JPH0548792B2 - - Google Patents
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Landscapes
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- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は撥水撥油性、防汚染性、非粘着性など
の表面特性を有し、かつ耐候性にも優れた塗膜を
形成することができる塗料組成物に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
塗料分野において、撥水撥油性、、防汚性、非
粘着性などの表面特性を持つ塗膜が必要とされる
ことがある。これら表面特性は他の技術分野、た
とえば繊維処理技術分野において、ポリフルオロ
アルキル基、特にパーフルオロアルキル基、を有
する重合体を用いることにより達成されている。
従つて、これら表面特性を塗膜に付与するため
に、パーフルオロアルキル基を有する重合体を塗
料に適用することが考えられている。しかし、従
来パーフルオロアルキル基を有する重合体を用い
た塗料では必ずしも充分な耐候性を発揮させるこ
とは困難であつた。たとえば、パーフルオロアル
キル基含有重合体を汎用塗料中に混合したり(特
公昭58−50269号公報参照)、パーフルオロアルキ
ル基含有重合体を主成分とする塗料にしたり(特
開昭48−4528号公報や特開昭58−96659号公報参
照)する方法が報告されているが、これらの場
合、塗膜の耐候性は充分に高くない。また、特開
昭48−4528号公報などにおいては、パーフルオロ
アルキル基含有重合体として、アミノ樹脂などの
架橋成分と反応して三次元網状構造の硬化塗膜と
するための官能基含有モノマーを共重合せしめた
ものが採用されているが、架橋成分が汎用塗料の
範ちゆうに属するものであり、また主成分たるパ
ーフルオロアルキル基含有重合体自身の物性に影
響され、、必ずしも充分な耐候性が達成され難い。
また、特開昭59−189108号公報にはパーフルオ
ロアルキル基と水酸基とを有する重合体と後述水
酸基含有含フツ素重合体とを併用してヘキサメチ
レンジイソシアネートなどのポリイソシアネート
化合物で硬化させる耐候性の高い塗料が記載され
ている。しかし、、こ塗料の耐候性は主として水
酸基含有含フツ素重合体に依存し、この重合体と
の相溶性を確保するためにパーフルオロアルキル
基を有する重合体のパーフルオロアルキル基の長
さを長くすることが困難であり、上記表面特性を
充分に発揮させることが困難であつた。しかも、
硬化剤であるポリイソシアネート化合物は従来の
汎用塗料用の硬化剤をそのまま転用したものにす
ぎず、水酸基含有含フツ素重合体本来の耐候性を
低下させる原因にもなつていた。即ち、、汎用硬
化剤の耐候性は水酸基含有フツ素重合体の耐候性
に比べてかなり低く、、硬化剤を比較的多量に使
用すると塗膜の耐候性を著るしく低下させるおそ
れがあつた。さらに、、硬化剤は通常低分子の化
合物であるため水酸基含有含フツ素重合体に対す
る相溶性が不充分であることが多く、反応速度が
遅くなるなどの問題点も有していた。
〔発明の解決しようとする問題点〕
本発明は、従来知られていなかつた高反応性の
官能基とポリフルオロアルキル基とを有する重合
体を含む塗料組成物を新規に提供することを目的
とするものである。この新規な重合体はその高反
応性官能基と結合しうる成分と併用することによ
りポリフルオロアルキル基を持つ塗膜が生成す
る。この重合体は溶剤に溶解して使用することが
でき、、さらに常温で反応することのできる高反
応性官能基を有していることにより常温硬化型の
塗料とすることができる。勿論、加熱硬化型の塗
料とすることも可能である。しかし、この重合体
は従来の高反応性官能基を有する化合物に比較し
て耐候性が高く、耐候性の高い塗膜を得ることが
可能となる。
前記水酸基含有含フツ素重合体を用いた塗料の
場合、その水酸基と結合して架橋を与える硬化剤
の耐候性は不充分であり、塗料全体として水酸基
含有含フツ素重合体本来の耐候性を低下させる原
因となつていたが、上記耐候性の高い重合体を使
用することによりこの耐候性低下の問題が解決さ
れる。しかも、上記ポリフルオロアルキル基と高
反応性官能基を有する重合体は比較的高分子量の
化合物であるので水酸基含有含フツ素重合体との
相溶性が高く、前述の相溶性に起因する問題点も
解決される。このような特徴に加えて、前記の通
り従来の水酸基含有含フツ素重合体を用いて得ら
れる耐候性の高い塗膜に撥水撥油性や耐汚染性な
どの表面特性をその耐候性を損なわずに付加し、
しかもその表面特性を長期にわたつて持続する塗
膜を得ることが可能となる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記特定化された重合体を含む塗料組
成物であり、即ち、
下記共重合体および化合物との配合割合が重
量比で/=2〜98/2〜98である重合体お
よび化合物を含む塗料組成物である。
下記,,の共重合割合がモル比で
//=5〜98/2〜80/0〜90である
共重合体
イソシアネート基含有ビニルモノマー
ポリフルオロアルキル基の炭素数が3
〜20のポリフルオロアルキル基を含有する
ビニルモノマー
前記,以外の共重合性モノマー
前記のイソシアネート基と結合しうる官
能基を有する化合物
本発明におけるイソシアネート基とポリフルオ
ロアルキル基を有する重合体はイソシアネート基
含有ビニルモノマー、ポリフルオロアルキル基含
有ビニルモノマー、、および場合によりさらにこ
れらの基を含まないモノマーの共重合体からな
る。イソシアネート基含有ビニルモノマーやその
共重合体、ポリフルオロアルキル基含有ビニルモ
ノマーやその共重合体は公知であるが、イソシア
ネート基含有ビニルモノマーとポリフルオロアル
キル基含有ビニルモノマーとの共重合体やそれら
2種のモノマーとさらに他の共重合体のモノマー
との共重合体は知られていない。
イソシアネート基含有ビニルモノマーやその単
独あるいは共重合体は公知であり、たとえば特開
昭56−118409号公報、特開昭59−227910号公報、、
特開昭60−6712号公報、米国特許第2718516号明
細書、米国特許第4222909号明細書、、米国特許第
4436885号明細書などに記載されている。具体的
なイソシアネート基含有ビニルモノマーとして、
これら公知例にはイソシアネートアルキルメタク
リレート、イソシアネートアルキルアクリレー
ト、イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジル
イソシアネートが記載されている。本発明におい
て好まましいイソシアネート基含有ビニルモノマ
ーは他に比較して耐候性の高い重合体を与えるメ
タアクリレート系あるいはアクリレート系の化合
物であり、特にイソシアネート基を有する炭素数
2〜8(イソシアネート基の炭素原子を除く)の
直鎖状、分岐状あるいは環状のアルキル基を有す
るメタクリレートとアクリレートであり、、具体
的にはたとえば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、、イ
ソシアネートブチルメタクリレート、イソシアネ
ートブチルアクリレート、、イソシアネートヘキ
シルメタクリレート、イソシアネートヘキシルメ
タクレートなどがある。特にアルキル基の末端に
イソシアネート基を有するイソシアネートアルキ
ル基(即ち、ω−イソシアネートアルキル基)を
有するこれら化合物が好ましく、2−イソシアネ
ートエチルメタクリレートが最も好ましい。
本発明におけるポリフルオロアルキル基含有ビ
ニルモノマーは、ポリフルオロアルキル基を有す
る種々のビニルモノマー、たとえばメタクリレー
ト、アクリレート、ビニルエステル、ビニルエー
テルなど、からなる。特に好ましいこのビニルモ
ノマーは前記イソシアネート基含有ビニルモノマ
ーと共重合し易いビニルモノマーであり、こ意味
からメタクリレート系あるいはアクリレート系の
ビニルモノマーが好ましい。次に好ましいビニル
モノマーはビニルエステル系のモノマーである。
ポリフルオロアルキル基は、パーフルオロアル
キル基(以下Rfで表わす)であることが好まし
いが、他にアルキル基の全水素原子の数にして約
50%を越える数、好ましくは約75%以上がフツ素
原子に置換されてなる(残りの水素原子の一部〜
全部は塩素原子等で置換されていてもよい)ポリ
フルオロアルキル基が好ましい。このパーフルオ
ロアルキル基、およびポリフルオロアルキル基は
分岐状の基でも直鎖状の基であつてもよい。これ
らの基の炭素数は3〜20であり、パーフルオロア
ルキル基の場合、その炭素数は3〜16が好まし
く、特に約3〜10が最も好ましい。以下、パーフ
ルオロアルキル基を有する化合物について説明す
る。パーフルオロアルキル基を有するメタクリレ
ートとアクリレートは下記の式〔〕で表わされ
る化合物であることが好ましい。
Rf−X−OCOC(R1)=CH2 …〔〕
R1は水素原子かメチル基である。Xは2価の
結合性基であり、−R2−,−CON(R3)−Q−,あ
るには−SO2N(R3)−Q−で表わされる基である
ことが好ましい。R2は直鎖状あるいは分岐状の
アルキレン基であり、特に炭素数2〜4の直鎖状
のアルキレン基が好ましい。R3はアルキル基で
あり、、特に炭素数1〜4のアルキル基が好まし
い。Qはメタクリル酸あるいはアクリル酸の残基
とエステル結合で結合しうる2価の有機基であ
り、たとえば、直鎖状、分岐状、あるいは環状の
アルキレン基、、芳香核に−CON(R3)−や−
SO2N(R3)−が結合したアリールアルキル基など
がある。Qとしては分岐状あるいは直鎖状の炭素
数12以下のアルキレン基が好ましく、特に炭素数
2〜8の直鎖状アルキレン基が好ましい。
上記以外のポリフルオロアルキル基含有ビニル
モノマーとしては、たとえば上記式〔〕におい
て、、XやQが置換基(たとえばアシルオキシ基
やアルコキシ基)を有するアルキレン基である化
合物、XやQがポリオキシアルキレン鎖を有する
化合物、あるいはRf基の代りに水素原子や塩素
原子を有するポリフルオロアルキル基である化合
物がある。さらに、メタクリレートやアクリレー
ト以外の化合物としては、ポリフルオロアルキル
基を有するカルボン酸のビニルエステルやビニル
エーテルがある。たとえばRfCOOCH2=CH2で
表わされるパーフルオロカルボン酸のビニルエス
テルなどを使用しうる。
上記ポリフルオロアルキル基含有ビニルモノマ
ーはイソシアネート基と反応しうる官能基を有し
ないことが必要である。従つて、たとえば水酸基
を有する化合物はその水酸基とイソシアネート基
が反応するので使用できない。以下に、本発明に
おけるポリフルオロアルキル基含有ビニルモノマ
ーの若干の具体例を示すが、これら化合物のみに
限定されるものではない。
CF3(CF2)4CH2OCOC(CH3)=CH2
CF3(CF2)6(CH2)2OCOC(CH3)=CH2
CF3(CF2)6COOCH=CH2
CF3(CF2)7CH2CH2OCOCH=CH2
CF3(CF2)7SO2N(C3H7)(CH2)2OCOCH=CH2
CF3(CF2)7(CH2)4OCOCH=CH2
CF3(CF2)7SO2N(CH3)(CH2)2OCOC(CH3)=
CH2
CF3(CF2)7SO2N(C2H5)(CH2)2OCOCH=CH2
CF3(CF2)7CON(CH3)(CH2)2OCOCH=CH2
CF3(CF2)8(CH2)2OCOCH=CH2
CF3(CF2)8(CH2)2OCOC(CH3)=CH2
CF3(CF2)8CON(C2H5)(CH2)2OCOC(CH3)=
CH2
H(CF2)10CH2OCOCH=CH2
CF2Cl(CF2)10CH2OCOC(CH3)=CH2
上記イソシアネート基含有ビニルモノマーとポ
リフルオロアルキル基含有ビニルモノマーとは、
その2種のみ(ただし、各々は2以上の化合物の
組み合せであつてもよい)を共重合させて目的と
する重合体を得ることができる。しかし、必要に
より、これら2種以外の共重合性のモノマーをさ
らに組み合せて3元系以上の共重合体とすること
も可能である。たとえば、この重合体の他の塗料
成分に対する溶解性の向上、塗料溶剤への溶解性
の向上、塗膜の物性を変化させることなどを目的
として共重合性のモノマーが使用される。この共
重合性のモノマーは上記2種のモノマーとは異る
ものであり、また、イソシアネート基と反応性の
官能基を有しないモノマーである。たとえば、メ
タクリレート系あるいはアクリレート系のモノマ
ー、スチレン、エチレン、プロピレンなどのオレ
フイン、アルキルビニルエーテルなどのビニルエ
ーテル、フルオロオレフインやクロロオレフイン
などのハロオレフイン、ブタジエンなどのジエン
などを使用しうる。特に好ましい共重合性のモノ
マーは、共重合性が良好なメタクリレート系ある
いはアクリレート系のモノマーである。たとえ
ば、メチルメタクリレート、メチルアクリレー
ト、ブチルメタクリレート、ブチルアクリレー
ト、2−エチルヘキシルアクリレート、クロロエ
チルメタクリレート、クロロエチルアクリレー
ト、ベンジルメタクリレートなどを使用しうる。
上記イソシアネート基含有ビニルモノマー、ポ
リフルオロアルキル基含有ビニルモノマー、およ
びそれら以外の共重合性のモノマーの共重合の割
合は、イソシアネート基含有ビニルモノマー/ポ
リフルオロアルキル基含有ビニルモノマー/共重
合性のモノマーをモル比で表わして5〜98/2〜
80/0〜90であり、特に約15〜95/5〜60/0〜
80が好ましい。さらに、イソシアネート基含有ビ
ニルモノマーの割合は、充分な架橋密度が得られ
かつポツトライフや保存性の面から全モノマーに
対し約30〜90モル%である。また、ポリフルオロ
アルキル基含有ビニルモノマーの割合は充分なる
表面特性を発揮させかつ溶剤等に対する溶解性を
高めるために全モノマーに対し約10〜50モル%で
あることが好ましい。それら以外の共重合性のモ
ノマーの割合は約0〜60モル%が特に好ましい。
これらモノマーの共重合は通例の方法で行いう
る。たとえば、重合開始剤の存在下必要によりメ
ルカプタンなどの連鎖移動剤を用いて溶媒や分散
媒中で重合を行つて目的とする重合体を得る。得
られる重合体の分子量は特に限定されるものでは
ないが、、約1000〜50000が適当であり、特に約
2000〜20000が好ましい。ただし、重合体1分子
中には平均して少くとも約2個のイソシアネート
基を必要とし、、特に約4〜100個のイソシアネー
ト基を有する重合体が好ましい。従つて、イソシ
アネート基含有ビニルモノマーのモル比が少い場
合、比較的高分子量の重合体が用いられる。ま
た、、重合体1分子中にも平均して少くとも約1
個程度のポリフルオロアルキル基が存在すること
が好ましく、特に重合体1分子中に平均して約1
〜50個のポリフルオロアルキル基が存在すること
が好ましい。
上記イソシアネート基とポリフルオロアルキル
基を有する重合体はそのまま塗料成分として使用
しうることは勿論であるが、場合によりイソシア
ネート基をブロツク化剤でブロツクして使用して
もよい。ブロツク化剤でブロツクされたイソシア
ネート基は加熱等によりブロツク化剤が外れて遊
離のイソシアネート基となる。このようなブロツ
クされたイソシアネート基を有する重合体は加熱
硬化型塗料、一液型塗料、粉体塗料などの塗料に
適用することができる。ブロツク化剤としては
種々のイソシアネート基をブロツクしうる化合物
を使用することができ、たとえば、フエノール
類、ラクタム類、重亜硫酸塩類などを使用するこ
とができる。
本発明の塗料組成物は上記イソシアネート基と
ポリフルオロアルキル基を有する重合体とともに
イソシアネート基と結合しうる化合物を含む。こ
のイソシアネート基と結合しうる官能基として
は、たとえば水酸基、カルボン酸基、アミノ基、
イミノ基、メルカプト基、その他の活性な水素原
子を有する官能基がある。この化合物はこれら官
能基を2以上有することが必要であり、たとえば
ポリオール、、ポリフエノール、、ポリカルボン
酸、ポリアミン、、ポリチオール、その他の2以
上の官能基(それらは異る官能基であつてもよ
い)を有する化合物である。これら化合物は従来
のポリウレタン系塗料用に用いられている化合物
が適当である。好ましい化合物は、ポリオールで
あり、たとえば、ポリエステル系ポリオール、ポ
リエーテル系ポリオール、アクリルポリオール、、
油変性ポリオール、水酸基含有炭化水素系連合
体、その他の2以上のアルコール性水酸基を有す
る化合物である。具体的には多価アルコールの残
基と多価カルボン酸基とを有するポリエステル系
ポリオール、ε−カプロラクトンなどの環状エス
テルの開環重合体あるいはヒドロキシカルボン酸
の重合体などからなるポリエステル系ポリオー
ル、多価アルコール、多価フエノール、、アミン
等にエポキサイドや環状エーテルを付加して得ら
れるポリエーテル系ポリオール、ヒドロキシアル
キル基を有するメタクリレートやアクリレートと
他のメタアクリレートやアクリレート、その他の
共重合性モノマーとの共重合体からなるアクリル
ポリオール、ヒマシ油等の油で変性したポリエス
テル系あるいはポリエーテル系のポリオール、ポ
リブタジエングリコールなどの2以上の水酸基を
有する炭化水素系重合体、並びに多価アルコール
やヒマシ油などの比較的低分子量の化合物などが
ある。また、ポリアミド、ポリアミン、アルカノ
ールアミン、その他のアミン系化合物、エポキシ
樹脂などのポリエポキシ化合物なども好ましい。
これら化合物を従来のポリイソシアネート化合物
に代えて前記のイソシアネート基とポリフルオロ
アルキル基を有する化合物と組み合せることによ
り前記表面特性を有する有用な塗膜が得られる。
特に耐候性の高い塗膜を得るために、上記イソ
シアネート基と結合しうる官能基を有する化合物
として水酸基含有含フツ素重合体を使用すること
が好ましい。この塗料の成分として用いうる水酸
基含有含フツ素重合体は公知であり、たとえば特
開昭57−34107号公報、、特開昭59−189108号公
報、特開昭60−67518号公報などに記載されてい
る。これら水酸基含有含フツ素重合体は極めて高
い耐候性を有するが、前記表面特性は充分ではな
く、また従来公知の硬化剤であるポリイソシアネ
ート化合物の使用は耐候性を低下させる原因とも
なつていた。本発明におけるイソシアネート基と
結合しうる官能基を有する化合物としてこの水酸
基含有含フツ素重合体を使用すれば、水酸基含有
含フツ素重合体の耐候性を低下させるおそれが少
く極めて耐候性の高い塗膜が得られるとともに、
従来水酸基含有含フツ素重合体を用いて得られる
塗膜に撥水撥油性や耐汚染性を付与することが可
能となる。
水酸基含有含フツ素重合体としては、ポリフル
オロオレフインと水酸基含有ビニルエーテルを必
須とするモノマーと、好ましくはさらに水酸基を
含有しないビニルエーテルを使用し、これら2〜
3種のモノマーを主成分として共重合して得られ
る重合体が用いられる。これら2〜3種のモノマ
ーはそれぞれ2以上のモノマーからなつていても
よい。ポリフルオロオレフインとしては、テトラ
フルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレ
ン、フツ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレ
ンなど炭素数2〜3のポリフルオロオレフインが
適当であり、特にテトラフルオロエチレンとクロ
ロトリフルオロエチレンが好ましい。水酸基含有
ビニルエーテルとしては、ヒドロキシアルキルビ
ニルエーテルが適当であり、特に炭素数3〜8の
ヒドロキシアルキル基を有するビニルエーテルが
好ましい。具体的には、ヒドロキシプロピルビニ
ルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、
ヒドロキシイソプロピルビニルエーテル、ヒドロ
キシ−2−メチルブチルビニルエーテルなどがあ
る。特に好ましい水酸基含有ビニルエーテルはn
−ヒドロキシブチルビニルエーテルである。
水酸基含有含フツ素重合体は上記ポリフルオロ
オレフインと水酸基含有ビニルエーテルの2種の
モノマーから得ることができるが、好ましくはさ
らに他の共重合性モノマーと共重合させる。こ共
重合性モノマーとしては特に水酸基を有しないビ
ニルエーテルが好ましいが、これに限られるもの
ではない。水酸基を有しないビニルエーテルはま
たフツ素原子を有するビニルエーテルであつても
よい。これらビニルエーテルとしては、直鎖状、
分岐状あるいは環状のフツ素原子を有していても
よいアルキル基を有するビニルエーテル、たとえ
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、ポリ(あるいはモノ)フルオロアル
キルビニルエーテルなどがある。好ましい化合物
は炭素数1〜10、特に2〜6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、炭素
数6〜10の側鎖を有していてもよいシクロアルキ
ルビニルエーテル、2以上のフツ素原子を有する
炭素数3〜6のポリフルオロアルキルビニルエー
テルである。具体的には、たとえばエチルビニル
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、ヘキシルビニルエーテル、シクロヘ
キシルビニルエーテル、2,2,3,3−テトラ
フルオロプロピルビニルエーテルなどがある。ま
た、これらビニルエーテルとともに、あるいはそ
れに代えてジビニルエーテルなどの多官能ビニル
エーテルを用いることができる。特に好ましい水
酸基を有しないビニルエーテルは、エチルビニル
エーテル、ブチルビニルエーテル、シクロヘキシ
ルビニルエーテルである。なお、これら水酸基を
有しないビニルエーテルに代えて、あるいはそれ
らとともに、ビニルエーテル以外の共重合性モノ
マーを使用することもできる。たとえば、アルキ
ルメタクリレート、アルキルメタクリレート、、
アルキルアクリレート、オレフイン、その他の共
重合性モノマーを使用できる。しかし、ビニルエ
ーテル以外の共重合性モノマーの使用は水酸基含
有含フツ素共重合体の溶解性などの性質を低下さ
せることが多く、従つて使用するとしても少量
(たとえば生モノマーの約5モル%以下)である
ことが好ましく通常は実質的に使用されない。
ポリフルオロオレフイン/水酸基含有ビニルエ
ーテル/共重合性モノマーの共重合比はモル%で
表わして約30〜70/1〜45/0〜69であることが
好ましい。特に、約40〜60/3〜40/5〜57が好
ましく、その内でも約40〜60/5〜20/20〜50で
あることが最も好ましい。重合方法などは前記公
報記載の方法で行ななわれることが好ましい。得
られる水酸基含有含フツ素重合体は通常溶剤可溶
性である。この重合体のテトラヒドロフラン中30
℃で測定される固有粘度は約0.05〜2.0dl/gの
範囲にあるものが好ましい。
本発明の塗料組成物は前記イソシアネート基を
ポリフルオロアルキル基とを有する重合体(以下
含NCO重合体という)とイソシアネート基と結
合しうる官能基を有する化合物(以下活性水素化
合物という)の2成分を必須成分として含む組成
物である。この組成物は通常溶剤に溶解して使用
されるが前記のように分散媒に分散してもよく粉
末状の組成物とすることも可能である。また、通
常の塗料組成物と同様に種々の添加剤を配合する
こともできる。含NCO重合体と活性水素化合物
との配合割合は含NCO重合体/活性水素化合物
の重量比で表わして2〜98/2〜98である。特に
好ましい重量比は約10〜90/10〜90である。ま
た、活性水素化合物のイソシアネート基と結合し
うる官能基1個当りの含NCO重合体のイソシア
ネート基の数は約0.2〜5、特に約0.6〜3である
ことが好ましい。活性水素化合物として前記水酸
基含有含フツ素重合体を用いた場合には、水酸基
含有重合体100重重量部当り含NCO重合体を約5
〜100重量部、特に約10〜60重量部用いることが
好ましい。また水酸基含有含フツ素重合体の水酸
基1個当りの含NCO重合体のイソシアネート基
の数は特に約0.8〜2.5であることが好ましい。
活性水素化合物として水酸基含有含フツ素重合
体と他の活性水素化合物を併用することもでき
る。他の活性水素化合物を併用することにより通
常水酸基含有含フツ素重合体のみを用いた場合よ
りも塗膜の耐候性は通常低下することが多いが、
一方塗膜に柔軟性を付与するなどの他の塗膜物性
を向上することが可能となる。また、含NCO重
合体とともに他のイソシアネート基を有する化合
物を併用することも可能である。たとえば、、ポ
リウレタン系塗料に汎用されるポリイソシアネー
ト化合物やポリフルオロアルキル基含有ビニルモ
ノマーを用いることなくイソシアネート基含有ビ
ニルモノマーやそれと他の共重合性のモノマーを
重合して得られるイソシアネート基含有重合体な
どがある。しかし、これらを多量に使用すると前
記塗膜の表面特性を低下させるばかりでなく耐候
性低下の原因となるので特に耐候性の高い化合物
を少量使用する場合を除いて実質的に使用しない
方が好ましい。
溶剤としては、上記2成分を溶解しうる種々の
溶剤が使用される。ただし溶剤は水酸基やイソシ
アネート基と反応する官能基を有していないもの
が用いられる。たとえば、キシレンやトルエンな
どの芳香族炭化水素類、酢酸ブチルなどのエステ
ル類、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、
エチルセロソルブなどのグリコールエーテル類を
使用することができる。添加剤として多くの場合
ウレタン化触媒が必須である。この触媒としては
公知の種々の触媒、たとえば有機金属化合物や第
3級アミン類を使用できるが、特にジブチル錫ジ
ラウレートなどの有機錫化合物が好ましい。その
他任意に種々の添加剤を配合することができ、た
とえば顔料、、充填剤、分散安定剤、粘度調節剤、
レベリング剤、ゲル化防止剤、紫外線吸収剤、光
安定剤、水分吸収剤などを配合しうる。
本発明の塗料組成物は含NCO重合体を含む成
分と活性水素化合物を含む成分との2つに分離し
使用時にそれを混合して用いる二液型の塗料組成
物として有用である。この型の塗料組成物は常温
硬化が可能であるが勿論加熱硬化させることもで
きる。また、前記のようにイソシアネート基をブ
ロツクした含NCO重合体を用いることにより一
液型の塗料組成物とすることもでき、この場合、
通常は加熱により硬化される。勿論、さらに他の
タイプの塗料組成物とすることも可能であり、こ
れら2つのタイプに限られるものではない。
本発明の組成物は、鉄、、アルミニウム、銅あ
るいはこれらの合金類(例えば不銹銅、真ちゆ
う)などの金属に限らず、ガラス、セメント、コ
ンクリートなどの無機材料、FRP、、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、ポリアミド、ポリアクリル、ポリエステ
ル、エチレン−ポリビニルアルコール共重合体、
塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカー
ボネート、ポリウレタンなどのプラスチツク、木
材、繊維などの有機材料あるいは塗膜層を有する
各種基材など種々の基材に適用可能である。ま
た、基材の形状も平板に限らず、、複雑形状のも
のについても容易に施工可能である。さらに、現
場施工が可能であるので、大型構造物などへの適
用も勿論可能である。
以上の他、本発明の目的及び精神を損なわない
限り、適宜の付加や変更が可能であることは勿論
である。例えば、本発明組成物を適用する基材を
適宜予備処理や表面処理にかけても良く、あるい
は適宜アンダーコートやプレコートを施した後
に、本発明組成物を適用するなどである。
以下に実施例に用いる重合体等の合成例と実施
例を示すが、本発明はこれらのみに限定されるも
のではない。
合成例 1
イソシアネート基とポリフルオロアルキル基を重
合体の合成
下記第1表に示すモノマー組成比のモノマーを
酢酸エチル中80〜100℃で重合開始剤(アソビス
イソブチロニトリル)と連鎖移動剤(1−ドデカ
ンチオール)の存在下に3〜6時間反応させ、下
記A−1〜A−4の重合体を得た。また、比較の
ため、同様にしてポリフルオロアルキル基を有し
ない重合体C−1〜C−2を得た。数平均分子量
(Mn)、イソシアネート基当りの数平均分子量
(Mn/NCO)およびポリフルオロアルキル基当
りの数平均分子量(Mn/FA)を示す。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a coating composition that has surface properties such as water and oil repellency, stain resistance, and non-adhesion, and is capable of forming a coating film with excellent weather resistance. It is. [Prior Art] In the field of paints, coating films with surface properties such as water and oil repellency, stain resistance, and non-adhesion are sometimes required. These surface properties have been achieved in other technical fields, for example in the textile processing field, by using polymers containing polyfluoroalkyl groups, especially perfluoroalkyl groups.
Therefore, in order to impart these surface properties to coating films, it has been considered to apply polymers having perfluoroalkyl groups to coatings. However, it has been difficult to exhibit sufficient weather resistance with conventional coatings using polymers having perfluoroalkyl groups. For example, a perfluoroalkyl group-containing polymer is mixed into a general-purpose paint (see Japanese Patent Publication No. 58-50269), or a paint whose main component is a perfluoroalkyl group-containing polymer (Japanese Patent Publication No. 48-4528). However, in these cases, the weather resistance of the coating film is not sufficiently high. Furthermore, in JP-A-48-4528, etc., a functional group-containing monomer is used as a perfluoroalkyl group-containing polymer to react with a crosslinking component such as an amino resin to form a cured coating film with a three-dimensional network structure. Although a copolymerized product is used, the crosslinking component belongs to the category of general-purpose paints, and it is influenced by the physical properties of the perfluoroalkyl group-containing polymer itself, which is the main component, so it does not necessarily have sufficient weather resistance. Sexuality is difficult to achieve. Furthermore, JP-A No. 59-189108 discloses weather resistance in which a polymer having a perfluoroalkyl group and a hydroxyl group is used in combination with a hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer to be cured with a polyisocyanate compound such as hexamethylene diisocyanate. High-quality paints are listed. However, the weather resistance of this paint mainly depends on the hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer, and in order to ensure compatibility with this polymer, the length of the perfluoroalkyl group of the polymer containing perfluoroalkyl groups is adjusted. It was difficult to increase the length, and it was difficult to fully exhibit the above-mentioned surface properties. Moreover,
The polyisocyanate compound used as a curing agent is simply a repurposed curing agent for conventional general-purpose paints, and it has also been a cause of deteriorating the inherent weather resistance of the hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer. In other words, the weather resistance of general-purpose curing agents is considerably lower than that of hydroxyl group-containing fluoropolymers, and if a relatively large amount of curing agents is used, there is a risk that the weather resistance of the coating film will be significantly reduced. . Furthermore, since curing agents are usually low-molecular compounds, they often have insufficient compatibility with hydroxyl group-containing fluorine-containing polymers, resulting in problems such as slow reaction rates. [Problems to be Solved by the Invention] The purpose of the present invention is to provide a novel coating composition containing a polymer having a highly reactive functional group and a polyfluoroalkyl group, which have not been known in the past. It is something to do. When this novel polymer is used in combination with a component capable of bonding with its highly reactive functional groups, a coating film containing polyfluoroalkyl groups is produced. This polymer can be used by being dissolved in a solvent, and furthermore, since it has a highly reactive functional group that can react at room temperature, it can be made into a room-temperature curing type paint. Of course, it is also possible to use a heat-curable paint. However, this polymer has higher weather resistance than conventional compounds having highly reactive functional groups, making it possible to obtain a coating film with high weather resistance. In the case of paints using the hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer, the weather resistance of the curing agent that bonds with the hydroxyl groups to provide crosslinking is insufficient, and the weather resistance of the hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer as a whole cannot be improved. However, by using the above polymer with high weather resistance, this problem of reduced weather resistance can be solved. Moreover, since the above-mentioned polymer having a polyfluoroalkyl group and a highly reactive functional group is a compound with a relatively high molecular weight, it is highly compatible with the hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer, and the above-mentioned problems due to compatibility arise. is also resolved. In addition to these characteristics, as mentioned above, the highly weather-resistant coating films obtained using conventional hydroxyl group-containing fluorine-containing polymers have surface properties such as water and oil repellency and stain resistance that impair their weather resistance. Add without
Moreover, it becomes possible to obtain a coating film that maintains its surface properties for a long period of time. [Means for Solving the Problems] The present invention is a coating composition containing the specified polymer, that is, the blending ratio of the following copolymer and compound is /=2 to 98/ by weight. A coating composition containing a polymer and a compound having a molecular weight of 2 to 98. A copolymer in which the copolymerization ratio of the following is 5 to 98/2 to 80/0 to 90 in molar ratio, an isocyanate group-containing vinyl monomer, and a polyfluoroalkyl group having 3 carbon atoms.
A vinyl monomer containing ~20 polyfluoroalkyl groups A copolymerizable monomer other than the above A compound having a functional group capable of bonding with the isocyanate group The polymer having an isocyanate group and a polyfluoroalkyl group in the present invention has an isocyanate group It consists of a copolymer of a polyfluoroalkyl group-containing vinyl monomer, a polyfluoroalkyl group-containing vinyl monomer, and, optionally, a monomer that does not further contain these groups. Isocyanate group-containing vinyl monomers and copolymers thereof, polyfluoroalkyl group-containing vinyl monomers and copolymers thereof are well known, but copolymers of isocyanate group-containing vinyl monomers and polyfluoroalkyl group-containing vinyl monomers and their 2 Copolymers of species monomers with further copolymer monomers are not known. Isocyanate group-containing vinyl monomers and their sole or copolymers are known, for example, in JP-A-56-118409, JP-A-59-227910,
JP-A-60-6712, U.S. Patent No. 2718516, U.S. Patent No. 4222909, U.S. Patent No.
It is described in the specification of No. 4436885. As a specific isocyanate group-containing vinyl monomer,
These known examples include isocyanate alkyl methacrylate, isocyanate alkyl acrylate, and isopropenyl-α,α-dimethylbenzyl isocyanate. Preferred isocyanate group-containing vinyl monomers in the present invention are methacrylate-based or acrylate-based compounds that provide polymers with higher weather resistance than other polymers, and in particular are methacrylate-based or acrylate-based compounds that have an isocyanate group and have 2 to 8 carbon atoms (isocyanate group methacrylates and acrylates having linear, branched or cyclic alkyl groups (excluding carbon atoms), specifically, for example, isocyanate ethyl methacrylate, isocyanate ethyl acrylate, isocyanate butyl methacrylate, isocyanate butyl acrylate, etc. Examples include isocyanate hexyl methacrylate and isocyanate hexyl methacrylate. Particularly preferred are these compounds having an isocyanate alkyl group having an isocyanate group at the end of the alkyl group (ie, an ω-isocyanate alkyl group), and 2-isocyanate ethyl methacrylate is most preferred. The polyfluoroalkyl group-containing vinyl monomer in the present invention is composed of various vinyl monomers having a polyfluoroalkyl group, such as methacrylate, acrylate, vinyl ester, vinyl ether, and the like. This particularly preferred vinyl monomer is a vinyl monomer that is easily copolymerized with the isocyanate group-containing vinyl monomer, and in this sense, methacrylate-based or acrylate-based vinyl monomers are preferred. The next preferred vinyl monomer is a vinyl ester monomer. The polyfluoroalkyl group is preferably a perfluoroalkyl group (hereinafter referred to as R f ), but in addition, the number of all hydrogen atoms in the alkyl group is approximately
More than 50%, preferably about 75% or more, are substituted with fluorine atoms (some of the remaining hydrogen atoms ~
Polyfluoroalkyl groups (all of which may be substituted with chlorine atoms, etc.) are preferred. This perfluoroalkyl group and polyfluoroalkyl group may be a branched group or a linear group. The number of carbon atoms in these groups is 3 to 20, and in the case of perfluoroalkyl groups, the number of carbon atoms is preferably 3 to 16, most preferably about 3 to 10. The compound having a perfluoroalkyl group will be explained below. The methacrylate and acrylate having a perfluoroalkyl group are preferably compounds represented by the following formula []. R f -X-OCOC(R 1 )=CH 2 ...[] R 1 is a hydrogen atom or a methyl group. X is a divalent bonding group, and is preferably a group represented by -R2- , -CON( R3 )-Q-, or particularly -SO2N ( R3 )-Q-. R 2 is a linear or branched alkylene group, and particularly preferably a linear alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. R 3 is an alkyl group, and particularly preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Q is a divalent organic group that can be bonded to a residue of methacrylic acid or acrylic acid through an ester bond; for example, a linear, branched, or cyclic alkylene group, -CON(R 3 ) in an aromatic nucleus. -ya-
Examples include arylalkyl groups to which SO 2 N(R 3 )- is bonded. Q is preferably a branched or linear alkylene group having 12 or less carbon atoms, particularly preferably a linear alkylene group having 2 to 8 carbon atoms. Examples of polyfluoroalkyl group-containing vinyl monomers other than those mentioned above include compounds in which X and Q are alkylene groups having a substituent (for example, acyloxy group or alkoxy group) in the above formula [], and compounds where X and Q are polyoxyalkylene groups. There are compounds that have a chain, or compounds that are polyfluoroalkyl groups that have a hydrogen atom or a chlorine atom instead of the R f group. Further, as compounds other than methacrylates and acrylates, there are vinyl esters and vinyl ethers of carboxylic acids having polyfluoroalkyl groups. For example, a vinyl ester of perfluorocarboxylic acid represented by R f COOCH 2 =CH 2 can be used. It is necessary that the polyfluoroalkyl group-containing vinyl monomer does not have a functional group that can react with an isocyanate group. Therefore, for example, a compound having a hydroxyl group cannot be used because the hydroxyl group and the isocyanate group react with each other. Some specific examples of the polyfluoroalkyl group-containing vinyl monomer in the present invention are shown below, but the invention is not limited to these compounds. CF 3 (CF 2 ) 4 CH 2 OCOC (CH 3 ) = CH 2 CF 3 (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 2 OCOC (CH 3 ) = CH 2 CF 3 (CF 2 ) 6 COOCH = CH 2 CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 OCOCH=CH 2 CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (C 3 H 7 ) (CH 2 ) 2 OCOCH=CH 2 CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 4 OCOCH=CH 2 CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N( CH3 )( CH2 ) 2OCOC ( CH3 )=
CH 2 CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (C 2 H 5 ) (CH 2 ) 2 OCOCH=CH 2 CF 3 (CF 2 ) 7 CON (CH 3 ) (CH 2 ) 2 OCOCH=CH 2 CF 3 (CF 2 ) 8 (CH 2 ) 2 OCOCH=CH 2 CF 3 (CF 2 ) 8 (CH 2 ) 2 OCOC(CH 3 )=CH 2 CF 3 (CF 2 ) 8 CON(C 2 H 5 ) (CH 2 ) 2 OCOC (CH 3 )=
CH 2 H(CF 2 ) 10 CH 2 OCOCH=CH 2 CF 2 Cl(CF 2 ) 10 CH 2 OCOC(CH 3 )=CH 2 The isocyanate group-containing vinyl monomer and polyfluoroalkyl group-containing vinyl monomer are:
The desired polymer can be obtained by copolymerizing only two of them (however, each may be a combination of two or more compounds). However, if necessary, it is also possible to further combine copolymerizable monomers other than these two types to form a ternary or more copolymer. For example, copolymerizable monomers are used for the purpose of improving the solubility of the polymer in other coating components, improving the solubility in coating solvents, and changing the physical properties of the coating film. This copolymerizable monomer is different from the above two types of monomers, and is a monomer that does not have a functional group reactive with an isocyanate group. For example, methacrylate-based or acrylate-based monomers, olefins such as styrene, ethylene, and propylene, vinyl ethers such as alkyl vinyl ethers, haloolefins such as fluoroolefins and chloroolefins, and dienes such as butadiene can be used. Particularly preferred copolymerizable monomers are methacrylate-based or acrylate-based monomers that have good copolymerizability. For example, methyl methacrylate, methyl acrylate, butyl methacrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, chloroethyl methacrylate, chloroethyl acrylate, benzyl methacrylate, etc. can be used. The copolymerization ratio of the isocyanate group-containing vinyl monomer, polyfluoroalkyl group-containing vinyl monomer, and other copolymerizable monomers is: isocyanate group-containing vinyl monomer/polyfluoroalkyl group-containing vinyl monomer/copolymerizable monomer expressed as a molar ratio of 5 to 98/2 to
80/0~90, especially about 15~95/5~60/0~
80 is preferred. Further, the proportion of the isocyanate group-containing vinyl monomer is approximately 30 to 90 mol% based on the total monomers in order to obtain sufficient crosslinking density and to ensure pot life and storage stability. Further, the proportion of the polyfluoroalkyl group-containing vinyl monomer is preferably about 10 to 50 mol % based on the total monomers in order to exhibit sufficient surface properties and improve solubility in solvents and the like. The proportion of other copolymerizable monomers is particularly preferably about 0 to 60 mol%.
Copolymerization of these monomers can be carried out in a customary manner. For example, polymerization is carried out in a solvent or dispersion medium in the presence of a polymerization initiator, using a chain transfer agent such as a mercaptan if necessary, to obtain the desired polymer. The molecular weight of the obtained polymer is not particularly limited, but it is suitably about 1,000 to 50,000, especially about
2000-20000 is preferable. However, on average, at least about 2 isocyanate groups are required in one molecule of the polymer, and polymers having about 4 to 100 isocyanate groups are particularly preferred. Therefore, when the molar ratio of the isocyanate group-containing vinyl monomer is small, a relatively high molecular weight polymer is used. Furthermore, on average, at least about 1
It is preferable that about 1 polyfluoroalkyl group is present, particularly about 1 polyfluoroalkyl group on average in one polymer molecule.
Preferably there are ~50 polyfluoroalkyl groups. It goes without saying that the above-mentioned polymer having an isocyanate group and a polyfluoroalkyl group can be used as it is as a coating component, but if necessary, the isocyanate group may be blocked with a blocking agent before use. The isocyanate group blocked with the blocking agent is removed by heating or the like and becomes a free isocyanate group. Polymers having such blocked isocyanate groups can be applied to coatings such as heat-curable coatings, one-component coatings, and powder coatings. As the blocking agent, compounds capable of blocking various isocyanate groups can be used, such as phenols, lactams, bisulfites, and the like. The coating composition of the present invention contains the above polymer having an isocyanate group and a polyfluoroalkyl group, as well as a compound capable of bonding with the isocyanate group. Examples of functional groups that can bond with this isocyanate group include hydroxyl group, carboxylic acid group, amino group,
There are imino groups, mercapto groups, and other functional groups containing active hydrogen atoms. This compound must have two or more of these functional groups, such as polyol, polyphenol, polycarboxylic acid, polyamine, polythiol, and two or more other functional groups (they may be different functional groups). It is a compound having the following properties. As these compounds, compounds used in conventional polyurethane paints are suitable. Preferred compounds are polyols, such as polyester polyols, polyether polyols, acrylic polyols,
These include oil-modified polyols, hydroxyl group-containing hydrocarbon associations, and other compounds having two or more alcoholic hydroxyl groups. Specifically, polyester polyols having polyhydric alcohol residues and polycarboxylic acid groups, polyester polyols consisting of ring-opening polymers of cyclic esters such as ε-caprolactone, or polymers of hydroxycarboxylic acids, etc. Polyether polyols obtained by adding epoxides or cyclic ethers to alcohols, polyhydric phenols, amines, etc.; combinations of methacrylates and acrylates with hydroxyalkyl groups and other methacrylates, acrylates, and other copolymerizable monomers; Acrylic polyols made of copolymers, polyester or polyether polyols modified with oils such as castor oil, hydrocarbon polymers with two or more hydroxyl groups such as polybutadiene glycol, and polyhydric alcohols and castor oil. There are compounds with relatively low molecular weight. Also preferred are polyamides, polyamines, alkanolamines, other amine compounds, and polyepoxy compounds such as epoxy resins.
Useful coating films having the above-mentioned surface properties can be obtained by combining these compounds with the above-mentioned compounds having isocyanate groups and polyfluoroalkyl groups in place of conventional polyisocyanate compounds. In order to obtain a coating film with particularly high weather resistance, it is preferable to use a hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer as the compound having a functional group capable of bonding with the isocyanate group. Hydroxyl group-containing fluorine-containing polymers that can be used as components of this paint are known, and are described, for example, in JP-A-57-34107, JP-A-59-189108, JP-A-60-67518, etc. has been done. Although these hydroxyl group-containing fluorine-containing polymers have extremely high weather resistance, the above-mentioned surface properties are not sufficient, and the use of polyisocyanate compounds, which are conventionally known curing agents, has been a cause of reduced weather resistance. If this hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer is used as a compound having a functional group capable of bonding with an isocyanate group in the present invention, there is little risk of deteriorating the weather resistance of the hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer, and coatings with extremely high weather resistance can be obtained. Along with obtaining a membrane,
It becomes possible to impart water and oil repellency and stain resistance to coating films conventionally obtained using hydroxyl group-containing fluorine-containing polymers. As the hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer, a monomer which essentially includes a polyfluoroolefine and a hydroxyl group-containing vinyl ether, and preferably a vinyl ether that does not further contain a hydroxyl group, is used, and these two to
A polymer obtained by copolymerizing three types of monomers as main components is used. Each of these two to three types of monomers may be composed of two or more monomers. Suitable polyfluoroolefins include polyfluoroolefins having 2 to 3 carbon atoms, such as tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, vinylidene fluoride, and hexafluoropropylene, with tetrafluoroethylene and chlorotrifluoroethylene being particularly preferred. As the hydroxyl group-containing vinyl ether, hydroxyalkyl vinyl ethers are suitable, and vinyl ethers having a hydroxyalkyl group having 3 to 8 carbon atoms are particularly preferred. Specifically, hydroxypropyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether,
Examples include hydroxyisopropyl vinyl ether and hydroxy-2-methylbutyl vinyl ether. A particularly preferred hydroxyl group-containing vinyl ether is n
-Hydroxybutyl vinyl ether. The hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer can be obtained from two types of monomers, the above-mentioned polyfluoroolefin and hydroxyl group-containing vinyl ether, but is preferably further copolymerized with another copolymerizable monomer. As the copolymerizable monomer, vinyl ether having no hydroxyl group is particularly preferred, but the copolymerizable monomer is not limited thereto. Vinyl ethers without hydroxyl groups may also be vinyl ethers with fluorine atoms. These vinyl ethers include linear,
Examples include vinyl ethers having an alkyl group which may have a branched or cyclic fluorine atom, such as alkyl vinyl ethers, cycloalkyl vinyl ethers, and poly(or mono)fluoroalkyl vinyl ethers. Preferred compounds include vinyl ethers having a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, especially 2 to 6 carbon atoms, cycloalkyl vinyl ethers which may have a side chain having 6 to 10 carbon atoms, and cycloalkyl vinyl ethers having 2 or more carbon atoms. It is a polyfluoroalkyl vinyl ether having 3 to 6 carbon atoms. Specific examples include ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, hexyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, and 2,2,3,3-tetrafluoropropyl vinyl ether. Further, polyfunctional vinyl ethers such as divinyl ether can be used together with or in place of these vinyl ethers. Particularly preferred vinyl ethers having no hydroxyl group are ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, and cyclohexyl vinyl ether. In addition, copolymerizable monomers other than vinyl ether can also be used in place of or together with these vinyl ethers that do not have a hydroxyl group. For example, alkyl methacrylate, alkyl methacrylate,
Alkyl acrylates, olefins, and other copolymerizable monomers can be used. However, the use of copolymerizable monomers other than vinyl ether often reduces the solubility and other properties of the hydroxyl group-containing fluorine-containing copolymer, and even if it is used, it is used in small amounts (for example, less than about 5 mol% of the raw monomer). ) is preferred and is usually not substantially used. The copolymerization ratio of polyfluoroolefin/hydroxyl group-containing vinyl ether/copolymerizable monomer is preferably about 30 to 70/1 to 45/0 to 69 expressed in mol %. In particular, it is preferably about 40-60/3-40/5-57, and most preferably about 40-60/5-20/20-50. The polymerization method is preferably carried out by the method described in the above-mentioned publication. The resulting hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer is usually solvent soluble. 30 of this polymer in tetrahydrofuran
Preferably, the intrinsic viscosity, measured at °C, is in the range of about 0.05 to 2.0 dl/g. The coating composition of the present invention consists of two components: a polymer having the isocyanate group and a polyfluoroalkyl group (hereinafter referred to as NCO-containing polymer) and a compound having a functional group capable of bonding with the isocyanate group (hereinafter referred to as active hydrogen compound). This is a composition containing as an essential component. This composition is usually used after being dissolved in a solvent, but it may also be dispersed in a dispersion medium as described above, or it can be made into a powdered composition. In addition, various additives can be added in the same manner as in ordinary coating compositions. The blending ratio of the NCO-containing polymer and the active hydrogen compound is 2-98/2-98, expressed as a weight ratio of NCO-containing polymer/active hydrogen compound. A particularly preferred weight ratio is about 10-90/10-90. The number of isocyanate groups in the NCO-containing polymer per functional group capable of bonding with the isocyanate group of the active hydrogen compound is preferably about 0.2 to 5, particularly about 0.6 to 3. When the hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer is used as the active hydrogen compound, approximately 5 parts of the NCO-containing polymer is added per 100 parts by weight of the hydroxyl group-containing polymer.
It is preferred to use ~100 parts by weight, especially about 10 to 60 parts by weight. The number of isocyanate groups in the NCO-containing polymer per hydroxyl group in the hydroxyl-containing fluorine-containing polymer is particularly preferably about 0.8 to 2.5. As the active hydrogen compound, a hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer and another active hydrogen compound can also be used in combination. By using other active hydrogen compounds in combination, the weather resistance of the coating film is usually lower than when only the hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer is used.
On the other hand, it becomes possible to improve other physical properties of the coating film, such as imparting flexibility to the coating film. It is also possible to use other compounds having isocyanate groups together with the NCO-containing polymer. For example, isocyanate group-containing polymers obtained by polymerizing isocyanate group-containing vinyl monomers and other copolymerizable monomers without using polyisocyanate compounds or polyfluoroalkyl group-containing vinyl monomers commonly used in polyurethane paints. and so on. However, if they are used in large quantities, they will not only deteriorate the surface properties of the coating film but also cause a decrease in weather resistance, so it is preferable not to use them unless a small amount of a compound with particularly high weather resistance is used. . As the solvent, various solvents that can dissolve the above two components are used. However, the solvent used does not have a functional group that reacts with a hydroxyl group or an isocyanate group. For example, aromatic hydrocarbons such as xylene and toluene, esters such as butyl acetate, ketones such as methyl isobutyl ketone,
Glycol ethers such as ethyl cellosolve can be used. In many cases, a urethanization catalyst is essential as an additive. As this catalyst, various known catalysts such as organometallic compounds and tertiary amines can be used, but organotin compounds such as dibutyltin dilaurate are particularly preferred. Various other additives can be optionally added, such as pigments, fillers, dispersion stabilizers, viscosity modifiers,
Leveling agents, anti-gelling agents, ultraviolet absorbers, light stabilizers, moisture absorbers, etc. may be added. The coating composition of the present invention is useful as a two-component coating composition, which is separated into two components, a component containing an NCO-containing polymer and a component containing an active hydrogen compound, and mixed together at the time of use. This type of coating composition can be cured at room temperature, but can also be cured by heating. Furthermore, by using an NCO-containing polymer with blocked isocyanate groups as described above, a one-component coating composition can be obtained; in this case,
It is usually cured by heating. Of course, other types of coating compositions are also possible, and the present invention is not limited to these two types. The composition of the present invention is not limited to metals such as iron, aluminum, copper, or alloys thereof (for example, stainless steel, brass), but also inorganic materials such as glass, cement, concrete, FRP, polyethylene, Polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyamide, polyacrylic, polyester, ethylene-polyvinyl alcohol copolymer,
It is applicable to various base materials such as plastics such as vinyl chloride resin, vinylidene chloride resin, polycarbonate and polyurethane, organic materials such as wood and fibers, and various base materials having a coating layer. In addition, the shape of the base material is not limited to a flat plate, and complex-shaped base materials can also be easily constructed. Furthermore, since it can be constructed on-site, it can of course be applied to large structures. It goes without saying that other than the above, appropriate additions and changes can be made as long as they do not impair the purpose and spirit of the present invention. For example, the substrate to which the composition of the present invention is applied may be subjected to appropriate pretreatment or surface treatment, or the composition of the present invention may be applied after appropriately undercoating or precoating. Synthesis examples and examples of polymers used in the examples are shown below, but the present invention is not limited to these. Synthesis Example 1 Synthesis of a polymer using isocyanate groups and polyfluoroalkyl groups Monomers having the monomer composition ratio shown in Table 1 below were mixed with a polymerization initiator (azobisisobutyronitrile) and a chain transfer agent ( 1-dodecanethiol) for 3 to 6 hours to obtain the following polymers A-1 to A-4. For comparison, polymers C-1 to C-2 without polyfluoroalkyl groups were obtained in the same manner. Number average molecular weight (Mn), number average molecular weight per isocyanate group (Mn/NCO) and number average molecular weight per polyfluoroalkyl group (Mn/FA) are shown.
【表】
合成例 2
水酸基含有含フツ素重合体の合成
前記特開昭57−34107号公報記載の方法に従い、
下記第2表記載のモノマー組成比の重合体B−1
およびB−2を製造した。数平均分子量(Mn)
と固有粘度(テトラヒドロフラン中30℃で測定さ
れる粘度)を示す。[Table] Synthesis Example 2 Synthesis of hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer According to the method described in JP-A-57-34107,
Polymer B-1 having the monomer composition ratio shown in Table 2 below
and B-2 were produced. Number average molecular weight (Mn)
and intrinsic viscosity (viscosity measured at 30°C in tetrahydrofuran).
【表】【table】
【表】
実施例1〜6、比較例1〜6
イソシアネート基とポリフルオロアルキル基を
有する重合体と水酸基含有含フツ素重合体を用い
て第3表記載の塗料組成物を製造した。水酸基含
有含フツ素重合体100重量部に対し触媒(ジブチ
ル錫ジラウレート)0.03重量部、顔料(チタンホ
ワイト)40重量部、溶剤(キシレン/メチルイソ
ブチルケトン=1:1溶量比の混合物)100重量
部を混合した成分に、イソシアネート基とポリフ
ルオロアルキル基を有する重合体(使用量は第3
表記載)を加えた。
比較例として、イソシアネート基とポリフルオ
ロアルキル基を有する重合体の代りに汎用硬化剤
である三量化変性ヘキサメチレンジイソシアネー
ト(商品名“コロネートEH”:日本ポリウレタ
ン(株)製)を用た例やC−1〜C−3を用いた例を
同様に第4表に示す。
下記第3表および第4表にに示す夫々の配合物
を0.8mm厚のアルミニウム板(三菱アルミニム社
製“5052−H34”)のクロメート処理した面に、
塗膜の厚みが20μとなるように塗布し、120〜210
℃の温度で5〜10分間焼付硬化させた。得られた
硬化塗膜の塗膜物性を下記第3表および第4表に
示す。なお、塗膜物性の測定は次の方法にて行な
つた。
接 触 角:硬化後の塗膜、および下記耐汚染性
試験後の水の接触角を測定した。
耐汚染性 :屋外曝露1ケ月後に水洗した後の光
沢度保持率で評価した。
◎は保持率90%以上
△は保持率80%以上
×は保持率70%以下
耐 候 性:サンシヤインウエザーオ‐メーター
4000時間後の光沢度保持率で評価した。
◎は保持率95%以上
〇は保持率90%以上
×は保持率80%以下[Table] Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 6 Coating compositions shown in Table 3 were produced using a polymer having an isocyanate group and a polyfluoroalkyl group and a fluorine-containing polymer containing a hydroxyl group. For 100 parts by weight of hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer, 0.03 parts by weight of catalyst (dibutyltin dilaurate), 40 parts by weight of pigment (titanium white), 100 parts by weight of solvent (mixture of xylene/methyl isobutyl ketone = 1:1 solubility ratio) A polymer having an isocyanate group and a polyfluoroalkyl group (the amount used is
(listed in the table) was added. As a comparative example, a general-purpose curing agent, trimerized modified hexamethylene diisocyanate (trade name "Coronate EH", manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) was used instead of a polymer having an isocyanate group and a polyfluoroalkyl group, and C. Examples using -1 to C-3 are also shown in Table 4. The respective formulations shown in Tables 3 and 4 below were applied to the chromate-treated surface of a 0.8 mm thick aluminum plate (“5052-H34” manufactured by Mitsubishi Aluminum Corporation).
Apply so that the coating film thickness is 20μ, 120~210
Bake hardening was carried out for 5-10 minutes at a temperature of .degree. The physical properties of the cured coating film obtained are shown in Tables 3 and 4 below. The physical properties of the coating film were measured by the following method. Contact angle: The water contact angle of the coating film after curing and after the following stain resistance test was measured. Stain resistance: Evaluated by gloss retention after washing with water after one month of outdoor exposure. ◎: Retention rate 90% or more △: Retention rate 80% or more ×: Retention rate 70% or less Weather resistance: Sunshine Weather-O-Meter
The gloss retention rate after 4000 hours was evaluated. ◎ means retention rate of 95% or more 〇 means retention rate of 90% or more × means retention rate of 80% or less
【表】【table】
【表】
実施例9〜14、比較例7〜10
実施例1〜8、比較例1〜6におけるB−1お
よびB−2の代りにアクリル系ポリオール(商品
名“アクリデイツクA−801:大日本インキ化学
工業(株)販売)を用いて同様の試験を行つた結果を
第5表に示す。なお、耐汚染性と耐候性の評価は
以下の通りである。
耐汚染性 :屋外曝露1ケ月後に水洗した後の光
沢度保持率で評価した。
◎は保持率80%以上
△は保持率70%以上
×は保持率60%以下
耐 候 性 :サンシヤインウエザーオ‐メータ
ー1000時間後の光沢度保持率で評価した。
〇は保持率70%以上
△は保持率60%以上
×は保持率50%以下[Table] Examples 9 to 14, Comparative Examples 7 to 10 In place of B-1 and B-2 in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 6, acrylic polyol (trade name "Acrydik A-801: Dainippon Table 5 shows the results of a similar test using Ink Kagaku Kogyo Co., Ltd.).The evaluation of stain resistance and weather resistance is as follows.Stain resistance: Outdoor exposure for 1 month It was evaluated by the gloss retention rate after washing with water. ◎ indicates retention rate of 80% or more △ indicates retention rate of 70% or more × indicates retention rate of 60% or less Weather resistance: Gloss after 1000 hours on Sunshine Weather-O-meter The evaluation was based on the retention rate. 〇 means retention rate of 70% or more △ means retention rate of 60% or more × means retention rate of 50% or less
【表】【table】
本発明の塗料組成物によつて得られる塗膜は撥
水撥油性や耐汚染性等の表面特性が優れ、かつそ
の特性が長期にわたつて持続するという効果があ
る。しかも、塗膜の耐候性が良好であり、特に耐
候性の良い水酸基含有含フツ素重合体と併用する
ことによより、その耐候性をさらに向上させ、ま
たそれを用いた塗膜に従来有していなかつた上記
表面特性を付与することができた。
The coating film obtained using the coating composition of the present invention has excellent surface properties such as water and oil repellency and stain resistance, and has the effect that these properties are maintained over a long period of time. Moreover, the weather resistance of the coating film is good, and by using it in combination with a fluorine-containing polymer containing hydroxyl groups, which has particularly good weather resistance, the weather resistance can be further improved. It was possible to provide the above-mentioned surface properties that were not previously available.
Claims (1)
が重量比で/=2〜98/2〜98である重合体
および化合物を含む塗料組成物。 下記,,の共重合割合がモル比で/
/=5〜98/2〜80/0〜90である共重合
体 イソシアネート基含有ビニルモノマー ポリフルオロアルキル基の炭素数が3〜
20のポリフルオロアルキル基を含有するビニ
ルモノマー 前記 ,以外の共重合性モノマー 前記のイソシアネート基と結合しうる官能
基を有する化合物 2 のビニルモノマーがイソシアネートアルキ
ル基を有するメタクリレートあるいはアクリレー
トであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
の組成物。 3 のビニルモノマーが炭素数3〜20のポリフ
ルオロアルキル基を有するメタアクリレートある
いはアクリレートであることを特徴とする特許請
求の範囲第1項の組成物。 4 のビニルモノマーが下記式[]で表わさ
れる化合物であることを特徴とする特許請求の範
囲第1項の組成物。 Rf−X−OCOC(R1)=CH2 ……[] ただしRf:炭素数3〜16のパーフルオロア
ルキル基 X :−R2−,−CON(R3)−Q
−,あるいは−SO2N(R3)−Q− R2:アルキレン基、 R2:アルキル基、 Q:アルキレン基 R1:水素原子あるいはメチル基5 化合物が
2以上のアルコール性水酸基を有する化合物であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項の組成
物。 6 2以上のアルコール性水酸基を有する化合物
が水酸基含有含フツ素重合体であることを特徴と
する特許請求の範囲第5項の組成物。 7 水酸基含有含フツ素重合体がポリハロオレフ
イン、水酸基含有ビニルエーテル、および水酸基
を有しないビニルエーテルの少なくとも3種のモ
ノマーの共重合体であることを特徴とする特許請
求の範囲第6項の組成物。[Scope of Claims] 1. A coating composition containing a polymer and a compound having a weight ratio of 2 to 98/2 to 98. The copolymerization ratio of below is / in molar ratio.
/=5-98/2-80/0-90 Isocyanate group-containing vinyl monomer Polyfluoroalkyl group has 3 to 3 carbon atoms
A vinyl monomer containing a polyfluoroalkyl group of 20 Copolymerizable monomers other than the above Compound 2 having a functional group capable of bonding with an isocyanate group The vinyl monomer of Compound 2 is a methacrylate or acrylate having an isocyanate alkyl group. A composition according to claim 1. The composition according to claim 1, wherein the vinyl monomer (3) is a methacrylate or acrylate having a polyfluoroalkyl group having 3 to 20 carbon atoms. 4. The composition according to claim 1, wherein the vinyl monomer is a compound represented by the following formula []. R f −X−OCOC(R 1 )=CH 2 …[] where R f : perfluoroalkyl group having 3 to 16 carbon atoms X : −R 2 −, −CON(R 3 )−Q
-, or -SO2N ( R3 )-Q- R2 : Alkylene group, R2 : Alkyl group, Q: Alkylene group R1 : Hydrogen atom or methyl group 5 Compound having two or more alcoholic hydroxyl groups The composition according to claim 1, characterized in that: 6. The composition according to claim 5, wherein the compound having two or more alcoholic hydroxyl groups is a hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer. 7. The composition according to claim 6, wherein the hydroxyl group-containing fluorine-containing polymer is a copolymer of at least three monomers: polyhaloolefin, hydroxyl group-containing vinyl ether, and vinyl ether having no hydroxyl group. .
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JP60161143A JPS6222862A (en) | 1985-07-23 | 1985-07-23 | Paint composition |
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JPS6222862A JPS6222862A (en) | 1987-01-31 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6146283A (en) * | 1984-08-09 | 1986-03-06 | Dainippon Toryo Co Ltd | Fomation of coated film |
-
1985
- 1985-07-23 JP JP60161143A patent/JPS6222862A/en active Granted
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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