JPH1067844A - 熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents
熱硬化性樹脂組成物Info
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- JPH1067844A JPH1067844A JP8247013A JP24701396A JPH1067844A JP H1067844 A JPH1067844 A JP H1067844A JP 8247013 A JP8247013 A JP 8247013A JP 24701396 A JP24701396 A JP 24701396A JP H1067844 A JPH1067844 A JP H1067844A
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- Japan
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- resin composition
- thermosetting resin
- group
- composition according
- alkyl
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- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】テトラメトキシシラン部分加水分解物を配合し
て調製された塗料の貯蔵安定性を改善し、さらに該塗料
によって形成される塗膜の耐アルカリ性をも一層改善す
る。 【解決手段】(A)ヒドロキシル価5〜300を有し、
数平均分子量が500〜20,000のフィルム形成性
ポリオール樹脂と、(B)樹脂(A)と反応するブロッ
クイソシアネート硬化剤またはアミノ樹脂と、そして
(C)一般式:(R1 )n −Si−(OR2 )4-n のア
ルコキシシラン化合物の少なくとも1種の部分加水分解
縮合物を、一般式:R3 Si(R4 )m (OR4 )3-m
を有するシランカップリング剤で処理したシランカップ
リング剤処理シリケート縮合体と、を必須成分として含
む熱硬化性樹脂組成物。
て調製された塗料の貯蔵安定性を改善し、さらに該塗料
によって形成される塗膜の耐アルカリ性をも一層改善す
る。 【解決手段】(A)ヒドロキシル価5〜300を有し、
数平均分子量が500〜20,000のフィルム形成性
ポリオール樹脂と、(B)樹脂(A)と反応するブロッ
クイソシアネート硬化剤またはアミノ樹脂と、そして
(C)一般式:(R1 )n −Si−(OR2 )4-n のア
ルコキシシラン化合物の少なくとも1種の部分加水分解
縮合物を、一般式:R3 Si(R4 )m (OR4 )3-m
を有するシランカップリング剤で処理したシランカップ
リング剤処理シリケート縮合体と、を必須成分として含
む熱硬化性樹脂組成物。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新しい熱硬化性樹
脂組成物、特に耐汚染性、耐薬品性(耐酸性、耐アルカ
リ性)、硬度および貯蔵安定性にすぐれた熱硬化性塗料
の皮膜形成成分として使用される熱硬化性樹脂組成物に
関する。
脂組成物、特に耐汚染性、耐薬品性(耐酸性、耐アルカ
リ性)、硬度および貯蔵安定性にすぐれた熱硬化性塗料
の皮膜形成成分として使用される熱硬化性樹脂組成物に
関する。
【0002】
【従来の技術】外装建材、道路資材、自動車を含む車
輛、航空機などの塗装に使用される屋外用塗料は、油性
速乾インキ、食品類、タバコなどの汚染のほかに、大気
中の塵埃やそれを含んだ雨垂れによる筋状の汚染(雨垂
れ汚染)に対する耐汚染性が要求される。屋外用塗料に
あってはさらに、酸性雨、酸性排気ガスなどによる塗膜
劣化、汚染、しみを抑制するため耐酸性を付与すること
が求められる。また外装建材特に壁用塗装建材などでは
壁に使用されるモルタル、コンクリートなどから流れ出
すアルカリによる膜劣化、汚染を抑制するため、また鋼
製品ではカソード部で発生するアルカリが塗膜剥離を起
こすことが知られているから耐アルカリ性も求められ
る。
輛、航空機などの塗装に使用される屋外用塗料は、油性
速乾インキ、食品類、タバコなどの汚染のほかに、大気
中の塵埃やそれを含んだ雨垂れによる筋状の汚染(雨垂
れ汚染)に対する耐汚染性が要求される。屋外用塗料に
あってはさらに、酸性雨、酸性排気ガスなどによる塗膜
劣化、汚染、しみを抑制するため耐酸性を付与すること
が求められる。また外装建材特に壁用塗装建材などでは
壁に使用されるモルタル、コンクリートなどから流れ出
すアルカリによる膜劣化、汚染を抑制するため、また鋼
製品ではカソード部で発生するアルカリが塗膜剥離を起
こすことが知られているから耐アルカリ性も求められ
る。
【0003】家電製品、キッチン製品、内装建材、家具
などの塗装に使用される屋内用塗装製品にも、速乾油性
インキ、食品類、タバコ等による一般の汚染に対する耐
汚染性が求められ、またアルカリ性洗浄剤による洗浄や
腐食条件下でのカソード部で発生する塗膜剥離に耐える
ため耐アルカリ性が必要である。
などの塗装に使用される屋内用塗装製品にも、速乾油性
インキ、食品類、タバコ等による一般の汚染に対する耐
汚染性が求められ、またアルカリ性洗浄剤による洗浄や
腐食条件下でのカソード部で発生する塗膜剥離に耐える
ため耐アルカリ性が必要である。
【0004】さらに屋外用および屋内用を問わず、ブラ
シ洗浄などによる擦り傷、屋外用塗装製品にあっては大
気中の粉塵(砂、土砂、ちりなどの硬質の粉塵)による
傷つきを防止するために高い硬度(鉛筆硬度4H以上)
を有することが望ましい。
シ洗浄などによる擦り傷、屋外用塗装製品にあっては大
気中の粉塵(砂、土砂、ちりなどの硬質の粉塵)による
傷つきを防止するために高い硬度(鉛筆硬度4H以上)
を有することが望ましい。
【0005】ところが、塗膜の硬度と求められる他の性
能とを同時に満足させるのは困難である。すなわちこれ
ら個々の性能あるいはそのいくつかを同時に満足させる
ことは樹脂成分を工夫することによって達成可能である
が、全部を同時に満足させることは樹脂成分の改善によ
っては達成できない。例えば速乾油性インキ等による一
般の汚染に対しては、樹脂成分へシリコーンまたはフッ
素樹脂のような離型性成分を取り込むことによって耐汚
染性を付与することができるが、耐雨垂れ汚染性および
硬度を含む他の性能を満足させない。
能とを同時に満足させるのは困難である。すなわちこれ
ら個々の性能あるいはそのいくつかを同時に満足させる
ことは樹脂成分を工夫することによって達成可能である
が、全部を同時に満足させることは樹脂成分の改善によ
っては達成できない。例えば速乾油性インキ等による一
般の汚染に対しては、樹脂成分へシリコーンまたはフッ
素樹脂のような離型性成分を取り込むことによって耐汚
染性を付与することができるが、耐雨垂れ汚染性および
硬度を含む他の性能を満足させない。
【0006】最近アルコキシシリル基(一部はシラノー
ル基に加水分解されていてもよい)を有するポリマーを
テトラアルコキシシランまたはその縮合物で架橋、硬化
させる系を用いた主として屋外用の塗料が注目されてい
る。特開平6−145453,特開平7−15010
2,特開平7−68217,WO94/06879参
照。これらの塗料は塗膜自体の硬化にアルコキシシリル
基によって生成したシラノール基相互間、または樹脂中
のヒドロキシル基との縮合反応を利用し、同時に塗膜表
面上に残っているアルコキシシリル基を雨水との接触ま
たは酸処理により親水性のシラノール基へ加水分解して
塗膜の濡れ性を高め、汚染物質が降雨または水洗いによ
って除去され易くしたものである。
ル基に加水分解されていてもよい)を有するポリマーを
テトラアルコキシシランまたはその縮合物で架橋、硬化
させる系を用いた主として屋外用の塗料が注目されてい
る。特開平6−145453,特開平7−15010
2,特開平7−68217,WO94/06879参
照。これらの塗料は塗膜自体の硬化にアルコキシシリル
基によって生成したシラノール基相互間、または樹脂中
のヒドロキシル基との縮合反応を利用し、同時に塗膜表
面上に残っているアルコキシシリル基を雨水との接触ま
たは酸処理により親水性のシラノール基へ加水分解して
塗膜の濡れ性を高め、汚染物質が降雨または水洗いによ
って除去され易くしたものである。
【0007】しかしながらこれら塗料は、樹脂との架橋
反応によって形成された−Si−O−Si−や−Si−
O−C−結合が酸、アルカリによって切断され易いこ
と、塗膜に残っているアルコキシシリル基の加水分解/
縮合によって塗膜クラックが発生し易いこと、およびそ
れらの硬化原理は基本的に湿気硬化型シリコーンゴムの
それに同じであることからもわかるように貯蔵性および
ポットライフに問題があるなどの欠点が見られる。
反応によって形成された−Si−O−Si−や−Si−
O−C−結合が酸、アルカリによって切断され易いこ
と、塗膜に残っているアルコキシシリル基の加水分解/
縮合によって塗膜クラックが発生し易いこと、およびそ
れらの硬化原理は基本的に湿気硬化型シリコーンゴムの
それに同じであることからもわかるように貯蔵性および
ポットライフに問題があるなどの欠点が見られる。
【0008】WO95/17349は、テトラメトキシ
シランの部分加水分解縮合物である、慣性半径10Å以
下の反応性超微粒子シリカのサスペンションを開示す
る。このサスペンションは自己硬化性であり、被塗物に
塗布して焼付けると非常に硬い(鉛筆硬度9H以上)コ
ーティング膜を形成する。この膜は本質的に非晶質シリ
カからできているため有機質の通常の塗料の硬化膜と比
較して硬度は勿論、耐熱性などの他の性能にもすぐれて
いる反面、当然のことながら可撓性に乏しい。従ってプ
レコートメタル(PCM)のように被塗物が曲げ加工の
ような機械的変形を受ける素材のコーティング材料には
適さない。
シランの部分加水分解縮合物である、慣性半径10Å以
下の反応性超微粒子シリカのサスペンションを開示す
る。このサスペンションは自己硬化性であり、被塗物に
塗布して焼付けると非常に硬い(鉛筆硬度9H以上)コ
ーティング膜を形成する。この膜は本質的に非晶質シリ
カからできているため有機質の通常の塗料の硬化膜と比
較して硬度は勿論、耐熱性などの他の性能にもすぐれて
いる反面、当然のことながら可撓性に乏しい。従ってプ
レコートメタル(PCM)のように被塗物が曲げ加工の
ような機械的変形を受ける素材のコーティング材料には
適さない。
【0009】このため、耐汚染性、耐薬品性等にすぐれ
ている上に、同時に高い硬度(鉛筆硬度4H以上)を有
する塗膜を形成する熱硬化性樹脂組成物および塗料に対
して需要が存在する。
ている上に、同時に高い硬度(鉛筆硬度4H以上)を有
する塗膜を形成する熱硬化性樹脂組成物および塗料に対
して需要が存在する。
【0010】このために本発明者らは、既にポリオール
樹脂とブロックイソシアナート硬化剤を主成分とするバ
インダーとに上記のテトラメトキシシランの部分加水分
解縮合物を組み合わせることによって、塗膜中で本質的
に無機質シリカ含有成分と本質的に有機質の樹脂成分を
海/島構造ないしマトリックス構造に複合化させ、それ
ぞれに固有の機能を分担させることにより、上に述べた
望まれる性能のすべてを同時に満足させることに成功し
ている(特願平8−90132号)。
樹脂とブロックイソシアナート硬化剤を主成分とするバ
インダーとに上記のテトラメトキシシランの部分加水分
解縮合物を組み合わせることによって、塗膜中で本質的
に無機質シリカ含有成分と本質的に有機質の樹脂成分を
海/島構造ないしマトリックス構造に複合化させ、それ
ぞれに固有の機能を分担させることにより、上に述べた
望まれる性能のすべてを同時に満足させることに成功し
ている(特願平8−90132号)。
【0011】該発明においては、テトラメトキシシラン
部分加水分解物に起因する耐アルカリ性の低下を、ブロ
ックイソシアナート硬化剤の使用によるウレタン結合の
生成によって改善することができた。さらに超微細な粒
子状反応性シリカを使用することによって、海/島構造
ないしマトリックス構造を形成させ、加工性および硬度
を高いレベルで両立することができた。
部分加水分解物に起因する耐アルカリ性の低下を、ブロ
ックイソシアナート硬化剤の使用によるウレタン結合の
生成によって改善することができた。さらに超微細な粒
子状反応性シリカを使用することによって、海/島構造
ないしマトリックス構造を形成させ、加工性および硬度
を高いレベルで両立することができた。
【0012】しかしながら、上記テトラメトキシシラン
の部分加水分解物は超微粒子状のシリカであることから
高い反応性を有し、このためこれを配合して調製された
塗料の貯蔵安定性が必ずしも十分高いとはいえない場合
があった。
の部分加水分解物は超微粒子状のシリカであることから
高い反応性を有し、このためこれを配合して調製された
塗料の貯蔵安定性が必ずしも十分高いとはいえない場合
があった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、テトラメト
キシシラン部分加水分解物を配合して調製された塗料の
貯蔵安定性を改善し、さらに該塗料によって形成される
塗膜の耐アルカリ性をも一層改善する。
キシシラン部分加水分解物を配合して調製された塗料の
貯蔵安定性を改善し、さらに該塗料によって形成される
塗膜の耐アルカリ性をも一層改善する。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明では、テトラメト
キシシラン部分加水分解物をシランカップリング剤によ
り処理することで超微粒子シリカの反応性を制御し、こ
れによって上述の塗料の貯蔵安定性を改善し、さらに塗
膜の耐アルカリ性をも改善することができる。また、本
発明では、テトラメトキシシラン部分加水分解物の官能
基(SiOH基)を変性させるので、テトラメトキシシ
ラン部分加水分解物と樹脂との相溶性が良くなる。この
相溶性の改善によって、反応性を有する超微粒子シリカ
が塗膜中に一層均一に分散することができ、塗膜の光沢
を改善することができる。
キシシラン部分加水分解物をシランカップリング剤によ
り処理することで超微粒子シリカの反応性を制御し、こ
れによって上述の塗料の貯蔵安定性を改善し、さらに塗
膜の耐アルカリ性をも改善することができる。また、本
発明では、テトラメトキシシラン部分加水分解物の官能
基(SiOH基)を変性させるので、テトラメトキシシ
ラン部分加水分解物と樹脂との相溶性が良くなる。この
相溶性の改善によって、反応性を有する超微粒子シリカ
が塗膜中に一層均一に分散することができ、塗膜の光沢
を改善することができる。
【0015】このため本発明は、(A)ヒドロキシル価
5〜300を有し、数平均分子量が500〜20,00
0のフィルム形成性ポリオール樹脂と、(B)樹脂
(A)と反応するブロックイソシアネート硬化剤または
アミノ樹脂と、そして(C)一般式:(R1 )n −Si
−(OR2 )4-n (式中、R1 はC1-6 アルキル、エポ
キシアルキル、アリールまたはアルケニルであり、R2
はC1-6 アルキルであり、nは0,1または2であ
る。)のアルコキシシラン化合物の少なくとも1種の部
分加水分解縮合物を、一般式:R3 Si(R4 )m (O
R4 )3-m(式中、R3 はアルキル、エポキシアルキ
ル、アリール、アルケニル、アミノアルキル、メルカプ
トアルキルまたはハロゲンアルキルであり、R4 はC
1-6 アルキルであり、mは0,1または2である。)を
有するシランカップリング剤で処理したシランカップリ
ング剤処理シリケート縮合体と、を必須成分として含む
熱硬化性樹脂組成物を提供する。
5〜300を有し、数平均分子量が500〜20,00
0のフィルム形成性ポリオール樹脂と、(B)樹脂
(A)と反応するブロックイソシアネート硬化剤または
アミノ樹脂と、そして(C)一般式:(R1 )n −Si
−(OR2 )4-n (式中、R1 はC1-6 アルキル、エポ
キシアルキル、アリールまたはアルケニルであり、R2
はC1-6 アルキルであり、nは0,1または2であ
る。)のアルコキシシラン化合物の少なくとも1種の部
分加水分解縮合物を、一般式:R3 Si(R4 )m (O
R4 )3-m(式中、R3 はアルキル、エポキシアルキ
ル、アリール、アルケニル、アミノアルキル、メルカプ
トアルキルまたはハロゲンアルキルであり、R4 はC
1-6 アルキルであり、mは0,1または2である。)を
有するシランカップリング剤で処理したシランカップリ
ング剤処理シリケート縮合体と、を必須成分として含む
熱硬化性樹脂組成物を提供する。
【0016】本発明はまた、上記熱硬化性樹脂組成物を
皮膜形成成分としている熱硬化性塗料、該塗料を使用す
る物体の塗装方法ならびに塗装物体にも関する。
皮膜形成成分としている熱硬化性塗料、該塗料を使用す
る物体の塗装方法ならびに塗装物体にも関する。
【0017】好ましい具体例の説明 (A)成分 ウレタン架橋によって硬化塗膜を形成するポリオール樹
脂は周知である。これらの典型例は、(変性)アクリル
ポリオール樹脂、(変性)ポリエステルポリオール樹
脂、(変性)フッ素系ポリオール樹脂、(変性)シリコ
ーンポリオール樹脂である。
脂は周知である。これらの典型例は、(変性)アクリル
ポリオール樹脂、(変性)ポリエステルポリオール樹
脂、(変性)フッ素系ポリオール樹脂、(変性)シリコ
ーンポリオール樹脂である。
【0018】ポリオール樹脂のヒドロキシル価は5〜3
00、数平均分子量は500〜20,000である。好
ましくは、ヒドロキシル価は30〜200さらに好まし
くは30〜100、数平均分子量は1,800〜20,
000である。ヒドロキシル価が5以下であると硬化性
反応基量が少なすぎ硬化性が低下する。多すぎれば、硬
化膜に親水性基が残留し塗膜の耐水性、耐酸性、耐アル
カリ性が低下する。分子量が小さすぎれば膜の強度が低
下し、多すぎれば塗料の粘度が高くなりすぎ塗装性が低
下する。
00、数平均分子量は500〜20,000である。好
ましくは、ヒドロキシル価は30〜200さらに好まし
くは30〜100、数平均分子量は1,800〜20,
000である。ヒドロキシル価が5以下であると硬化性
反応基量が少なすぎ硬化性が低下する。多すぎれば、硬
化膜に親水性基が残留し塗膜の耐水性、耐酸性、耐アル
カリ性が低下する。分子量が小さすぎれば膜の強度が低
下し、多すぎれば塗料の粘度が高くなりすぎ塗装性が低
下する。
【0019】塗料の目的に応じて、これらの樹脂は他の
セグメントで変成されていてもよい。例えば、アクリル
ポリオールやポリエステルポリオール樹脂は、シリコー
ンなど通常塗料で用いられる他種のセグメントで変成さ
れていてもよい。また、ヒドロキシル基以外の官能基、
例えば、カルボキシル基、アルコキシシリル基などを持
つように変成してもよい。目的とする塗膜の要求に応じ
てこの種の変成は適宜行ってよい。アルコキシシリル基
を持つように変性する場合は、(A)成分のアルコキシ
シリル当量が650以上となるように変性するのが好ま
しい。
セグメントで変成されていてもよい。例えば、アクリル
ポリオールやポリエステルポリオール樹脂は、シリコー
ンなど通常塗料で用いられる他種のセグメントで変成さ
れていてもよい。また、ヒドロキシル基以外の官能基、
例えば、カルボキシル基、アルコキシシリル基などを持
つように変成してもよい。目的とする塗膜の要求に応じ
てこの種の変成は適宜行ってよい。アルコキシシリル基
を持つように変性する場合は、(A)成分のアルコキシ
シリル当量が650以上となるように変性するのが好ま
しい。
【0020】他の物性については、塗料用フィルム形成
樹脂として備えるべき範囲になるように設計する。例え
ば、ガラス転移温度(Tg)は、−20℃〜60℃であ
る。Tgが低いと生成した塗膜が軟弱なものになる。ま
たTgが高すぎると、塗膜が不均一になりやすく、また
生成した塗膜が硬くなりすぎクラックの原因となりやす
い。酸価は30未満であり、これ以上酸価が高いと、組
み合わせる(C)成分中にアルコキシシリル基が残存し
ている場合には、その加水分解、縮合反応の触媒とな
り、塗料の安定性(空気開放下での湿気硬化性、貯蔵安
定性)を損なうので好ましくない。
樹脂として備えるべき範囲になるように設計する。例え
ば、ガラス転移温度(Tg)は、−20℃〜60℃であ
る。Tgが低いと生成した塗膜が軟弱なものになる。ま
たTgが高すぎると、塗膜が不均一になりやすく、また
生成した塗膜が硬くなりすぎクラックの原因となりやす
い。酸価は30未満であり、これ以上酸価が高いと、組
み合わせる(C)成分中にアルコキシシリル基が残存し
ている場合には、その加水分解、縮合反応の触媒とな
り、塗料の安定性(空気開放下での湿気硬化性、貯蔵安
定性)を損なうので好ましくない。
【0021】以下、それぞれのポリオール樹脂について
詳しく説明する。
詳しく説明する。
【0022】(変性)アクリルポリオール樹脂 アクリルポリオール樹脂は、ヒドロキシル基含有アクリ
ルモノマーと他のエチレン性不飽和モノマーとを常法に
より共重合することにより得られる。
ルモノマーと他のエチレン性不飽和モノマーとを常法に
より共重合することにより得られる。
【0023】ヒドロキシル基含有アクリルモノマーの例
は、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−
ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロ
キシブチルメタクリレートなどのヒドロキシアルキル
(メタ)アクリレート類などである。
は、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−
ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロ
キシブチルメタクリレートなどのヒドロキシアルキル
(メタ)アクリレート類などである。
【0024】さらに塗膜の物性を目的塗料に合うように
調整するため種々モノマーを用いることができる。例え
ば、塗膜へ柔軟性を与え、PCMとしての加工性を高め
るためには、ソフトセグメントを含んでいるモノマー、
例えば、ε−カプロラクトン変性アクリルモノマーを用
いることができる。これらは市販されており、例えば、
ダイセル化学工業(株)からプラクセル−FAシリー
ズ、プラクセルFMシリーズとして市販されている2−
ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート/ε−カプロラ
クトン付加体や、ポリアルキレングリコールモノ(メ
タ)アクリレートなどを併用して用いることができる。
調整するため種々モノマーを用いることができる。例え
ば、塗膜へ柔軟性を与え、PCMとしての加工性を高め
るためには、ソフトセグメントを含んでいるモノマー、
例えば、ε−カプロラクトン変性アクリルモノマーを用
いることができる。これらは市販されており、例えば、
ダイセル化学工業(株)からプラクセル−FAシリー
ズ、プラクセルFMシリーズとして市販されている2−
ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート/ε−カプロラ
クトン付加体や、ポリアルキレングリコールモノ(メ
タ)アクリレートなどを併用して用いることができる。
【0025】ヒドロキシル基含有アクリレートと共重合
可能なモノマーは、メチル(メタ)アクリレート、エチ
ル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレー
ト、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メ
タ)アクリレート、t−ブチルアクリレート、2−エチ
ルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)ア
クリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート類;ス
チレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物;ア
クリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル
酸などである。また、エポキシ基を持ったグリシジル
(メタ)アクリレートなども用いることができる。その
他、要すれば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレ
ート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、
(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリル
アミド、N,N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミ
ド、N−メチルアクリルアミドなどのアミノ基含有モノ
マーやアクリルアミド類などがある。
可能なモノマーは、メチル(メタ)アクリレート、エチ
ル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレー
ト、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メ
タ)アクリレート、t−ブチルアクリレート、2−エチ
ルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)ア
クリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート類;ス
チレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物;ア
クリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル
酸などである。また、エポキシ基を持ったグリシジル
(メタ)アクリレートなども用いることができる。その
他、要すれば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレ
ート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、
(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリル
アミド、N,N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミ
ド、N−メチルアクリルアミドなどのアミノ基含有モノ
マーやアクリルアミド類などがある。
【0026】先に述べたように、アクリールポリオール
樹脂はペンダント基としてアルコキシシリルを持つよう
に変性することができる。そのためには、ケイ素へ重合
性不飽和結合を有する基1個と、炭化水素基(典型的に
はメチル)0〜2個と、アルコキシ基(典型的にはメト
キシまたはエトキシ)1〜3個が結合したモノマーを、
先に述べたヒドロキシル基含有アクリルモノマーおよび
他のエチレン性不飽和モノマーと共重合されればよい。
樹脂はペンダント基としてアルコキシシリルを持つよう
に変性することができる。そのためには、ケイ素へ重合
性不飽和結合を有する基1個と、炭化水素基(典型的に
はメチル)0〜2個と、アルコキシ基(典型的にはメト
キシまたはエトキシ)1〜3個が結合したモノマーを、
先に述べたヒドロキシル基含有アクリルモノマーおよび
他のエチレン性不飽和モノマーと共重合されればよい。
【0027】上で述べたアルコキシシリル基含有モノマ
ーの典型例は以下のものを含む。ビニルメチルジメトキ
シシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジメ
トキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−アクリ
ロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタア
クリロイルプロピルメチルジメトキシシラン(KBM5
02)、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキ
シシラン(KBM503)、γ−〔(2−プロペン−2
−イルオキシカルボニル)ベンゾイルオキシ〕プロピル
メチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプ
ロピルメチルジエトキシシラン(KBE502)、およ
びγ−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラ
ン(KBE503)
ーの典型例は以下のものを含む。ビニルメチルジメトキ
シシラン、γ−アクリロイルオキシプロピルメチルジメ
トキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−アクリ
ロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタア
クリロイルプロピルメチルジメトキシシラン(KBM5
02)、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキ
シシラン(KBM503)、γ−〔(2−プロペン−2
−イルオキシカルボニル)ベンゾイルオキシ〕プロピル
メチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプ
ロピルメチルジエトキシシラン(KBE502)、およ
びγ−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラ
ン(KBE503)
【0028】KBM502、KBM503、KBE50
2およびKBE503はいずれも信越化学工業(株)か
ら市販されている。これらアルコキシシリル基含有モノ
マーはアクリルポリオール樹脂が後で述べるアルコキシ
シリル当量を持つように使用するのがよい。
2およびKBE503はいずれも信越化学工業(株)か
ら市販されている。これらアルコキシシリル基含有モノ
マーはアクリルポリオール樹脂が後で述べるアルコキシ
シリル当量を持つように使用するのがよい。
【0029】ここで「アルコキシシリル当量」とは、ア
ルコキシシリル基をSi−ORと表したとき1個あたり
の樹脂分子量を意味する。本発明で用いることができる
アルコキシシリル基含有変性アクリルポリオール樹脂
は、アルコキシシリル当量が650以上、好ましくは9
00以上、さらに好ましくは1500を有する。アルコ
キシシリル当量がこの値未満であると、硬化時−Si−
O−Si−結合や−Si−O−C−結合が生成しやす
く、塗膜硬度は発現するものの、耐酸性、耐アルカリ性
に悪影響するので好ましくない。またアルコキシシリル
基が過剰に存在するので湿気によりゲル化したり、塗膜
になった後のクラック発生などの不都合が生じ易い。
ルコキシシリル基をSi−ORと表したとき1個あたり
の樹脂分子量を意味する。本発明で用いることができる
アルコキシシリル基含有変性アクリルポリオール樹脂
は、アルコキシシリル当量が650以上、好ましくは9
00以上、さらに好ましくは1500を有する。アルコ
キシシリル当量がこの値未満であると、硬化時−Si−
O−Si−結合や−Si−O−C−結合が生成しやす
く、塗膜硬度は発現するものの、耐酸性、耐アルカリ性
に悪影響するので好ましくない。またアルコキシシリル
基が過剰に存在するので湿気によりゲル化したり、塗膜
になった後のクラック発生などの不都合が生じ易い。
【0030】(変性)ポリエステルポリオール樹脂 周知のように、ポリエステル樹脂は多価カルボン酸を主
体とした酸成分と、多価アルコールを主体としたアルコ
ール成分との重縮合物である。
体とした酸成分と、多価アルコールを主体としたアルコ
ール成分との重縮合物である。
【0031】酸成分としては、テレフタル酸、イソフタ
ル酸、フタル酸またはその無水物、2,6−ナフタレン
ジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸などの
芳香族ジカルボン酸およびその無水物;コハク酸、アジ
ピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボ
ン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂肪
族ジカルボン酸があげられる。さらに、γ−ブチロラク
トン、ε−カプロラクトンなどのラクトン類;および対
応するヒドロキシカルボン酸や、p−オキシエトキシ安
息香酸などの芳香族オキシモノカルボン酸;トリメリッ
ト酸、トリメジン酸、ピロメリット酸などの3価以上の
多価カルボン酸を小割合で含むことができる。
ル酸、フタル酸またはその無水物、2,6−ナフタレン
ジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸などの
芳香族ジカルボン酸およびその無水物;コハク酸、アジ
ピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボ
ン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂肪
族ジカルボン酸があげられる。さらに、γ−ブチロラク
トン、ε−カプロラクトンなどのラクトン類;および対
応するヒドロキシカルボン酸や、p−オキシエトキシ安
息香酸などの芳香族オキシモノカルボン酸;トリメリッ
ト酸、トリメジン酸、ピロメリット酸などの3価以上の
多価カルボン酸を小割合で含むことができる。
【0032】アルコール成分としては、エチレングリコ
ール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオ
ール、1,5−ペンタンジオール、1,5−ヘキサンジ
オール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロ
ヘキサンジメタノール、ビスフェノールAアルキレンオ
キシド付加物、ビスフェノールSアルキレンオキシド付
加物のほか、1,2−プロパンジオール、ネオペンチル
グリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタン
ジオール、1,2−ペンタンジオール、2,3−ペンタ
ンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,4−ヘキ
サンジオール、2,5−ヘキサンジオール、3−メチル
−1,5−ペンタンジオール、1,2−ドデカンジオー
ル、1,2−オクタデカンジオールなどの側鎖を有する
脂肪族グリコールがある。アルコール成分はまた、トリ
メチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトー
ルなどの3価以上の多価アルコールの小割合を含んでも
よい。
ール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオ
ール、1,5−ペンタンジオール、1,5−ヘキサンジ
オール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロ
ヘキサンジメタノール、ビスフェノールAアルキレンオ
キシド付加物、ビスフェノールSアルキレンオキシド付
加物のほか、1,2−プロパンジオール、ネオペンチル
グリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタン
ジオール、1,2−ペンタンジオール、2,3−ペンタ
ンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,4−ヘキ
サンジオール、2,5−ヘキサンジオール、3−メチル
−1,5−ペンタンジオール、1,2−ドデカンジオー
ル、1,2−オクタデカンジオールなどの側鎖を有する
脂肪族グリコールがある。アルコール成分はまた、トリ
メチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトー
ルなどの3価以上の多価アルコールの小割合を含んでも
よい。
【0033】ポリエステルポリオール樹脂は、必要なら
他の成分(シリコーン成分をアクリル成分)を結合させ
てもよい。例えば、ヒドロキシアルキル基を持つ(ポ
リ)シロキサンをアルコール成分として酸成分と通常の
縮合反応で、シリコーン成分を導入できる。このような
樹脂は市販もされており、例えば日立化成工業から、T
A22−293J(ヒドロキシル価約170、Mn=約
2400)として入手できる。
他の成分(シリコーン成分をアクリル成分)を結合させ
てもよい。例えば、ヒドロキシアルキル基を持つ(ポ
リ)シロキサンをアルコール成分として酸成分と通常の
縮合反応で、シリコーン成分を導入できる。このような
樹脂は市販もされており、例えば日立化成工業から、T
A22−293J(ヒドロキシル価約170、Mn=約
2400)として入手できる。
【0034】(変性)フッ素系ポリオール樹脂 フッ素系ポリオール樹脂としては、ヒドロキシル基含有
ラジカル重合性不飽和モノマー(a)、フルオロオレフ
ィンモノマー(b)、および必要に応じて他のラジカル
重合性不飽和モノマー(c)とを共重合させて得られる
ものである。
ラジカル重合性不飽和モノマー(a)、フルオロオレフ
ィンモノマー(b)、および必要に応じて他のラジカル
重合性不飽和モノマー(c)とを共重合させて得られる
ものである。
【0035】ヒドロキシル基含有ラジカル重合性不飽和
モノマー(a)の例は、ヒドロキシエチルビニルエーテ
ル、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、ヒドロキシペンチルビニルエーテ
ルなどのヒドロキシアルキルビニルエーテル;エチレン
グリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコール
モノアリルエーテル、トリエチレングリコールモノアリ
ルエーテルなどのヒドロキシアリルエーテル類などがあ
げられる。
モノマー(a)の例は、ヒドロキシエチルビニルエーテ
ル、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、ヒドロキシペンチルビニルエーテ
ルなどのヒドロキシアルキルビニルエーテル;エチレン
グリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコール
モノアリルエーテル、トリエチレングリコールモノアリ
ルエーテルなどのヒドロキシアリルエーテル類などがあ
げられる。
【0036】フルオロオレフィンモノマー(b)の例
は、いわゆる二フッ化オレフィンモノマー、三フッ化オ
レフィンモノマー、四フッ化オレフィンモノマーがあ
り、具体的にはフッ化ビニル、フッ化ビニリデン、三フ
ッ化塩化エチレン、四フッ化エチレンなどがあげられ
る。
は、いわゆる二フッ化オレフィンモノマー、三フッ化オ
レフィンモノマー、四フッ化オレフィンモノマーがあ
り、具体的にはフッ化ビニル、フッ化ビニリデン、三フ
ッ化塩化エチレン、四フッ化エチレンなどがあげられ
る。
【0037】他のラジカル重合性不飽和モノマー(c)
は、要求される塗膜物性に応じて公知のモノマーから適
宜選択できる。例をあげると、エチレン、プロピレン、
イソブチレンのようなα−オレフィン類;エチルビニル
エーテル、イソブ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のようなビニル
エーテル類;酢酸ビニル、乳酸ビニル、酪酸ビニル、イ
ソ酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニルな
どのビニルエステル類;酢酸イソプロペニル、プロピオ
ン酸イソプロペニルなどの脂肪族イソプロペニルなどの
脂肪酸イソプロペニルエステル類などがあげられる。
は、要求される塗膜物性に応じて公知のモノマーから適
宜選択できる。例をあげると、エチレン、プロピレン、
イソブチレンのようなα−オレフィン類;エチルビニル
エーテル、イソブ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のようなビニル
エーテル類;酢酸ビニル、乳酸ビニル、酪酸ビニル、イ
ソ酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニルな
どのビニルエステル類;酢酸イソプロペニル、プロピオ
ン酸イソプロペニルなどの脂肪族イソプロペニルなどの
脂肪酸イソプロペニルエステル類などがあげられる。
【0038】また、フッ素系ポリオール樹脂には必要に
応じて、酸価を持たせられる。その方法は、フッ素系ポ
リオール樹脂のヒドロキシル基の1部と、多塩基酸無水
物(例えば、無水コハク酸など)を常法で付加反応させ
ればよい。
応じて、酸価を持たせられる。その方法は、フッ素系ポ
リオール樹脂のヒドロキシル基の1部と、多塩基酸無水
物(例えば、無水コハク酸など)を常法で付加反応させ
ればよい。
【0039】さらに、フッ素系ポリオール樹脂として
は、ヒドロキシル基を持たないフッ素ポリマー、例えば
(b)のみ、または(b)と(c)を共重合させて得ら
れるポリマーに、前述したアクリルポリオール樹脂をブ
レンドしたものも含むこととする。
は、ヒドロキシル基を持たないフッ素ポリマー、例えば
(b)のみ、または(b)と(c)を共重合させて得ら
れるポリマーに、前述したアクリルポリオール樹脂をブ
レンドしたものも含むこととする。
【0040】ブレンドするアクリルポリオール樹脂は、
上記ヒドロキシル基含有ラジカル重合性不飽和モノマー
(a)および/または、アクリル酸2−ヒドロキシエチ
ル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸2−
ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピルの
ようなヒドロキシル基含有ラジカル重合性不飽和モノマ
ー類;アクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステ
ル類;または、アクリル酸、メタクリル酸などのエチレ
ン性不飽和カルボン酸類;スチレン、α−メチルスチレ
ン、ビニルトルエンなどのビニル芳香族モノマー類;ア
クリル酸またはメタクリル酸のアミド化合物およびその
誘導体のようてアミド類;アクリルニトリルやメタクリ
ルニトリルを共重合させて得られるものであってよい。
上記ヒドロキシル基含有ラジカル重合性不飽和モノマー
(a)および/または、アクリル酸2−ヒドロキシエチ
ル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸2−
ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピルの
ようなヒドロキシル基含有ラジカル重合性不飽和モノマ
ー類;アクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステ
ル類;または、アクリル酸、メタクリル酸などのエチレ
ン性不飽和カルボン酸類;スチレン、α−メチルスチレ
ン、ビニルトルエンなどのビニル芳香族モノマー類;ア
クリル酸またはメタクリル酸のアミド化合物およびその
誘導体のようてアミド類;アクリルニトリルやメタクリ
ルニトリルを共重合させて得られるものであってよい。
【0041】フッ素樹脂またはフッ素系ポリオール樹脂
は市販されており、二フッ化型ポリビニリデンフルオリ
ド(PVDF)系、三フッ化型フルオロエチレンビニル
エーテル共重合体(FEVE)系、四フッ化型FEVE
系がある。PVDF系は、例えば、カイナー500とし
てエルフアトケム社から入手できる。このものはヒドロ
キシル基をもたないため、上記ヒドロキシル基含有アク
リルポリオール樹脂をブレンドして用いる。三フッ化型
FEVE系は、例えば、旭硝子(株)のルミフロンシリ
ーズ、大日本インキ化学工業(株)のフルオネートシリ
ーズ、セントラル硝子(株)のセフラルコートシリーズ
などが使用できる。また、四フッ化型FEVE系は、ダ
イキン工業(株)からゼッフルシリーズとして市販され
ているものなどが使用できる。その他、いわゆるフッ化
アクリル樹脂として、東レ(株)から市販されるコータ
ックスも使用可能である。これらのものはそのまま、あ
るいは必要に応じて、ヒドロキシル基含有アクリルポリ
オール樹脂とブレンドし、ヒドロキシル価を調整するこ
とにより用いることができる。
は市販されており、二フッ化型ポリビニリデンフルオリ
ド(PVDF)系、三フッ化型フルオロエチレンビニル
エーテル共重合体(FEVE)系、四フッ化型FEVE
系がある。PVDF系は、例えば、カイナー500とし
てエルフアトケム社から入手できる。このものはヒドロ
キシル基をもたないため、上記ヒドロキシル基含有アク
リルポリオール樹脂をブレンドして用いる。三フッ化型
FEVE系は、例えば、旭硝子(株)のルミフロンシリ
ーズ、大日本インキ化学工業(株)のフルオネートシリ
ーズ、セントラル硝子(株)のセフラルコートシリーズ
などが使用できる。また、四フッ化型FEVE系は、ダ
イキン工業(株)からゼッフルシリーズとして市販され
ているものなどが使用できる。その他、いわゆるフッ化
アクリル樹脂として、東レ(株)から市販されるコータ
ックスも使用可能である。これらのものはそのまま、あ
るいは必要に応じて、ヒドロキシル基含有アクリルポリ
オール樹脂とブレンドし、ヒドロキシル価を調整するこ
とにより用いることができる。
【0042】好ましいフッ素系ポリオール樹脂は、耐久
性の観点から、四フッ化型FEVE系、三フッ化型FE
VE系である。
性の観点から、四フッ化型FEVE系、三フッ化型FE
VE系である。
【0043】(変性)シリコーンポリオール樹脂 ここでいうシリコーンポリオール樹脂とは、分子内に少
なくとも2個のアルコール性水酸基を有するオルガノポ
リシロキサンを指し、変性シリコーンポリオール樹脂と
は、前記オルガノポリシロキサンに他の樹脂をブレンド
またはグラフトしたポリオール樹脂を指す。
なくとも2個のアルコール性水酸基を有するオルガノポ
リシロキサンを指し、変性シリコーンポリオール樹脂と
は、前記オルガノポリシロキサンに他の樹脂をブレンド
またはグラフトしたポリオール樹脂を指す。
【0044】このようなオルガノポリシロキサンは次の
組成式で表すことができる。 (Ra )n (Rb )m Si(O)(4-n-m)/2 ・・・・・(1)
組成式で表すことができる。 (Ra )n (Rb )m Si(O)(4-n-m)/2 ・・・・・(1)
【0045】ここで、Ra はメチル、C1-20アルコキ
シ、アリール、水素、アリールオキシ、鎖中にエステル
結合、エーテル結合、ウレタン結合もしくは炭素−炭素
不飽和結合を含むC2-100 の一価の有機基であり、Rb
は鎖中にエステル結合、エーテル結合、ウレタン結合も
しくは炭素−炭素不飽和結合を含みかつ末端にアルコー
ル性水酸基を有する一価の有機基であり、m,nは0<
n<4、0<m<4で、かつ2≦n+m≦4の条件を満
たす正の実数を意味する。この組成式(1)にあてはま
るシリコーンポリオール樹脂は、特開平2−61481
に記載されている。その開示を参照としてここに取り入
れる。組成式(1)の樹脂の中でもRa がHOC2 H4
OC3 H6 −、Rb がメチル、プロピルたまはフェニ
ル、nおよびmは、0<n<2、0<m<2で、かつn
+m<3を満足する正の実数であるものが製造の容易
さ、塗装作業性、硬化性の面から好ましい。とりわけ、
式(2)
シ、アリール、水素、アリールオキシ、鎖中にエステル
結合、エーテル結合、ウレタン結合もしくは炭素−炭素
不飽和結合を含むC2-100 の一価の有機基であり、Rb
は鎖中にエステル結合、エーテル結合、ウレタン結合も
しくは炭素−炭素不飽和結合を含みかつ末端にアルコー
ル性水酸基を有する一価の有機基であり、m,nは0<
n<4、0<m<4で、かつ2≦n+m≦4の条件を満
たす正の実数を意味する。この組成式(1)にあてはま
るシリコーンポリオール樹脂は、特開平2−61481
に記載されている。その開示を参照としてここに取り入
れる。組成式(1)の樹脂の中でもRa がHOC2 H4
OC3 H6 −、Rb がメチル、プロピルたまはフェニ
ル、nおよびmは、0<n<2、0<m<2で、かつn
+m<3を満足する正の実数であるものが製造の容易
さ、塗装作業性、硬化性の面から好ましい。とりわけ、
式(2)
【0046】
【化1】
【0047】を有し、Ra がメチルまたはフェニルであ
り、Rb が前記したHOC2 H4 OC 3 H6 −であり、
xは0または1、yは1〜20であり、zは1〜10で
あり、Ra としてフェニルを10〜50モル%含むシリ
コーンポリオールが他の樹脂との相溶性が良いのでさら
に好ましい。
り、Rb が前記したHOC2 H4 OC 3 H6 −であり、
xは0または1、yは1〜20であり、zは1〜10で
あり、Ra としてフェニルを10〜50モル%含むシリ
コーンポリオールが他の樹脂との相溶性が良いのでさら
に好ましい。
【0048】式(2)に該当する具体的シリコーンポリ
オールの例は、上で引用した特開平2−61481に記
載されている。
オールの例は、上で引用した特開平2−61481に記
載されている。
【0049】このシリコーンポリオール樹脂は他のポリ
オール樹脂を組み合わせて用いられる。そのような樹脂
は、ヒドロキシル基を含み、ヒドロキシル価が5〜30
0、好ましくは30〜200あればよく、その種類には
特に制限はない。例えば、前記アクリルポリオール樹
脂、前記ポリエステルポリオール樹脂、前記フッ素系ポ
リオール樹脂などが用いられる。また、アルキド樹脂、
アクリル変性アルキド樹脂、アクリル変性ポリエステル
樹脂、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンから得ら
れるエポキシ樹脂なども使用可能である。シリコーンポ
リオール樹脂は他のポリオール樹脂とブレンドしてもよ
いし、また、全量またはその1部をあらかじめ反応させ
てもよい。その方法は、例えば、ヒドロキシアルキル基
をもつトリシロキサンに不飽和二重結合とヒドロキシル
基以外の官能基を有する化合物、例えば、マレイン酸無
水物のような化合物を反応させて、不飽和二重結合をも
つ成分を組み入れ、この部分とアクリルやビニルモノマ
ーなどの二重結合部分とを付加重合させることにより、
両者を結合させることができる。
オール樹脂を組み合わせて用いられる。そのような樹脂
は、ヒドロキシル基を含み、ヒドロキシル価が5〜30
0、好ましくは30〜200あればよく、その種類には
特に制限はない。例えば、前記アクリルポリオール樹
脂、前記ポリエステルポリオール樹脂、前記フッ素系ポ
リオール樹脂などが用いられる。また、アルキド樹脂、
アクリル変性アルキド樹脂、アクリル変性ポリエステル
樹脂、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンから得ら
れるエポキシ樹脂なども使用可能である。シリコーンポ
リオール樹脂は他のポリオール樹脂とブレンドしてもよ
いし、また、全量またはその1部をあらかじめ反応させ
てもよい。その方法は、例えば、ヒドロキシアルキル基
をもつトリシロキサンに不飽和二重結合とヒドロキシル
基以外の官能基を有する化合物、例えば、マレイン酸無
水物のような化合物を反応させて、不飽和二重結合をも
つ成分を組み入れ、この部分とアクリルやビニルモノマ
ーなどの二重結合部分とを付加重合させることにより、
両者を結合させることができる。
【0050】シリコーンポリオールと他のポリオール樹
脂の組み合わせ比は、シリコーンポリオール樹脂3〜7
0重量部に対して、他のポリオール樹脂97〜30重量
部のように広い範囲で可能である。好ましくは、前者5
〜40重量部に対して、後者95〜60重量部である。
シリコーンポリオール樹脂の比率が下限を切ると、シリ
コーンによる特性(例えば、耐候性、耐薬品性など)の
特性が十分発揮されない。また、その比率が上限を越え
ると、樹脂の相溶性が低下する。
脂の組み合わせ比は、シリコーンポリオール樹脂3〜7
0重量部に対して、他のポリオール樹脂97〜30重量
部のように広い範囲で可能である。好ましくは、前者5
〜40重量部に対して、後者95〜60重量部である。
シリコーンポリオール樹脂の比率が下限を切ると、シリ
コーンによる特性(例えば、耐候性、耐薬品性など)の
特性が十分発揮されない。また、その比率が上限を越え
ると、樹脂の相溶性が低下する。
【0051】これらの樹脂と組み合わせることにより、
シリコーンポリオール樹脂と他の添加物質との相溶性や
顔料分散(安定)性、目的の塗膜に応じた種々の物性
(例えば、密着性、伸び、硬度など)が調整できる。
シリコーンポリオール樹脂と他の添加物質との相溶性や
顔料分散(安定)性、目的の塗膜に応じた種々の物性
(例えば、密着性、伸び、硬度など)が調整できる。
【0052】(B)成分 (B)成分の一つは、ポリイソシアネート化合物をブロ
ック剤でブロックしたものである。ポリイソシアネート
化合物は、1分子中に少なくと2個のイソシアネート基
をもった化合物である。ポリイソシアネート化合物の例
は、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、ト
リメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)
などの脂肪族ジイソシアネート類;イソホロンジイソシ
アネート(IPDI)などの脂環族ジイソシアネート
類;キシリレンジイソシアネート(XDI)などの芳香
族脂肪族ジイソシアネート類;トリレンジイソシアネー
ト(TDI)、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート(MDI)などの芳香族ジイソシアネート類;ダイ
マー酸ジイソシアネート(DDI)、水素化されたTD
I(HTDI)、水素化されたXDI(H6XDI)、
水素化されたMDI(H12MDI)などの水添ジイソ
シアネート類;これらジイソシアネート化合物の2量
体、3量体、さらに高分子量のポリイソシアネート類;
トリメチロールプロパンなど多価アルコールもしくは
水、または低分子量ポリエステル樹脂との付加物などで
ある。
ック剤でブロックしたものである。ポリイソシアネート
化合物は、1分子中に少なくと2個のイソシアネート基
をもった化合物である。ポリイソシアネート化合物の例
は、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、ト
リメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)
などの脂肪族ジイソシアネート類;イソホロンジイソシ
アネート(IPDI)などの脂環族ジイソシアネート
類;キシリレンジイソシアネート(XDI)などの芳香
族脂肪族ジイソシアネート類;トリレンジイソシアネー
ト(TDI)、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート(MDI)などの芳香族ジイソシアネート類;ダイ
マー酸ジイソシアネート(DDI)、水素化されたTD
I(HTDI)、水素化されたXDI(H6XDI)、
水素化されたMDI(H12MDI)などの水添ジイソ
シアネート類;これらジイソシアネート化合物の2量
体、3量体、さらに高分子量のポリイソシアネート類;
トリメチロールプロパンなど多価アルコールもしくは
水、または低分子量ポリエステル樹脂との付加物などで
ある。
【0053】ブロック剤としては、メチルエチルケトオ
キシム、アセトキシム、シクロヘキサノンオキシム、ア
セトフェノンオキシム、ベンゾフェノンオキシムなどの
オキシム類;m−クレゾール、キシレノールなどのフェ
ノール類;メタノール、エタノール、ブタノール、2−
エチルヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレング
リコールモノエチルエーテルなどのアルコール類;ε−
カプロラクタムなどのラクタム類、マロン酸ジエチル、
アセト酢酸エステルなどのジケトン類;チオフェノール
などのメルカプタン類などがあげられる。その他、チオ
尿素などの尿素類;イミダゾール類;カルバミン酸類な
ど多数がある。
キシム、アセトキシム、シクロヘキサノンオキシム、ア
セトフェノンオキシム、ベンゾフェノンオキシムなどの
オキシム類;m−クレゾール、キシレノールなどのフェ
ノール類;メタノール、エタノール、ブタノール、2−
エチルヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレング
リコールモノエチルエーテルなどのアルコール類;ε−
カプロラクタムなどのラクタム類、マロン酸ジエチル、
アセト酢酸エステルなどのジケトン類;チオフェノール
などのメルカプタン類などがあげられる。その他、チオ
尿素などの尿素類;イミダゾール類;カルバミン酸類な
ど多数がある。
【0054】ブロックイソシアネート化合物は上記イソ
シアネート化合物とブロック剤を常法により、フリーの
イソシアネート基がなくなるまで反応させて得られる。
これらは市販されており、デスモジュールシリーズ(住
友バイエルウレタン(株))バーノックDシリーズ(大
日本インキ化学工業(株))、タケネートBシリーズ
(武田薬品工業(株))、コロネート2500シリーズ
(日本ポリウレタン工業(株))などが入手できる。オ
キシム、ラクタムまたはジケトンでブロックしたイソシ
アネート硬化剤が好ましい。
シアネート化合物とブロック剤を常法により、フリーの
イソシアネート基がなくなるまで反応させて得られる。
これらは市販されており、デスモジュールシリーズ(住
友バイエルウレタン(株))バーノックDシリーズ(大
日本インキ化学工業(株))、タケネートBシリーズ
(武田薬品工業(株))、コロネート2500シリーズ
(日本ポリウレタン工業(株))などが入手できる。オ
キシム、ラクタムまたはジケトンでブロックしたイソシ
アネート硬化剤が好ましい。
【0055】もう一つの(B)成分は、アミノ樹脂であ
る。アミノ樹脂は、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹
脂、グリコールウリル樹脂、尿素樹脂などが含まれる。
このうちメラミン樹脂及びベンゾグアナミン樹脂が一般
的である。
る。アミノ樹脂は、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹
脂、グリコールウリル樹脂、尿素樹脂などが含まれる。
このうちメラミン樹脂及びベンゾグアナミン樹脂が一般
的である。
【0056】メラミン樹脂及びベンゾグアナミン樹脂の
うち、アルキルエーテル化したものが好ましい。他の型
のもの、即ちイミノ型やメチロール型はアルコキシシラ
ン化合物の部分加水分解縮合物をシランカップリング剤
で処理したとしてもイミノ型メラミン樹脂や、メチロー
ル型メラミン樹脂と反応しやすく、塗料貯蔵安定性が低
下するので好ましくない。
うち、アルキルエーテル化したものが好ましい。他の型
のもの、即ちイミノ型やメチロール型はアルコキシシラ
ン化合物の部分加水分解縮合物をシランカップリング剤
で処理したとしてもイミノ型メラミン樹脂や、メチロー
ル型メラミン樹脂と反応しやすく、塗料貯蔵安定性が低
下するので好ましくない。
【0057】アルキルエーテル化メラミン樹脂のうちメ
トキシ基及び/又はブトキシ基で置換されたメラミン樹
脂が好ましい。これは塗料貯蔵安定性の点に加えて、メ
ラミン樹脂が疎水性となるため、塗膜とした時にメラミ
ン樹脂が塗膜上層部に偏在し、表層の架橋密度が上昇す
ることで、汚染物質の内部への浸透を抑制するため耐汚
染性が良好になる。
トキシ基及び/又はブトキシ基で置換されたメラミン樹
脂が好ましい。これは塗料貯蔵安定性の点に加えて、メ
ラミン樹脂が疎水性となるため、塗膜とした時にメラミ
ン樹脂が塗膜上層部に偏在し、表層の架橋密度が上昇す
ることで、汚染物質の内部への浸透を抑制するため耐汚
染性が良好になる。
【0058】メトキシ基及び/又はブトキシ基で置換さ
れたメラミン樹脂とは、i−ブチル基またはn−ブチル
基単独で、あるいはブチル基とメチル基でエーテル化し
たメラミン樹脂であり、下記のものがあげられる。ま
た、ベンゾグアナミン樹脂についても同様に置換された
ものが使用できる。
れたメラミン樹脂とは、i−ブチル基またはn−ブチル
基単独で、あるいはブチル基とメチル基でエーテル化し
たメラミン樹脂であり、下記のものがあげられる。ま
た、ベンゾグアナミン樹脂についても同様に置換された
ものが使用できる。
【0059】 メトキシ60/i−ブトキシ40 サイメル238(三井サイテック) メトキシ60/ブトキシ40 サイメル235(同上) メトキシ65/ブトキシ35 サイメル232(同上) メトキシ40/ブトキシ60 サイメル236(同上) メトキシ70/ブトキシ30 サイメル266(同上) 同上 サイメル267(同上) ブトキシ100 マイコート506(同上) 同上 ユーバン20SE(三井東圧) 同上 ユーバン20N−60(同上)
【0060】(C)成分 (C)成分は、下記一般式で表されるアルコキシシラン
の少なくとも1種の部分加水分解縮合物をさらにシラン
カップリング剤で処理したものである。 (R1 )n −Si−(OR2 )4-n
の少なくとも1種の部分加水分解縮合物をさらにシラン
カップリング剤で処理したものである。 (R1 )n −Si−(OR2 )4-n
【0061】式中、R1 はC1-6 アルキル、エポキシア
ルキル、アリールまたはアルケニルであり、R2 はC
1-6 アルキルであり、nは0,1または2である。
ルキル、アリールまたはアルケニルであり、R2 はC
1-6 アルキルであり、nは0,1または2である。
【0062】R1 は、メチル基、エチル基、プロピル基
などのC1-6 のアルキル基;グリシドキシプロピル基、
エポキシシクロヘキシルエチル基などのエポキシアルキ
ル基;フェニル基、ベンジル基などのアリール基;ビニ
ル基、アリル基、アクリロイルオキシプロピル基、メタ
クリロイルオキシプロピル基などのアルケニル基などが
あげられる。この有機基は生成する有機けい素化合物の
部分加水分解縮合物を変成し、例えば主樹脂との反応性
や相溶性などを改善したい場合に用いる。通常は、アル
キル基でかまわない。
などのC1-6 のアルキル基;グリシドキシプロピル基、
エポキシシクロヘキシルエチル基などのエポキシアルキ
ル基;フェニル基、ベンジル基などのアリール基;ビニ
ル基、アリル基、アクリロイルオキシプロピル基、メタ
クリロイルオキシプロピル基などのアルケニル基などが
あげられる。この有機基は生成する有機けい素化合物の
部分加水分解縮合物を変成し、例えば主樹脂との反応性
や相溶性などを改善したい場合に用いる。通常は、アル
キル基でかまわない。
【0063】R2 は、C1-6 のアルキル基で、メチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基など
である。
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基など
である。
【0064】具体的なアルコキシシラン化合物(以下、
「シランモノマー」)の例としては、テトラメトキシシ
ラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラ
ン、テトラブトキシシランなどの(4官能)テトラアル
コキシシラン;その他、メチルトリメトキシシラン、メ
チルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、
エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラ
ン、プロピルトリエトキシシラン、ベンジルトリメトキ
シシラン、ベンジルトリエトキシシラン、アリルトリメ
トキシシラン、アリルトリエトキシシランなどの3官能
のアルコキシシラン化合物などがあげられる。
「シランモノマー」)の例としては、テトラメトキシシ
ラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラ
ン、テトラブトキシシランなどの(4官能)テトラアル
コキシシラン;その他、メチルトリメトキシシラン、メ
チルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、
エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラ
ン、プロピルトリエトキシシラン、ベンジルトリメトキ
シシラン、ベンジルトリエトキシシラン、アリルトリメ
トキシシラン、アリルトリエトキシシランなどの3官能
のアルコキシシラン化合物などがあげられる。
【0065】好ましいnの数(すなわち、アルコキシ基
の数)は、n=0の場合(4官能)または、n=1(3
官能)である。n>2の場合、この有機けい素化合物が
加水分解、縮合の場合にアルコキシシリル基が消費さ
れ、有機けい素化合物の部分加水分解縮合物の反応性官
能基(アルコキシシリル基またはシラノール基)の数が
減少し、硬化反応性が低下する。n=0の場合、すなわ
ちテトラアルコキシシランの場合が特に好ましい。
の数)は、n=0の場合(4官能)または、n=1(3
官能)である。n>2の場合、この有機けい素化合物が
加水分解、縮合の場合にアルコキシシリル基が消費さ
れ、有機けい素化合物の部分加水分解縮合物の反応性官
能基(アルコキシシリル基またはシラノール基)の数が
減少し、硬化反応性が低下する。n=0の場合、すなわ
ちテトラアルコキシシランの場合が特に好ましい。
【0066】好ましい置換基R2 の炭素数は、C1 〜C
3 である。すなわち、アルキル基はメチル基、エチル
基、プロピル基である。C1 ,C2 が特に好ましい。炭
素数が大きすぎると、加水分解・縮合反応が遅くなり、
アルコキシシラン化合物の部分加水分解縮合物の生成が
容易にできなくなりやすい。またそのアルコキシシラン
化合物の部分加水分解縮合物を塗料に用いたとき焼き付
け硬化の高い温度、長時間を要す。
3 である。すなわち、アルキル基はメチル基、エチル
基、プロピル基である。C1 ,C2 が特に好ましい。炭
素数が大きすぎると、加水分解・縮合反応が遅くなり、
アルコキシシラン化合物の部分加水分解縮合物の生成が
容易にできなくなりやすい。またそのアルコキシシラン
化合物の部分加水分解縮合物を塗料に用いたとき焼き付
け硬化の高い温度、長時間を要す。
【0067】好ましいアルコキシシラン化合物の例は、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、エチル
トリメトキシシラン、メチルトリエトキシシランなどで
ある。特に好ましいものは、テトラメトキシシラン、テ
トラエトキシシランである。
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、エチル
トリメトキシシラン、メチルトリエトキシシランなどで
ある。特に好ましいものは、テトラメトキシシラン、テ
トラエトキシシランである。
【0068】アルコキシシラン化合物の部分加水分解縮
合物は公知の方法で得られる。例えばシランモノマーか
ら部分加水分解縮合物を得るには、必要量の水と触媒を
加え、加水分解・縮合反応によって生じるアルコールを
除去することで得られる。また、オリゴマー(縮合体)
から出発して、さらに高重合度のオリゴマーを合成して
もよい。ここで必要な水の量は、希望する加水分解率か
ら決定される。ここで加水分解率とは、テトラアルコキ
シシランモノマーを例にとると、以下の式によって計算
される値である。 Si(OR)4 +nH2 O→Si(OR)4 -nOn +2
n ROH 加水分解率%=2n/4×100=n/2×100
合物は公知の方法で得られる。例えばシランモノマーか
ら部分加水分解縮合物を得るには、必要量の水と触媒を
加え、加水分解・縮合反応によって生じるアルコールを
除去することで得られる。また、オリゴマー(縮合体)
から出発して、さらに高重合度のオリゴマーを合成して
もよい。ここで必要な水の量は、希望する加水分解率か
ら決定される。ここで加水分解率とは、テトラアルコキ
シシランモノマーを例にとると、以下の式によって計算
される値である。 Si(OR)4 +nH2 O→Si(OR)4 -nOn +2
n ROH 加水分解率%=2n/4×100=n/2×100
【0069】理論上部分加水分解縮合物を得るための加
水分解率は、 0%<加水分解率<100% である。100%加水分解物は完全なSiO2 の固体で
あり、加水分解率が70%をこえるものはゼラチン状の
ゲルもしくは固体であり、また加水分解率が65%〜7
0%までのものは粘度が高く、さらに空気中のわずかの
水分と反応してゲル化してしまい、貯蔵安定性か悪いの
で、30〜60%程度の加水分解率が最も好ましい。し
かしながら100%に近い加水分解率でも適当な溶媒の
選択等によっては十分な貯蔵安定性を示す場合があるの
でこの範囲に制限されるものではない。
水分解率は、 0%<加水分解率<100% である。100%加水分解物は完全なSiO2 の固体で
あり、加水分解率が70%をこえるものはゼラチン状の
ゲルもしくは固体であり、また加水分解率が65%〜7
0%までのものは粘度が高く、さらに空気中のわずかの
水分と反応してゲル化してしまい、貯蔵安定性か悪いの
で、30〜60%程度の加水分解率が最も好ましい。し
かしながら100%に近い加水分解率でも適当な溶媒の
選択等によっては十分な貯蔵安定性を示す場合があるの
でこの範囲に制限されるものではない。
【0070】加水分解に用いる水は特に制限はないが、
一般に塗膜中にイオンのような不純物が残ると塗膜性能
が低下するので、目的の塗膜によって脱イオン水や、純
水、超純水を用いる。
一般に塗膜中にイオンのような不純物が残ると塗膜性能
が低下するので、目的の塗膜によって脱イオン水や、純
水、超純水を用いる。
【0071】アルコキシシラン化合物を加水分解、縮合
して部分加水分解縮合物を得るには、必要に応じて触媒
を使用できる。触媒は塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の無
機酸、カルボン酸、スルホン酸等の有機酸、アンモニ
ア、水酸化ナトリウム、アミン等の無機および有機塩基
等がある。また、溶媒としてはアルコール、エーテル、
ケトン等を用いることができる。
して部分加水分解縮合物を得るには、必要に応じて触媒
を使用できる。触媒は塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の無
機酸、カルボン酸、スルホン酸等の有機酸、アンモニ
ア、水酸化ナトリウム、アミン等の無機および有機塩基
等がある。また、溶媒としてはアルコール、エーテル、
ケトン等を用いることができる。
【0072】こうして得られたアルコキシシラン化合物
の部分加水分解縮合物はオリゴマーであり、モノマー、
2量体、3量体、それ以上の多量体が混在しているが、
このモノマーが含有していると、この部分加水分解縮合
物そのものの貯蔵安定性が低下したり、これを使用した
硬化性樹脂組成物の貯蔵安定性が低下することもある。
また、それを使用した塗料の塗膜性能(例えば、耐水
性、耐酸性、耐アルカリ性、耐クラック)が低下するこ
とが考えられるので好ましくない。好ましくは、モノマ
ー量が1重量%以下、さらに好ましくは0.3重量%以
下になるようにモノマーを除去する。モノマー除去の方
法は公知のものでよい。
の部分加水分解縮合物はオリゴマーであり、モノマー、
2量体、3量体、それ以上の多量体が混在しているが、
このモノマーが含有していると、この部分加水分解縮合
物そのものの貯蔵安定性が低下したり、これを使用した
硬化性樹脂組成物の貯蔵安定性が低下することもある。
また、それを使用した塗料の塗膜性能(例えば、耐水
性、耐酸性、耐アルカリ性、耐クラック)が低下するこ
とが考えられるので好ましくない。好ましくは、モノマ
ー量が1重量%以下、さらに好ましくは0.3重量%以
下になるようにモノマーを除去する。モノマー除去の方
法は公知のものでよい。
【0073】テトラアルコキシシラン部分加水分解縮合
物からテトラアルコキシシランモノマーを1重量%以下
に除去した製品はすでに市販されており、三菱化学
(株)からMKシリケートMS51、MS56として入
手できる。
物からテトラアルコキシシランモノマーを1重量%以下
に除去した製品はすでに市販されており、三菱化学
(株)からMKシリケートMS51、MS56として入
手できる。
【0074】テトラメトキシシランの場合、その部分加
水分解縮合物の加水分解率は、好ましくは10〜65
%、さらに好ましくは、30〜60%である。このよう
なテトラメトキシシランの部分加水分解縮合物は市販さ
れており、例えば、MKシリケートMS51(加水分解
率約40%、SiO2 成分約52%)、同MS56(加
水分解率約50%、SiO2 成分約56%)(いずれも
三菱化学(株)製)である。
水分解縮合物の加水分解率は、好ましくは10〜65
%、さらに好ましくは、30〜60%である。このよう
なテトラメトキシシランの部分加水分解縮合物は市販さ
れており、例えば、MKシリケートMS51(加水分解
率約40%、SiO2 成分約52%)、同MS56(加
水分解率約50%、SiO2 成分約56%)(いずれも
三菱化学(株)製)である。
【0075】また、テトラエトキシシランからも相当す
る部分加水分解縮合物が同様にして製造される。テトラ
エトキシシラン部分加水分解縮合物には、SiO2 とし
て40%のものがよく使用され、ES−40(コルコー
ト(株))、シリケート40(多摩化学(株))、TE
S40(ヘキスト社)、シルボンド40(ストフファー
社)、エチルシリケート40(ユニオンカーバイド社)
などから市販されている。他のSiO2 含有量のもので
も使用できる。これらの縮合体はオリゴマーであり、モ
ノマー、2量体、3量体、それ以上の多量体が混在して
いる。モノマーなどの低分子量成分が混在しているもの
は、これを使用した塗膜性能(例えば、耐水性、耐酸
性、耐アルカリ性、塗膜クラック)が低下するので好ま
しくはないが、低分子成分の少ないものを選択すること
で使用可能となる。また、オリゴマーをさらに上述の方
法で加水分解・縮合させ、部分加水分解縮合物にして用
いるのがよい。
る部分加水分解縮合物が同様にして製造される。テトラ
エトキシシラン部分加水分解縮合物には、SiO2 とし
て40%のものがよく使用され、ES−40(コルコー
ト(株))、シリケート40(多摩化学(株))、TE
S40(ヘキスト社)、シルボンド40(ストフファー
社)、エチルシリケート40(ユニオンカーバイド社)
などから市販されている。他のSiO2 含有量のもので
も使用できる。これらの縮合体はオリゴマーであり、モ
ノマー、2量体、3量体、それ以上の多量体が混在して
いる。モノマーなどの低分子量成分が混在しているもの
は、これを使用した塗膜性能(例えば、耐水性、耐酸
性、耐アルカリ性、塗膜クラック)が低下するので好ま
しくはないが、低分子成分の少ないものを選択すること
で使用可能となる。また、オリゴマーをさらに上述の方
法で加水分解・縮合させ、部分加水分解縮合物にして用
いるのがよい。
【0076】アルコキシシランの部分加水分解縮合物と
して好ましいのはアルコキシシランが粒子を形成し、小
角X線散乱法による慣性半径が存在する場合であり、本
発明のアルコキシシラン化合物の部分加水分解縮合物の
慣性半径は100Å(10nm)以下となる。通常のテ
トラエトキシシランの部分加水分解縮合物などは慣性半
径10〜20Åとなる例がある。通常、塗料で使用され
る乾式シリカ(フュームドシリカなど)や湿式シリカ
(シリカゾル)の粒径は最も細かいものでも100Å
(10nm)以上であり、この点で、本発明に使用する
アルコキシシラン化合物の部分加水分解縮合物は全く異
なるものである。
して好ましいのはアルコキシシランが粒子を形成し、小
角X線散乱法による慣性半径が存在する場合であり、本
発明のアルコキシシラン化合物の部分加水分解縮合物の
慣性半径は100Å(10nm)以下となる。通常のテ
トラエトキシシランの部分加水分解縮合物などは慣性半
径10〜20Åとなる例がある。通常、塗料で使用され
る乾式シリカ(フュームドシリカなど)や湿式シリカ
(シリカゾル)の粒径は最も細かいものでも100Å
(10nm)以上であり、この点で、本発明に使用する
アルコキシシラン化合物の部分加水分解縮合物は全く異
なるものである。
【0077】また、官能基数は、通常、塗料で使用され
る乾式シリカ(フュームドシリカなど)や湿式シリカ
(シリカゾル)に比べて圧倒的に多く存在する。通常、
Si1モル当たり、SiOH基とSiOR基を含んで
0.1〜3モル、好ましくは0.5〜2.7モルであ
る。シラノール基とアルコキシ基の量比は用いるモノマ
ーの種類や、加水分解縮合の程度、加水分解縮合工程の
溶媒、縮合後の希釈溶媒によって異なってくる。例え
ば、アルコール系の溶媒を使った場合、もとのアルコー
ル基とアルコール交換する。テトラエトキシシランの部
分加水分解縮合物(IPA溶媒サスペンジョン)につい
て単離物のH−NMR積分比、及びCHN分析で調べた
結果では、加水分解2日後ではSi1モル当たり、Si
−OH基:0.72±0.13モル、Si−O−Et
基:0.64±0.12モル、Si−O−iPr基0.
30±0.06モルである。一方、乾式シリカ(アエロ
ジル200:粒径約100Å、日本アエロジル(株)
製)では、Si1モル当たり、SiOH基2×10-5モ
ル、シリカゾル(スノーテックスO:粒径約100Å;
日産化学工業(株)製)では、Si1モル当たり、Si
OH基4×10-5モルである。このように通常のシリカ
とは全く異なる大量の官能基をもっている。この官能基
が塗料の硬化時に相互にまたは塗料中の樹脂と反応する
と考えられる。
る乾式シリカ(フュームドシリカなど)や湿式シリカ
(シリカゾル)に比べて圧倒的に多く存在する。通常、
Si1モル当たり、SiOH基とSiOR基を含んで
0.1〜3モル、好ましくは0.5〜2.7モルであ
る。シラノール基とアルコキシ基の量比は用いるモノマ
ーの種類や、加水分解縮合の程度、加水分解縮合工程の
溶媒、縮合後の希釈溶媒によって異なってくる。例え
ば、アルコール系の溶媒を使った場合、もとのアルコー
ル基とアルコール交換する。テトラエトキシシランの部
分加水分解縮合物(IPA溶媒サスペンジョン)につい
て単離物のH−NMR積分比、及びCHN分析で調べた
結果では、加水分解2日後ではSi1モル当たり、Si
−OH基:0.72±0.13モル、Si−O−Et
基:0.64±0.12モル、Si−O−iPr基0.
30±0.06モルである。一方、乾式シリカ(アエロ
ジル200:粒径約100Å、日本アエロジル(株)
製)では、Si1モル当たり、SiOH基2×10-5モ
ル、シリカゾル(スノーテックスO:粒径約100Å;
日産化学工業(株)製)では、Si1モル当たり、Si
OH基4×10-5モルである。このように通常のシリカ
とは全く異なる大量の官能基をもっている。この官能基
が塗料の硬化時に相互にまたは塗料中の樹脂と反応する
と考えられる。
【0078】また、この官能基数は経時変化するが、加
水分解後60日室温放置では、Si1モル当たり、それ
ぞれ、0.4モル、0.36モル、0.17モルとな
り、貯蔵時の化学的安定性も優れていることが分かる。
水分解後60日室温放置では、Si1モル当たり、それ
ぞれ、0.4モル、0.36モル、0.17モルとな
り、貯蔵時の化学的安定性も優れていることが分かる。
【0079】アルコキシシラン部分加水分解縮合物とし
て最も好ましいのは反応性超微粒シリカである。これ
は、PCT/JP94/02169(WO95/173
49)に示されている。
て最も好ましいのは反応性超微粒シリカである。これ
は、PCT/JP94/02169(WO95/173
49)に示されている。
【0080】これは、テトラメトキシシランあるいはそ
の部分加水分解縮合物を出発原料にして、出発原料のす
べてのアルコキシ基を加水分解縮合するのに必要な量、
すなわちアルコキシ基の0.5モル倍以上の水の存在下
に熟成して加水分解、縮合を行うところに特徴がある。
の部分加水分解縮合物を出発原料にして、出発原料のす
べてのアルコキシ基を加水分解縮合するのに必要な量、
すなわちアルコキシ基の0.5モル倍以上の水の存在下
に熟成して加水分解、縮合を行うところに特徴がある。
【0081】具体的には用いる水の量は、アルコキシ基
の0.5〜1倍、特に好ましくは0.5〜0.75倍が
よい。水の量があまり多いと液がゲル化しやすく、水が
少なすぎると反応性超微粒シリカの形成が充分でなく、
得られる塗膜の硬度が劣る場合がある。
の0.5〜1倍、特に好ましくは0.5〜0.75倍が
よい。水の量があまり多いと液がゲル化しやすく、水が
少なすぎると反応性超微粒シリカの形成が充分でなく、
得られる塗膜の硬度が劣る場合がある。
【0082】熟成して加水分解縮合を進行させる際、必
要に応じて公知の触媒を添加することができる。触媒と
しては、例えば、塩酸、酢酸、硫酸、リン酸などの無機
酸、ギ酸、プロピオン酸、シュウ酸、パラトルエンスル
ホン酸、安息香酸、フタル酸、マレイン酸などの有機
酸、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシ
ウム、アンモニア等のアルカリ触媒、有機金属、金属ア
ルコキシド、例えばジブチルスズジラウリレート、ジブ
チルスズジオクチエート、ジブチルスズジアセテート等
の有機ズズ化合物、アルミニウムトリス(アセチルアセ
トネート)、チタニウムテトラキス(アセチルアセトネ
ート)、チタニウムビス(ブトキシ)ビス(アセチルア
セトネート)、チタニウムビス(イソプロポキシ)ビス
(アセチルアセトネート)、ジルコニウムテトラキス
(アセチルアセトネート)、ジルコニウムビス(ブトキ
シ)ビス(アセチルアセトネート)及びジルコニウムビ
ス(イソプロポキシ)ビス(アセチルアセトネート)等
の金属キレート化合物、ホウ素ブトキシド、ホウ酸等の
ホウ素化合物等があるが、液状組成物の貯蔵安定性、及
び得られる硬化物の硬度、可撓性等の特性が優れている
点からは、酢酸、マレイン酸、金属アルコキシド、ホウ
素化合物のうち1種又は2種以上を用いるのがよい。
要に応じて公知の触媒を添加することができる。触媒と
しては、例えば、塩酸、酢酸、硫酸、リン酸などの無機
酸、ギ酸、プロピオン酸、シュウ酸、パラトルエンスル
ホン酸、安息香酸、フタル酸、マレイン酸などの有機
酸、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシ
ウム、アンモニア等のアルカリ触媒、有機金属、金属ア
ルコキシド、例えばジブチルスズジラウリレート、ジブ
チルスズジオクチエート、ジブチルスズジアセテート等
の有機ズズ化合物、アルミニウムトリス(アセチルアセ
トネート)、チタニウムテトラキス(アセチルアセトネ
ート)、チタニウムビス(ブトキシ)ビス(アセチルア
セトネート)、チタニウムビス(イソプロポキシ)ビス
(アセチルアセトネート)、ジルコニウムテトラキス
(アセチルアセトネート)、ジルコニウムビス(ブトキ
シ)ビス(アセチルアセトネート)及びジルコニウムビ
ス(イソプロポキシ)ビス(アセチルアセトネート)等
の金属キレート化合物、ホウ素ブトキシド、ホウ酸等の
ホウ素化合物等があるが、液状組成物の貯蔵安定性、及
び得られる硬化物の硬度、可撓性等の特性が優れている
点からは、酢酸、マレイン酸、金属アルコキシド、ホウ
素化合物のうち1種又は2種以上を用いるのがよい。
【0083】反応性超微粒シリカを形成する際の熟成
時、又は生成したアルコキシシラン化合物の部分加水分
解縮合物には希釈剤を添加することができ、目的に応じ
て有機溶剤又は水を用いることができる。
時、又は生成したアルコキシシラン化合物の部分加水分
解縮合物には希釈剤を添加することができ、目的に応じ
て有機溶剤又は水を用いることができる。
【0084】有機溶媒としては、アルコール類、あるい
はグリコール類、炭化水素類、ケト類、エーテル類など
通常の塗料に用いられるものを使用できる。例えば、ア
ルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロ
ピルアルコール、n−ブタノール、i−ブタノール、n
−プロピルアルコール、オクタノール、アセトンアルコ
ールなど;グリコール誘導体としては、エチレングリコ
ール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレ
ングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレング
リコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエ
ーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プ
ロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリ
コールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコ
ールモノエチルエーテルアセテートなど;炭化水素類と
しては、ベンゼン、トルエン、キシレン、ケロシンな
ど;エステル類としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢
酸ブチル、アセト酢酸エチルなど;ケトン類としては、
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、アセチルアセトンなど;エーテル類としては、エチ
ルエーテル、ブチルエーテル、ジオキサン、フラン、テ
トラヒドロフランなどが使用できる。
はグリコール類、炭化水素類、ケト類、エーテル類など
通常の塗料に用いられるものを使用できる。例えば、ア
ルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロ
ピルアルコール、n−ブタノール、i−ブタノール、n
−プロピルアルコール、オクタノール、アセトンアルコ
ールなど;グリコール誘導体としては、エチレングリコ
ール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレ
ングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレング
リコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエ
ーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プ
ロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリ
コールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコ
ールモノエチルエーテルアセテートなど;炭化水素類と
しては、ベンゼン、トルエン、キシレン、ケロシンな
ど;エステル類としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢
酸ブチル、アセト酢酸エチルなど;ケトン類としては、
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、アセチルアセトンなど;エーテル類としては、エチ
ルエーテル、ブチルエーテル、ジオキサン、フラン、テ
トラヒドロフランなどが使用できる。
【0085】これらの溶媒のうち、アルコール類、すな
わちメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタ
ノールを使用すると部分加水分解縮合物の貯蔵安定性が
よい。しかし、これらの溶媒は沸点や引火点が低いの
で、塗料一般に使用される高沸点の炭化水素類、グリコ
ール類、ケトン類を選び、適宜混合して用いるのがよ
い。希釈剤の量は、テトラメトキシシランを例にとる
と、その100重量部に対して50〜5000重量部、
好ましくは100〜1000重量部のアルコール系溶剤
を添加するのが好ましい。50重量部以下では、生成す
る硬化性樹脂組成物又は塗料の貯蔵安定性が低下する。
量が多すぎると、塗料に溶剤が入りすぎ塗装しにくくな
ったり、塗膜の膜厚が低下する。
わちメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタ
ノールを使用すると部分加水分解縮合物の貯蔵安定性が
よい。しかし、これらの溶媒は沸点や引火点が低いの
で、塗料一般に使用される高沸点の炭化水素類、グリコ
ール類、ケトン類を選び、適宜混合して用いるのがよ
い。希釈剤の量は、テトラメトキシシランを例にとる
と、その100重量部に対して50〜5000重量部、
好ましくは100〜1000重量部のアルコール系溶剤
を添加するのが好ましい。50重量部以下では、生成す
る硬化性樹脂組成物又は塗料の貯蔵安定性が低下する。
量が多すぎると、塗料に溶剤が入りすぎ塗装しにくくな
ったり、塗膜の膜厚が低下する。
【0086】水を用いる場合は加水分解に用いる水を増
量すればよい。また、加水分解生成物に水を添加しても
よい。水の配合量は、テトラメトキシシランモノマーの
場合は、モノマー100重量部に対して、加水分解に用
いる水と合わせて20〜300重量部が適当である。希
釈剤が水の場合には有機溶剤に比べてアルコキシシラン
縮合体のゲル化が起こりやすい。この場合、pHを3以
下、好ましくは1〜2に保つことによりゲル化を抑制で
きる。
量すればよい。また、加水分解生成物に水を添加しても
よい。水の配合量は、テトラメトキシシランモノマーの
場合は、モノマー100重量部に対して、加水分解に用
いる水と合わせて20〜300重量部が適当である。希
釈剤が水の場合には有機溶剤に比べてアルコキシシラン
縮合体のゲル化が起こりやすい。この場合、pHを3以
下、好ましくは1〜2に保つことによりゲル化を抑制で
きる。
【0087】以上のようにして、有機あるいは水溶媒中
に反応性超微粒シリカのサスペンジョンが得られる。こ
のものは小角X線散乱測定法で慣性半径を持つ。通常、
慣性半径10Å以下の超微粒シリカが確認されており、
このものが最も好ましい。また、GPC測定では、重量
平均分子量が標準ポリスチレン換算で1000〜300
0であり、このうち多くは1400〜2000である。
例えば、ヒドロキシル基のモル数がアルコキシ基のモル
数に対し、0.8倍以上存在し、極めて反応性に富んで
いる。また貯蔵安定性も優れている。このものは単独で
も皮膜形成可能で、反応に富んでいるので、これを用い
た硬化性組成物は、これを硬化するための触媒を用いる
必要はほとんどない。これが「反応性」の由縁である。
に反応性超微粒シリカのサスペンジョンが得られる。こ
のものは小角X線散乱測定法で慣性半径を持つ。通常、
慣性半径10Å以下の超微粒シリカが確認されており、
このものが最も好ましい。また、GPC測定では、重量
平均分子量が標準ポリスチレン換算で1000〜300
0であり、このうち多くは1400〜2000である。
例えば、ヒドロキシル基のモル数がアルコキシ基のモル
数に対し、0.8倍以上存在し、極めて反応性に富んで
いる。また貯蔵安定性も優れている。このものは単独で
も皮膜形成可能で、反応に富んでいるので、これを用い
た硬化性組成物は、これを硬化するための触媒を用いる
必要はほとんどない。これが「反応性」の由縁である。
【0088】本発明においては、以上のようなアルコキ
シシラン化合物の部分加水分解縮合物、とりわけ上述の
反応性超微粒子シリカにシランカップリング剤を反応さ
せて得られる「シランカップリング剤処理シリケート縮
合体」を用いる。
シシラン化合物の部分加水分解縮合物、とりわけ上述の
反応性超微粒子シリカにシランカップリング剤を反応さ
せて得られる「シランカップリング剤処理シリケート縮
合体」を用いる。
【0089】これに用いるシランカップリング剤は、一
般式:R3 Si(R4 )m (OR4)3-m (式中、R3
はアルキル、エポキシアルキル、アリール、アルケニ
ル、アミノアルキル、メルカプトアルキルまたはハロゲ
ンアルキルであり、R4 はC1-6 アルキルであり、mは
0,1または2である。)を有する。即ち、Si原子
に、1個のR3 、m個のR4 、及び(3−m)個のOR
4 の3種類4個の置換基が結合している。
般式:R3 Si(R4 )m (OR4)3-m (式中、R3
はアルキル、エポキシアルキル、アリール、アルケニ
ル、アミノアルキル、メルカプトアルキルまたはハロゲ
ンアルキルであり、R4 はC1-6 アルキルであり、mは
0,1または2である。)を有する。即ち、Si原子
に、1個のR3 、m個のR4 、及び(3−m)個のOR
4 の3種類4個の置換基が結合している。
【0090】特に、トリメトキシシリル型(上記一般式
においてm=0かつR4 がメチル基の場合である。)の
シランカップリング剤が、アルコキシシラン化合物の部
分加水分解縮合物と反応しやすいので好ましい。
においてm=0かつR4 がメチル基の場合である。)の
シランカップリング剤が、アルコキシシラン化合物の部
分加水分解縮合物と反応しやすいので好ましい。
【0091】生成するシランカップリング剤処理シリケ
ート縮合体(C)の反応性を抑制し、塗料としての貯蔵
安定性、耐アルカリ性、耐酸性及び光沢の向上の観点か
ら、好ましいR3 はγ−メタクリロキシプロピル、γ−
グリシドキシプロピル、メチル、エチル、ビニル、フェ
ニル、n−プロピル、i−ブチル、n−デシル、n−ヘ
キサデシル、トリメトキシシリルヘキシル、γ−ジブチ
ルアミノプロピル、ノナフルオロブチルエチル等であ
る。
ート縮合体(C)の反応性を抑制し、塗料としての貯蔵
安定性、耐アルカリ性、耐酸性及び光沢の向上の観点か
ら、好ましいR3 はγ−メタクリロキシプロピル、γ−
グリシドキシプロピル、メチル、エチル、ビニル、フェ
ニル、n−プロピル、i−ブチル、n−デシル、n−ヘ
キサデシル、トリメトキシシリルヘキシル、γ−ジブチ
ルアミノプロピル、ノナフルオロブチルエチル等であ
る。
【0092】本発明で用いられるシランカップリング剤
の限定的でない例としては、トリメチルメトキシシラ
ン、トリメチルエトキシシラン、フェニルトリメトキシ
シラン、ジフェニルジメトキシシラン、n−プロピルト
リメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、n
−デシルトリメトキシシラン、n−ヘキサデシルトリメ
トキシシラン、1,6−ビス(トリメトキシシリル)ヘ
キサン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ
−ジブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ノナフ
ルオロブチルエチルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(2−アミ
ノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−
(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−メタクリロ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メトキシシラン、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリ
メトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、γ−クロ
ロプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピル
トリメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシ
シラン、ビニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキ
シシラン、そしてオクタデシルジメチル〔3−(トリメ
トキシシリル)プロピル〕アンモニウムクロライド等が
あげられる。
の限定的でない例としては、トリメチルメトキシシラ
ン、トリメチルエトキシシラン、フェニルトリメトキシ
シラン、ジフェニルジメトキシシラン、n−プロピルト
リメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、n
−デシルトリメトキシシラン、n−ヘキサデシルトリメ
トキシシラン、1,6−ビス(トリメトキシシリル)ヘ
キサン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ
−ジブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ノナフ
ルオロブチルエチルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(2−アミ
ノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−
(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−メタクリロ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メトキシシラン、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリ
メトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、γ−クロ
ロプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピル
トリメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシ
シラン、ビニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキ
シシラン、そしてオクタデシルジメチル〔3−(トリメ
トキシシリル)プロピル〕アンモニウムクロライド等が
あげられる。
【0093】シランカップリング処理シリケート縮合体
(C)は、アルコキシシラン化合物の部分加水分解縮合
物のシラノール基(SiOH基)とアルコキシシリル基
(SiOR基)とのモル数の和を100としたとき、シ
ランカップリング剤のモル数比を5〜100の範囲で均
一に混合し、反応させることによって得られる。
(C)は、アルコキシシラン化合物の部分加水分解縮合
物のシラノール基(SiOH基)とアルコキシシリル基
(SiOR基)とのモル数の和を100としたとき、シ
ランカップリング剤のモル数比を5〜100の範囲で均
一に混合し、反応させることによって得られる。
【0094】反応条件としては、室温で1日程度、静置
または攪拌下で反応させればよく、特に昇温の必要はな
い。但し、処理時間の短縮等のために反応を促進する必
要があるときは適当な温度に加熱してもよい。そのとき
反応が速すぎると、シランカップリング剤がお互いに縮
合したり、シリカゾルと急激に反応して粘度の上昇やゲ
ル化が起こる場合があるので、それらが発生しない適当
な温度に加熱する必要がある。
または攪拌下で反応させればよく、特に昇温の必要はな
い。但し、処理時間の短縮等のために反応を促進する必
要があるときは適当な温度に加熱してもよい。そのとき
反応が速すぎると、シランカップリング剤がお互いに縮
合したり、シリカゾルと急激に反応して粘度の上昇やゲ
ル化が起こる場合があるので、それらが発生しない適当
な温度に加熱する必要がある。
【0095】シランカップリング剤の量が少ないと、処
理効率が悪く、処理されたシリケート縮合体(E)を用
いて製造された塗料の貯蔵安定性、それによって形成さ
れた塗膜の耐アルカリ性、耐酸性および光沢が改善され
ない。逆に、シランカップリング剤の量が多いと未反応
のそれが塗料中に残留し、塗膜硬度、耐水性、耐湿性等
の塗膜性能が低下する。
理効率が悪く、処理されたシリケート縮合体(E)を用
いて製造された塗料の貯蔵安定性、それによって形成さ
れた塗膜の耐アルカリ性、耐酸性および光沢が改善され
ない。逆に、シランカップリング剤の量が多いと未反応
のそれが塗料中に残留し、塗膜硬度、耐水性、耐湿性等
の塗膜性能が低下する。
【0096】(D)成分 イソシアネートによる硬化反応には触媒を使用できる。
触媒の例は、ジブチルスズラウレート、ジブチルスズオ
クテート、ジブチルスズジアセテートなどの有機スズ化
合物;アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)、
チタニウムテトラキス(アセチルアセトナート)、チタ
ニウムビス(アセチルアセトナート)、チタニウムビス
(ブトキシ)ビス(アセチルアセトナート)、チタニウ
ムビス(イソプロポキシ)ビス(アセチルアセトナー
ト)、ジルコニウムビス(ブトキシ)ビス(アセチルア
セトナート)、ジルコニウムビス(イソプロポキシ)ビ
ス(アセチルアセトナート)などの金属キレート化合物
類があげられる。スズ系の触媒が一般的である。
触媒の例は、ジブチルスズラウレート、ジブチルスズオ
クテート、ジブチルスズジアセテートなどの有機スズ化
合物;アルミニウムトリス(アセチルアセトナート)、
チタニウムテトラキス(アセチルアセトナート)、チタ
ニウムビス(アセチルアセトナート)、チタニウムビス
(ブトキシ)ビス(アセチルアセトナート)、チタニウ
ムビス(イソプロポキシ)ビス(アセチルアセトナー
ト)、ジルコニウムビス(ブトキシ)ビス(アセチルア
セトナート)、ジルコニウムビス(イソプロポキシ)ビ
ス(アセチルアセトナート)などの金属キレート化合物
類があげられる。スズ系の触媒が一般的である。
【0097】アミノ樹脂による硬化反応には通常の酸触
媒を使用することができる。この触媒の例としては、ド
デシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホ
ン酸、p−トルエンスルホン酸等の芳香族スルホン酸
類、およびアミノトリ(メチレンホスホン酸)、1−ヒ
ドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸等の有機ホ
スホン酸、またはこれらのアミン塩があげられる。
媒を使用することができる。この触媒の例としては、ド
デシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホ
ン酸、p−トルエンスルホン酸等の芳香族スルホン酸
類、およびアミノトリ(メチレンホスホン酸)、1−ヒ
ドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸等の有機ホ
スホン酸、またはこれらのアミン塩があげられる。
【0098】樹脂組成物 本発明の熱硬化性樹脂組成物は、主樹脂である(A)成
分、その硬化剤である(B)成分、および添加剤である
(C)成分を必須成分として含んでいる。
分、その硬化剤である(B)成分、および添加剤である
(C)成分を必須成分として含んでいる。
【0099】(B)成分は、主樹脂である(A)成分の
ヒドロキシル価に対して当量以上のイソシアナート基を
持つように配合するのが基本である。実際には当量の
0.8〜1.5倍の範囲の配合であれば差し支えない。
好ましくは当量は1.0〜1.2倍である。当量より少
なければ硬化性は低下し、軟弱な塗膜しか得られず、硬
度のみならず耐薬品性、耐汚染性も低下する。また多す
ぎても添加しただけの効果が得られないばかりか、ブロ
ックイソシアナート化合物が多量に配合されることによ
り、主樹脂の物性によって設計された塗膜物性(強度、
硬度、加工性など)が低下し、耐薬品性も低下する。ま
た塗膜の黄変性や耐候性も低下しやすい。
ヒドロキシル価に対して当量以上のイソシアナート基を
持つように配合するのが基本である。実際には当量の
0.8〜1.5倍の範囲の配合であれば差し支えない。
好ましくは当量は1.0〜1.2倍である。当量より少
なければ硬化性は低下し、軟弱な塗膜しか得られず、硬
度のみならず耐薬品性、耐汚染性も低下する。また多す
ぎても添加しただけの効果が得られないばかりか、ブロ
ックイソシアナート化合物が多量に配合されることによ
り、主樹脂の物性によって設計された塗膜物性(強度、
硬度、加工性など)が低下し、耐薬品性も低下する。ま
た塗膜の黄変性や耐候性も低下しやすい。
【0100】(C)成分は、(A)成分および(B)成
分の固形分合計100重量部あたり、固形分で1〜30
0重量部、好ましくは10〜200重量部、さらに好ま
しくは10〜60重量部配合する。これより少ないと期
待した塗膜硬度がでない。またこれより配合量が多い
と、硬度は高くなるが、塗料の貯蔵安定性や塗装性が低
下する。さらに、多量のSiOR基やSiOH基が塗膜
中に残存することになるので、耐薬品性、耐水性などが
低下し、また塗膜クラックなどが発生しやすい。
分の固形分合計100重量部あたり、固形分で1〜30
0重量部、好ましくは10〜200重量部、さらに好ま
しくは10〜60重量部配合する。これより少ないと期
待した塗膜硬度がでない。またこれより配合量が多い
と、硬度は高くなるが、塗料の貯蔵安定性や塗装性が低
下する。さらに、多量のSiOR基やSiOH基が塗膜
中に残存することになるので、耐薬品性、耐水性などが
低下し、また塗膜クラックなどが発生しやすい。
【0101】反応性超微粒子シリカ以外のテトラアルコ
キシシラン部分加水分解縮合物、例えば、テトラエトキ
シシラン部分加水分解縮合物などのリニアな部分加水分
解縮合物は、高い塗膜硬度を出すためには、50から1
00重量部の配合が好ましい。
キシシラン部分加水分解縮合物、例えば、テトラエトキ
シシラン部分加水分解縮合物などのリニアな部分加水分
解縮合物は、高い塗膜硬度を出すためには、50から1
00重量部の配合が好ましい。
【0102】(C)成分として、反応性超微粒子シリカ
のような粒子性の高いテトラアルコキシシラン部分加水
分解縮合物を使用する場合は、添加量が少なくても高い
塗膜硬度が得られる。
のような粒子性の高いテトラアルコキシシラン部分加水
分解縮合物を使用する場合は、添加量が少なくても高い
塗膜硬度が得られる。
【0103】反応触媒は、(A)成分と(B)成分との
合計100重量部に対して2重量部以下の範囲で添加し
てもよい。触媒は添加しなくても、焼付温度の上昇や焼
付時間の延長によって硬化させることができる。触媒は
過度に添加すると塗料の貯蔵安定性が低下するので、そ
の添加量は(A)成分と(B)成分との合計100重量
部に対して2重量部以下、好ましくは1重量部以下、更
に好ましくは0.5重量部以下として必要最小限にとど
めるべきである。
合計100重量部に対して2重量部以下の範囲で添加し
てもよい。触媒は添加しなくても、焼付温度の上昇や焼
付時間の延長によって硬化させることができる。触媒は
過度に添加すると塗料の貯蔵安定性が低下するので、そ
の添加量は(A)成分と(B)成分との合計100重量
部に対して2重量部以下、好ましくは1重量部以下、更
に好ましくは0.5重量部以下として必要最小限にとど
めるべきである。
【0104】塗料化 塗料化は、(A)成分ないし(C)成分を均一に混合
し、それへ顔料その他の慣用の添加剤を添加することに
よって行われる。一般的には(A)成分と(C)成分と
を混合して均一化しておき、これへ(A)成分または専
用の顔料分散用樹脂を使用してつくった顔料分散ペース
トを分散し、最後に残った(B)成分および(C)成分
と、必要に応じ溶剤および他の慣用の添加剤を加えて塗
料化される。
し、それへ顔料その他の慣用の添加剤を添加することに
よって行われる。一般的には(A)成分と(C)成分と
を混合して均一化しておき、これへ(A)成分または専
用の顔料分散用樹脂を使用してつくった顔料分散ペース
トを分散し、最後に残った(B)成分および(C)成分
と、必要に応じ溶剤および他の慣用の添加剤を加えて塗
料化される。
【0105】有機溶剤は、一般に塗料用として用いられ
るものでよく、例えば、トルエン、キシレン、ソルベッ
ソ100、ソルベッソ150などの芳香族炭化水素類;
酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類;メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノ
ン、イソホロンなどのケトン類;ブタノール、オクタノ
ール、ジアセトンアルコールなどのアルコール類;エチ
レングリコールモノメチルエーテル、エチレングルコー
ルモノブチルエーテル、エチレングルコールモノメチル
エーテル、ジエチレングルコールモノエチルエーテル、
プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレン
グリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール
モノブチルエーテル、エチレングルコールモノエチルエ
ーテルアセテート、エチレングルリコールモノメチルエ
ーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエ
ーテルアセテートなどのグリコール誘導体が使用でき、
溶解性、蒸発速度、安全性などを考慮して選択できる。
るものでよく、例えば、トルエン、キシレン、ソルベッ
ソ100、ソルベッソ150などの芳香族炭化水素類;
酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類;メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノ
ン、イソホロンなどのケトン類;ブタノール、オクタノ
ール、ジアセトンアルコールなどのアルコール類;エチ
レングリコールモノメチルエーテル、エチレングルコー
ルモノブチルエーテル、エチレングルコールモノメチル
エーテル、ジエチレングルコールモノエチルエーテル、
プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレン
グリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール
モノブチルエーテル、エチレングルコールモノエチルエ
ーテルアセテート、エチレングルリコールモノメチルエ
ーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエ
ーテルアセテートなどのグリコール誘導体が使用でき、
溶解性、蒸発速度、安全性などを考慮して選択できる。
【0106】また、目的に応じ、二酸化チタン、カーボ
ンブラック、酸化鉄、各種焼成顔料、シアニンブルー、
シアニングレーなどの着色顔料、炭酸カルシウム、クレ
ー、硫酸バリウムなどの体質顔料、アルミニウム粉など
の金属粉、シリカ、アルミナなどのつや消し剤、消泡
剤、レベリング剤、たれ止剤、表面調整剤、粘性調整
剤、分散剤、紫外線吸収剤、ワックスなどの慣用の添加
剤を配合することができる。
ンブラック、酸化鉄、各種焼成顔料、シアニンブルー、
シアニングレーなどの着色顔料、炭酸カルシウム、クレ
ー、硫酸バリウムなどの体質顔料、アルミニウム粉など
の金属粉、シリカ、アルミナなどのつや消し剤、消泡
剤、レベリング剤、たれ止剤、表面調整剤、粘性調整
剤、分散剤、紫外線吸収剤、ワックスなどの慣用の添加
剤を配合することができる。
【0107】顔料は顔料分散樹脂で分散ペーストを作
り、これに主樹脂、各種添加剤、溶剤、硬化剤、触媒を
加えて仕上げる。(C)成分の添加方法は前述したとお
りで、との時点で添加してもよい。一般的には(C)成
分をポリオール樹脂と配合し均一化しておき、ポリオー
ル樹脂や、専用の顔料分散樹脂で顔料ペーストを作って
おき、最後に両者を混合し、その後硬化剤および触媒を
添加して仕上げるのがよい。顔料分散には、ローラーミ
ル、ペイントシェーカー、ポットミル、ディスパー、ビ
ーズミルなどの通常の機械を用いて行う。
り、これに主樹脂、各種添加剤、溶剤、硬化剤、触媒を
加えて仕上げる。(C)成分の添加方法は前述したとお
りで、との時点で添加してもよい。一般的には(C)成
分をポリオール樹脂と配合し均一化しておき、ポリオー
ル樹脂や、専用の顔料分散樹脂で顔料ペーストを作って
おき、最後に両者を混合し、その後硬化剤および触媒を
添加して仕上げるのがよい。顔料分散には、ローラーミ
ル、ペイントシェーカー、ポットミル、ディスパー、ビ
ーズミルなどの通常の機械を用いて行う。
【0108】塗装はロールコーター、エアースプレー、
エアレススプレー、カーテンフローコーターなど一般の
塗装方法が可能である。目的によって使い分ける。焼き
付け条件は、ブロックイソシアナートのブロック剤の解
離温度またはアミノ樹脂の反応温度に応じて適宜変更す
るが、通常、温度140℃20分〜240℃30秒の範
囲で行う。30秒から2分程度の短時間での焼き付けの
場合は、到達板温で温度を管理し、190℃〜230℃
にするのが一般的である。
エアレススプレー、カーテンフローコーターなど一般の
塗装方法が可能である。目的によって使い分ける。焼き
付け条件は、ブロックイソシアナートのブロック剤の解
離温度またはアミノ樹脂の反応温度に応じて適宜変更す
るが、通常、温度140℃20分〜240℃30秒の範
囲で行う。30秒から2分程度の短時間での焼き付けの
場合は、到達板温で温度を管理し、190℃〜230℃
にするのが一般的である。
【0109】本発明による塗料は、1コートで基材に直
接塗装できるが、密着性や、耐食性確保のため、プライ
マーを塗装してから塗装するのが好ましい。プライマー
は通常のものでよく、エポキシ樹脂系プライマー、ポリ
ウレタン変性エポキシ樹脂系プライマー、ポリエステル
樹脂系プライマーが用いられる。焼き付け方法は一般に
実施される2コート/2ベークでもよいし、2コート/
1ベークでもよい。
接塗装できるが、密着性や、耐食性確保のため、プライ
マーを塗装してから塗装するのが好ましい。プライマー
は通常のものでよく、エポキシ樹脂系プライマー、ポリ
ウレタン変性エポキシ樹脂系プライマー、ポリエステル
樹脂系プライマーが用いられる。焼き付け方法は一般に
実施される2コート/2ベークでもよいし、2コート/
1ベークでもよい。
【0110】素材は亜鉛めっき鋼板、合金化亜鉛めっき
鋼板、亜鉛/アルミニウムめっき鋼板、アルミニウムめ
っき鋼板、アルミニウムまたはアルミニウム合金、ステ
ンレス鋼板、銅又はその合金、チタン又はその合金、冷
延鋼板、金属蒸着物などの板、シート状のものから、前
記金属素材の成形物である。またプラスチックなどの有
機素材、FRPなど複合プラスチック材、人造大理石、
スレートなどの無機素材も可能である。これらの素材に
は直接塗装してもよいが、表面処理を施してもよい。一
般には、金属素材には、りん酸亜鉛処理、反応型クロメ
ート処理、塗布型クロメート処理が施される。またクロ
メートの上の薄膜型有機複合被覆を施したものも可能で
ある。
鋼板、亜鉛/アルミニウムめっき鋼板、アルミニウムめ
っき鋼板、アルミニウムまたはアルミニウム合金、ステ
ンレス鋼板、銅又はその合金、チタン又はその合金、冷
延鋼板、金属蒸着物などの板、シート状のものから、前
記金属素材の成形物である。またプラスチックなどの有
機素材、FRPなど複合プラスチック材、人造大理石、
スレートなどの無機素材も可能である。これらの素材に
は直接塗装してもよいが、表面処理を施してもよい。一
般には、金属素材には、りん酸亜鉛処理、反応型クロメ
ート処理、塗布型クロメート処理が施される。またクロ
メートの上の薄膜型有機複合被覆を施したものも可能で
ある。
【0111】
【実施例】本発明をこれから実施例によって例示して詳
述するが、本発明はこれに限定されるものではない。
述するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0112】下記の製造例、実施例において、「部」お
よび「%」は特記しない限り重量基準による。
よび「%」は特記しない限り重量基準による。
【0113】製造例1〜4 アクリルポリオールの合成 加熱装置、攪拌機、還流冷却器を備えた反応器に、キシ
レン80部およびn−ブタノール20部を仕込み、攪拌
しながら110℃まで昇温して保持し、表1に示す混合
物を滴下ロートから3時間かけて滴下した。滴下終了後
30分間110℃に保ち、次いでt−ブチルパーオキシ
−2−エチルヘキサノエート0.5部を添加した。添加
後さらに2時間110℃にて攪拌し、アクリル樹脂a、
b、cおよびdを得た。
レン80部およびn−ブタノール20部を仕込み、攪拌
しながら110℃まで昇温して保持し、表1に示す混合
物を滴下ロートから3時間かけて滴下した。滴下終了後
30分間110℃に保ち、次いでt−ブチルパーオキシ
−2−エチルヘキサノエート0.5部を添加した。添加
後さらに2時間110℃にて攪拌し、アクリル樹脂a、
b、cおよびdを得た。
【0114】
【表1】 表 1 単量体(部) 1 2 3 4 ─────────────────────────────── メチルメタクリレート 26.5 35.2 36.7 44.5 エチルアクリレート 31.6 2−エチルヘキシルメタクリレート 23.5 24.7 n−フ゛チルメタクリレート 31.5 22.3 32.5 メタクリル酸 2.0 2−ヒト゛ロキシエチルアクリレート 18.6 15.8 18.6 PCL FM−2 1) 31.9 γ−メタクリロイルオキシフ゜ロヒ゜ルトリメトキシシラン 4.4 t−フ゛チルハ゜ーオキシ-2-エチルヘキサノエート 1.0 1.0 5.0 1.0 重量体 アクリル樹脂 a b c d ─────────────────────────────── 不揮発分(%) 50.0 50.0 50.0 50.0 ヒドロキシル価(mgKOH/g ) 80 68 50 80 数平均分子量 8000 8000 5000 9000 ─────────────────────────────── 1)2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ε−カプロラクトン (1:2)付加物、ダイセル化学工業(株)製
【0115】製造例5 ポリエステルポリオールの合成 ポリエステルポリオールは常法に従って合成した。加熱
装置、攪拌機、還流装置、水分離器、精留塔および温度
計を備えた反応器に、ジメチルテレフタレート36.2
部、ネオペンチルグリコール20.1部、1,6−ヘキ
サンジオール22.8部を仕込み加熱した。原料が融解
し、攪拌が可能となればジブチル錫オキサイド0.02
部を投入し攪拌を開始し、エステル交換反応を行いメタ
ノールを留去した。100℃まで冷却した後イソフタル
酸31.0部、ε−カプロラクトン(商品名プラクセル
M、ダイセル化学工業(株)製)4.2部を仕込み、反
応温度を250℃まで昇温した。但し、180℃〜25
0℃までは4時間かけて、一定温度速度で昇温せしめ
た。生成する縮合水は系外へ留去した。250℃に達し
たところで保温し、保温1時間後、反応器内に還流溶剤
としてキシレン5倍を徐々に添加し、溶剤存在化の縮合
に切り替え反応を続けた。樹脂酸価が1.0に達したと
ころで反応を終了し、100℃まで冷却し、ソルベッソ
150 50部およびシクロヘキサノン50部を加えて
不揮発分50%、ヒドロキシル価15KOHmg/g、
数平均分子量8000のポリエステル樹脂を得た。
装置、攪拌機、還流装置、水分離器、精留塔および温度
計を備えた反応器に、ジメチルテレフタレート36.2
部、ネオペンチルグリコール20.1部、1,6−ヘキ
サンジオール22.8部を仕込み加熱した。原料が融解
し、攪拌が可能となればジブチル錫オキサイド0.02
部を投入し攪拌を開始し、エステル交換反応を行いメタ
ノールを留去した。100℃まで冷却した後イソフタル
酸31.0部、ε−カプロラクトン(商品名プラクセル
M、ダイセル化学工業(株)製)4.2部を仕込み、反
応温度を250℃まで昇温した。但し、180℃〜25
0℃までは4時間かけて、一定温度速度で昇温せしめ
た。生成する縮合水は系外へ留去した。250℃に達し
たところで保温し、保温1時間後、反応器内に還流溶剤
としてキシレン5倍を徐々に添加し、溶剤存在化の縮合
に切り替え反応を続けた。樹脂酸価が1.0に達したと
ころで反応を終了し、100℃まで冷却し、ソルベッソ
150 50部およびシクロヘキサノン50部を加えて
不揮発分50%、ヒドロキシル価15KOHmg/g、
数平均分子量8000のポリエステル樹脂を得た。
【0116】製造例6 変性シリコーンポリオールの合
成 変性シリコーンポリオールは特開平2−641871に
従って製造した。 平均組成式
成 変性シリコーンポリオールは特開平2−641871に
従って製造した。 平均組成式
【0117】
【化2】
【0118】加熱装置、攪拌機、還流冷却器を備えた反
応器に、上の平均組成式のポリシロキサン20部、無水
マレイン酸1.2部およびジブチル錫オキサイド0.0
4部、およびキシレン25部を仕込み、反応温度90℃
で1時間保温する。次にキシレン35部およびメチルイ
ソブチルケトン20部を加え110℃に昇温する。11
0℃に保たれた系に表2に示す混合液を3時間かけて滴
下した。滴下終了後30分間110℃に保ち、次いてt
−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.5
部を添加した。添加後さらに2時間110℃にて攪拌
し、変性シリコーン樹脂を得た。
応器に、上の平均組成式のポリシロキサン20部、無水
マレイン酸1.2部およびジブチル錫オキサイド0.0
4部、およびキシレン25部を仕込み、反応温度90℃
で1時間保温する。次にキシレン35部およびメチルイ
ソブチルケトン20部を加え110℃に昇温する。11
0℃に保たれた系に表2に示す混合液を3時間かけて滴
下した。滴下終了後30分間110℃に保ち、次いてt
−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.5
部を添加した。添加後さらに2時間110℃にて攪拌
し、変性シリコーン樹脂を得た。
【0119】
【表2】 表 2 単量体(部) ───────────────────────────── メチルメタクリレート 40.0 2−エチルヘキシルメタクリレート 25.0 メタクリル酸 3.0 2−ヒドロキシエチルアクリレート 12.0 t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート 1.2 変性シリコーンポリオール ───────────────────────────── 不揮発分(%) 55.0 ヒドロシリル価(mgKOH/g) 85 数平均分子量 6000 ─────────────────────────────
【0120】製造例7 反応性超微粒子シリカの合成 反応性超微粒子シリカはPCT/JP94/02169
(WO95/17349)に従って製造した。
(WO95/17349)に従って製造した。
【0121】攪拌機と還流用コンデンサーおよび温度計
を付けた500mlの四つ口丸底フラスコに、テトラメ
トキシシラン234部とメタノール74部を加えて混合
した後、0.05%塩酸22.2部を加え、内温度65
℃、2時間加水分解縮合反応を行った。次いでコンデン
サーを留出管に取り換え、内温度が130℃になるまで
昇温し、メタノールで流出させた。このようにして部分
加水分解縮合物を得た(加水分解率40%)。重合度2
〜8のオリゴマーが確認され、重量平均分子量は550
であった。得られた部分加水分解縮合物(以下、テトラ
メトキシシラン・オリゴマーという)中のモノマー量は
5%であった。引き続き130℃に加熱したフラスコに
テトラメトキシシラン・オリゴマーを入れ、気化したモ
ノマーを不活性ガスと共に系外に除外しながら、150
℃まで昇温し、3時間保持した。こうして得られたモノ
マー除去後のテトラメトキシシラン・オリゴマー中のモ
ノマー量は0.2%であった。次に得られたテトラメト
キシシラン・オリゴマー30.77部に脱塩素水6.5
2部、アルミニウム(トリス)アセチルアセトネート
0.31部、溶媒としてジエチレングリコールモノメチ
ルエーテル62.4部を添加した。水の量はテトラメト
キシシラン・オリゴマーを理論上完全に加水分解縮合可
能な量に対して1.13倍である。室温で1日間放置し
無色透明な均一液状の反応性超微粒子シリカ有効成分20
% を含有する液状組成物を得た。
を付けた500mlの四つ口丸底フラスコに、テトラメ
トキシシラン234部とメタノール74部を加えて混合
した後、0.05%塩酸22.2部を加え、内温度65
℃、2時間加水分解縮合反応を行った。次いでコンデン
サーを留出管に取り換え、内温度が130℃になるまで
昇温し、メタノールで流出させた。このようにして部分
加水分解縮合物を得た(加水分解率40%)。重合度2
〜8のオリゴマーが確認され、重量平均分子量は550
であった。得られた部分加水分解縮合物(以下、テトラ
メトキシシラン・オリゴマーという)中のモノマー量は
5%であった。引き続き130℃に加熱したフラスコに
テトラメトキシシラン・オリゴマーを入れ、気化したモ
ノマーを不活性ガスと共に系外に除外しながら、150
℃まで昇温し、3時間保持した。こうして得られたモノ
マー除去後のテトラメトキシシラン・オリゴマー中のモ
ノマー量は0.2%であった。次に得られたテトラメト
キシシラン・オリゴマー30.77部に脱塩素水6.5
2部、アルミニウム(トリス)アセチルアセトネート
0.31部、溶媒としてジエチレングリコールモノメチ
ルエーテル62.4部を添加した。水の量はテトラメト
キシシラン・オリゴマーを理論上完全に加水分解縮合可
能な量に対して1.13倍である。室温で1日間放置し
無色透明な均一液状の反応性超微粒子シリカ有効成分20
% を含有する液状組成物を得た。
【0122】製造例8 シランカップリング処理シリケ
ート縮合体の製造 製造例7で製造した反応性超微粒子シリカの懸濁液に、
3種のシランカップリング剤即ち(X)γ−メタクリロ
キシプロピルトリメトキシシラン、(Y)γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、(Z)ビニルトリメ
トキシシランの各々を添加し、均一に攪拌したのち室温
で1日放置して反応させた。それぞれのシランカップリ
ング剤の添加量は、反応性超微粒子シリカ懸濁液100
重量部に対して、(X)は20重量部、(Y)は25重
量部、そして(Z)は30重量部であった。
ート縮合体の製造 製造例7で製造した反応性超微粒子シリカの懸濁液に、
3種のシランカップリング剤即ち(X)γ−メタクリロ
キシプロピルトリメトキシシラン、(Y)γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、(Z)ビニルトリメ
トキシシランの各々を添加し、均一に攪拌したのち室温
で1日放置して反応させた。それぞれのシランカップリ
ング剤の添加量は、反応性超微粒子シリカ懸濁液100
重量部に対して、(X)は20重量部、(Y)は25重
量部、そして(Z)は30重量部であった。
【0123】実施例1〜8 塗料の調整方法 顔料、ポリオール(A)とシランカップリング処理され
た、アルコキシシラン化合物の部分加水分解縮合物
(C)を表3に示した量をガラスビーズとともにSGミ
ルにて、30℃で1.5時間分散した。粒ゲージにて分
散度を測定すると5ミクロン以下であった。さらに表3
に示した量の硬化剤(B)および触媒としてジブチルス
ズジラウレートを樹脂固形分に対して0.1%添加しま
たはp−トルエンスルホン酸のジメチルアミノエタノー
ル塩を1%添加し、ディスパーにて攪拌して塗料を作成
した。表中の数値は固形分としての重量部である。
た、アルコキシシラン化合物の部分加水分解縮合物
(C)を表3に示した量をガラスビーズとともにSGミ
ルにて、30℃で1.5時間分散した。粒ゲージにて分
散度を測定すると5ミクロン以下であった。さらに表3
に示した量の硬化剤(B)および触媒としてジブチルス
ズジラウレートを樹脂固形分に対して0.1%添加しま
たはp−トルエンスルホン酸のジメチルアミノエタノー
ル塩を1%添加し、ディスパーにて攪拌して塗料を作成
した。表中の数値は固形分としての重量部である。
【0124】塗装板調整方法 (1)素材:リン酸亜鉛処理を行った厚さ0.4mmの
亜鉛めっき鋼板 (2)プライマー:ポリエステル樹脂系プライマー(フ
レキコートP600プライマ:日本ペイント社製)を乾
燥膜厚5ミクロンになるように、バーコーターで塗布、
焼き付け(到達板温220℃、時間1min)にした。 (3)上塗り:上記にて調整したものを乾燥膜厚20ミ
クロンになるように、バーコーターで塗布、焼き付け
(到達板温220℃、時間1min)にした。 各塗板について下記試験方法に従って硬化性、耐汚染
性、硬度、薬品性、湿度安定性および造膜性について試
験し、表3に示す結果を得た。
亜鉛めっき鋼板 (2)プライマー:ポリエステル樹脂系プライマー(フ
レキコートP600プライマ:日本ペイント社製)を乾
燥膜厚5ミクロンになるように、バーコーターで塗布、
焼き付け(到達板温220℃、時間1min)にした。 (3)上塗り:上記にて調整したものを乾燥膜厚20ミ
クロンになるように、バーコーターで塗布、焼き付け
(到達板温220℃、時間1min)にした。 各塗板について下記試験方法に従って硬化性、耐汚染
性、硬度、薬品性、湿度安定性および造膜性について試
験し、表3に示す結果を得た。
【0125】比較例1〜8 実施例と同様に表4のように成分(A)〜(C)を配合
し、顔料、消泡剤およびワックスを加えて比較例塗料組
成物を調製した。この塗料を使用して実施例と同様に塗
膜をつくり、同様に試験した。結果を表4に示す。
し、顔料、消泡剤およびワックスを加えて比較例塗料組
成物を調製した。この塗料を使用して実施例と同様に塗
膜をつくり、同様に試験した。結果を表4に示す。
【0126】参考例1〜7 本発明の一層の理解を図るために、参考例を表5に示
す。
す。
【0127】試験方法 硬化性:キシレンをしみ込ませたガーゼを1kgの荷重
と共に塗板上100往復させてこすり、塗膜の状態を調
べる。 ○変化なし:△一部溶解:×素地露出 耐汚染性:塗膜を3ケ月間自然降雨に暴露して汚染した
後水洗した時の外観を目視判定する。 ○汚れが落ちる:×汚れが残る 硬度:JIS S−6006による鉛筆硬度 耐アルカリ性:5%NaOH溶液中に20℃で24時間
浸漬後の塗膜の外観を観察する。 ○変化なし:△ブリスターあり:×塗膜の溶出 耐酸性:5%HCl溶液中に20℃で24時間浸漬後の
塗膜の外観を観察する。 ○変化なし:△ブリスターあり:×塗膜の溶出 湿度安定性:直径20mmの瓶に塗料を20g入れ開放
状態で温度20℃、湿度70%の環境下で24時間放置
し、混合液(キシレン10g、n−ブタノール10g)
を加え攪拌した後の系内の状態を観察する。 ○溶解状態で変化なし:×ゲル状態 造膜性:上記塗装方法で塗装したときの塗膜の状態を目
視判定する。 ○平滑で縮みがない:×縮み及びクラックがある 塗料貯蔵安定性:40°Cで1か月間貯蔵し、塗料の粘
度を測定し判定する。 ○増粘なし(粘度上昇1.2倍以下):△増粘あり(粘
度上昇2倍以内):×増粘ゲル化
と共に塗板上100往復させてこすり、塗膜の状態を調
べる。 ○変化なし:△一部溶解:×素地露出 耐汚染性:塗膜を3ケ月間自然降雨に暴露して汚染した
後水洗した時の外観を目視判定する。 ○汚れが落ちる:×汚れが残る 硬度:JIS S−6006による鉛筆硬度 耐アルカリ性:5%NaOH溶液中に20℃で24時間
浸漬後の塗膜の外観を観察する。 ○変化なし:△ブリスターあり:×塗膜の溶出 耐酸性:5%HCl溶液中に20℃で24時間浸漬後の
塗膜の外観を観察する。 ○変化なし:△ブリスターあり:×塗膜の溶出 湿度安定性:直径20mmの瓶に塗料を20g入れ開放
状態で温度20℃、湿度70%の環境下で24時間放置
し、混合液(キシレン10g、n−ブタノール10g)
を加え攪拌した後の系内の状態を観察する。 ○溶解状態で変化なし:×ゲル状態 造膜性:上記塗装方法で塗装したときの塗膜の状態を目
視判定する。 ○平滑で縮みがない:×縮み及びクラックがある 塗料貯蔵安定性:40°Cで1か月間貯蔵し、塗料の粘
度を測定し判定する。 ○増粘なし(粘度上昇1.2倍以下):△増粘あり(粘
度上昇2倍以内):×増粘ゲル化
【0128】顔料の種類 タイペークCR97:石原産業(株)製 二酸化チタンポリオール樹脂(A)の種類 TA22−293J:(比較例のみに使用)日立化成ポ
リマー(株)製 ポリエステルポリオール ヒドロキシル価 171 ゼッフルGK300:ダイキン工業(株)製 フッソ含
有ポリオール ヒドロキシル価 60硬化剤(B)の種類 デスモジュールBL3175:住友バイエルウレタン
(株)製 HMDIのMEKオキシムブロック コロネート2515:日本ポリウレタン(株)製 HM
DIのラクタムブロック デスモジュールBL4165:住友バイエルウレタン
(株)製 IPDIのMEKオキシムブロック サイメル235:三井サイテック社製 アルキルエーテ
ル化メラミン樹脂(メトキシ60/ブトキシ40)アルコキシシラン化合物の部分分解縮合物の種類 (比較
例と参考例のみ使用) MKCシリケートMS51:三菱化学(株)製 テトラ
メトキシシラン部分加水分解縮合物 SiO2 含有量52wt% MKCシリケートMS56:三菱化学(株)製 テトラ
メトキシシラン部分加水分解縮合物 SiO2 含有量57wt%
リマー(株)製 ポリエステルポリオール ヒドロキシル価 171 ゼッフルGK300:ダイキン工業(株)製 フッソ含
有ポリオール ヒドロキシル価 60硬化剤(B)の種類 デスモジュールBL3175:住友バイエルウレタン
(株)製 HMDIのMEKオキシムブロック コロネート2515:日本ポリウレタン(株)製 HM
DIのラクタムブロック デスモジュールBL4165:住友バイエルウレタン
(株)製 IPDIのMEKオキシムブロック サイメル235:三井サイテック社製 アルキルエーテ
ル化メラミン樹脂(メトキシ60/ブトキシ40)アルコキシシラン化合物の部分分解縮合物の種類 (比較
例と参考例のみ使用) MKCシリケートMS51:三菱化学(株)製 テトラ
メトキシシラン部分加水分解縮合物 SiO2 含有量52wt% MKCシリケートMS56:三菱化学(株)製 テトラ
メトキシシラン部分加水分解縮合物 SiO2 含有量57wt%
【0129】
【表3】
【0130】
【表4】
【0131】
【表5】
───────────────────────────────────────────────────── 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 技術表示箇所 C08L 61/20 C08L 61/20 61/28 61/28 83/00 83/00 101/06 101/06 C09D 161/20 C09D 161/20 161/28 161/28 175/04 175/04 183/00 183/00 (72)発明者 水谷 啓太 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内 (72)発明者 山川 欣哉 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内 (72)発明者 吉松 早織 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内
Claims (15)
- 【請求項1】(A)ヒドロキシル価5〜300を有し、
数平均分子量が500〜20,000のフィルム形成性
ポリオール樹脂と、 (B)樹脂(A)と反応するブロックイソシアネート硬
化剤またはアミノ樹脂と、そして (C)一般式:(R1 )n −Si−(OR2 )4-n (式
中、R1 はC1-6 アルキル、エポキシアルキル、アリー
ルまたはアルケニルであり、R2 はC1-6 アルキルであ
り、nは0,1または2である。)のアルコキシシラン
化合物の少なくとも1種の部分加水分解縮合物を、一般
式:R3 Si(R4 )m (OR4 )3-m(式中、R3 は
アルキル、エポキシアルキル、アリール、アルケニル、
アミノアルキル、メルカプトアルキルまたはハロゲンア
ルキルであり、R4 はC1-6 アルキルであり、mは0,
1または2である。)を有するシランカップリング剤で
処理したシランカップリング剤処理シリケート縮合体
と、を必須成分として含む熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項2】(A)成分が、アクリルポリオール樹脂、
ポリエステルポリオール樹脂、含フッ素ポリオール樹
脂、シリコーンポリオール樹脂、またはそれらの組合せ
から選ばれる、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項3】(B)成分が、ラクタム、オキシムまたは
ジケトンでブロックしたポリイソシアネート化合物また
はアルキルエーテル化メラミン樹脂である、請求項1ま
たは2に記載の熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項4】該アルキルエーテル化メラミン樹脂が、メ
トキシ基及び/またはブトキシ基で置換されたメラミン
樹脂である、請求項3に記載の熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項5】該シランカップリング剤が、該部分加水分
解縮合物のシラノール基とアルコキシシリル基とのモル
数の合計に対して0.05乃至1のモル比で反応のため
に配合されるものである、請求項1乃至4のいずれかに
記載の熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項6】m=0であり、かつR4 はメチル基であ
る、請求項1乃至5のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組
成物。 - 【請求項7】R3 が、γ−メタクリロキシプロピル、γ
−グリシドキシプロピル、メチル、エチル、ビニル、フ
ェニル、n−プロピル、i−ブチル、n−デシル、n−
ヘキサデシル、トリメトキシシリルヘキシル、γ−ジブ
チルアミノプロピル、ノナフルオロブチルエチルよりな
る群より選ばれるものである、請求項1乃至6のいずれ
かに記載の熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項8】該部分加水分解縮合物が、テトラC1-6 ア
ルコキシシラン(請求項1の一般式中R2 =アルキル,
n=0)の部分加水分解縮合物である、請求項1乃至7
のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項9】該部分加水分解縮合物の慣性半径が100
Å以下である、請求項8に記載の熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項10】テトラC1-6 アルコキシシランがテトラ
メトキシシランである、請求項8または9に記載の熱硬
化性樹脂組成物。 - 【請求項11】該部分加水分解縮合物が慣性半径10Å
以下の反応性超微粒子シリカである、請求項10に記載
の熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項12】(C)成分が、(A)成分と(B)成分
との合計量に対して1乃至300重量%の量で添加され
ており、 さらに、(A)成分と(B)成分との反応を促進する触
媒が、(A)成分と(B)成分との合計量に対して2重
量%以下の量で添加されているものである、請求項1乃
至11のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。 - 【請求項13】請求項1ないし12の熱硬化性樹脂組成
物を皮膜形成成分として含んでいる熱硬化性塗料。 - 【請求項14】金属素材にプライマーを塗装した後、請
求項13に記載の塗料を塗装し、焼付硬化させることよ
りなる耐汚染性、耐薬品性および高い硬度を兼ね備えた
塗膜の形成方法。 - 【請求項15】請求項14の方法によって形成された塗
膜を有する物体。
Priority Applications (3)
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