JPH08501124A - 自動車用再仕上げプライマーサーフェイサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 アミノ基含有ポリエポキシド樹脂、重量平均分子量が少なくとも1000であるアセトアセテート含有ポリエステル、およびポリアクリレート含有材料を含有する硬化性コーティング組成物が提供される。このアミン基含有ポリエポキシドは、ケチミンおよび／またはアルジミン含有ポリエポキシドを形成するためにケトンおよび／またはアルデヒドで修飾され得る。この組成物は、コーティングとして、特に、常温または低温硬化性自動車用再仕上げプライマーコーティングとして有用であり、良好な耐食性、基材および有機コーティングの両方への付着性、研摩容易性、およびポットライフを有する。

Description

【発明の詳細な説明】自動車用再仕上げプライマーサーフェイサー 従来の技術 本発明は、硬化性組成物、より特定すると、自動車の再仕上げ塗装に有用な低 温または常温硬化性コーティング組成物に関する。 自動車の再仕上げの分野では、元のコーティングの欠陥の修理には、機械的手 段により欠陥を研摩（sanding）または研削（grinding）すること、または、元 のコーティング層の全部分またはビヒクルを完全に剥離することが包含される。 この研摩または研削工程により、典型的には、金属素地が露出することになる。 一般に、最終的なトップコート材料の塗付前に、３種の個別のアンダーコーティ ング系が推奨されている。研摩された金属素地の面は、まず腐食防止プライマー 、即ち、腐食防止顔料と共に処方され、そして金属素地および有機コーティング の両方に接着性を有するプライマーで被覆される。次の工程には、当該分野にお いて研摩可能なプライマーサーフェイサーと呼ばれるものの塗付が包含される。 最終工程には、シーラーと呼ばれ、アンダーコートされた面へのトップコートの 付着性を向上させるプライマーの塗付が必要である。このような再仕上げアンダ ーコートの塗装工程は、時間がかかり、そして労働力、揮発性有機物の低減のた めの処理の必要性、塗付されたアンダーコーティングの各々の乾燥に必要 な時間のため高価である。従って、現在数種のアンダーコーティングにより提供 されている全ての必要条件を提供する単一のアンダーコーティング組成物を有す ることが望ましい。発明の要旨 本発明により、以下を含有する硬化性コーティング組成物が提供される：(ａ) 本質的にオキシラン官能性を有さず、そして１分子あたり平均して少なくとも２ 個のアミン基を有する、アミン基含有ポリエポキシド樹脂；（ｂ）重量平均分子 量が少なくとも1000である、アセトアセテート含有ポリエステル(ｃ)１分子あた り少なくとも２個のアクリレート基を有する、ポリアクリレート含有物質。発明の詳細な説明 本発明の硬化性コーティング組成物の主要成分は、１分子あたり平均して少な くとも２個のアミン基を含有するアミン基含有ポリエポキシド樹脂、アセトアセ テート含有ポリエステル、および１分子あたり少なくとも２個のアクリレート基 を有するポリアクリレート含有物質である。本発明の好ましい実施態様において は、アミン基含有ポリエポキシドのアミン基は、修飾され、ケチミン含有ポリエ ポキシド樹脂を形成する。この好ましい組成物について、以下に述べる。 ケチミン含有ポリエポキシド樹脂の調製に用いられるポリエポキシド樹脂は、 多様な物質から選択され得る。 ポリエポキシド樹脂は、一般に、１分子あたり少なくとも２個のオキシラン基 、即ち、 （ここで、ｎは、少なくとも２であり、R1は水素またはメチルであり、そしてR2 は、典型的には、炭素、水素、酸素、および必要に応じて窒素および／または硫 黄から構成される有機ベースの分子またはポリマーを広く表す）を含有する樹脂 である。ヒドロキシル置換基も存在し得、そしてしばしば存在し、そしてハロゲ ンおよびエーテル基も同様である。一般に、エポキシド当量重量は、約100〜約1 000、好ましくは、約100〜約500、さらに好ましくは、約150〜約250の範囲であ る。これらの樹脂は、脂肪族、芳香族、環式、非環式、脂環式、または複素環式 として広く分類され得る。 本発明に用いるための１つの特に好ましいポリエポキシド樹脂のグループは、 エポキシノボラック樹脂である。これらの樹脂は、エピクロロヒドリンを、アル デヒドと一価または 多価フェノールとの縮合生成物と反応させることにより調製される。１つの例は 、エピクロロヒドリンとフェノールホルムアルデヒド縮合物との反応生成物であ る。 有用なポリエポキシド樹脂の他のグループは、例えば、二価フェノールのよう な多価芳香族アルコールのポリグリシジルエーテルである。フェノールは、少な くとも二価でなければならず、そして適切な例としては、レゾルシノール、カテ コール、ヒドロキノン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−1,1−イソブタン；4 ,4−ジヒドロキシベンゾフェノン；ビス（4−ヒドロキシフェニル）1,1−イソブ タン；4,4−ジヒドロキシベンゾフェノン；ビス（4−ヒドロキシフェニル）−1, 1−エタン；ビス（2−ヒドロキシナフェニル（naphenyl））メタン；1,5−ヒド ロキシナフタレン、および4,4'−イソプロピリデンジフェノール、例えば、ビス フェノールＡが包含される。好ましくは、ビスフェノールＡが用いられる。多数 の可能なエポキシ化合物のうち、主としてエピクロロヒドリンが用いられるが、 エピブロモヒドリンも非常に有用である。本発明において特に有用なポリグリシ ジルエーテルは、エピクロロヒドリンとビスフェノールＡとを水酸化ナトリウム または水酸化カリウムのようなアルカリの存在下で反応させることにより得られ る。Shell Chemical Companyにより商標EPONで販売されているエポキシ樹脂シリ ーズが、本発明において得に有用である。 有用なポリエポキシド樹脂の他のグループは、エチレングリコール；ジエチレ ングリコール：トリエチレングリコール； 1,2−プロピレングリコール；1,4−ブチレングリコール；1,5−ペンタンジオー ル；1,2,6−ヘキサントリオール；グリセロール、およびトリメチロールプロパ ンのような多価アルコールから誘導されるポリグリシジルエーテルである。 ポリカルボン酸のグリシジルエーテルであるポリエポキシド樹脂もまた有用で ある。これらの物質は、エピクロロヒドリンのようなエポキシ化合物と、シュウ 酸；コハク酸；グルタル酸；テレフタル酸；2,6−ナフタレンジカルボン酸、お よび二量体化リノレン酸のような脂肪族または芳香族ポリカルボン酸との反応に より生成される。 ポリエポキシド樹脂のさらなる他のグループは、オレフィン性不飽和脂環式物 質のエポキシ化から誘導される。これらのうち、エポキシ脂環式エーテルおよび エステルは、当該分野で周知である。 上記の物質の他に、有用なエポキシ樹脂として、オキシアルキレン基、即ち、 （ここで、Ｒは水素またはC1〜C6のアルキルであり、ｍは１〜４の整数であり、 そしてｎは２〜50の整数である）を含有するエポキシ樹脂がある。このような基 は、エポキシド樹脂 の骨格から垂下し得るか、または骨格の一部として含まれ得る。ポリエポキシド 樹脂中のオキシアルキレン基の割合は、多数の要因、とりわけオキシアルキレン 基の大きさおよびエポキシ樹脂の性質に依存する。 ポリエポキシド樹脂の混合物もまた本発明において有用であることが理解され るべきである。 ケチミン含有ポリエポキシドは、上記ポリエポキシドのいずれからでも以下の 方法で調製され得る。まず、１分子あたり平均して少なくとも２個のアミン基を 有する多価アミン化合物、即ち、ポリアミンをケトンと反応させることによって 修飾し、ケチミンを形成させる。例えば、１モルのジエチレントリアミンを２モ ルのメチルイソブチルケトンと反応させると、二級アミン官能性を有するジケチ ミンと、２モルの水とが生成する。あるいは、アルジミンと呼ばれる修飾アミン を形成するために、ケトンの代わりにまたはケトンと共にアルデヒドが用いられ 得る。次いで、このケチミンまたはアルジミン（修飾アミン）をポリエポキシド と反応させ、ポリエポキシドのオキシラン基を全て効果的に除去し、そして本質 的にオキシラン基を有さない、ケチミンまたはアルジミン含有ポリエポキシドを 得る。「本質的にオキシラン基を有さない」ということは、このケチミン含有ポ リエポキシドのエポキシ当量重量が少なくとも約5000（ｇ／エポキシ当量）と測 定されることを意味する。即ち、ケチミン含有ポリエポキシドは、１分子あたり 、平均して１未満、さらに好ましくは平 均して0.5未満のオキシラン基しか有さない。 本発明の実施に用いられ得る代表的なポリアミンは、２〜10個の一級アミノ基 および／または二級アミノ基、好ましくは２〜４個の一級アミノ基、および２〜 200個の炭素原子を有する脂肪族または脂環族アミンとして記述され得る。適切 なポリアミンの例には、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジア ミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、デカメチレンジアミ ン、4,7−ジオキサデカン−1,10−ジアミン、ドデカメチレンジアミン、4,9−ジ オキサドデカン−1,12−ジアミン、7−メチル−4,10−ジオキサトリデカン−1,1 3−ジアミン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、4 ,4'−ジアミノジシクロヘキシルメタン、イソホロンジアミン、ビス（3−メチル −4−アミノシクロヘキシル）メタン、2,2−ビス（4−アミノシクロヘキシル） プロパン、ニトリル トリス（エタンアミン）、ビス（3−アミノプロピル）メ チルアミン、2−アミノ−1−（メチルアミノ）プロパン、2−アミノ−1−（シク ロヘキシルアミノ）プロパン、3−アミノ−1−（シクロヘキシルアミノ）プロパ ン、およびN−（2−ヒドロキシエチル）エチレンジアミンが包含される。 本発明の実施に有用なポリアミンの特に好ましいグループは、以下の構造式 Ｈ₂Ｎ−（Ｒ¹−ＮＨ）ｎ−Ｒ−ＮＨ₂ （ここで、基ＲおよびR'は、同一であり得るかまたは異なり 得、そして２〜６個、好ましくは２〜４個の炭素原子を有するアルキレン基であ り、そしてｎは、１〜６、好ましくは１〜３の数である）により表され得る。ア ルキレン基とは、エーテル酸素原子を有するシクロアルキレン基またはアルキレ ン基をいう。代表的なポリアルキレンポリアミンの例には、ジエチレントリアミ ン、ジプロピレントリアミン、およびジブチレントリアミンが包含される。これ らのポリアミンは、２個の一級アミノ基および１個の二級アミノ基を有する。 ポリアミンの修飾に用いられるケトンは、以下の構造式 （ここで、ＲおよびＲ’は、独立して１個と12個との間の炭素原子を有するアル カンである）により表される。 アミン基の修飾剤またはブロッキング剤として用いられる適切なケトンの例に は、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、イソブチルアルデヒ ド、ヒドロキシブチルアルデヒド、ペンタノン、シクロヘキサノン、エチルアミ ルケトン、ヒドロキシシトロネラール、イソホロン、およびデカノンが包含され る。 ケチミン含有ポリエポキシド樹脂は、ポリスチレン標準を用いるゲルパーミエ ーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されたとき、代表的には重量平均 分子量が約1000〜約50,000、好ましくは約1000〜約10,000、さらに好ましくは約 100 〜約5000である。さらに、ケチミン含有ポリエポキシド樹脂は、１分子あたり平 均して少なくとも２個のケチミン基を有すると記述され得、代表的には１分子あ たり平均して約２個〜約25個のケチミン基、好ましくは約３個〜約６個である。 アセトアセテート含有ポリエステルは、ポリエステルポリオールとアセトアセ テート含有物質とのエステル交換反応の反応生成物として調製される。このポリ エステルポリオールは、有機ポリカルボン酸またはそれらの無水物を、有機ポリ オールおよび／またはエポキシドを用いてエステル化することにより調製され得 る。通常、上記ポリカルボン酸または無水物は、脂肪族または芳香族の二塩基酸 または酸無水物であり、そして上記ポリオールはジオールである。 ポリエステルポリオールの調製に通常用いられるジオールの例には、エチレン グリコール、ネオペンチルグリコールのようなアルキレングリコール、および他 のグリコール、例えば、シクロヘキサンジオール、ビスフェノールＡ、水素化ビ スフェノールＡ、シクロヘキサンジメタノール、ラクトンとジオールとの反応生 成物（例えば、ε-カプロラクトンとエチレングリコールとの反応生成物）ヒド ロキシアルキル化ビスフェノール、ポリエーテルグリコール（例えば、ポリ（オ キシテトラメチレン）グリコール）などが包含される。 ポリエステルポリオールの酸成分は、主に、１分子あたり２〜18個の炭素原子 を有するモノマー性カルボン酸または無水物からなる。有用な酸としては、フタ ル酸、イソフタル酸、 テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒ ドロフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、グルタル 酸、クロレンド酸、およびテロラクロロフタル酸がある。トリメリット酸および トリカルバリル酸のようなより多価のポリカルボン酸もまた用いられ得る。 多塩基酸とポリオールとから形成されるポリエステルポリオール以外に、ポリ ラクトンタイプのポリエステルもまた用いられ得る。これらの生成物は、ε-カ プロラクトンのようなラクトンと、エチレングリコール、ジエチレングリコール 、またはトリメチロールプロパンのようなポリオールとの反応から形成される。 ポリエステルポリオール以外に、ポリエステル−ウレタンポリオールのような ポリウレタンポリオールが用いられ得る。これらは、有機ポリイソシアネートと 上記のようなポリエステルポリオールとの反応から形成される。フリーのヒドロ キシル基が得られ、そしてイソシアネート当量が無限に近づくように、OH/NCO当 量比が１：１を越えるように有機ポリイソシアネートをポリオールと反応させる 。ポリウレタンポリオールを調製する際に用いられる有機ポリイソシアネートは 、種々のタイプであり得るが、通常、脂肪族または芳香族ポリイソシアネートま たは混合物である。ジイソシアネートが好ましいか、トリイソシアネートのよう なより多価のポリイソシアネートも用いられ得る。 適切なジイソシアネートの例としては、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネ ート、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、 および4,4'−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）がある。適切なよ り高官能性のポリイソシアネートの例としては、ポリメチレンポリフェニルイソ シアネートがある。 アセトアセテート含有物質は、以下の構造式 （ここで、ＲおよびＲ’は、独立して、代表的には１個〜10個の炭素原子を有す るアルキル基から選択され得る）により表され得る。典型的にはＲ’はメチル基 である。特に好ましいアルキル基は、tert−ブタンであり、そしてこのアルキル 基を有する関連アセトアセテート含有物質を、tert−ブチルアセトアセテートと 呼ぶ。アセトアセテート含有物質は、所望であれば、アセトアセテート基含有ポ リマーであり得ることが理解されるべきである。 エステル交換反応（またはより特定するとアセチル交換反応）は、高分子化学 の分野で周知の通常のエステル交換重合法により行われる。ポリエステルポリオ ールとアセトアセテート含有物質との間の反応には、代表的には、適切な容器内 で、高温（例えば、約150℃〜約300℃の範囲）および真空下で、三級ブタノール を除去しながらポリエステルポリオールとアセトアセテート（例えば、三級ブチ ルアセトアセテート） とを混合することが包含される。所望であれば、この主題についての詳細な処理 方法は、「アセトアセチル化されたコーティング樹脂の調製方法の比較」と題さ れたWitzmanらの論文（Journal of Coatings Technology,Vol.62,No.789, 1990 年10月）中に見出され得る。 このアセトアセテート含有ポリエステルは、ポリスチレン標準を用いるゲルパ ーミエーションクロマトグラフィーにより測定されたとき、少なくとも約１００ ０の重量平均分子量を有する。代表的には、重量平均分子量は、約1000〜約50,0 00、好ましくは約1000〜約10,000、さらに好ましくは約1000〜約5000である。ア セトセテート含有ポリエステルは、約100〜約1000（グラム／当量）、好ましく は約100〜約500、さらに好ましくは約200〜約300のアセトアセテート当量重量を 有する。 本発明の硬化性組成物のポリアクリレート含有物質は、１分子あたり少なくと も２個のアクリレート基を有する。用いられるポリアクリレートは、ポリオール と、アクリレートまたはメタクリレート含有物質とのエステル交換反応生成物と して形成され得る。さらに、このポリアクリレートはまた、ポリイソシアネート とヒドロキシル基含有アクリレートまたはメタクリレートとの反応生成物として 形成され得る。ポリオールは、代表的には低分子量ジオール、トリオール、また はテトラオールである。これらのポリオールは、一般に、約50〜約1000、好まし くは約100〜約500の範囲の式量分子量を有する。適切な物質の例には、トリメチ ロールプロパン、ペ ンタエリトリトール、トリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール、1,6− ヘキサンジオール、ジペンタエリトリトール、エトキシ化ビスフェノールＡ、お よびトリス（2−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートが包含される。好ましく は、エトキシ化ビスフェノールＡのようなジオールが用いられる。しかし、所望 であれば、オリゴマー性またはポリマー性ポリオールのような、より分子量の大 きいポリオールが、ポリアクリレート含有物質を調製するために用いられ得る。 ポリイソシアネートは、代表的には低分子量のジイソシアネートまたはトリイ ソシアネートである。これらのポリイソシアネートは、一般に、約200〜約1000 、好ましくは約200〜約600の範囲の式量分子量を有する。適切なポリイソシアネ ート物質の例には、トルエンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルメタンジイソ シアネート、イソホロンジイソシアネート、トリス（トルエンジイソシアネート ）トリメチロールプロパン、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,4−テト ラメチレンジイソシアネート、および4,4'−メチレンビス（シクロヘキシルイソ シアネート）が包含される。しかし、所望であれば、オリゴマー性またはポリマ ー性ポリイソシアネートのような、より分子量の大きいポリイソシアネートが、 ポリアクリレート含有物質を調製するために用いられ得る。 アクリレートまたはメタクリレート含有物質は、以下の構造式 （ここで、ＲはＨまたはCH3であり、そしてＲ’は、１〜20個の炭素原子を有し 、そして必要であれば、少なくとも１個のヒドロキシル基を有する）により表さ れ得る。適切な物質の例には、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、 ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタク リレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘ キシルアクリレート、および2−ヒドロキシエチルアクリレートが包含される。 本発明の硬化性性組成物に用いられるポリアクリレート含有物質は、一般に、 ポリスチレン標準を用いるＧＰＣにより測定されたとき、約100〜約50,000の重 量平均分子量を有する。本発明の好ましい実施態様に用いられるポリアクリレー ト含有物質は、低分子量物質であり、式量は一般に約100〜約5000、好ましくは 約100〜約500である。 適切なポリアクリレート含有物質の例には、1,6−ヘキサンジオールジアクリ レート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリトリトールテト ラアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、およびトリス（ 2−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレートが包含 される。 ケチミン含有ポリエポキシドは、一般に、本発明の硬化性コーティング組成物 中に、約25〜75重量％、好ましくは約30〜約50重量％の割合で存在する（このパ ーセントは、全樹脂固形分重量を基準としている）。アセトセテート含有ポリエ ステルは、約25〜約75重量％、好ましくは約25〜約45重量％の割合で存在する（ このパーセントは、樹脂固形分重量を基準としている）。ポリアクリレート含有 物質は、一般に、約１〜50重量％、好ましくは５〜25重量％の割合で存在する（ このパーセントは、全樹脂固形分重量を基準としている）。 いかなる理論にも束縛されることを意図しないが、アセトセテート含有物質ポ リエステルおよびポリアクリレート含有物質はいずれも、ケチミン含有ポリエポ キシド樹脂と反応して本発明の組成物を硬化させると考えられる。この反応は、 ケチミン含有ポリエポキシドからのケトンを脱保護（deblocking）して、ポリエ ポキシド骨格に結合している一級アミンが露出することにより進行すると考えら れる。アセトアセテート含有ポリエステルおよびポリアクリレート物質と反応す ると考えられるのは、これらの一級アミンである。 必要に応じて、ケチミン含有ポリエポキシドの脱保護を促進させ、それにより ポリエポキシド骨格に結合している一級アミンを生成させるために、酸触媒が用 いられ得る。適切な酸触媒の例には、ステアリン酸、イソステアリン酸、ウンデ シレン酸、およびリン酸が包含される。いかなる有機酸また は無機酸も触媒として役立ち得るが、酸は単官能性であることが好ましい。使用 の場合には、一般に、酸は少量で存在し、代表的には約0.1〜1.0重量％である（ このパーセントは、全樹脂固形分重量を基準としている）。 本発明の硬化性コーティング組成物は、本質的に強塩基（例えば、1,8−ジア ザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノン−5− エン、テトラメチルグアニジン、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムが包 含される）を含まないことが好ましい。「強塩基」とは、その塩基のpKbが11を 超えるかまたは11に等しいことをいう。「本質的に強塩基を含まない」とは、全 樹脂固形分基準のパーセントで１重量パーセントを超えて組成物中に存在しない ことをいう。強塩基の存在は、アセトアセテート含有ポリエステルとポリアクリ レート含有物質との間のマイケル付加を触媒すると考えられている（Clemensら 、「マイケル反応を介する、アセトアセチル化樹脂の架橋のための触媒の比較」 、Journal of Coatings Technology, Vol.61, No.770, 1989年3月を参照）。こ のマイケル付加反応による硬化は、コーティング組成物のポットライフを許容で きないていどまで低下させることが見出されたため、望ましくない。 本発明のコーティング組成物は、一般に、２分包（two package）組成物とし て調製される。ケチミン含有ポリエポキシド樹脂が１つの包装に、そしてアセト アセテート含有ポリエステルおよびポリアクリレート含有物質が両方とも第２の 包装 に入っている。好ましくは、ケチミン含有ポリエポキシド樹脂は、顔料含有粉砕 （grind）ペースト中に入れられる。これらの成分は、ケチミン含有ポリエポキ シドがアセトアセテート含有ポリエステルおよびポリアクリレート含有物質のい ずれとも異なる包装に入れられている限り、所望のとおりいずれかの分包に入れ られ得ることが理解されるべきである。 多数の任意の従来成分（例えば、顔料、レオロジー制御剤、流動制御剤、腐食 防止顔料、接着促進剤、触媒、硬化遅延剤、および充填剤）が本発明のコーティ ング組成物に添加され得る。溶剤または溶剤ブレンドは、一般にコーティング組 成物を最適なスプレー粘度まで低下させるために用いられる。適切な粘度低下溶 剤には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミ ルケトン、および酢酸ブチルが包含される。好ましくは、溶剤ブレンドが用いら れ、さらに好ましくはアセトン、メチルアミルケトン、およびメチルイソブチル ケトンのブレンドが用いられる。 本発明のコーティング組成物は、刷毛塗り、スプレー塗り、浸し塗り、または 流し塗りのような従来のコーティング方法のいずれによっても種々の基材に塗付 され得るが、スプレー塗りが好ましい。なぜなら、これは、一般に最適な外観を 与えるからである。マニュアル法またはオートマチック法のいずれかを包含する 圧搾空気スプレー法、静電スプレー法のような、あらゆる公知のスプレー方法が 用いられ得る。コーティング組成物は、代表的には、約50〜約200ミクロンの範 囲の 乾燥塗膜厚が得られるように塗付される。 本発明のコーティング組成物は、好ましくは常温で約２時間または約40℃〜約 170℃の範囲に昇温して約40分〜約10分間、それぞれ乾燥（即ち、コーティング が研摩可能となりそして研摩材を汚さないように）され得る。本質的に完全な硬 化は、一般に、約３〜約４時間で達成され得る。本発明の目的の為には、本質的 に完全な硬化とは、架橋反応は完了していなくても、充分な性能特性が達成され ていることをさすことが意図されている。 本発明の硬化性コーティング組成物は、特に、自動車の再仕上げ塗装用のプラ イマーサーフェイサーコーティング組成物として優れている。この組成物は、露 出した金属表面に直接塗付され、乾燥および研摩などによる仕上げの後、着色（ pigmented）トップコート組成物または「カラープラスクリア」トップコート系 で直接コーティングされ得る。本発明のコーティング組成物は、トップコートの 下の単一のプライマー、または下塗り材料として用いられ得、これまで最適の結 果を得るために必要とされてきた３種の個別の下塗りの代替となる可能性がある 。 本発明の組成物は、優れた外観、研摩容易性、塩噴霧耐性、ポットライフ、な らびに露出金属およびすでに基材上に存在し得る他の有機コーティングの両方、 ならびにその後塗付されるトップコートへの付着性を示す。 本発明を以下の実施例においてさらに詳細に説明する。そ れらは例示のみである。全ての量、パーセント、および比率は、他に示されない 限り、重量基準である。 試験手順 鉛筆硬度は、硬度を増加させた鉛筆（6Bから5Hまで）を用いて、コーティング に引っかき傷をつけることにより測定した。ASTM-D3363に従い、コーティングに 傷をつけることをがわかった鉛筆の次に柔らかい鉛筆を、その塗膜についての鉛 筆硬度として報告した。鉛筆硬度は、硬化性コーティング組成物を塗付した後、 24時間後および７日間後の両方で測定した。 光沢は、PACIFIC SCIENTIFIC 60／光沢測定器を用いてASTM-D523に従って測定 した。光沢指数は、硬化性コーティング組成物を塗付した後、光沢指数を24時間 および７日後の両方で測定した。 ポットライフは、２分包を合わせた硬化性コーティング組成物の粘度を、15分 間隔でBROOKFIELD LVT粘度計を用いて、No.２スピンドルを用いて、60回転／分 の設定で測定することにより決定した。粘度が250センチポイズ(cPs)より大きく なったことが観測された時間を硬化性コーティング組成物のポットライフとして 用いた。 研摩容易性は、塗付した硬化性コーティング組成物を、3Mから市販されている グレード400−Aの紙ヤスリを用いて、１時間間隔で室温にて研摩することにより 求めた。塗付した硬化性コーティング組成物が研摩可能となることが観察された 時 間、すなわち、硬化性コーティング組成物が紙ヤスリを汚さなくなった時間を、 塗付後、研摩可能になるまでの最小必要時間として用いた。 像の明瞭性（Distinctness of Image）（D.O.I）は、I2Rから市販されているC -BOX DOI装置を用いて測定した。硬化性コーティング組成物を塗付した後、D.O. Iを24時間後および７日間後の両方で測定した。 スオード（Sward）硬度は、ASTM-D2143に従って、硬化性コーティング組成物 を塗付した後、24時間後および７日後の両方で測定した。スオード硬度の値は、 コーティングに刻み目をつける前のスオード硬度輪のサイクル数、または振動（ rocking）数を示す。スオード硬度の値が大きいほど、テストしたコーティング はより硬い。 本発明の硬化性コーティング組成物に対するトップコートの付着性は、まず常 温、24時間で硬化する、市販のワンコート（one coat）着色再仕上げ用トップコ ート（PPG Industries,Inc．製品コード：DAU-9300）を塗付することにより測定 した。本発明の硬化性コーティング（下塗り）組成物に対するこのトップコート 系の付着性を、硬化性コーティング組成物を塗付した後、24時間後および７日間 後の両方で、ASTM-D3359に従い測定した。このテストについてのスケールは0B〜 5Bの範囲にあり、0Bは付着性が非常に乏しいことを示し、そして5Bは付着性が優 れていることを示す。 実施例 以下の実施例（実施例Ａ−Ｃ）は、本発明の実施で用いる種々の樹脂の調製を 示す。実施例Ａ この実施例はアセトアセテート官能性ポリエステルの好ましい実施態様の調製 を記載している。アセトアセテート官能性ポリエステルを以下の成分の混合物か ら調製した：材料 重量部 （グラム） チャージＩ ネオペンチルグリコール 82.0 エチレングリコール 97.4 1,4-シクロヘキサンジメタノール 113.0 ジメチル1,4-シクロヘキサンジカルボキシレート 314.0 トリメチロールプロパン 565.0 ベンゼンスルホン酸 3.14 トリフェニルホスファイト 3.14 チャージII イソフタル酸 260.62 チャージIII 三級ブチルアセトアセテート 1986.00 合計 1432.22 最初に、適切な撹拌装置、窒素ブランケット、グリコール回収装置、および簡 単な真空蒸留装置を備えた適切な４口反応容器に、室温でチャージＩを仕込んだ 。次いで、この反応混合物を180℃まで加熱し、そして30分間保持した。その間 にメタノールを蒸留により除去した。反応混合物をさらに200℃まで加熱し、そ して30分間保持した。その間にさらにメタノールを蒸留により除去した。反応混 合物をさらに230℃まで加熱し、その間にさらにメタノールを蒸留により除去し た。反応混合物を180℃まで冷却し、そしてチャージIIを添加した。次いで、反 応混合物を240℃まで加熱し、そして水を蒸留により除去した。混合物の酸価が5 .0（ミリグラムKOH／グラムサンプル）より小さくなるまで、反応混合物を24℃ で保持した。測定した酸価が5.0（ミリグラムKOH／グラムサンプル）より小さく なったら、反応混合物を70℃まで冷却し、その後チャージIIIを添加した。次い で、反応混合物を130℃まで加熱し、そして三級ブタノールを大気圧下での蒸留 により除去した。三級ブタノールの大気圧での蒸留が完了した後に、簡単な真空 蒸留を三級ブタノールがこれ以上除去できなくなるまで行った。実施例Ｂ この実施例はケチミン官能性ポリエポキシド樹脂の調製で用いるケチミンの合 成を記載している。ケチミンを以下の成分の混合物から合成した：材料 重量部 （グラム） チャージＩ ジエチレントリアミン 880. メチルイソブチルケトン 2600. 合計 3480. 最初に、適切な撹拌装置、窒素ブランケット、還流装置および蒸留装置を備え た適切な反応容器にチャージＩを室温で仕込んだ。反応混合物を約107℃の温度 まで加熱し、還流を開始した。反応が進むにつれ、水を蒸留により除去した。反 応が完了するにつれ（それは蒸留によって収集した水の量により決定した）、反 応温度が約138℃〜141℃まで上昇し、その後、強い還流を水がこれ以上除去でき なくなるまで続けた。この後半の還流の段階で、還流温度を141℃より低く維持 するために必要なメチルイソブチルケトンをさらに添加した。実施例Ｃ この実施例は好ましいケチミン含有ポリエポキシド樹脂の調製を記載している 。ケチミン含有ポリエポキシド樹脂を以下の成分の混合物から調製した：材料 重量部 （グラム） チャージＩ 実施例Ｂのジケチミン前駆体 2250. ARALDITE EPN-1139¹ 1450. チャージII トリエタノールアミン 19.0 合計 3719.0 1 ARALDITE EPN-1139はCiba-Geigyから市販されているエポキシフェノリックノ ボラック樹脂である。 最初に、適切な撹拌装置、窒素ブランケット、および還流コンデンサーを備え た適切な反応容器に室温でチャージＩを仕込んだ。撹拌しながら、反応容器を71 ℃まで加熱した。反応容器の内容物をエポキシ当量重量が4400となるまで還流し 、そして次いで、チャージIIIを添加した。反応容器の内容物を最終エポキシ当 量重量が13,100および最終アミン当量重量が230となるまで再度還流した。次い で、反応容器の内容物を適切な容器に移した。コーティング組成物の実施例 実施例１〜３は、本発明による着色硬化性プライマーコーティング組成物の調 製で使用する成分および添加剤混合物の配合を記載している。実施例１ この実施例は、本発明による着色硬化性プライマーコーティング組成物の配合 に用いる粉砕ペーストを記載する。材料 重量部 （グラム） 実施例Ｃの樹脂 315.25 メチルイソブチルケトン 217.81 タルク³ 309.73 RAVEN 1000 カーボンブラック⁴ 0.39 硫酸バリウム 209.38 リン酸亜鉛 129.77 ANTI-TERRA U⁵ 0.98 ATAGEL 50⁶ 5.76 MPA 2000T⁷ 5.86 合計 1321.62 (fumed)シリカである。 3 タルクはVERTAR 350 TALCとしてLuzenak Americaから市販されている。 4 LAVEN 1000カーボンブラックはColumbian Chemicalから市販されている。 5 ANTI-TERRA UはBYK Chemieから市販されている顔料湿潤剤である。 6 ATAGEL 50はEngelhardから市販されているクレーである。 7 MPA 2000TはRheoxから市販されているワックス凝固防止剤である。 粉砕ペーストを、最初に、適切な容器中で実施例Ｃの樹脂およびメチルイソブ チルケトンを合わせて撹拌することにより調製した。次いで、残りの全ての顔料 をCowlesブレードを用いて高速撹拌しながら添加した。撹拌を高速で30分間、He gmanグラインド（grind）が5〜5.5のとなるまで継続した。実施例２ この実施例は、本発明による、着色硬化性プライマーコーティング組成物の配 合に用いる粉砕触媒溶液を記載する。材料 重量部 （グラム） EMERSOL-875⁸ 172.13 メチルエチルケトン 516.39 合計 688.52 8 EMERSOL-875はHenkelから市販されているイソステアリン酸である。実施例３ この実施例は、本発明による、着色硬化性プライマーコーティング組成物の配 合に用いる溶媒ブレンドを記載する。材料 重量部 （グラム） アセトン 312.60 メチルアミルケトン 177.15 メチルイソブチルケトン 177.15 合計 666.90 実施例Ｉは本発明による好ましい着色硬化性プライマーコーティング組成物を 記載する。実施例III〜VIは、各成分の量を変化させた本発明の硬化性コーティ ング組成物を示すが、ケチミンの当量の合計がアセトアセテート当量とアクリレ ート当量との合計に等しくなるように配合されている。実施例IIはポリアクリレ ート成分を含まずに配合された比較例である。この例は本発明の組成物における 、主としてポットライフ安定性に関してのポリアクリレートの重要性を示す。こ れらの実施例から得た物理的な試験のデータは、本発明の好ましい実施態様に見 出されるような、３種の必須の樹脂成分の最適な相対比を示す。実施例Ｉ 金属に直接塗付することに適した、好適な着色硬化性プライマーコーティング 組成物。材料 重量部 （グラム） 包装１： 実施例１の粉砕ペースト 257.10 包装２： SR349 DIACRYLATE⁹ 15.00 実施例Ａのアセトアセテート官能性ポリエステル樹脂 36.93 実施例３の溶媒ブレンド 61.23 実施例２の触媒溶液 1.00 合計 371.26 9 SR349 DIACRYLATEはSartomerから市販されているエトキシ化ビスフェノールＡ ジアクリレートである。 コーティング組成物を、使用する直前に包装１および２を撹拌しながら合わせ ることにより調製した。比較例 実施例II この実施例はポリアクリレート含有物質を用いないで調製した着色硬化性プラ イマーコーティング組成物の配合を記載する。 材料 重量部 （グラム） 包装１： 実施例１の粉砕ペースト 262.20 包装２： 実施例Ａのアセトアセテート官能性ポリエステル樹脂 50.98 実施例３の溶媒ブレンド 60.29 実施例２の触媒溶液 0.99 合計 374.46 コーティング組成物を、使用する直前に包装１および２を撹拌しながら合わせ ることにより調製した。実施例III この実施例は、樹脂固形分の合計重量を基準にして５重量パーセントのポリア クリレート官能性物質を用いて作成された着色硬化性プライマーコーティング組 成物の配合を記載す る。材料 （グラム） 重量部 包装１： 実施例１の粉砕ペースト 260.11 包装２： SR349 DIACRYLATE 5.00 実施例Ａのアセトアセテート官能性ポリエステル樹脂 46.37 実施例３の溶媒ブレンド 60.62 実施例２の触媒溶液 1.01 合計 1373.11 SR349 DIACRYLATEはSartomerから市販されているエトキシ化ビスフェノールＡジ アクリレートである。 コーティング組成物を、使用する直前に包装１および２を撹拌しながら合わせ ることにより調製した。実施例IV この実施例は、樹脂固形分の合計重量を基準にして10重量パーセントのポリア クリレート官能性物質を用いて作成された着色硬化性プライマーコーティング組 成物の配合を記載す る。材料 重量部 （グラム） 包装１： 実施例１の粉砕ペースト 258.81 包装２： SR349 DIACRYLATE 9.99 実施例Ａからのアセトアセテート官能性ポリエステル樹脂 41.62 実施例３の溶媒ブレンド 60.67 実施例２の触媒溶液 1.00 合計 372.09 SR349 DIACRYLATEはSartomerから市販されているエトキシ化ビスフェノールＡジ アクリレートである。 コーティング組成物を、使用する直前に包装１および２を撹拌しながら合わせ ることにより調製した。実施例Ｖ この実施例は、樹脂固形分の合計重量を基準にして20重量パーセントのポリア クリレート官能性物質を用いて作成された着色硬化性プライマーコーティング組 成物の配合を記載す る。材料 重量部 （グラム） 包装１： 実施例１の粉砕ペースト 255.38 包装２： SR349 DIACRYLATE 20.00 実施例Ａのアセトアセテート官能性ポリエステル樹脂 32.25 実施例３の溶媒ブレンド 61.55 実施例２の触媒溶液ブレンド 1.00 合計 370.18 SR349 DIADRYLATEはSartomerから市販されているエトキシ化ビスフェノールＡジ アクリレートである コーティング組成物を使用する直前に包装１および２を撹拌しながら合わせる ことにより調製した。実施例VI この実施例は、樹脂固形分の合計重量を基準にして25重量パーセントのポリア クリレート官能性物質を用いて作成された着色硬化性プライマーコーティング組 成物の配合を記載す る。材料 重量部 （グラム） 包装１： 実施例１： 実施例１の粉砕ペースト 253.60 包装２： SR349 DIACRYLATE 25.00 実施例Ａのアセトアセテート官能性ポリエステル樹脂 27.58 実施例３の溶媒ブレンド 61.90 実施例２の触媒溶液 1.00 合計 369.10 SR349 DIACRYLATEはSartomerから市販されているエトキシ化ビスフェノールＡジ アクリレートである。 コーティング組成物を、使用する直前に包装１および２を撹拌しながら合わせ ることにより調製した。 以下の表は、実施例ＩからVIに記載の上記コーティング組成物の、上記の試験 手順に従った物理的な評価で得たデータを示す。掲載したデータは、例えば鉛筆 硬度の場合では、6B/4Bは、これらのデータがプライマー系の塗付後、それぞれ2 4時間後および７日間後に得られたことを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｃ０９Ｄ 167/00 ＰＬＢ 8830−4Ｊ (72)発明者 クルーツール，キャシィー エイ. アメリカ合衆国 ペンシルバニア 15116, グレンショー，シャーウッド アールディ ー．2705 (72)発明者 サンダララマン，パドマナブハン アメリカ合衆国 ペンシルバニア 15101, アリソン パーク，レッド コーチ ロー ド 1917

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．以下を含有する硬化性コーティング組成物： (ａ)にオキシラン官能性を有さず、そして１分子あたり平均して少なくとも２個 のアミン基を有する、アミン基含有ポリエポキシド樹脂； (ｂ)重量平均分子量が少なくとも１０００である、アセトアセテート含有ポリエ ステル； (ｃ)１分子あたり少なくとも２個のアクリレート基を有する、ポリアクリレート 含有物質。 ２．前記アミン基含有ポリエポキシド樹脂の前記アミン基が、修飾され、ケチミ ン含有ポリエポキシド樹脂を形成する、請求項１に記載の組成物。 ３．前記アセトアセテート含有ポリエステルおよび前記ポリアクリレート含有物 質の両方が、前記アミン含有ポリエポキシド樹脂と反応する、請求項１に記載の 組成物。 ４．前記ケチミン含有ポリエポキシド樹脂がポリアミン、ケトンおよびオキシラ ン官能性ポリエポキシド樹脂から調製される、請求項２に記載の組成物。 ５．前記オキシラン官能性ポリエポキシド樹脂がエポキシ-ノ ボラック樹脂である、請求項４に記載の組成物。 ６．前記アセトアセテート含有ポリエステルがポリエステルポリオールとアセト アセテート含有物質とのエステル交換反応により調製される、請求項１に記載の 組成物。 ７．前記アセトアセテート含有物質がｔ−ブチルアセトアセテートである、請求 項６に記載の組成物。 ８．前記ポリアクリレート含有物質が、ポリオールと、以下の構造式により示さ れるアクリレートまたはメタクリレート含有物質との反応から調製される、請求 項１に記載の組成物： ここで、ＲはＨまたはＣＨ₃であり、そしてＲ’は１個から２０個の炭素原子を 含有する。 ９．前記ポリオールが、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、 ペンタエリトリトール、およびエトキシ化ビスフェノールＡからなる群から選択 される、請求項８に記載の組成物。 １０．前記ポリアクリレート含有物質が、イソシアネート官能性物質とヒドロキ シル基含有アクリレートまたはメタクリレートモノマーとの反応から調製される 、請求項１に記載の組成物。 １１．前記ポリアクリレート含有物質が、トリメチロールプロパントリアクリレ ートである、請求項８に記載の組成物。 １２．前記ポリアクリレート含有物質が、ペンタエリトリトールテトラアクリレ ートである、請求項８に記載の組成物。 １３．前記ポリアクリレート含有物質が、１，６−ヘキサンジオールジアクリレ ートである、請求項８に記載の組成物。 １４．前記ポリアクリレート含有物質が、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリ レートである、請求項８に記載の組成物。 １５．前記アセトアセテート含有ポリエステルの前記重量平均分子量が約1000〜 約50,000の範囲にある、請求項１に記載の組成物。 １６．前記ポリエステルポリオールが、ネオペンチルグリコール、エチレングリ コール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジメチル１，４−シクロヘキサ ンジカルボキシレー ト、トリメチロールプロパンおよびイソフタル酸からなる群から選択されるモノ マーから調製される、請求項６に記載の組成物。 １７．前記アセトアセテート含有ポリエステルが約100から約1000（グラム／当 量）のアセトアセテート当量重量を有する、請求項１に記載の組成物。 １８．前記ポリアミンが２個の一級アミノ基および１個の二級アミノ基を有する 、請求項４に記載の組成物。 １９．前記ポリアミンが、ジプロピレントリアミン、ジブチレントリアミンおよ びジエチレントリアミンからなる群から選択される、請求項１８に記載の組成物 。 ２０．前記ケトンが以下の構造式によって示され得る、請求項４に記載の組成物 ： ここで、ＲおよびＲ’は独立して、１個から１２個の間の炭素原子を有するアル カンである。 ２１．前記ケトンが、アセトン、ジエチルケトン、ペンタノン、シクロヘキサノ ン、エチルアミルケトン、イソホロン、デカノン、およびメチルイソブチルケト ンからなる群から選択される、請求項２０に記載の組成物。 ２２．請求項１に記載の組成物であって、： (ａ)前記アミン含有ポリエポキシド樹脂が、全樹脂固形分を基準にして約２５〜 約７５重量パーセントの量で存在し、そして (ｂ)前記アセトアセテート含有ポリエステルが、全樹脂固形分を基準にして約２ ５〜約７５重量パーセントの量で存在し、そして (ｃ)前記ポリアクリレート含有物質が、全樹脂固形分を基準にして約１〜約５０ 重量パーセントの量で存在する、組成物。 ２３．前記組成物が本質的に強塩基を含まない、請求項１に記載の組成物。