JPH05209148A - Fluorine-based coating agent - Google Patents

Fluorine-based coating agent

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JPH05209148A
JPH05209148A JP3838992A JP3838992A JPH05209148A JP H05209148 A JPH05209148 A JP H05209148A JP 3838992 A JP3838992 A JP 3838992A JP 3838992 A JP3838992 A JP 3838992A JP H05209148 A JPH05209148 A JP H05209148A
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fluorine
copolymer
vinyl
silane compound
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Kenichi Ishizaki
謙一 石崎
Tatsuo Nishio
竜生 西尾
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Toagosei Co Ltd
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Toagosei Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain the subject coating agent having excellent cold-curing property, giving a coating film having excellent surface-hardness, antifouling property and water-resistance and useful for paint, etc., by reacting a specific fluorine- containing copolymer with a specific silane compound, etc., and dissolving the reactional product in an organic solvent. CONSTITUTION:The objective coating agent is produced by reacting (A) a fluorine-containing copolymer containing hydroxyl group and/or carboxyl group and hydrolyzable silyl group in the molecule with (B) a silane compound of formula (R<1> is H or non-hydrolyzable group; R<2> is alkyl, aryl, alkenyl or H; (x) is 0-2) (e.g. tetramethoxysilane) and/or its partial condensate and dissolving the reactional product in an organic solvent such as ethyl acetate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は表面硬度が高く、かつ従
来の含フッ素共重合体系塗料における問題点、すなわち
水性及び油性の汚れに対する耐汚染性の不十分さを改善
したフッ素系コーティング剤に関するものであり、本発
明のコーティング剤は塗料業界を含む広範囲な業界で利
用可能である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluorine-containing coating agent having a high surface hardness and improving the problems of conventional fluorine-containing copolymer coatings, that is, the insufficient stain resistance to water-based and oil-based stains. The coating agent of the present invention can be used in a wide range of industries including the paint industry.

【0002】[0002]

【従来技術及びその問題点】含フッ素共重合体は耐薬品
性および耐候性等に優れているため、近年塗料用樹脂と
しての検討が盛んになされており、その内でも、例えば
クロロトリフルオロエチレン、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
ルビニルエーテルを共重合して得られる含フッ素共重合
体(特開昭57−34107号公報)、またはクロロト
リフルオロエチレン、脂肪酸ビニルエステル及びヒドロ
キシル基含有アリルエーテルからなる含フッ素共重合体
(特開昭60−57609号公報)等の溶剤可溶型の含
フッ素共重合体を主成分とする塗料が特に注目されてい
る。上記公報に記載の含フッ素共重合体はいずれも分子
中にヒドロキシル基を有するもので、該ヒドロキシル基
を介して多価イソシアネート化合物と反応させることに
よって常温硬化することができ、しかもクロロフルオロ
エチレン単位の含有量を50モル%程度と高濃度に有す
るため、極めて耐候性に優れる硬化塗膜が得られる。し
かしながら、多価イソシアネート化合物を併用する常温
硬化性塗料においては、該イソシアネート化合物の毒性
の問題があるため、イソシアネート化合物を使用しない
常温硬化性塗料が望まれていた。
PRIOR ART AND PROBLEMS THEREOF Since fluorine-containing copolymers are excellent in chemical resistance and weather resistance, they have been extensively studied as coating resins in recent years. Among them, for example, chlorotrifluoroethylene. , A cyclohexyl vinyl ether, an alkyl vinyl ether, and a hydroxyalkyl vinyl ether to obtain a fluorine-containing copolymer (JP-A-57-34107), or chlorotrifluoroethylene, a fatty acid vinyl ester and a hydroxyl group-containing allyl ether. Paints containing a solvent-soluble fluorine-containing copolymer as a main component, such as a fluorine-containing copolymer (JP-A-60-57609), have been particularly noted. All the fluorine-containing copolymers described in the above publications have a hydroxyl group in the molecule, and can be cured at room temperature by reacting with a polyvalent isocyanate compound via the hydroxyl group, and further, it can be chlorofluoroethylene unit. Since it has a high content of about 50 mol%, a cured coating film having extremely excellent weather resistance can be obtained. However, in a room temperature curable coating material in which a polyvalent isocyanate compound is used in combination, there is a problem of toxicity of the isocyanate compound. Therefore, a room temperature curable coating material that does not use an isocyanate compound has been desired.

【0003】上記の問題点を解決するための手段とし
て、特開昭62−116673号公報においては、フル
オロオレフィン、ビニルエーテルおよび加水分解性シリ
ル基を有するビニル単量体からなる含フッ素共重合体、
ならびにアルコキシシラン化合物とエポキシ基含有アル
コールとの縮合反応組成物からなる常温硬化型フッ素系
塗料が提案されているが、この手法によって得られる塗
膜も基材への密着性には優れるものの、高価な加水分解
性シリル基を有するビニル単量体を多量に必要とし、し
かも表面硬度が今一歩であった。また、特開昭62−1
85740号公報においては、アミノ基及び/またはカ
ルボキシル基を有する含フッ素共重合体、および一分子
中にエポキシ基と加水分解性シリル基の両方を有する化
合物を常温下で単に混合したフッ素系塗料が提案されて
いるが、該塗料から得られる塗膜では、耐汚染性および
耐水性に問題があった。
As a means for solving the above problems, in JP-A-62-116673, a fluorine-containing copolymer comprising a fluoroolefin, a vinyl ether and a vinyl monomer having a hydrolyzable silyl group,
In addition, a room temperature curable fluorine-based coating composition comprising a condensation reaction composition of an alkoxysilane compound and an epoxy group-containing alcohol has been proposed, but a coating film obtained by this method has excellent adhesion to a substrate but is expensive. A large amount of a vinyl monomer having a different hydrolyzable silyl group was required, and the surface hardness was not good enough. In addition, JP-A-62-1
In Japanese Patent No. 85740, a fluorine-containing copolymer having an amino group and / or a carboxyl group and a fluorine-based coating obtained by simply mixing a compound having both an epoxy group and a hydrolyzable silyl group in one molecule at room temperature is disclosed. Although proposed, a coating film obtained from the paint has problems in stain resistance and water resistance.

【0004】本発明者らは、既に水酸基またはカルボキ
シル基を有する含フッ素共重合体とアルコキシシラン化
合物からなる硬度、耐汚染性、耐候性に優れた硬化物を
形成するフッ素系コーティング組成物に関する特許を出
願しているが(特願平2−299591号)、該コーテ
ィング組成物は常温硬化性および耐水性において、なお
改良が望まれていた。
The inventors of the present invention have a patent for a fluorine-containing coating composition which forms a cured product which is excellent in hardness, stain resistance and weather resistance and which comprises a fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group or a carboxyl group and an alkoxysilane compound. (Japanese Patent Application No. 2-299591), however, the coating composition is still desired to be improved in room temperature curability and water resistance.

【0005】[0005]

〔式中R1 は非加水分解性基または水素原子を示し、R
2 はアルキル基、アリール基、アルケニル基または水素
原子を示し、Xは0〜2の整数を示す。〕
[Wherein R 1 represents a non-hydrolyzable group or a hydrogen atom, and R 1
2 represents an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group or a hydrogen atom, and X represents an integer of 0-2. ]

【0006】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明に於て用いられる含フッ素共重合体は、フル
オロオレフィン単量体単位と他のビニル単量体単位とか
らなる共重合体であって、重合体分子中に水酸基及び/
またはカルボキシル基、ならびに加水分解性シリル基を
有する含フッ素共重合体である。かかる共重合体を得る
ためには、フルオロオレフィン単量体と共に、水酸基含
有単量体および/またはカルボキシル基含有単量体、加
水分解性シリル基含有ビニル単量体、ならびに必要に応
じて他の共重合性単量体を共重合するか(以下全単量体
共重合法という)、または本発明の含フッ素共重合体に
求められる上記官能基の一部を欠く含フッ素共重合体を
合成した後、それと反応性の化合物を反応させることに
よって、必要な官能基を導入させる方法(以下高分子反
応法という)等が挙げられる。
The present invention will be described in more detail below. The fluorine-containing copolymer used in the present invention is a copolymer composed of a fluoroolefin monomer unit and another vinyl monomer unit, and has a hydroxyl group and //
Alternatively, it is a fluorine-containing copolymer having a carboxyl group and a hydrolyzable silyl group. In order to obtain such a copolymer, in addition to the fluoroolefin monomer, a hydroxyl group-containing monomer and / or a carboxyl group-containing monomer, a hydrolyzable silyl group-containing vinyl monomer, and optionally other Either copolymerize a copolymerizable monomer (hereinafter referred to as all-monomer copolymerization method) or synthesize a fluorocopolymer lacking some of the functional groups required for the fluorocopolymer of the present invention. After that, a method of introducing a necessary functional group by reacting it with a reactive compound (hereinafter referred to as polymer reaction method) and the like can be mentioned.

【0007】高分子反応法は、さらに以下のように分類
することができる。本発明においては、いずれの方法に
よっても良い。 (a)フルオロオレフィン、加水分解性シリル基含有ビ
ニル単量体および水酸基含有単量体を必須とする単量体
混合物を常法により共重合させて得られた共重合体とカ
ルボン酸無水物を反応させる方法。カルボン酸無水物と
しては、無水コハク酸、無水グルタミン酸、無水イタコ
ン酸、無水アジピン酸、無水フタル酸および無水マレイ
ン酸等が使用できる。 (b)フルオロオレフィン、カルボキシル基含有ビニル
単量体および水酸基含有単量体を必須とする単量体混合
物を共重合させて得られる共重合体(以下共重合体bと
いう)と、加水分解性シリル基を有するヒドロシラン化
合物例えばトリエトキシシランまたはトリメトキシシラ
ン等を反応させる方法。 (c)共重合体bと、カルボキシル基または水酸基と反
応性の基および加水分解性シリル基とを有するシラン化
合物を反応させる方法。 (d)フルオロオレフィン、エポキシ基含有ビニル単量
体、カルボキシル基含有ビニル単量体および水酸基含有
単量体を必須とする単量体混合物を共重合させて得られ
る共重合体と、エポキシ基と反応性の基および加水分解
性シリル基を有するシラン化合物を反応させる方法。
The polymer reaction method can be further classified as follows. In the present invention, either method may be used. (A) a copolymer obtained by copolymerizing a monomer mixture containing a fluoroolefin, a hydrolyzable silyl group-containing vinyl monomer and a hydroxyl group-containing monomer by a conventional method and a carboxylic acid anhydride; How to react. As the carboxylic acid anhydride, succinic anhydride, glutamic anhydride, itaconic anhydride, adipic anhydride, phthalic anhydride, maleic anhydride and the like can be used. (B) a copolymer obtained by copolymerizing a monomer mixture containing a fluoroolefin, a vinyl monomer containing a carboxyl group and a monomer containing a hydroxyl group (hereinafter referred to as a copolymer b), and hydrolyzable A method of reacting a hydrosilane compound having a silyl group such as triethoxysilane or trimethoxysilane. (C) A method of reacting the copolymer b with a silane compound having a carboxyl group or a hydroxyl group-reactive group and a hydrolyzable silyl group. (D) a copolymer obtained by copolymerizing a monomer mixture containing a fluoroolefin, an epoxy group-containing vinyl monomer, a carboxyl group-containing vinyl monomer and a hydroxyl group-containing monomer, and an epoxy group A method of reacting a silane compound having a reactive group and a hydrolyzable silyl group.

【0008】本発明における加水分解性シリル基には、
以下に示すような置換基がケイ素原子に直接結合した構
造の基があり、該シリル基は加水分解することにより、
シラノール基を生成する。加水分解性シリル基を構成す
る置換基としては、ハロゲン原子;メトキシ基、エトキ
シ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブト
キシ基等のアルコキシ基;ホルミロキシ基、アセトキシ
基、プロピオキシ基等のアシロキシ基;ジメチルメトキ
シム基、メチルエチルケトオキシム基、ジフェニルケト
オキシム基等のイミノオキシ基等が挙げられる。
The hydrolyzable silyl group in the present invention includes
There is a group having a structure in which a substituent as shown below is directly bonded to a silicon atom, and the silyl group is hydrolyzed,
Generates a silanol group. Examples of the substituent that constitutes the hydrolyzable silyl group include a halogen atom; an alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an i-propoxy group, and an n-butoxy group; a formyloxy group, an acetoxy group, a propoxy group, and the like. And an iminooxy group such as a dimethylmethoxime group, a methylethylketoxime group and a diphenylketoxime group.

【0009】次に、本発明における含フッ素共重合体の
合成に用いられる各単量体について説明する。フルオロ
オレフィンとしては、モノフルオロエチレン、ジフルオ
ロオレフィン、トリフルオロオレフィン、クロロトリフ
ルオロエチレン、テトラフルオロエチレンおよびヘキサ
フルオロプロピレン等が挙げられ、好ましくは、クロロ
トリフルオロエチレンまたはテトラフルオロエチレンで
ある。
Next, each monomer used in the synthesis of the fluorine-containing copolymer in the present invention will be described. Examples of the fluoroolefin include monofluoroethylene, difluoroolefin, trifluoroolefin, chlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene, and the like, and preferably chlorotrifluoroethylene or tetrafluoroethylene.

【0010】カルボキシル基含有ビニル単量体として
は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等のα,β
−不飽和モノカルボン酸類;マレイン酸、フマル酸、イ
タコン酸等の不飽和ジカルボン酸;マレイン酸モノメチ
ル、マレイン酸モノエチル、フマル酸モノメチル、イタ
コン酸モノブチル等の不飽和ジカルボン酸のモノエステ
ル類;マロン酸モノビニル、こはく酸モノビニル、フタ
ル酸モノビニル、トリメリット酸モノビニル等のポリカ
ルボン酸のモノビニルエステル類等が挙げられ、共重合
性の点で、クロトン酸またはポリカルボン酸のモノビニ
ルエステルが好ましい。
Examples of the vinyl monomer containing a carboxyl group include α, β such as acrylic acid, methacrylic acid and crotonic acid.
-Unsaturated monocarboxylic acids; unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid; monoesters of unsaturated dicarboxylic acids such as monomethyl maleate, monoethyl maleate, monomethyl fumarate, monobutyl itaconic acid; malonic acid Examples thereof include monovinyl esters of polycarboxylic acids such as monovinyl, monovinyl succinate, monovinyl phthalate, and monovinyl trimellitate. From the viewpoint of copolymerization, monovinyl esters of crotonic acid or polycarboxylic acid are preferable.

【0011】水酸基含有ビニル単量体としては、2−ヒ
ドロキシエチルビニルエーテル、3−ヒドロキシプロピ
ルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテ
ル、5−ヒドロキシペンチルビニルエーテル、6−ヒド
ロキシヘキシルビニルエーテル、3−ヒドロキシ−2,
2−ジメチルプロピルビニルエーテル等のヒドロキシア
ルキルビニルエーテル類、2−ヒドロキシエチルアリル
エーテル、3−ヒドロキシプロピルアリルエーテル、4
−ヒドロキシエチルアリルエーテル等のヒドロキシアル
キルアリルエーテル類、クロトン酸2−ヒドロキシエチ
ル、クロトン酸4−ヒドロキシブチル等のクロトン酸ヒ
ドロキシアルキル、アリルアルコール等が挙げられ、共
重合性の点でクロトン酸ヒドロキシアルキル、ヒドロキ
シアルキルビニルエーテルおよびヒドロキシアルキルア
リルエーテルが好ましい。
As the hydroxyl group-containing vinyl monomer, 2-hydroxyethyl vinyl ether, 3-hydroxypropyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, 5-hydroxypentyl vinyl ether, 6-hydroxyhexyl vinyl ether, 3-hydroxy-2,
Hydroxyalkyl vinyl ethers such as 2-dimethylpropyl vinyl ether, 2-hydroxyethyl allyl ether, 3-hydroxypropyl allyl ether, 4
-Hydroxyalkyl allyl ethers such as hydroxyethyl allyl ether, 2-hydroxyethyl crotonic acid, hydroxyalkyl crotonic acid such as 4-hydroxybutyl crotonic acid, allyl alcohol, etc., and hydroxyalkyl crotonic acid in terms of copolymerizability. , Hydroxyalkyl vinyl ethers and hydroxyalkyl allyl ethers are preferred.

【0012】加水分解性シリル基含有ビニル単量体とし
ては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルメチルジ
エトキシシラン、ビニルエチルジメトキシシラン、ビニ
ルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルフェ
ニルジメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、ト
リメトキシエチルビニルエーテル、トリエトキシシリル
エチルビニルエーテル、メチルジメトキシシリルエチル
ビニルエーテル、トリメトキシリルプロピルビニルエー
テル、トリエトキシシリルプロピルビニルエーテル、メ
チルジメトキシシリルプロピルビニルエーテル、γ−ア
クリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メ
タアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン
およびγ−メタアクリロイルオキシプロピルトリメトキ
シシラン等が挙げられる。また、エポキシ基含有ビニル
単量体としては、ビニルグリシジルエーテルおよびアリ
ルグリシジルエーテル等が挙げられる。
The hydrolyzable silyl group-containing vinyl monomer includes vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltripropoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane, vinylethyldimethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane. , Vinylphenyldimethoxysilane, allyltrimethoxysilane, trimethoxyethyl vinyl ether, triethoxysilylethyl vinyl ether, methyldimethoxysilylethyl vinyl ether, trimethoxylylpropyl vinyl ether, triethoxysilylpropyl vinyl ether, methyldimethoxysilylpropyl vinyl ether, γ-acryloyloxy Propyltrimethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ
-Acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane and γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane. Examples of the epoxy group-containing vinyl monomer include vinyl glycidyl ether and allyl glycidyl ether.

【0013】その他のビニル単量体としては、エチレ
ン、プロピレン等のオレフィン;塩化ビニル、塩化ビニ
リデン等の塩素化オレフィン;メチルビニルエーテル、
エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチ
ルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル;シクロ
ペンチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテ
ル、シクロヘキシルメチルビニルエーテル等のシクロア
ルキルビニルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ア
リルエチルエーテル等のアリルエーテル類;クロトン酸
メチル、クロトン酸エチル、クロトン酸プロピル等のク
ロトン酸アルキルエステル類;酢酸ビニル、プロピオン
酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、シク
ロヘキサンカルボン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸
ビニル等のカルボン酸ビニルエステル等を挙げられる。
好ましくは、アルキルビニルエーテル、シクロアルキル
ビニルエーテル及びカルボン酸ビニルエステルである。
Other vinyl monomers include olefins such as ethylene and propylene; chlorinated olefins such as vinyl chloride and vinylidene chloride; methyl vinyl ether,
Alkyl vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether and butyl vinyl ether; cyclopentyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, cycloalkyl vinyl ethers such as cyclohexyl methyl vinyl ether, allyl ethers such as allyl glycidyl ether and allyl ethyl ether; methyl crotonate, ethyl crotonate, croton Crotonic acid alkyl esters such as propyl acid propylate; vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl pivalate, vinyl caproate, vinyl cyclohexanecarboxylate, vinyl benzoate, vinyl cinnamate, and other carboxylic acid vinyl esters.
Preferred are alkyl vinyl ethers, cycloalkyl vinyl ethers and carboxylic acid vinyl esters.

【0014】次に、前記高分子反応法の(c)および
(d)において使用される、加水分解性シリル基および
反応性基の両方を有するシラン化合物について説明す
る。上記シラン化合物に存在すべき反応性基の具体例と
しては、水酸基、アミノ基、イソシアネート基、エポキ
シ基およびメルカプト基等があり、それらは、反応させ
る共重合体に含まれる官能基の種類によって適宜選択さ
れる。すなわち、共重合体側にカルボキシル基が存在す
る場合には、エポキシ基、水酸基またはイソシアネート
基を有するシラン化合物、共重合体側に水酸基が存在す
る場合には、エポキシ基またはイソシアネート基を有す
るシラン化合物、また共重合体側にエポキシ基が存在す
る場合には、水酸基、アミノ基またはメルカプト基を有
するシラン化合物を、それぞれ使用できる。
Next, the silane compound having both a hydrolyzable silyl group and a reactive group used in (c) and (d) of the polymer reaction method will be described. Specific examples of the reactive group to be present in the silane compound include a hydroxyl group, an amino group, an isocyanate group, an epoxy group and a mercapto group, which are appropriately selected depending on the kind of the functional group contained in the copolymer to be reacted. To be selected. That is, when a carboxyl group is present on the copolymer side, an epoxy group, a silane compound having a hydroxyl group or an isocyanate group, when a hydroxyl group is present on the copolymer side, a silane compound having an epoxy group or an isocyanate group, or When an epoxy group is present on the copolymer side, a silane compound having a hydroxyl group, an amino group or a mercapto group can be used.

【0015】上記官能基を有するシラン化合物の具体例
としては、γ−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、トリエトキシシ
リルイソシアネートおよびβ−(3,4−エポキシシク
ロヘキシル)エチルトリス(ジメチルイミノオキシ)シ
ラン等が挙げられる。
Specific examples of the silane compound having the above functional group include γ-hydroxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane and γ.
-Aminopropyltrimethoxysilane, triethoxysilylisocyanate and β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltris (dimethyliminooxy) silane.

【0016】全単量体共重合法によって含フッ素共重合
体を得る場合、重合法としては、溶液重合または塊状重
合等が挙げられ、以下に示す様なラジカル発生型重合開
始剤の存在下に、重合温度30〜80℃程度で、圧力1
〜100kg/cm2 好ましくは3〜10kg/cm2
の条件で行う溶液重合が好ましい。ラジカル発生型重合
開始剤としては、ジイソプロピルパーオキシジカーボネ
ート、t−ブチルパーオキシピバレート、ベンゾイルパ
ーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化
物、又はアゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソバ
レロニトリル等のアゾ化合物等の油溶性重合開始剤、過
酸化アンモニウム、過酸化カリウム等の無機開始剤なら
びにレドックス開始剤が使用できる。溶液重合に用いる
溶剤としては、有機炭素水素系化合物又はフッ素系有機
溶剤等が適当である。
When the fluorine-containing copolymer is obtained by the all-monomer copolymerization method, the polymerization method may be solution polymerization or bulk polymerization, and may be carried out in the presence of a radical-generating type polymerization initiator as shown below. At a polymerization temperature of 30 to 80 ° C. and a pressure of 1
~100kg / cm 2 preferably 3~10kg / cm 2
Solution polymerization carried out under the conditions of is preferable. As the radical-generating type polymerization initiator, peroxides such as diisopropyl peroxydicarbonate, t-butyl peroxypivalate, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, azobisisobutyronitrile, azobisisovaleronitrile, etc. The oil-soluble polymerization initiators such as azo compounds, the inorganic initiators such as ammonium peroxide and potassium peroxide, and the redox initiators can be used. As the solvent used for the solution polymerization, an organic carbon hydrogen compound or a fluorine organic solvent is suitable.

【0017】含フッ素共重合体の好ましい組成について
説明する。本発明における含フッ素共重合体の好ましい
組成は、全単量体単位の合計量を基準にして、フルオロ
オレフィン単量体単位が30〜60モル%より好ましく
は40〜60モル%、加水分解性シリル基含有ビニル単
量体単位が3〜40モル%より好ましくは10〜30モ
ル%、水酸基含有ビニル単量体単位が3〜30モル%、
カルボキシル基含有単量体単位が1〜15モル%より好
ましくは1〜15モル%、その他のビニル単量体単位が
10〜64モル%より好ましくは10〜46モル%であ
る。フルオロオレフィン単量体単位の量が30モル%未
満であると、目的とする耐薬品性および耐候性が得られ
難く、一方60モル%を超えると、有機溶剤に対する溶
解性が低下する。加水分解性シリル基含有ビニル単量体
単位の量が3モル%未満では基材への密着性および耐汚
染性が得られず、一方40モル%を超えても添加量に見
合った特性の向上は得られず経済的に不利である。水酸
基含有ビニル単量体は、共重合体中にヒドロキシル基を
導入させる単量体であり、その量が3モル%未満である
と添加の効果に乏しく、一方30モル%を越えると、重
合収率が低下して経済的でない。
The preferred composition of the fluorine-containing copolymer will be described. The preferred composition of the fluorinated copolymer in the present invention is based on the total amount of all the monomer units, the fluoroolefin monomer unit is 30 to 60 mol%, more preferably 40 to 60 mol%, and hydrolyzable. The silyl group-containing vinyl monomer unit is more preferably 3 to 40 mol%, more preferably 10 to 30 mol%, the hydroxyl group-containing vinyl monomer unit is 3 to 30 mol%,
The carboxyl group-containing monomer unit is 1 to 15 mol%, preferably 1 to 15 mol%, and the other vinyl monomer unit is 10 to 64 mol%, more preferably 10 to 46 mol%. When the amount of the fluoroolefin monomer unit is less than 30 mol%, it is difficult to obtain desired chemical resistance and weather resistance, while when it exceeds 60 mol%, the solubility in an organic solvent is lowered. When the amount of the hydrolyzable silyl group-containing vinyl monomer unit is less than 3 mol%, the adhesion to the substrate and the stain resistance cannot be obtained, while when it exceeds 40 mol%, the properties corresponding to the addition amount are improved. Is not economically disadvantageous. The hydroxyl group-containing vinyl monomer is a monomer that introduces a hydroxyl group into the copolymer, and if the amount is less than 3 mol%, the effect of addition is poor, while if it exceeds 30 mol%, the polymerization yield is increased. The rate is declining and not economical.

【0018】本発明において、加水分解性シリル基を有
する上記含フッ素共重合体と反応させるシラン化合物す
なわち変成用シラン化合物は、下記一般式(I)で示さ
れる化合物又はその部分縮合物である。 R1xSi(OR2 4-X (I) 〔式中R1 は非加水分解性基または水素原子を示し、R
2 はアルキル基、アリール基、アルケニル基または水素
原子を示し、Xは0〜2の整数を示す。〕上記一般式
(I)における置換基R1 である非加水分解性基として
は、アルキル基、アリール基、アルケニル基、ハロアル
キル基、アミノアルキル基、エポキシアルキル基、メル
カプトアルキル基、メタクリロキシアルキル基、ヒドロ
キシアルキル基等が挙げられる。
In the present invention, the silane compound to be reacted with the above-mentioned fluorine-containing copolymer having a hydrolyzable silyl group, that is, the silane compound for conversion is a compound represented by the following general formula (I) or a partial condensate thereof. R 1 xSi (OR 2 ) 4-X (I) [wherein R 1 represents a non-hydrolyzable group or a hydrogen atom, and R 1
2 represents an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group or a hydrogen atom, and X represents an integer of 0-2. Examples of the non-hydrolyzable group which is the substituent R 1 in the general formula (I) include an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group, a haloalkyl group, an aminoalkyl group, an epoxyalkyl group, a mercaptoalkyl group and a methacryloxyalkyl group. , A hydroxyalkyl group and the like.

【0019】さらに、具体的には、アルキル基としては
メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル
基、n−ブチル基、i−ブチル基およびt−ブチル基
等;アリール基としてはフェニル基、トリル基、メシチ
ル基等;アルケニル基としてはビニル基、1−プロペニ
ル基、アリル基、イソプロペニル基等;ハロアルキル基
としてはγ−クロロプロピル基等;アミノアルキル基と
しては、γ−アミノプロピル基、γ−(2−アミノエチ
ル)アミノプロピル基等;エポキシアルキル基としては
γ−グリシドキシプロピル基、β−(3,4−エポキシ
シクロヘキシル)エチル基等;メルカプトアルキル基と
してはγ−メルカプトプロピル基等;メタクリロキシア
ルキル基としてはγ−メタクリロキシプロピル基等;ヒ
ドロキシアルキル基としてはγ−ヒドロキシプロピル基
等;が、それぞれ挙げられる。好ましくは、炭素数が8
以下、より好ましくは炭素数が4以下のアルキル基;そ
れらに置換基の付加したアミノアルキル基、エポキシア
ルキル基、メタクリロアルキル基およびヒドロキシアル
キル基;フェニル基ならびに炭素数が2〜3のアルケニ
ル基である。また、R2 となるアルキル基、アリール
基、アルケニル基も、上記R1 の場合と同様な基が好ま
しく、特に好ましくは炭素数が4以下のアルキル基であ
る。
More specifically, as the alkyl group, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, a t-butyl group and the like; Phenyl, tolyl, mesityl, etc .; alkenyl, vinyl, 1-propenyl, allyl, isopropenyl, etc .; haloalkyl, γ-chloropropyl, etc .; aminoalkyl, γ-amino Propyl group, γ- (2-aminoethyl) aminopropyl group, etc .; Epoxyalkyl group as γ-glycidoxypropyl group, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group, etc .; Mercaptoalkyl group as γ- Mercaptopropyl group etc .; as methacryloxyalkyl group γ-methacryloxypropyl group etc .; as hydroxyalkyl group γ- hydroxypropyl group or the like; may be mentioned, respectively. Preferably, it has 8 carbon atoms.
The following, more preferably an alkyl group having 4 or less carbon atoms; an aminoalkyl group having a substituent added thereto, an epoxyalkyl group, a methacryloalkyl group and a hydroxyalkyl group; a phenyl group and an alkenyl group having 2 to 3 carbon atoms. Is. Further, the alkyl group, aryl group, and alkenyl group serving as R 2 are also preferably the same groups as in the case of R 1 , and particularly preferably an alkyl group having 4 or less carbon atoms.

【0020】前記一般式(I)で表されるシラン化合物
の内、好ましくはテトラメトキシシラン、テトラエトキ
シシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシ
ラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシ
シラン、ジメチルジメトキシシラン、ビニルトリメトキ
シシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメ
トキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、γ−クロ
ロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルト
リエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)アミノメ
チルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキ
シル)エチルトリメトキシシランおよびγ−ヒドロキシ
プロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合
物である。また、本発明においては、前述のとおり、上
記一般式(I)で表されるシラン化合物の部分縮合物例
えば2単量体、3単量体等のオリゴマーも、変性用シラ
ン化合物として用いることができる。これらの変性用シ
ラン化合物は、共重合体に付与したい特性、例えば密着
性、硬度または可撓性等に応じて選択して使用できる。
Of the silane compounds represented by the above general formula (I), preferably tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, Vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl) aminomethyltrimethoxysilane, It is an alkoxysilane compound such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and γ-hydroxypropyltrimethoxysilane. Further, in the present invention, as described above, a partial condensate of the silane compound represented by the general formula (I), for example, an oligomer such as 2 monomers or 3 monomers, may also be used as the modifying silane compound. it can. These modifying silane compounds can be selected and used according to the properties to be imparted to the copolymer, such as adhesion, hardness or flexibility.

【0021】本発明のコーティング剤は、前記含フッ素
共重合体と変性用シラン化合物を、以下に説明する方法
によって反応させて得られるシラン変成重合体の有機溶
剤溶液からなるコーティング剤である。すなわち、本発
明のコーティング剤の主成分となるシラン変成重合体
は、有機溶剤中で、前記含フッ素共重合体と変性用シラ
ン化合物を触媒の存在下に反応させることにより得られ
る。反応媒体となる有機溶剤としては、酢酸エチル、酢
酸ブチル、キシレン、セロソルブ、セロソルブアセテー
ト、シクロヘキサノン、メチルエチルケトンおよびメチ
ルイソブチルケトン等が挙げられる。
The coating agent of the present invention is a coating agent comprising an organic solvent solution of a silane-modified polymer obtained by reacting the fluorine-containing copolymer with a modifying silane compound by the method described below. That is, the silane-modified polymer as the main component of the coating agent of the present invention can be obtained by reacting the fluorine-containing copolymer with a modifying silane compound in an organic solvent in the presence of a catalyst. Examples of the organic solvent serving as a reaction medium include ethyl acetate, butyl acetate, xylene, cellosolve, cellosolve acetate, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and the like.

【0022】含フッ素共重合体と変成用シラン化合物の
反応割合は、目的とするシラン変成重合体の特性によっ
て異なるが、一般的には前記共重合体の水酸基及び/ま
たはカルボキシル基の合計量1当量に対し、変成用シラ
ン化合物におけるアルコキシ基等の置換基が過剰となる
量好ましくは2〜100当量、さらに好ましくは5〜7
0当量となる量の変成用シラン化合物を用いる。水酸基
及び/またはカルボキシル基の合計量より過剰の変成用
シラン化合物を使用する場合、水酸基及び/またはカル
ボキシル基への付加反応で消費されたもの以外のシラン
化合物は、後記するように反応系に水を添加されると、
シラノール縮合反応により含フッ素共重合体の側鎖を形
成する。アルコキシ基等の置換基が2当量未満である場
合には、塗膜とした時にシラン成分に由来する特徴が発
現し難く、一方100当量を越えると、シラン変成重合
体を塗膜化における加水分解で変成用シラン化合物同士
の反応が優先し、二層分離する恐れがある。なお、反応
溶液における含フッ素共重合体の好ましい濃度は10〜
40重量%である。
The reaction ratio between the fluorine-containing copolymer and the silane-modifying compound varies depending on the characteristics of the target silane-modified polymer, but generally the total amount of hydroxyl groups and / or carboxyl groups in the copolymer is 1 An amount by which the substituent such as an alkoxy group in the silane compound for modification is in excess of the equivalent amount, preferably 2 to 100 equivalents, and more preferably 5 to 7 equivalents.
An amount of 0 equivalents of the silane compound for modification is used. When using a modification silane compound in excess of the total amount of hydroxyl groups and / or carboxyl groups, silane compounds other than those consumed by the addition reaction to the hydroxyl groups and / or carboxyl groups are added to the reaction system as water as described below. Is added,
The side chain of the fluorocopolymer is formed by the silanol condensation reaction. When the amount of the substituent such as an alkoxy group is less than 2 equivalents, the characteristics derived from the silane component are less likely to be exhibited when the coating film is formed. On the other hand, when the amount exceeds 100 equivalents, the silane-modified polymer is hydrolyzed during coating. Therefore, the reaction between the modifying silane compounds takes precedence, and there is a possibility that two layers are separated. The preferred concentration of the fluorocopolymer in the reaction solution is 10 to 10.
40% by weight.

【0023】上記反応に使用される触媒としては、硫
酸、塩酸、硝酸等の無機酸;p−トルエンスルホン酸、
ギ酸、酢酸等の有機酸;含水酸化アンチモン等の陽イオ
ン性無機イオン交換体;陽イオン交換樹脂;水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム等の無機塩基;トリエチルアミ
ン、モノエチルアミン等のアミン類;塩化アンモニウ
ム、フッ化アンモニウム等のアミン塩;テトラブチルト
タネート等のチタン系化合物等が挙げられる。好ましく
は酸類であり、その使用量は変成用シラン化合物100
重量部当り0.05〜5重量部、好ましくは0.1〜3重量
部である。
The catalyst used in the above reaction includes inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid and nitric acid; p-toluenesulfonic acid,
Organic acids such as formic acid and acetic acid; cationic inorganic ion exchangers such as hydrous antimony hydroxide; cation exchange resins; inorganic bases such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; amines such as triethylamine and monoethylamine; ammonium chloride, Examples include amine salts such as ammonium fluoride; titanium-based compounds such as tetrabutyl totanate. Acids are preferable, and the amount thereof is 100% for the silane compound for conversion.
It is 0.05-5 parts by weight, preferably 0.1-3 parts by weight, per part by weight.

【0024】反応温度としては0〜200℃が好ましく
あり、より好ましくは20〜150℃である。反応温度
が0℃未満であると反応の進行が非常に遅く、また20
0℃を越えると反応の制御が困難になりゲル化の恐れが
ある。反応時間は、一般的には0.5〜10時間が好まし
く、原料として使用された含フッ素共重合体中の水酸基
及び/またはカルボキシル基の合計量の40モル%以上
より好ましくは60モル%以上、特に好ましくは80モ
ル%以上と、変成用シラン化合物のアルコキシ基とを反
応させることが好ましい。
The reaction temperature is preferably 0 to 200 ° C, more preferably 20 to 150 ° C. If the reaction temperature is lower than 0 ° C, the reaction progresses very slowly, and
If the temperature exceeds 0 ° C., it becomes difficult to control the reaction and gelation may occur. The reaction time is generally 0.5 to 10 hours, preferably 40 mol% or more, more preferably 60 mol% or more of the total amount of hydroxyl groups and / or carboxyl groups in the fluorocopolymer used as a raw material. It is particularly preferable to react 80 mol% or more with the alkoxy group of the modifying silane compound.

【0025】また、上記反応において、変成用シラン化
合物のアルコキシ基1当量に対し、0.1〜4当量の水を
添加することにより、より優れたシラン変成重合体が得
られる。水の添加方法としては、最初は水を添加するこ
となく、非水系で温度20〜150℃で0.5〜5時間含
フッ素共重合体と変成用シラン化合物を反応させ、その
後残存アルコキシ基1当量に対して、0.1〜4当量好ま
しくは0.2〜2当量の水を滴下し、更に0.5〜5時間反
応を続けるという方法が最も好ましい。この方法におい
ては、非水系での反応により含フッ素共重合体における
水酸基および/またはカルボキシル基に、変成用シラン
化合物の仕込み量の一部が付加し、大半の変成用シラン
化合物が未反応の状態で反応系内に存在する。後半水が
添加されることにより、残余の変成用シラン化合物のシ
ラノール縮合反応が起こり、共重合体中に存在するアル
コキシシラン基を出発点としてポリシロキサンの側鎖が
形成される。
Further, in the above reaction, a more excellent silane-modified polymer can be obtained by adding 0.1 to 4 equivalents of water to 1 equivalent of alkoxy groups of the silane compound for conversion. As a method for adding water, first, without adding water, the fluorine-containing copolymer and the silane compound for modification are reacted in a non-aqueous system at a temperature of 20 to 150 ° C. for 0.5 to 5 hours, and then a residual alkoxy group 1 The most preferable method is to add 0.1 to 4 equivalents, preferably 0.2 to 2 equivalents of water to the equivalents, and continue the reaction for 0.5 to 5 hours. In this method, a part of the amount of the modifying silane compound charged is added to the hydroxyl group and / or the carboxyl group in the fluorocopolymer by the reaction in a non-aqueous system, and most of the modifying silane compound is in an unreacted state. It exists in the reaction system. By adding water in the latter half, silanol condensation reaction of the remaining silane compound for modification occurs, and a side chain of polysiloxane is formed starting from the alkoxysilane group present in the copolymer.

【0026】さらに、上記反応系にジルコニウム、アル
ミニウム、チタンまたはホウ素等からなる下記金属化合
物を、変成用シラン化合物100重量部当たり、0.1〜
3重量部、より好ましくは0.5〜2重量部の量配合する
ことにより、得られるコーティング剤の耐薬品性、硬
度、加工性または硬化性等がより一層改良される。上記
金属化合物の添加量が3重量部を越えると、反応時にゲ
ル化が起こり易い。ジルコニウム系化合物は特に耐薬品
性、加工性の改善に効果的であり、チタン系化合物は耐
薬品性の改善に効果があり、アルミニウム系化合物は硬
度、低温硬化性の向上に効果的であり、またホウ素系化
合物は硬度、低温硬化性の向上に効果的である。
Further, the following metal compound consisting of zirconium, aluminum, titanium or boron is added to the above reaction system in an amount of 0.1 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the silane compound for conversion.
By blending 3 parts by weight, more preferably 0.5 to 2 parts by weight, the chemical resistance, hardness, processability or curability of the resulting coating agent is further improved. If the amount of the above metal compound added exceeds 3 parts by weight, gelation tends to occur during the reaction. Zirconium-based compounds are particularly effective in improving chemical resistance and workability, titanium-based compounds are effective in improving chemical resistance, and aluminum-based compounds are effective in improving hardness and low-temperature curability, Further, the boron compound is effective in improving hardness and low temperature curability.

【0027】金属化合物としては、次の化合物が使用で
きる。 (a)ジルコニウム系化合物:テトラエトキシジルコニ
ウム、テトラ−i−プロポキシジルコニウム、テトラ−
n−プロポキシジルコニウム、テトラ−n−ブトキシジ
ルコニウム、テトラ−i−ブトキシジルコニウム、テト
ラ−t−ブトキシジルコニウム、ジルコニウム・ビス
(アセチルアセトネート)、ジルコニウム・テトラキス
(アセチルアセトネート)。 (b)チタン系化合物:テトラメトキシチタン、テトラ
エトキシチタン、テトラ−i−プロポキシチタン、テト
ラ−n−プロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタ
ン、テトラ−t−ブトキシチタン、ジアセチルアセテー
トチタンプロピレート、チタニウム・テトラキス(アセ
チルアセトネート)。
The following compounds can be used as the metal compound. (A) Zirconium compound: tetraethoxyzirconium, tetra-i-propoxyzirconium, tetra-
n-propoxyzirconium, tetra-n-butoxyzirconium, tetra-i-butoxyzirconium, tetra-t-butoxyzirconium, zirconium bis (acetylacetonate), zirconium tetrakis (acetylacetonate). (B) Titanium-based compound: tetramethoxy titanium, tetraethoxy titanium, tetra-i-propoxy titanium, tetra-n-propoxy titanium, tetra-n-butoxy titanium, tetra-t-butoxy titanium, diacetylacetate titanium propylate, titanium. -Tetrakis (acetylacetonate).

【0028】(c)アルミニウム系化合物:トリエトキ
シアルミニウム、トリ−i−プロポキシアルミニウム、
トリ−n−プロポキシアルミニウム、トリ−n−ブトキ
シアルミニウム、トリ−i−ブトキシアルミニウム、ト
リ−t−ブトキシアルミニウム、ジエチルアセテートア
ルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス
(エチルアセトアセテート)。 (c)ホウ素系化合物:ホウ酸、ホウ酸トリエチル。 上記化合物の内、好ましい化合物は、テトラ−i−プロ
ポキシジルコニウムアセチルアセトネート、テトラ−n
−プロポキシジルコニウムアセチルアセトネート、テト
ラ−n−ブトキシシジルコニウムアセチルアセトネート
およびホウ酸トリエチルである。
(C) Aluminum compound: triethoxyaluminum, tri-i-propoxyaluminum,
Tri-n-propoxy aluminum, tri-n-butoxy aluminum, tri-i-butoxy aluminum, tri-t-butoxy aluminum, diethyl acetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethyl acetoacetate). (C) Boron compound: boric acid, triethyl borate. Among the above compounds, preferred compounds are tetra-i-propoxyzirconium acetylacetonate and tetra-n.
-Propoxyzirconium acetylacetonate, tetra-n-butoxyzirconium acetylacetonate and triethyl borate.

【0029】本発明においては、含フッ素共重合体と変
成用シラン化合物の上記反応によって、該共重合体中の
水酸基又はカルボキシル基が、変成用シラン化合物中の
アルコキシ基等が加水分解して生じるシラノール基と反
応すると共に、共重合体中の加水分解性シリル基も、前
記水酸基、カルボキシル基または変成用シラン化合物に
おけるシラノール基と反応する。かくして得られる、シ
ラン成分が分子中に局在することなく均一に化学結合し
て存在するシラン変成重合体から形成される塗膜は、全
体に均質な物性を有する。そして、その塗膜物性は、耐
候性および耐薬品性等の含フッ素共重合体の特性を維持
し、さらに常温硬化性に優れる点で、塗膜表面の硬度が
高く、耐汚染性および耐水性に優れるのである。
In the present invention, the hydroxyl group or carboxyl group in the copolymer is hydrolyzed by the alkoxy group or the like in the modifying silane compound by the above reaction of the fluorine-containing copolymer and the modifying silane compound. While reacting with the silanol group, the hydrolyzable silyl group in the copolymer also reacts with the hydroxyl group, the carboxyl group or the silanol group in the silane compound for modification. The coating film thus obtained, which is formed from the silane-modified polymer in which the silane component is chemically bonded uniformly without being localized in the molecule, has uniform physical properties throughout. And the physical properties of the coating film maintain the characteristics of the fluorine-containing copolymer such as weather resistance and chemical resistance, and are excellent in room temperature curing property. Therefore, the coating film surface has high hardness, stain resistance and water resistance. Is excellent in

【0030】上記反応によって得られるシラン変成重合
体の有機溶剤溶液は、そのままコーティング剤として用
いることができるが、必要に応じて溶剤を塗料用に一般
的な次の有機溶剤に置換しても良い。塗料用に好適な有
機溶剤としては、例えばトルエン、キシレン等の芳香族
炭化水素類;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;
アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等の
ケトン類;セロソルブアセテート等のセロソルブ類;ト
リクロロメタン、ジクロロエタン等のハロゲン化炭素水
素類がある。
The organic solvent solution of the silane-modified polymer obtained by the above reaction can be used as it is as a coating agent, but if necessary, the solvent may be replaced with the following organic solvent generally used for paints. .. Suitable organic solvents for paints include, for example, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; esters such as ethyl acetate and butyl acetate;
There are ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone; cellosolves such as cellosolve acetate; and halogenated hydrocarbons such as trichloromethane and dichloroethane.

【0031】本発明のフッ素系コーティング組成物に
は、必要に応じて塗膜の硬化速度を促進するための硬化
触媒を添加しても良く、硬化触媒としてはジブチルスズ
ジラウレート、酢酸第一スズ、オクタン酸第一スズ、2
−エチルヘキサン酸スズ、ナフテン酸コバルト等のカル
ボン酸金属塩;エチルアミン、ジブチルアミン、ピリジ
ン、モルホリン等のアミン類;塩酸、硝酸等の鉱酸;酢
酸等の有機酸が挙げられる。好ましくは、ジブチルスズ
ジラウレートおよびジブチルスズジオクテート等に代表
されるカルボン酸のアルキルスズ塩である。上記硬化触
媒の添加量は、シラン変成重合体100重量部当り、0.
001〜10重量部、好ましくは0.005〜5重量部で
ある。0.001重量部未満であると硬化触媒としての効
果が発揮されず、また10重量部を越えると保存安定性
が劣る。
A curing catalyst for accelerating the curing rate of the coating film may be added to the fluorine-based coating composition of the present invention as required. The curing catalyst may be dibutyltin dilaurate, stannous acetate, octane. Stannous acid, 2
Carboxylic acid metal salts such as tin ethylhexanoate and cobalt naphthenate; amines such as ethylamine, dibutylamine, pyridine and morpholine; mineral acids such as hydrochloric acid and nitric acid; organic acids such as acetic acid. Preferred are alkyltin salts of carboxylic acids represented by dibutyltin dilaurate and dibutyltin dioctate. The amount of the above curing catalyst added was 0.1 parts by weight per 100 parts by weight of the silane-modified polymer.
The amount is 001 to 10 parts by weight, preferably 0.005 to 5 parts by weight. If it is less than 0.001 part by weight, the effect as a curing catalyst will not be exhibited, and if it exceeds 10 parts by weight, the storage stability will be poor.

【0032】上記硬化触媒以外に、本発明のフッ素系コ
ーティング組成物を塗料として用いる場合には、コーテ
ィング組成物の溶液中に顔料、流動調整剤、紫外線吸収
剤、分散安定剤および酸化防止剤等の各種添加剤、なら
びに必要に応じて他の樹脂を加えても良い。本発明のフ
ッ素系コーティング組成物は、刷毛、スプレー、ロール
コーター等によって基材に塗布することができ、塗布す
る基材としては金属、木、プラスチック、セラミックお
よびガラス等が挙げられる。基材に塗布された本発明の
フッ素系コーティング組成物は、常温又は加熱下で乾燥
させると、硬化反応が進行し、硬度、耐候性、耐汚染
性、耐薬品性、耐溶剤性および耐水性に優れた塗膜を形
成する。
In addition to the above curing catalyst, when the fluorine-based coating composition of the present invention is used as a paint, a pigment, a flow control agent, an ultraviolet absorber, a dispersion stabilizer, an antioxidant, etc. are added to the solution of the coating composition. Various additives described above, and other resins may be added as necessary. The fluorine-based coating composition of the present invention can be applied to a substrate with a brush, spray, roll coater or the like, and examples of the substrate to be applied include metal, wood, plastic, ceramic and glass. When the fluorine-based coating composition of the present invention applied to a substrate is dried at room temperature or under heating, a curing reaction proceeds, resulting in hardness, weather resistance, stain resistance, chemical resistance, solvent resistance and water resistance. It forms an excellent coating film.

【0033】[0033]

【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて、本発明
を更に具体的に説明する。 〔参考例1〕:含フッ素共重合体(A−1)の合成 撹拌機を備えた1リットルのオートクレーブにイソプロ
ピルアルコール(以下IPAと略す)500g、t−ブ
チルパーオキシピバレート(以下BPPVと略す)3.5
gを仕込んだ後、ピバリン酸ビニル(以下VPVと略
す)80.7g、エチルビニルエーテル(以下EVEと略
す)22.0g、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル
(以下2−HEVEと略す)27.3g、ビニルトリメト
キシシラン(以下VTMSと略す)49.7gを仕込む。
窒素置換して減圧脱気後にクロロトリフルオロエチレン
(以下CTFEと略す)151.4gを導入し、徐々に昇
温する。60℃で8時間重合を行った後、未反応のCT
FEを除去し、オートグレーブを開放して共重合体溶液
を得た。溶液を乾燥させ281gの共重合体(A−1)
を得た。この共重合体の数平均分子量は8000であっ
た。
EXAMPLES The present invention will be described more specifically below with reference to Examples and Comparative Examples. [Reference Example 1]: Synthesis of fluorinated copolymer (A-1) 500 g of isopropyl alcohol (hereinafter abbreviated as IPA) and t-butyl peroxypivalate (hereinafter abbreviated as BPPV) were placed in a 1-liter autoclave equipped with a stirrer. ) 3.5
After charging g, vinyl pivalate (hereinafter abbreviated as VPV) 80.7 g, ethyl vinyl ether (hereinafter abbreviated as EVE) 22.0 g, 2-hydroxyethyl vinyl ether (hereinafter abbreviated as 2-HEVE) 27.3 g, vinyl tri Charge 49.7 g of methoxysilane (hereinafter abbreviated as VTMS).
After purging with nitrogen and degassing under reduced pressure, 151.4 g of chlorotrifluoroethylene (hereinafter abbreviated as CTFE) is introduced, and the temperature is gradually raised. After polymerization at 60 ° C for 8 hours, unreacted CT
The FE was removed and the autograve was opened to obtain a copolymer solution. The solution is dried and 281 g of copolymer (A-1)
Got The number average molecular weight of this copolymer was 8,000.

【0034】〔参考例2〜5〕:含フッ素共重合体(A
−2〜A−5)の合成 表1に示す組成の単量体混合物を用い、参考例1と同様
な方法により共重合体(A−2〜A−5)を合成した。
Reference Examples 2 to 5: Fluorine-containing copolymer (A
-2 to A-5) Synthesis Using the monomer mixture having the composition shown in Table 1, copolymers (A-2 to A-5) were synthesized by the same method as in Reference Example 1.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】〔参考例6〕:含フッ素共重合体(A−
6)の合成 IPAに代えてメチルイソブチルケトン500gを重合
溶剤として用い、単量体VTMSに代えてアリルグリシ
ジルエーテル35.7gを用いた以外は、参考例1と同様
にして重合を行い、共重合溶液を得た。次いでこの溶液
にγ−アミノプロピルトリメトキシシラン55.6gを添
加し、撹拌しながら90℃で4時間反応させることによ
り、含フッ素共重合体(A−6)306gを合成した。
得られた共重合体(A−6)の数平均分子量は8500
であった。
Reference Example 6: Fluorine-containing copolymer (A-
Synthesis of 6) Copolymerization was carried out in the same manner as in Reference Example 1 except that 500 g of methyl isobutyl ketone was used as a polymerization solvent in place of IPA, and 35.7 g of allyl glycidyl ether was used in place of the monomer VTMS. A solution was obtained. Next, 55.6 g of γ-aminopropyltrimethoxysilane was added to this solution and reacted at 90 ° C. for 4 hours with stirring to synthesize 306 g of a fluorocopolymer (A-6).
The number average molecular weight of the obtained copolymer (A-6) was 8500.
Met.

【0037】〔参考例7〕:含フッ素共重合体(A−
7)の合成 IPAに代えてメチルイソブチルケトン500gを重合
溶剤として用い、単量体として、CTFE151.4g、
VPV121.8g、EVE11.0gおよび2−HEVE
41.0gを用いて、参考例1と同様にして重合を行い、
共重合体溶液を得た。上記溶液にトリメトキシシリルイ
ソシアネート25.3gを添加し、撹拌しながら70℃で
3時間反応させることにより、数平均分子量が8300
の共重合体(A−7)を280g得た。
Reference Example 7: Fluorine-containing copolymer (A-
Synthesis of 7) Using 500 g of methyl isobutyl ketone as a polymerization solvent instead of IPA, and as a monomer, CTFE151.4 g,
VPV121.8g, EVE11.0g and 2-HEVE
Polymerization was carried out in the same manner as in Reference Example 1 using 41.0 g,
A copolymer solution was obtained. By adding 25.3 g of trimethoxysilyl isocyanate to the above solution and reacting at 70 ° C. for 3 hours with stirring, the number average molecular weight was 8300.
280 g of the copolymer (A-7) was obtained.

【0038】〔参考例8〕:含フッ素共重合体(A−
8)の合成 IPAに代えてメチルイソブチルケトン500gを重合
溶剤として用い、単量体として、CTFE141.4g、
VPV60.5g、EVE33.1g、2−HEVE41.0
gおよびクロトン酸13.3gを用いて、参考例1と同様
にして重合を行い、共重合体溶液を得た。上記溶液にγ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン31.6gを
添加し、撹拌しながら90℃で3時間反応させることに
より、共重合体(A−8)を320g得た。
Reference Example 8: Fluorine-containing copolymer (A-
Synthesis of 8) 500 g of methyl isobutyl ketone was used as a polymerization solvent instead of IPA, and CTFE141.4 g was used as a monomer.
VPV60.5g, EVE33.1g, 2-HEVE41.0
g and crotonic acid 13.3 g were polymerized in the same manner as in Reference Example 1 to obtain a copolymer solution. Γ in the above solution
-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (31.6 g) was added, and the mixture was reacted at 90 ° C for 3 hours with stirring to obtain 320 g of a copolymer (A-8).

【0039】〔実施例1〕滴下ロート、温度系、撹拌装
置を備えた反応器に、上記含フッ素共重合体(A−1)
の50%キシレン溶液100部、IPA67部およびp
−トルエンスルホン酸0.1部を加え、更にテトラメトキ
シシランの部分縮合物〔多摩化学工業(株)製、商品名
メチルシリケート51〕10部、メチルトリメトキシシ
ラン2部を滴下して、70℃に昇温した。そのまま4時
間反応させた後、純水3.0部をIPA20部で希釈した
溶液を徐々に滴下し、更に70℃にて6時間反応させ、
淡黄色透明のシラン変成重合体(1)を得た。得られた
シラン変成重合体(1)の溶液100部当たり、ジブチ
ルスズジラウレート0.3部を加え十分に混合した後、混
合液を厚さ0.5mmのアルミ板に乾燥塗膜20μになる
ように塗布し、室温下で7日間乾燥して硬化させた。得
られた塗膜の性能を鉛筆硬度、耐溶剤性、耐屈曲性、耐
汚染性および耐沸騰水性について試験し、その結果を表
3に示した。
Example 1 The above fluorine-containing copolymer (A-1) was placed in a reactor equipped with a dropping funnel, a temperature system and a stirrer.
100% 50% xylene solution, 67 parts IPA and p
-Toluenesulfonic acid 0.1 part was added, and further 10 parts of a partial condensate of tetramethoxysilane [manufactured by Tama Chemical Industry Co., Ltd., trade name: methyl silicate 51] and 2 parts of methyltrimethoxysilane were added dropwise at 70 ° C. The temperature was raised to. After reacting for 4 hours as it is, a solution prepared by diluting 3.0 parts of pure water with 20 parts of IPA is gradually added dropwise and further reacted at 70 ° C. for 6 hours,
A light yellow transparent silane modified polymer (1) was obtained. After adding 0.3 parts of dibutyltin dilaurate per 100 parts of the solution of the obtained silane-modified polymer (1) and mixing them well, the mixed solution was applied to an aluminum plate having a thickness of 0.5 mm to give a dry coating film of 20 μm. It was applied and dried at room temperature for 7 days to cure. The performance of the obtained coating film was tested for pencil hardness, solvent resistance, flex resistance, stain resistance and boiling water resistance, and the results are shown in Table 3.

【0040】上記塗膜物性の測定は以下に示す測定法に
依った。 イ)鉛筆硬度;JIS−K5400−8,4,2。 ロ)耐溶剤性;メチルエチルケトンを十分にしみこませ
た脱脂綿で、塗膜表面を往復20回こすった後の塗膜を
観察した。 ハ)耐屈曲性;JIS−K5400,8,1。具体的に
は、屈曲試験器を用い、塗膜板を折り曲げ、屈曲部を観
察し、塗膜の割れ、または剥がれの発生のない心棒の直
径によって評価した。 ニ)耐汚染性;カーボンブラック0.1重量%水性分散液
をスプレーで塗膜に噴霧後、90℃の乾燥器にて10分
間乾燥するというサイクルを6回繰り返し、かかる操作
後の塗膜面を水洗し、塗膜面の汚れの程度を観察した。 ホ)耐沸騰水性;塗膜板を沸騰水に5時間浸漬後、塗膜
の基材への付着性を碁盤目試験法によって測定した。
The physical properties of the coating film were measured by the following measuring methods. A) Pencil hardness: JIS-K5400-8, 4, 2. (B) Solvent resistance: The coating film was observed after rubbing the surface of the coating film 20 times with absorbent cotton sufficiently soaked with methyl ethyl ketone. C) Flex resistance: JIS-K5400,8,1. Specifically, the coating film plate was bent using a bending tester, the bent portion was observed, and evaluation was made by the diameter of the mandrel that did not cause cracking or peeling of the coating film. D) Contamination resistance: The carbon black 0.1% by weight aqueous dispersion is sprayed on the coating film and then dried in a dryer at 90 ° C. for 10 minutes, which is repeated 6 times. Was washed with water and the degree of dirt on the surface of the coating film was observed. E) Boiling water resistance: After the coated plate was immersed in boiling water for 5 hours, the adhesion of the coated film to the substrate was measured by the cross cut test method.

【0041】〔実施例2〜8〕表2に示す配合により、
実施例1と同様な方法により、ジブチルスズラウレート
を添加したシラン変成重合体(2〜8)溶液を合成し
た。実施例1と同様にして塗膜を形成し、得られた塗膜
の物性を評価し、その結果を表3に示した。
[Examples 2 to 8] With the formulations shown in Table 2,
By the same method as in Example 1, a silane modification polymer (2 to 8) solution to which dibutyltin laurate was added was synthesized. A coating film was formed in the same manner as in Example 1, the physical properties of the obtained coating film were evaluated, and the results are shown in Table 3.

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】〔比較例1〕含フッ素共重合体(A−1)
50部をキシレン75部、メチルイソブチルケトン75
部に溶解した溶液を用い、それにジブチルスズジラウレ
ート0.3部を加えた混合液により、実施例1と同様な操
作で塗膜を形成し、塗膜物性を評価した。その結果を表
3に示した。
[Comparative Example 1] Fluorine-containing copolymer (A-1)
50 parts of xylene 75 parts, methyl isobutyl ketone 75
A coating film was formed in the same manner as in Example 1 by using a solution prepared by dissolving 0.3 parts of dibutyltin dilaurate in the solution, and the coating film physical properties were evaluated. The results are shown in Table 3.

【0044】〔比較例2〕参考例1の共重合体の製法に
おいて、VTMSを使用しない以外は、同例で使用され
たと同一の単量体を同例におけると同じ割合で使用し
て、含フッ素共重合体を合成した。上記共重合体の50
%キシレン溶液を用い、実施例1と同様な方法で変成用
シラン化合物と反応させ、以降も実施例1と同様な方法
で、得られた重合体溶液にジブチルスズジラウレートを
加えてコーティング剤を得、次いで塗膜を形成させた。
得られた塗膜の評価結果は表3のとおりである。
[Comparative Example 2] In the method for producing the copolymer of Reference Example 1, except that VTMS was not used, the same monomers as used in the same example were used in the same proportion as in the same example, and contained. A fluorocopolymer was synthesized. 50 of the above copolymer
% Xylene solution was reacted with the modifying silane compound in the same manner as in Example 1, and thereafter, dibutyltin dilaurate was added to the obtained polymer solution in the same manner as in Example 1 to obtain a coating agent, Then, a coating film was formed.
Table 3 shows the evaluation results of the obtained coating films.

【0045】〔比較例3〕含フッ素共重合体(A−5)
50部をキシレン75部およびメチルエチルケトン75
部に溶解した後、得られた溶液中に、室温下でさらにγ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン4.2部、テ
トラエトキシシラン100部、メチルトリメトキシシラ
ン5.0部およびジブチルスズジラウレート0.3部を加
え、十分混合した。上記方法によって得られた樹脂組成
物溶液を用いて、実施例1と同様な方法で塗装試験片を
作成した。
[Comparative Example 3] Fluorine-containing copolymer (A-5)
50 parts xylene 75 parts and methyl ethyl ketone 75 parts
Part, and then in the resulting solution at room temperature
-4.2 parts of glycidoxypropyltrimethoxysilane, 100 parts of tetraethoxysilane, 5.0 parts of methyltrimethoxysilane and 0.3 parts of dibutyltin dilaurate were added and mixed well. A coating test piece was prepared in the same manner as in Example 1 using the resin composition solution obtained by the above method.

【0046】[0046]

【表3】 [Table 3]

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、毒性の高いイソシアネ
ート化合物を使用しなくても、常温硬化性に富み、かつ
塗膜表面硬度が高く、耐汚染性および耐水性に優れるフ
ッ素系コーティング組成物が得られる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, a fluorine-based coating composition having excellent room temperature curing property, high coating surface hardness, and excellent stain resistance and water resistance without using a highly toxic isocyanate compound. Is obtained.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】分子中に水酸基および/またはカルボキシ
ル基、ならびに加水分解性シリル基を有する含フッ素共
重合体(A)と、下記一般式(I)で表されるシラン化
合物および/またはその部分縮合物(B)との反応物を
有機溶剤に溶解してなるフッ素系コーティング剤。 R1xSi(OR2 4-X (I) 〔式中R1 は非加水分解性基または水素原子を示し、R
2 はアルキル基、アリール基、アルケニル基または水素
原子を示し、Xは0〜2の整数を示す。〕
1. A fluorine-containing copolymer (A) having a hydroxyl group and / or a carboxyl group and a hydrolyzable silyl group in the molecule, a silane compound represented by the following general formula (I) and / or a portion thereof. A fluorine-based coating agent obtained by dissolving the reaction product of the condensate (B) in an organic solvent. R 1 xSi (OR 2 ) 4-X (I) [wherein R 1 represents a non-hydrolyzable group or a hydrogen atom, and R 1
2 represents an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group or a hydrogen atom, and X represents an integer of 0-2. ]
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