JPH0580513B2 - - Google Patents

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JPH0580513B2
JPH0580513B2 JP60183275A JP18327585A JPH0580513B2 JP H0580513 B2 JPH0580513 B2 JP H0580513B2 JP 60183275 A JP60183275 A JP 60183275A JP 18327585 A JP18327585 A JP 18327585A JP H0580513 B2 JPH0580513 B2 JP H0580513B2
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JP
Japan
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water
condensate
quaternary ammonium
ammonium base
resin
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JP60183275A
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Noboru Nakai
Osamu Isozaki
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Kansai Paint Co Ltd
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Kansai Paint Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04Polysiloxanes
    • C09D183/08Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen, and oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/38Polysiloxanes modified by chemical after-treatment
    • C08G77/382Polysiloxanes modified by chemical after-treatment containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen or silicon
    • C08G77/388Polysiloxanes modified by chemical after-treatment containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen or silicon containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
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Description

【発明の詳細な説明】
発明の技術分野 本発明は水性有機珪素樹脂被覆組成物に関し、
さらに詳しくは樹脂骨格中に第4級アンモニウム
塩基を有する水性有機珪素樹脂を結合剤成分とす
る優れた耐水性被膜を形成する水性有機珪素樹脂
被覆組成物に関する。 なお、本明細書において、有機珪素樹脂に対し
て用いる「水性」とは該樹脂が水中で真の溶液を
形成する場合のみならず、該樹脂が水中でコロイ
ド状、ミセル状等の形で安定に微分散している場
合をも包含する。 従来の技術 従来から水溶性オルガノポリシロキサン樹脂と
しては、水ガラスが、また水分散性のオルガノポ
リシロキサン樹脂としては、シリコーン樹脂を界
面活性剤で水中に分散したものやコロイダルシリ
カが当該技術分野で多く用いられている。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前記したオルガノポリシロキサ
ン樹脂を用いた被覆組成物はそれから形成される
皮膜中にナトリウムイオン等の対イオンや界面活
性剤が残存し、そのため良好な耐水性被膜が得ら
れないという欠点があつた。 問題点を解決するための手段 そこで、本発明者らは、前記した問題点を解決
するため鋭意研究を重ねた結果、後記する第4級
アンモニウム塩基を有するオルガノポリシロキサ
ン樹脂を用いた被覆組成物が、加熱硬化時に第4
級アンモニウム塩基が脱離し、耐水性の非常に良
好な塗膜が得られることを見い出し本発明を完成
するに至つた。 かくして、本発明に従えば、 () 下記式 Rf aSi(OR24-a……〔A〕 (式中、R1は炭素数1〜12の炭化水素基を表
わし;R2は炭素数1〜8の炭化水素基を表わ
し;aは0または1〜2の整数を表わす) で示される有機珪素化合物および(又は)その低
縮合物と、 下記式
【化】 (式中、R3は水素原子またはメチル基を表わ
し;R4は炭素原子数1〜8のアルキレン基を表
わし;R2は前記の意味を表わす) で示される有機珪素化合物および(又は)その低
縮合物との縮合物を第3級アミン化合物と反応さ
せてなる第4級アンモニウム塩基含有水性有機珪
素樹脂及び () 水性媒体 からなる水性有機珪素樹脂被覆組成物が提供され
る。 本発明に於いて原料として使用する前記一般式
〔A〕で表わされる有機珪素化合物に於けるR1
同一または相異なる炭素数1〜12の炭化水素基で
あり、この際の炭化水素基としては、メチル、エ
チル、プロピル、ヘキシル等のアルキル基、フエ
ニル、トリル、キシリル基等のアリール基、シク
ロヘキシル、シクロブチル、シクロペンチル等の
シクロアルキル基が例示できる。 また、R2は同一または相異なる炭素数1〜8
の炭化水素基であり、この際の炭化水素基として
は、前記R1と同様なものが例示でき、より好適
にはアルキル基である。 aは0又は1〜2の整数を表わす。該一般式
〔A〕で表わされる具体的な化合物としては、例
えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラ
ン、テトラプロピオキシシラン、テトラブトキシ
シラン、テトラフエノキシシラン、メチルトリメ
トキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フエ
ニルトリメトキシシラン、フエニルトリエトキシ
シラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフエニル
ジエトキシシラン等を例示することができる。ま
た、その低縮合物とは、重合度10以下のオリゴマ
ーを意味する。 他方、前記一般式〔B〕で表わされる有機珪素
化合物におけるR3は水素原子もしくはメチル基
を表わし、R4は炭素原子数1〜8のアルキル基
を表わし、R2は前記の意味を表わす。該一般式
〔B〕で表わされる具体的な化合物としては、γ
−グリシド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
−グリシドキシブチルトリエトキシシラン等を例
示することが出来る。また、その低縮合物とは重
合度10以下のオリゴマーを意味する。 前記一般式〔A〕および〔B〕で示される有機
珪素化合物を用いてグリシジル基含有高縮合物を
得るに際し、両成分の配合割合は下記の割合で配
合するのが適当である。 一般式〔A〕化合物:50〜98モル% 好ましくは、80〜95モル% 一般式〔B〕化合物:2〜50モル% 好ましくは、5〜20モル% 前記配合において〔A〕化合物の量が50モル%
未満の場合、すなわち〔B〕化合物が50モル%を
超える場合には、この縮合物を用いて形成される
塗膜には第4級アンモニウム塩基が必要量以上存
在し常温乾燥時の耐水性が低下する。また、〔B〕
化合物の量が2モル%未満の場合、すなわち
〔A〕化合物の量が98モル%を超える場合、この
縮合物には第4級アンモニウム塩基が少なく水溶
性あるいは水分散性を有し得ない。 前記一般式〔A〕および〔B〕で表わされる有
機珪素化合物および(または)その低縮合物から
なる混合物の縮合は、該化合物および(または)
それらの低縮合物の混合物を必要に応じて水溶性
溶媒(例えばアルコール系溶媒、セロソルブ系溶
媒など)に添加し、塩酸、硫酸、リン酸などの鉱
酸あるいは、ギ酸、酢酸等の有機酸の存在下に、
好ましくはPH6以下で水を加え、20°〜100℃程度
で30分〜10時間程度攪拌下に加水分解と縮合反応
を進行せしめることによつて行なわれる。 次いで、得られる有機珪素化合物の高縮合物中
に存在するグリシジル基と第3級アミン化合物と
を反応せしめて第4級アンモニウム塩基含有水性
有機珪素樹脂が合成される。 前記した高縮合物中のグリシジル基と第3級ア
ミン化合物とを反応させて第4級アンモニウム塩
基を導入する反応は、従来から公知の方法を用い
ることができ、例えば前記した酸および/又は水
の存在下で両者を反応せしめることによつて行な
うことができる。使用できる第3級アミン化合物
としては、第4級アンモニウム塩基を形成するな
らばいずれの第3級アミンでも使用可能であり、
例えばN−メチルピペリジン、トリ−n−ブチル
アミン、トリエチルアミン、N−メチルジエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルア
ミノエタノール、ピリン、ピコリン、ルチジン等
を例示することができる。 有機珪素樹脂に導入される第4級アンモニウム
塩基は、該樹脂を水溶性もしくは水分散性ならし
めるに必要な量で存在することができる。該基が
あまり多量に存在してもそれに伴なうだけのメリ
ツトはなく、かえつて物性に悪影響を及ぼす可能
性があるので、一般式〔A〕化合物と一般式
〔B〕化合物の混合割合を前記の範囲で適宜調整
すればよい。 かくして得られる第4級アンモニウム塩基含有
水性有機珪素樹脂は、3次元縮合物であつて少な
くとも縮合度は20以上で分子量約3000以上のもの
であり、水溶性あるいは水分散性を有する。ま
た、第4級アンモニウム塩基の熱分解温度が低
く、この樹脂を用いて形成した塗膜を加熱するこ
とによつて該基を容易に除去することができる。 本発明の組成物は、前記した第4級アンモニウ
ム塩基含有水性有機珪素樹脂を水性媒体中に溶解
もしくは分散せしめることによつて調製される。
水性媒体としては水のみからなるものでもよく、
また必要に応じて水溶性溶媒、例えばアルコール
系溶媒、セロソルブ系溶媒、グライム系溶媒など
を水と混合したものを用いることができる。 本発明の組成物はクリヤーとして使用できるこ
とはもちろん着色顔料を配合して着色塗料として
使用することも可能である。 発明の作用効果 本発明の組成物は、通常の塗装手段で塗装する
ことができ、形成した塗膜は室温で結合剤樹脂中
の第4級アンモニウム塩基の触媒作用により硬化
し、十分な耐水性を有する。また塗膜を焼付ける
ことにより第4級アンモニウム塩基が熱分解して
極性基が除去されるのでさらに良好な耐水性を示
す。また、本発明の組成物は50℃、1カ月間の貯
蔵後もゲル化及び増粘することもなく優れた貯蔵
安定性を示した。 実施例 以下実施例により説明する。 実施例 1 反応容器にγ−グリシドキシプロピルメトキシ
シラン47g、メチルトリメトキシシラン272g、
酢酸23g、N−ジメチルエタノールアミン18gお
よび脱イオン水119gを加え、攪拌しながら60℃
で5時間反応させて、透明な粘度A3(ガードナー
泡粘度計)の反応物が得られた。この反応物を10
%(重量、以下同じ)固形分まで水で希釈して本
発明の被覆組成物を得た。これをミガキ軟鋼板に
塗布し、80℃で30分乾燥させた所、ゲル分率が94
%(アセトンで抽出)の塗膜が得られ、水に1週
間浸漬した後の吸水率は3%であつた。 また、室温で3日間乾燥させた塗膜は94%のゲ
ル分率(アセトンで抽出)を示した。 実施例 2 テトラエトキシシラン104g、γ−グリシドキ
シプロピルトリエトキシシラン26g、メタノール
20g、N−メチルジエタノールアミン12g、ギ酸
4g及び水32gを反応容器に加え、攪拌しながら
60℃で8時間反応させて透明な粘度Aの反応物が
得られた。この反応物を10%固形分まで水で希釈
して本発明の被覆組成物を得た。これをミガキ軟
鋼板に塗布し、80℃で30分乾燥させた所、ゲル分
率が97%(アセトンで抽出)の塗膜が得られ、水
に1週間浸漬した場合の吸水率は5%であつた。 室温で3日間乾燥させた塗膜は97%のゲル分率
(アセトンで抽出)を示した。 比較例 メチルフエニルシロキサン系エマルシヨン(10
%固形分)をみがき軟鋼板に塗布し、80℃で30分
間乾燥させた塗膜を水に1週間浸漬した場合の吸
水率は17%であつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 () 下記式 R1aSi(OR24-a……〔A〕 (式中、R1は炭素数1〜12の炭化水素基を表
    わし、R2は炭素数1〜8の炭化水素基を表わし、
    aは0または1〜2の整数を表わす) で示される有機珪素化合物および(又は)その低
    縮合物50〜98モル%と、 下記式 【化】 (式中、R3は水素原子またはメチル基を表わ
    し、R4は炭素原子数1〜8のアルキレン基を表
    わし、R2は前記の意味を表わす) で示される有機珪素化合物および(又は)その低
    縮合物50〜2モル%との縮合物を第3級アミン化
    合物と反応させてなる第4級アンモニウム塩基含
    有水性有機珪素樹脂及び () 水性媒体 からなる水性有機珪素樹脂被覆組成物。
JP60183275A 1985-08-21 1985-08-21 水性有機珪素樹脂被覆組成物 Granted JPS6243468A (ja)

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