JPH07107099B2 - コーティング組成物用添加剤 - Google Patents

コーティング組成物用添加剤

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Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明はコーティング組成物用添加剤に関し、得意、塗
料の塗装性と表面平滑性を改善することのできるコーテ
ィング組成物用添加剤に関する。
《従来の技術》 コーティング塗膜や鋳型を使用する成型品の表面平滑性
を改善したり、該コーティング塗膜や成型材料の耐熱性
等を改善するために、従来からシリコーン化合物が使用
されている。この場合の改善方法としては、コーティン
グ組成物やモールディング組成物中にシリコーン化合物
を添加する方法の他、各組成物中に含有される樹脂のう
ち少なくとも1部としてシリコーン変性樹脂を使用する
方法がある。
しかしながら、シリコーン化合物を添加するのみでは表
面平滑性を改善することができても、耐熱性、耐候性そ
の他のシリコーン化合物が有する特性を付与することが
できない。
そこで近年では、シリコーン変性高分子化合物をコーテ
ィング又はモールディング組成物中に含有せしめる樹脂
の一部として使用することが提案され係る需要とあいま
って、少なくとも片末端及び/又は側鎖にカルビノール
基を有する変性シリコーンオイルの供給も複数のメーカ
ーからなされている。
即ち、上記カルビノール基を有するジメチルタイプのシ
リコーンオイルをラッカーバインダー樹脂やモールディ
ング組成物の一反応剤として使用することができる。こ
の場合、上記樹脂やモールディング組成物中にはウレタ
ン樹脂を使用することが多く、このウレタン樹脂にはポ
リオール成分として例えば、ポリエチレンポリオール、
ポリプロピレンポリオール等のポリエーテル系、ポリラ
クトンポリオール等のポリエステル系又はこれらの併用
系が使用される。従って、これらのポリオール成分と共
にシリコーン系ポリオールを併用することにより前記シ
リコーン変性高分子化合物の一種としてシリコーン変性
ウレタン樹脂を合成することができる。
例えばラクトン−シリコーン共重合体を利用した先行技
術としては、特開昭61−37843号に開示されたコーティ
ング及びモールディング組成物を初め、特開昭62−1877
72号に開示されたラッカー又は成形用組成物等がある。
これらの技術においては組成物の耐熱性が重視され、ポ
リエーテル−シリコーン共重合体より耐熱性の優れた材
料という観点からラクトン−シリコーン共重合体の有用
性が注目されたものである。
ここで使用することのできる一般式 で表わされるラクトン−シリコーン共重合体は特公昭50
−39648号公報に記載されており、上記化合物は、対応
するハイドロジェンシロキサンに、例えばCH2=CHCH20
(CaH2aO)b(CdH2dO)eR2H …(IV) なる末端アリル化ラクトンポリエーテル共重合体を付加
することによって製造されている。しかしながら、上記
一般式(IV)で表される化合物が高分子量である場合に
は該化合物がハイドロジェンシロキサンと全く相溶性が
ないためにトルエン、イソプロピルアルコール等の溶剤
を多量に使用しなければ白金触媒による付加反応が進行
しないという欠点があった。従て溶剤を含まない前記化
合物(I)を得るためには減圧ストリップにより溶剤を
留去しなければならず煩雑であった。又、反応が進行し
た場合でも非常に収率が悪く、化合物(I)の製造法と
して良好な方法といえるものではなかった。
又、これらの先行技術においては、ラクトン−シリコー
ン化合物の中でもエーテル結合を有するものは耐熱性が
十分ではなく好ましくないものとして除外されている。
本発明者等は、上記の如く、従来好ましくないとして除
外されていた、ラクトンの開環に由来するエステル結合
の他にエーテル結合を有する化合物について検討するう
ち、耐熱性が重視されない用途であって且つラクトンポ
リオール及びポリエーテルポリオールをポリオール成分
として併用するウレタン系コーティング材料並びにその
他の各種コーティング材料に対して、潤滑性などの表面
特性を付与するために添加する場合には、ラクトン−ポ
リエーテル−シリコーンの3元共重合体が相溶性の観点
から最も好適な化合物となることを見い出し本発明に到
達した。
《発明が解決しようとする課題》 即ち、例えばウレタン樹脂の場合、シリコーンカルビノ
ールと他に併用するポリオールとの相溶性が悪い場合に
は、反応系が均一とならないために反応が進行せずラッ
カーバインダー樹脂の一反応成分として機能しなかった
り、成型物の場合には、均一な成型物が得られず、表面
層が剥離する層剥離の原因となる。
従って本発明の目的は、ポリプロピレングリコール及び
ポリラクトンポリオール等との相溶性を改善すると共
に、シリコーンの特性を付与することのできるコーティ
ング組成物用添加剤を提供することにある。
《課題を解決するための手段》 本発明の上記の目的は、一般式 で表されるポリオキシアルキレン基を有するシリコーン
のOH基にラクトン類を開環重合せしめて製造した、下記
一般式 で表されるラクトン−シリコーンブロック共重合体から
なる、コーティング組成物用添加剤によって達成され
た。
(I)式中、A及びBは同一又は異種の基であって何れ
もメチル基又は−ZCaH2aO)b(CdH2dO)eR2Hを表し、 R1は炭素原子数1〜30のアルキル基、置換又は非置換の
フェニル基、置換又は非置換のフェニル基と炭素原子数
2又は3のアルキレン基とからなるフェニルアルキレン
基によって構成される群の中から選択される同一又は異
種の基であって、全R1中少なくとも50重量%が炭素原子
数1〜30のアルキル基、R2はラクトン類の開環重合によ
って得られる平均分子量が200〜100,000のポリエステル
基、Zはケイ素原子と (CaH2aO)b(CdH2dO)eなるポリオキシアルキレンを結合す
る2価の基であり、xは3〜1,000の整数、yは0〜50
の整数、a及びdは2〜4の整数、b及びeは0〜100
の整数且つb+e≧1である。
本発明で使用する一般式(I)で表される化合物は、最
初に下記一般式(II)で表される化合物を公知の方法に
よって合成し、しかる後に該化合物に対してラクトン類
を無溶剤又は少量の希釈溶剤下で反応せしめることによ
り極めて効率良く製造することができる。
一般式 (式中、A′及びB′は同一又は異種の基であって、何
れもメチル基又は−ZCaH2aO)b(CdH2dO)eHを表し、R1
は炭素原子数1〜30のアルキル基、置換又は非置換のフ
ェニル基及び置換又は非置換のフェニル基と炭素原子数
2又は3のアルキレン基とからなるフェニルアルキレン
基によって構成される群の中から選択される同一又は異
種の基、Zはケイ素原子と(CaH2aO)b(CdH2dO)eなるポリ
オキシアルキレンを結合する、後記する2価の基であ
り、xは3〜1,000の整数、yは0〜50の整数、a及び
dは2〜4の整数、b及びeは0〜100の整数且つb+
e≧1であって、全R1中少なくとも50重量%が炭素原子
数1〜30のアルキル基である。) (II)式中のCaH2aO又はCdH2dOの具体的な構造として
は、 −CH2CH2O−、 −CH2CH2CH2CH2O− などが挙げられるが、特に −CH2CH2O−及び が一般的であり、場合によってはエチレンプロピレン共
重合体を使用することもできる。共重合体の様式として
はランダム共重合及びブロック共重合の何れでも良い。
エチレンオキサイドのホモポリマーやプロピレンオキサ
イドのホモポリマーも使用することができるのは当然で
ある。
前記一般式(II)で表わされる化合物に反応せしめるラ
クトン類としてはε−カプロラクトン、δ−バレロラク
トン、γ−ブチロラクトン等の5員環以上のラクトン化
合物を挙げることができるが、特にε−カプロラクトン
を使用することが好ましい。
(II)式のOH基にラクトン類を開環重合反応させる際に
使用する触媒としてはラクトンの開環重合に使用される
公知の触媒を用いても良いが、ジブチルチンオクテート
などの錫触媒、テトライソプロピルチタネート、テトラ
ブチルチタネート等のチタン触媒を用いることが好まし
い。触媒量は全系に対して5〜5,000ppm好ましくは20〜
500ppm使用される。
反応は通常無溶剤で行われるが、目的物(I)の粘度が
高い場合には、キシレン、ジエチレングリコールジメチ
ルエーテル等の活性水素を持たない希釈溶剤を使用して
も良い。
反応温度は100℃〜180℃とすることが好ましく、ポリエ
ーテルの熱安定性、反応速度の観点から120℃〜140℃の
反応温度が最も好ましい。
反応時間はラクトンの付加モル数やポリエーテルの変換
率によって異なり、ポリエーテルの変換率が高い場合に
は、ポリエーテルシリコーンとε−カプロラクトンが室
温で均一に混合するので反応が容易に開始され、例えば
反応温度が135℃の場合には4時間以内で反応は完結す
る。
ポリエーテルの変換率が低い場合には、加熱してもε−
カプロラクトンにポリエーテルシリコーンが溶解しない
ので、反応完結に更に長時間を要する。
また、ZはCH2)3O−、又はCH2)4O−である。
以上の如くして、一般式(II)で表される化合物にラク
トン類を開環重合せしめて得られたラクトン−シリコー
ンブロック共重合体の具体的構造としては、一般式
(I)の構造式から明らかな如く、シリコーンの側鎖に
ラクトン類を開環重合させることによって得られる前記
R2を有していても良い。
一般式(I)で表される化合物及びそのOH基アシル化又
はアルキル化等により化学的にブロックした化合物(II
I)は、コーティング組成物用添加剤として極めて有用
である。即ち、コーティング材料に(I)又は(III)
の化合物を添加して表面平滑性を付与することができ
る。この場合の添加量は樹脂成分に対して0.1〜1重量
%程度である。コーティング材料に対して添加剤に適当
な相溶性があればブリード性がコントロールされ、表面
平滑性の持続性に優れたものが得られる。又、ジメチル
シリコーンをコーティング材料に添加した場合には表面
のジメチルシリコーンにより塗装性が損なわれるが、本
発明の組成物であれば塗装性も良く、塗装性と表面平滑
性が両立したものとなる。
塗料に添加した場合には、相溶性が良くないものは塗膜
のにごりを生ずるが、本ラクトン−シリコーンブブロッ
ク共重合体は相溶性を調整することにより容易に透明な
塗膜とすることができる。
尚、本発明はウレタン樹脂への応用に限定されるもので
はなく、ポリカプロラクトン、ポリオキシエチレン、ポ
リオキシプロピレンとSP値が近似する樹脂にも適用可能
であることは当然である。
《発明の効果》 上記の如く、ラッカーに対して添加剤的に使用する場合
には、含有せしめるポリオキシアルキレンの量を制御す
ることによりラッカー成分とラクトン−シリコーンブロ
ック共重合体との相溶性をコントロールすることが出来
るので、表面平滑効果を持続させることのできるラッカ
ー組成物を得ることができる。
更に、ジメチルシリコーンの欠点である塗装性の問題も
本発明の組成物では発生しない。
《実施例》 以下、本発明を実施例によって更に詳述する。
一般式、(I)で表されるラクトン−シリコーン共重合
体の製造 製造例1. 1のフラスコに、平均構造式 (OH価22KOHmg/g) なるシリコーン化合物を255g(0.05モル)、ε−カプロ
ラクトンを228g(2モル)計り取り、ジブチルスズジラ
ウレート0.15gを添加した後、130〜140℃で10時間攪拌
したに反応せしめることにより、軟化点49℃、105℃・
3時間での揮発分0.5%のラクトン変性シリコーン
(V)を得た。
製造例2. 2lのフラスコに前記と同じシリコーン化合物(OH価22)
を510g(0.1モル)、ε−カプロラクトンを684g(6モ
ル)計り取り、TBT(テトラブチルチタネート)0.24gを
添加した。130〜140℃で攪拌下に反応を行い、揮発分が
105℃・3時間で1%以下になった時点で反応を停止し
た。
反応時間は15時間を要した。
反応により得られた下記変性シリコーン(VI)の融点は
54℃であった。
製造例3. 平均構造式 なるシリコーンポリオール430g(0.07モル)、ε−カプ
ロラクトン120g(1.05モル)を計り取り、テトラブチル
チタネート(TBT)0.22gを添加した。
130〜140℃で4時間反応させたところ、揮発分が105
℃、3時間で1%以下になり反応が完結した。得られた
ものは粘稠な黄色液体であり、粘度(25℃)7,900cs、
屈折率(25℃)1.4293であった。
NMR分析により以下の構造物であることが同定された。
製造例4. 平均構造式 なるシリコーンジオール400g(0.1モル)ε−カプロラ
クトン228g(2モル)を計り取り、TBT0.31gを添加し
た。130〜140℃で4時間反応させた後反応を完結させ
た。得られたものは淡黄色固体であり融点38℃であっ
た。
NMR分析により以下の構造物と同定された。
実施例1. アクリルディックA−801 100重量部 (日本ライヒホールド(株)製アクリル樹脂の商品名) バーノック D−750 15重量部 (日本ライヒホールド(株)製ウレタン樹脂の商品名) キシレン 4重量部 第1表に示した添加剤 1.5重量部 上記配合の透明塗料をアルミテストパネル(5×10cm)
に流し塗りし、1時間風乾した後105℃で20分間焼付け
を行った後外観を調べると共に摩擦係数の測定を行った
結果は第1表に示した通りである。
上記のようにポリエーテルを含有した(VIII)並びに
(VIII)のアセチル体を添加した場合には、塗膜の外観
が良い上に摩擦係数低減効果も大きいことが確認され
た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−228323(JP,A) 特開 平1−299819(JP,A) 特開 昭58−2325(JP,A) 特公 昭50−39648(JP,B1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 (式中、A′及びB′は同一又は異種の基であって、何
    れもメチル基又はZCaH2aO)b(CdH2dO)eHを表し、R1
    炭素原子数1〜30のアルキル基、置換又は非置換のフェ
    ニル基及び置換又は非置換のフェニル基と炭素原子数2
    又は3のアルキレン基とからなるフェニルアルキレン基
    によって構成される群の中から選択される同一又は異種
    の基、Zはケイ素原子と(CaH2aO)b(CdH2dO)eなるポリオ
    キシアルキレンを結合するCH2)3O−又はCH2)4O−で
    あり、xは3〜1,000の整数、yは0〜50の整数、a及
    びdは2〜4の整数、b及びeは0〜100の整数且つb
    +e≧1であって、全R1中少なくとも50重量%が炭素原
    子数1〜30のアルキル基である。) で表されるポリオキシアルキレン基を有するシリコーン
    のOH基にラクトン類を開環重合せしめて製造した、下記
    一般式 (式中、A及びBは同一又は異種の基であって、何れも
    メチル基又はZCaH2aO)b(CdH2dO)eR2Hを表し、R1
    a、b、c、d、e、x及びyは前記式(II)のものと
    同一である。R2はラクトン類の開環重合によって得られ
    る、平均分子量が200〜100,000のポリエステル基を表
    す。) で表されるラクトン−シリコーンブロック共重合体から
    なる、コーティング組成物用添加剤。
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