などのメタリックベース塗料と組合せて、2コート1
ベークメタリック塗膜を形成することができる。また、
アクリルメラミン樹脂塗料などの2コート1ベークメタ
リック塗膜やアルキドメラミン樹脂塗料などのソリッド
カラー塗膜の上に、サンディングなしに5〜35μmの
クリヤー塗料を塗装することによっても、下地との密着
性,リコート密着性及び塗膜外観,グロスリテンション
,撥水性が良く、変色,褪色しにくいなどの耐候性に非
常に優れた塗膜を得ることができる。特に本発明の組成
物を用いることにより、膜厚が 5〜20μmでも耐候
性が良く外観の良好な塗膜が得られる。
するが、かかる実施例により本発明は何ら限定されるも
のでない。
テンレス製撹拌機付きオートクレーブ(耐圧30kg/
cm2)にキシレン 946g,エタノール 266g
,シクロヘキシルビニルエーテル(以下、CHVEとい
う)106 g、エチルビニルエーテル(以下、EVE
という)61g,ω−ヒドロキシブチルビニルエーテル
(以下、HBVEという)131 g,炭酸カリウム
5.5g、t−ブチルパーオキシピバレート50%キシ
レン溶液4mlを仕込み、冷却脱気とチッ素ガスによる
加圧を繰返して溶存空気を除去する。しかるのちにクロ
ロトリフルオロエチレン(以下、CTFEという) 3
28g をオートクレーブ中に導入し昇温する。 オートクレーブ内の温度が65℃に達した時点で圧力
4.0kg/cm2G を示す。
止した。室温に達した後、未反応モノマーをパージし、
オートクレーブを開放する。得られたポリマーを減圧乾
燥により単離した。
33%,モノマー反応率97%であった。得られたポリ
マーの固有粘度(テトラヒドロフラン中、30℃)は、
0.040dl/g 、GPCで測定したポリスチレン
換算の重量平均分子量、数平均分子量及びその比はそれ
ぞれ 18000,6200,2.90であった。この
共重合体の13C NMRスペクトルにより同定定量し
たポリマー組成は、CTFE/CHVE/EVE/HB
VE(モル%)=50/15/15/20であった。
し、ろ過により炭酸カリウムを除去した後、無水コハク
酸11g、トリエチルアミン 0.1gを加え、70℃
にて加熱撹拌を行い、水酸基価90mgKOH/g ,
酸価10mgKOH/g の樹脂を得て、これをキシレ
ンにて固形分65%とした。
にテトラエトキシシランの部分加水分解縮合物 HAS
−1(シリカ分20重量%)(コルコート(株))を5
0重量部、キシレンを250 重量部配合し、塗料組成
物を得た。この塗料組成物を用いて後述の評価を行った
。以下の実施例および比較例には、塗料組成物の変更点
のみを記述する。
250重量部である塗料組成物。
500重量部であり、キシレンの追加なしの塗料組成物
。
共重合体溶液を、実施例1の方法に準じて製造し、数平
均分子量6000,水酸基価110mgKOH/g ,
酸価2 mgKOH/g の含フッ素共重合体溶液(
固形分65%)154 重量部とし、HAS−1 を1
000重量部に代えた塗料組成物。
ーテル化メラミン樹脂としてコーバン20 SE 60
(三井東圧化学(株))50重量部が添加された塗料組
成物。
脂としてヒタロイド3004(日立化成(株))(固形
分50%,水酸基価 30 mg KOH/g )50
重量部が添加された塗料組成物。
1 に代えて、あらかじめテトラブトキシシランに加水
分解後のシリカ固形分が10%になるように計算された
量のブタノールと水および触媒として1規定の塩酸を1
重量%用いて反応し、調製されたテトラブトキシシラン
部分加水分解縮合物 100重量部を使用した塗料組成
物。
1 に代えて、あらかじめテトラブトキシシランとCH
3Si(O−nC4H9)3 の重量比が80/20で
その加水分解後のシリカ固形分が10%となるように計
算された量のブタノールと水および触媒として1規定の
塩酸を1重量%用いて反応し、調製されたテトラブトキ
シシランとCH3Si(O−nC4H9)3 の部分加
水分解縮合物 100重量部を使用した塗料組成物。
1に代えて、あらかじめテトラブトキシチタンに加水分
解後の酸化チタンとしての固形分が 5%となるように
計算された量のブタノールと水および触媒としてパラト
ルエンスルホン酸を0.01重量%用いて反応し、調製
されたテトラブトキシチタンの部分加水分解縮合物 1
00重量部を使用した塗料組成物。
トキシチタンに代えて、テトラブトキシジルコニウムを
使用した塗料組成物。
トキシチタンに代えて、トリイソプロポキシアルミニウ
ムを使用した塗料組成物。
1を使用しない塗料組成物。
重合体溶液を使用しない塗料組成物。
1が10重量部である塗料組成物。
1が1500重量部である塗料組成物。
溶液に代えて、数平均分子量 15000,水酸基価
54mgKOH/g ,酸価 0mgKOH /g の
含フッ素共重合体溶液(固形分60%)を167 重量
部使用した塗料組成物。
えて、テトラエトキシシランを使用した塗料組成物。
えて、テトラエトキシシランを使用した塗料組成物。
溶液に代えて、クロロトリフルオロエチレンとヒドロキ
シブチルビニルエーテルとを1対1のモル比で2−ブタ
ノール中で重合後(数平均分子量6000)固形分65
%に調整したもの(水酸基価240mgKOH/g ,
酸価0mgKOH /g )を使用した塗料組成物。
組成物について、アルミニウム板にバーコーターにより
乾燥塗膜厚み20μmになるよう塗布し、140 ℃の
オーブンで30分間加熱硬化を行った。
,亀裂発生の有無で評価(良を○、不良を×)した。 密着性は、カミソリにて1 mm間隔で10本切り込み
を入れ、これに直角方向に同様の操作を行った後、表面
にセロテープを貼りつけ、次いでこれをはがし、良不良
で判定(良を○、不良を×)した。
せたガーゼにて30回強く拭き、溶出するものを×、わ
ずかに表面異常が認められるものを△、異常のないもの
を○とした。
上にして 180°折り曲げた時の割れ,剥離の発生の
有無を判定(剥離無を○、剥離有を×)した。
K−5400 6.14 (鉛筆引っかき試験)にした
がって試験した結果である。
含ませたスポンジで30回拭いた結果で、傷のひどいも
のを1点、ないものを5点として判定した結果であって
、傷つきにくさと、傷の回復とのバランスを示している
。
表面に落し、70℃で24時間経過後、異常の有無で判
定(異常無を○、異常有を×)した。塗膜自体の耐酸性
及び保護機能が十分でなければ異常となる。
透明性の欄に*のあるものはハジキがあったことを示す
)
でなければ、比較例1,3の如く、テトラエトキシシラ
ンの部分加水分解縮合物がなかったり少量の場合、硬度
は発揮できず、メラミンなどの別の硬化剤がなければ硬
化性も不十分である。比較例2,4の如く、テトラエト
キシシランの部分加水分解縮合物が過多であり、または
それのみである時には、この塗膜厚みでは自身の硬化収
縮により亀裂が入る。また塗膜に艶色が得られない。比
較例5の如く、酸価のない含フッ素樹脂を用いる時は相
溶性も悪く、透明で艶のある塗膜が得られないばかりで
なく、硬化性も不十分である。比較例6,7の如く、加
水分解を行わないエチルシリケート原体を用いる時は、
硬度も十分に発揮されず、加熱硬化も本条件では十分に
行われず、合せて塗膜のハジキなどの問題を生じる。比
較例8の如く、HAS−1 との相溶性と硬化性を高い
水酸基価で補ったものは硬度は出るが、この塗膜厚みで
は塗膜自身の硬化収縮により亀裂が入り、擦傷の回復力
がない。
らの塗膜は自動車用上塗塗料としての性能上問題がない
。また耐候性としてはサンシャインウェザーオメーター
(スガ試験機製)にていずれも3000時間異常は生じ
ていないので十分である。
かつ、耐擦傷性に優れるため、自動車用上塗塗料として
有用である。
Claims (4)
- 【請求項1】(A)水酸基価45〜110mgKOH/
g、酸価 5〜12mgKOH/g である含フッ素共
重合体100 重量部並びに(B)アルコキシシランま
たは金属アルコキシドの部分加水分解縮合物5 〜20
0 重量部を含有して成ることを特徴とする塗料組成物
。 - 【請求項2】(B)の成分が、テトラアルコキシシラン
の部分加水分解縮合物である請求項1の塗料組成物。 - 【請求項3】(B)の成分が、テトラアルコキシシラン
と、トリアルコキシシランまたはジアルコキシシランと
の部分加水分解縮合物である請求項1の塗料組成物。 - 【請求項4】(B)の成分が、チタン,ジルコニウム,
アルミニウムから選ばれる金属のアルコキシドの部分加
水分解縮合物である請求項1の塗料組成物。
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-
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- 1991-02-28 JP JP05572391A patent/JP3591845B2/ja not_active Expired - Lifetime
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