JPH0551555A - ウレタン系塗料組成物 - Google Patents

ウレタン系塗料組成物

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JPH0551555A
JPH0551555A JP21693991A JP21693991A JPH0551555A JP H0551555 A JPH0551555 A JP H0551555A JP 21693991 A JP21693991 A JP 21693991A JP 21693991 A JP21693991 A JP 21693991A JP H0551555 A JPH0551555 A JP H0551555A
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JP
Japan
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coating composition
silicone oil
urethane
parts
test
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP21693991A
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English (en)
Inventor
Kazunari Watanabe
一成 渡辺
Toshikatsu Kanehara
敏勝 金原
Tomoaki Tsunoda
友昭 角田
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Sakai Chemical Industry Co Ltd
Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Sakai Chemical Industry Co Ltd
Toyoda Gosei Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 塗膜の老化試験後の耐摩耗性の低下を、従来
に比して格段に小さくすることができ、高分子材料製品
の耐久性向上の要求に答えることができるウレタン系塗
料組成物を提供すること。 【構成】ヒドロキシルプレポリマーと、非反応性シリコ
ーンオイルと、硬化剤であるポリイソシシアナートとの
三成分を必須成分とするウレタン系塗料組成物であっ
て、ヒドロキシルプレポリマーが、主鎖中にシロキサン
構造を導入したものである、ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性が要求される
ゴム・プラスチック成形品及び繊維等(以下、「高分子
材料製品」と言う。)に、屋外環境下において長期間、
実用に耐える耐摩耗性を付与するのに適したウレタン系
塗料組成物に関する。ここで、上記高分子材料製品とし
ては、ガラスラン、ガラスアウターウエザストリップ、
ドアウエザーストリップ、ドアミラー用ブラケット等を
挙げることができる。
【0002】次に、本明細書中で説明を省略したジイソ
シアナートの略号の一覧を示す。
【0003】MDI…4.4’−ジフェニルメタンジイ
ソシアナート、 TDI…トリレンジイソシアナート、 また、以下の説明で配合単位は、とくに断らない限り、
重量単位である。
【0004】
【従来の技術】天然ゴム(NR)、下記合成ゴム、
プラスチック、または、繊維からなる高分子材料は、
屋外環境下における耐摩耗性が、一般的に、実用レベル
にない。
【0005】スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポ
リブタジエンゴム(BR)、ブチルゴム(IIR)、ク
ロロプレンゴム(CR)、ニトリルゴム(NBR)、イ
ソプレンゴム(IR)、エチレンプロピレンゴム(EP
M・EPDM)、等。
【0006】ABS樹脂、ポリスチレン(PS)、
等。
【0007】レーヨン、木綿、等。
【0008】このため、これらの高分子材料製品の本体
には、耐摩耗性に優れた塗料を塗布することが考えられ
る。
【0009】そして、上記耐摩耗性に優れた塗料の一つ
として、下記ウレタン系塗料組成物がある(特公昭62
−15344号公報参照)。
【0010】「ポリオールとポリイソシアナートとを反
応させて得られる末端にイソシナート基を有するウレタ
ンプレポリマー100部(固形分)に、非反応性シリコ
ーンオイル10〜40部を配合したもの。」
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このウレタン
系塗料組成物を高分子材料製の物品本体に塗布して形成
した塗膜は、常態(製造直後の老化前の状態)において
は、優れた耐摩耗性を有するが、屋外環境下に長時間暴
露した場合の、即ち、老化試験後の耐摩耗性が必ずしも
十分でないことが分った(表2の従来例参照)。
【0012】本発明の目的は、上記にかんがみて、高分
子材料製品の本体に適用した場合、老化試験後の耐摩耗
性の低下が、従来に比して格段に小さく、耐摩耗性が要
求される高分子材料製品に対する耐久性向上の要求に答
えることができるウレタン系塗料組成物を提供すること
にある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を下
記構成により解決するものである。
【0014】ヒドロキシルプレポリマーと、非反応性シ
リコーンオイルと、硬化剤であるポリイソシアナートと
の三成分を必須成分とするウレタン系塗料組成物であっ
て、ヒドロキシルプレポリマーが、主鎖中にシロキサン
構造を導入したものである、ことを特徴とする。
【0015】
【手段の詳細な説明】以下、本発明の各手段について、
詳細に説明をする。
【0016】(i) 本発明の塗料組成物は、ヒドロキシル
プレポリマーと、非反応性シリコーンオイルと、硬化剤
であるポリイソシアナートとの三成分を必須成分とする
構成を第一要件(前提的要件)とする。
【0017】ヒドロキシルプレポリマーとは、両末端
が水酸基である、いわゆるウレタンポリオールのことで
ある。このヒドロキシルプレポリマーの詳細は、後述す
る。
【0018】非反応性シリコーンオイルとは、ポリシ
ロキサンの側鎖にカルボキシル基、アミノ基、アルコキ
シル基、水酸基等の活性水素を有する反応基が導入され
ている反応性シリコーンオイルに対する用語である。非
反応性シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーン
オイル、メチルフェニルシリコーンオイル、ジフェニル
シリコーンオイル、フロロシリコーンオイル、等を挙げ
ることができる。
【0019】非反応性シリコーンオイルを使用するの
は、反応性シリコーンオイルを使用した場合、ウレタン
ポリマーと化学的にほとんどが結合してしまい、シリコ
ーンオイルのウレタン塗膜からのブリードが期待できな
いためである。
【0020】この非反応性シリコーンオイルの配合量
は、ヒドロキシルプレポリマー(樹脂分)100部に対
して、8〜250部(望ましくは40〜210)とす
る。8部未満では十分な耐摩耗性が得られず、また、2
50部を超えるとポリウレタン樹脂との混和性(コンパ
ティビリティ:Compatibility)に問題が生じ易くな
り、シリコーンオイル分散不良に伴うウレタン塗膜の被
塗布物(高分子材料製の物品本体)に対する密着性を阻
害する。
【0021】硬化剤(ポリイソシアナート)の配合量
は、ヒドロキシルプレポリマー(樹脂分)100部に対
して、1〜100部とする。1部未満では、ウレタン塗
膜の被塗布物に対する密着性が悪くなり、100部を超
えるとウレタン塗膜が硬くなりすぎ、軟質の被塗布物に
対する追従性に欠ける。
【0022】このポリイソシアナートとしては、汎用の
ウレタン塗料用硬化剤を使用でき、下記のものを例示で
きる。
【0023】「純MDI、クルードMDI、ポリメリツ
クMDI、TDIのアダクトポリイソシアナート・重合
ポリイソシアナート、イソホロンジイソシアナート(I
PDI)、ナフタレンジイソシアナート、メタキシリレ
ンジイソシアナート(XDI)、水素添加MDI、水素
添加TDI、ヘキサメタキシリレンジイソシアナート
(HXDI)、等。」 なお、本塗料組成物には、上記必須三成分さらに適
宜、カーボンブラック、溶剤を加えて塗布に適した粘度
に調整する。
【0024】カーボンブラックは、塗膜の補強・着色の
作用を奏し、配合量は、樹脂分(プレポリマー)100
部に対して、0.1〜100部とする。
【0025】上記溶剤としては、汎用のウレタン塗料用
溶剤を使用でき、下記例示のものの内から1種または適
宜組み合わせて使用できる。
【0026】「ベンゼン、トルエン、キシレン、エチル
ベンゼン、トリクロロエチレン、塩化エチレン、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルスルホオキシド、メチルエチ
ルケトン(MEK)、メチルイソプロピルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イ
ソプロピル、酢酸n−ブチル、アニソール、テトラヒド
ロフラン、等。」 (ii)本発明の塗料組成物は、上記塗料組成物におけるヒ
ドロキシルプレポリマーが、主鎖中にシロキサンを導入
したものである、ことを第二の要件とする。このヒドロ
キシルプレポリマーの合成は、例えば、アミノ変性シリ
コーンおよびポリエーテル変性シリコーンの1種以上
と、ポリオールと、ジイソシアナートとの三成分に、溶
剤を加えて混合し、乾燥チッ素ガス中で80〜130
℃、60〜300分間反応させて調製を行う。
【0027】ここで、変性シリコーンの量は、ポリオー
ルに対し、1〜200部とする。200部を超えると、
塗膜がもろくなり十分な耐摩耗性が得られない。ポリオ
ールと変性シリコーンに対してジイソシアナートのモル
比は、0.5 〜0.95とする。0.5 未満であると、塗膜がも
ろくなり、十分な耐摩耗性が得られない。0.95を超える
と、ウレタン樹脂の粘度が高くなり、塗膜のレベリング
性が悪くなる。
【0028】上記、各成分について具体的に説明をす
る。
【0029】 アミノ変性シリコーン;アミノプロピ
ル基変性シリコーン、N−(β−アミノエチル)、イミ
ノプロピル基変性シリコーン、アミノフェノキシメチル
基変性シリコーン等の両末端にアミノ基を有するもの。
【0030】 ポリエーテル変性シリコーン;Si−
H基を有するジメチルポリシロキサンとポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール等との付加反応又
は脱水素により得られるもの等の両末端にヒドロキシル
基を有するもの。
【0031】 ポリオールとしては、ウレタン塗料に
使用する汎用の下記各ポリエステル系・ポリエーテル系
のものを使用可能である。
【0032】「ポリエステル系;ポリエチレンアジペー
ト(PEA)、ポリブチレンアジペート(PBA)、ポ
リエチレンブチレンアジペート、ポリジエチレンアジペ
ート、ポリヘキサメチレンアジペート、ポリエチレンフ
タレート、ポリブチレンフタレート等の縮合系ポリエス
テルポリオール、及び、ポリカプロラクトン等のラクト
ン系ポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオー
ル等。」「ポリエーテル系;ポリオキシエチレングリコ
ール(PEG)、ポリオキシプロピレングリコール(P
PG)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、
等。」 ジイソシアナートとしては、前述のポリイソシアナ
ートの内から、適宜二価のものを選択できる。具体的に
は、MDI、TDI、HTDI、IPDI、NDI、X
DI、HMDI、HXDI、等を挙げることができる。
【0033】(iii)上記の本発明の塗料組成物は、前述
の高分子材料製品の本体(被塗布物)に塗布して使用す
る。このとき、被塗布物には、材料種類によっては、プ
ライマー処理(例えば、材料がEPDM,PP,PEの
場合、変性ポリオレフィン系プライマーを処理)を予め
行っておく。なお、本体は通常、射出成形、圧縮成形等
により成形する。
【0034】塗布方法は、慣用の手段、スプレー・浸漬
・刷毛・滴下、等任意であり、被塗布物に応じて適宜選
択する。塗布量は、通常、0.03〜0.08g/cm2 とする。
【0035】
【発明の作用・効果】本発明の塗料組成物は、上記のよ
うな構成により、高分子材料製品の本体に適用した場
合、老化試験後(屋外環境等下に長時間暴露する)の耐
摩耗性の低下が、従来に比して格段に小さく、耐摩耗性
が要求される高分子材料製品の、耐久性向上の要求に答
えることが可能となる。
【0036】前述の公報に記載の従来例に比して、耐久
性が向上した理由は、下記のごとくであると推定され
る。
【0037】塗膜を形成するウレタン樹脂の主鎖中にシ
ロキサン構造を含んでいるため、 上記従来例に比して、他物品が干渉したときの摩擦抵
抗が低下する、 非反応性シリコーンオイルとの混和性が増し、シリコ
ーンオイルの経時流失量が抑制される、 塗膜からシリコーンオイルがほとんど流失したとして
も、摺動抵抗が急激に増大することがない。
【0038】
【実施例・比較例・従来例】以下、本発明の効果を確認
するために、比較例・従来例とともに行った実施例につ
いて説明をする。
【0039】A.試験片の調製; (i) 被塗布物の調製:下記ゴム配合物の押出品を、16
0℃×30分の条件で圧縮成形加硫した。成形品の大き
さは、100mm×100mm×2mmtである。
【0040】EPDM配合処方 EPDM 100部 カーボンブラック 70部 パラフィン系オイル 35部 亜鉛華 5部 ステアリン酸 1部 加硫促進剤 3部 硫黄 1.5部 (ii)塗料の調製:表1の条件で調製したヒドロキシルプ
レポリマーに、表2に示す組成で、各シリコーンオイ
ル、硬化剤、溶剤及びカーボンブラックを加え混合し
て、各塗料を調製した。
【0041】(iii) 塗布:上記被塗布物の表面をトリク
ロロエチレン脱脂処理後、上記塗料を、設定塗布量0.05
g/ cm2でスプレー塗布し、150℃×3分の条件で乾
燥した。
【0042】B.摩耗試験及び試験結果の評価: (i) 摩耗試験:下記試験機を使用して、常態及び耐候促
進試験後( JIS D 0205 に準じて所定時間、耐候促進試
験を行い、室温放置24時間後に測定)の各試験片につ
いて、下記条件で耐摩耗試験を行った。
【0043】試験機…テイバー式ロータリ・アブレッ
サー(株式会社東洋精機株式会社製)、 試験条件…摩耗輪:H−22、荷重:1kg、 摩耗輪回転数:60rpm、 試験片寸法:100×100mm、 摩耗回数:1000回。
【0044】(ii)試験結果の評価(表2参照):シリコ
ーンオイル配合量が過少であると(比較例1・2)、従
来例(非シリコーン変性プレポリマー使用)に比して、
常態及び耐候試験後の耐摩耗性が大幅に劣ることが分
る。また、シリコーンオイルの配合量が過多である(比
較例3)と、1000h耐候促進試験後では従来例と同
等の耐摩耗性が得られるが、常態及び200h耐候試験
後では、大幅に耐摩耗性が劣ることがことが分る。
【0045】各実施例は、上記従来例に比して、常態に
おいては、略同等であるが、耐候促進試験200h/1
000h後の耐摩耗性に優れている、すなわち、格段に
優れた老化試験後の耐摩耗性を示すことが分る。特に、
シリコーン配合量が40部以上の場合(実施例1〜
5)、老化試験後の耐摩耗性に優れている。
【0046】
【表1】
【0047】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金原 敏勝 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 角田 友昭 兵庫県神戸市須磨区大池町三丁目一番26号 坂井化学工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒドロキシルプレポリマーと、非反応性
    シリコーンオイルと、硬化剤であるポリイソシアナート
    との三成分を必須成分とする塗料組成物であって、 前記ヒドロキシルプレポリマーが、主鎖中にシロキサン
    構造を導入したものである、ことを特徴とするウレタン
    系塗料組成物。
JP21693991A 1991-08-28 1991-08-28 ウレタン系塗料組成物 Withdrawn JPH0551555A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 19981112