JPS61278574A - はつ油性およびはつ水性塗料組成物 - Google Patents

はつ油性およびはつ水性塗料組成物

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JPS61278574A JP61125981A JP12598186A JPS61278574A JP S61278574 A JPS61278574 A JP S61278574A JP 61125981 A JP61125981 A JP 61125981A JP 12598186 A JP12598186 A JP 12598186A JP S61278574 A JPS61278574 A JP S61278574A
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alkyl
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は保護塗料の分野に関する。さらに詳し〈は1本
発明は塗工された下地にはつ水性およびはつ油性金与え
る疎水性および疎油性塗料組成物に関する。こ扛らの下
地(または基体)は金属。
ガラスまたはプラスチック並びに種々の型式の織物のよ
うな硬くて、滑らかな形態からなる。
材料の多くの工業的使用には、美的並びに実用的理由か
らこnらの製品の表面が疎水性および疎油性をもつ必要
がある。例えば、スポーツスタジアムのようなプレハブ
式の空気支持構造物に使用さnるコーテッド・ガラス布
は、醜いほこりやごみの蓄積を防止するためにはつ油性
の表面をもたなけnばならない。同様に、高電圧電気絶
縁体も。
表面のほこりやとみおよび水分、従って望ましくないア
ークトラッキングが最少に保だ詐るように汚染環境下に
おいて疎水性および自浄性でなけnばならない。さらに
、光学素子、ミラー、風防。
ソーラー、コレクタおよび温室に塗布さnる塗料のよう
な多くの塗料は効果的な光透過体であるために透明さを
保持しなけnばならない、従ってまた非塗工表面と比較
して自浄性(例えば、降雨などによって)でなけnばな
らない。最後に、低表面エネルギー塗料の効用の別の説
明として、はっ性および耐汚染性(すなわち、疎油性)
用の種々の織物の処理が主要な工業的成功の1つになっ
てぎた。
従来の技術 塗料技術において疎水性表面および被処理織物を得るた
めにシリコーンを使用することは周知である。同様に、
疎油性を与えるだめの過フッ素化有機塗料および織物の
処理が知ら扛ている。確かに、こnらの2種類の材料は
、米国特許第14.l110565号において光学ガラ
ス表面のコーティング韮びに米国特許第3.681.2
66号において織物を処理することが効果的に組み合わ
さnている。
運悪く、過フッ素化有機化合物はコストが極めて高く、
従って疎油性表面が望ましい多くの用途にも適さない。
かかる欠点は米国特許第3,317,629号によって
部分的に解消された。この特許ではフルオロアルキルシ
ロキサンをアクリル重合体で増量し、疎水性および疎油
性を得るべく種々の織物に使用している。同様に、米国
特許第4,070,152号は、過フッ素化「繊維処理
用樹脂」用の増量剤として無水マレイン酸共重合体、脂
肪酸アミンおよびアミンオルガノポリシロキサンを使用
している。
該特許は、繊維処理用樹脂の単独使用と比較して、洗濯
およびドライクリーニング後に優れたはつ油性およびは
つ水性並びにそれらの良好な保持を開示している。さら
にこの一般的な考えが日本特許第11+ 2.958号
(1985年)および第147,111!3号(198
5年)によって提供さnている。こnらの特許は、ガラ
ス表面用のはつ水剤およびはつ油剤として使用するため
に、ペルフルオロアルキル含有シランおよびシラン結合
剤を水ガラスおよびコロイドシリカと組み合わせている
発明が解決しようとする問題点 過フッ素化処理樹脂のコスト1下げるかかる試みは、 
Plじ程度の表面改質を達成するために低コストの成分
を使用する点において成功したけnども、開示された成
分を生成するためには複雑で高価な反応計画を必要とす
る場合がある。さらに5ジヤルビスら(Jarvis 
et al、 Contact Angle。
American  Chemical  5ocie
ty、Washington。
D、C,、1964)から、過フッ素化有機化合物と増
量用重合体とのある組合せのみが低エネルギーの表面を
もたらすことがわかる。その上、この文献は、親油性/
疎水性の臨界平衡(すなわち1重合体におけるフッ素化
化合物の正確な溶解度/非溶解度の平衡)は、改質さn
た重合体組合せ物が低表面エネルギーの外に均一、透明
5.高品質フィルムを生成する必要があるならば、フッ
素化化合物の改質を要すること全教示している。
従って、均一で高品質の表面を維持すると共に。
所望の疎水性および疎油性を与えるために、多くの有効
なフッ素化有機化合物または他の低表面エネルギー変性
剤をいかなる方法および量で所定の重合体と組み合せた
ら成功できるのかを決める先行技術は開示されていない
ことが認識さnる。
問題点を解決するための手段 本発明ははつ水性およびはつ油性塗料組成物に関する。
該塗料組成物は。
fa)コロイド状無機物を主成分とするシロキサ7樹脂
、ポリ(ジアルキルシロキサン)モノオルカッ置換シル
セスキオキサン・ブロック共重合体、アクリル重合体お
よび共重合体。
エチレン−ビニルアセテート・ラテックスおよびスチレ
ン−ブタジエン・ラテックスからなる群から選んだ樹脂
; fbl  一般式 (式中ORは水素、−炭素原子1〜lIのアルキルまた
は−R’S i (OR’) 3−m’8m からなる群から選ぶ、Rは炭素原子2〜11のアルキレ
ン基5♂は水素または炭素原子1〜ヰのアルキル、Rは
炭素原子5〜稀のアルキレン基、RおよびRはそnぞn
炭素原子1〜ヰのアルキル基、nは0−1+そしてmは
0または1である) を有するアミンオルガノシラン;および(cl  一般
式 (式中のRfは炭素原子4〜1gの直鎖または枝分nペ
ルフルオロアルキル基で、1)す、 Yは−C○QH,
−COORかラナル群から選ぶ、Rは炭素原子1〜6の
アルキルまたはアルコキシアルキルである) 有する過フッ素化有機化合物、 からなり;アミノオルガノシランと過フッ素化有機化合
物の組合せ量は前記樹脂の約0.1〜約10重量%から
すり、アミノオルガノシランの第一および第二アミン基
の和に対する過フッ素化有機化合物のモル比が約0.5
う〜LOに固定さnること全特命とする。
成る種の重合体または樹脂を比較的少量の過フッ素化有
機化合物およびアミノオルガノシランで改質すると、塗
料として又は織物処理用樹脂として大量に使用したとき
に優nたはつ水性およびはつ油性を示す組成物が得らn
ることを見出した。
従って、本発明の1つはフッ素化有機化合物を低価格の
重合体および樹脂で「増量」または希釈することによっ
て、単独またはアミノ官能性シランと組み合せてこれら
の化合物よりも低コストである疎水性および疎油性塗料
および織物処理用組成物を得ることを教示する。換言す
れば、本発明は、2  他の性質に悪影響を与えること
なくこれら重合体または樹脂に疎水性および疎油性を与
えるべく、こnらの重合体または樹脂をフッ素化有機化
合物およびアミノ官能性シランで改質することを開示す
る。
本発明は前記う成分を溶液または懸濁液中で単に混合し
、その溶液または懸濁液を使用して基体に塗工または織
物を処理することによって実施さnる。混合の順序は重
要ではない、従って5例えば樹脂とシランを一緒に混合
し次に過フッ素化化合物を添加したり、或いは樹脂と過
フッ素化化合物を一緒に混合して次にシランを添加する
こともできる。留ましくかつ最も便利な実施態様におい
て、過フッ素化有機化合物とアミノオルガノシランの混
合体を溶液まだは懸濁液中で調製し、その適当部を使用
して特定の重合体または樹脂全改質することができる。
改質用成分の前反応(すなわち、ペルフルオロアルキル
・アミドアルキルシランの生成)は本発明の工程には必
要ない。
使用するアミンオルガノシランは、一般式(式中のRは
水素、メチル、エチル、プロピル。
イソプロピル、ブチル、イソブチルのような炭素原子1
−4のアルキルまたは−R81(OR)3−mからなる
群から選ぶ、Rはエチレン、プロピレンまたはブチレン
のような炭素原子2〜lIのアルキレン基、Rは水素ま
たは炭素原子1〜Ilのアルキル、Rはトリメチレンま
たはテトラメチレンのような炭素原子5〜IIのアルキ
レン基、RおよびRはそnそれメチル、エチル、プロピ
ルまたはブチルのような炭素原子1〜11のアルキル基
、nは0〜4.そしてmは0または1である。)を有す
る基から選択さ扛る。望ましbア、7オヤガノシランは
: (MeO)3 S l (CH2)a NHCH2CH
I NH2(1)(EtO)a Si (CHz )a
 11JHz            (Mlおよび (MBo)i Si (CHt ) a NH(CH2
CHI NH)4 (CHt )s Si CCM8 
)s (1111(但し、MeはCH,、そしてEtは
CHsCH,−である) である。N−β−アミノエチル−r−アミプロピルトリ
メトキシシラン(前記工式)はダウ・コーニング社(米
国ミシガン州、ミツドランド)によって商品名Z−60
20[F]で展進されており、最適のアミノシランであ
る。他の適当なアミノシランとしては: (MeO)1Si (Me ) (CI(、)、NHC
H,CH,NH2゜(Men)a8L(CHt )iN
HcH1cH*NHMe 。
(MeO)3S i (CHI )x (NHCH1C
H2)1NHz 。
(MeO)3Si(CHz)aNH(CHt)tNH(
CHz)xsi(OMe)3 、および (Men)s Si (CHz )s NH(CH2C
HtNH)s (CHz )a Si (14E+)s
がある。アミンオルガノシランはよく知られておシ、典
型的にクロロアルキルアルコキシシランと有機アミンと
の反応によって生成さnる。例えば・前記面)式を含む
ビス構造は米国特許第4,14118,6911号に開
示さnており、それぞれのアミンを適当なりロロアルキ
ルアルコキシシランとl:2のモル比で反応させること
によって生成さnる。得らtzfcアミノオルガノシラ
ンは一般に純粋な物質ではなく、2.5の副産物が生成
分と共存している。一般に、主物質、未精製反応生成物
まfcはさらに精製さnた部分は本発明に使用すること
ができる。
使用さnる過フッ素化有機化合物も技術的周知であって
、一般式 を有する基から選ぶ。但し、R2は炭素原子4〜IF!
、望ましくは6〜12.最適には7〜9の炭素原子を有
する直鎖または枝分n過フッ素化アルキル基である。R
2の例はC5aFxv−s CttFu−。
CIIFIII−h C5Ft+y−% CIFFts
−100gFtx−およびC+Fo−’に含む。Yはカ
ルボキシ(−COOR)またはエステル(−COOR)
部分である。ここでRは炭素原子l−1のアルキル、ア
ルコキシアルキルまたはヒドロキシアルキルであり、メ
チルが望ましい。他の使用可能なR基としてはエチル、
プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチ
ル、ヘキシル、ヘフチル、オ/fル、2−へチルヘキシ
ル、2−ヒドロキシプロピルおよび2−メトキシエチル
がある。
カルボキシ、またはエステル基はアミンオルガノシロキ
サン成分と反応してペルフルオロアルキルアミドシラン
を生成することができる。この反応はカルボキシ化合物
の場合に徐々に生じることLondon、 1964 
 f参照)。しかしながら、チャンバーズ(R、D 、
 Chambers、 Fluorine in’19
75)  Kヨルト、 ヘルフルオロアルキル・エステ
ルとの反応は極めて清らかである。そnは室温において
も発熱反応であって80℃への短時間の加熱に!つて完
Tする。いずnの場合にも・その反応は本発明の実施に
必要な前条件を構成しない〇事実、Cq FtsCOO
HまたはC(I F+@ C0C)HとZ−6020■
とのアミドシラン反応生成物が反応物をキシレン中で環
流させることによって生成されたとき、それは試みた普
通の全ての溶媒に不溶性の粘性油であって5本発明に従
って使用できないことがわかった。反対に、水中におけ
るこれらフルオロアルキル酸とZ−6020■の等モル
の分散系は約1年間安定であり、かかる塩の形で本発明
の範囲内の水を主成分とした重合体または樹脂を改質す
るために使用できることがわかった。もちろん。
反応は本発明の樹脂の後続の乾燥および/または硬化中
にアミンオルガノシランとペルフルオロアルキル酸との
間に生じうろことが認めら詐る。
重合体または樹脂における変性成分の溶解度/非溶解度
の臨界平衡は1重合体または樹脂の他の優れた性質を保
ちながら必要な表面の疎水性お【び疎油性を与えるため
に必要である。この結果は特定のフッ素化有機化合物、
アミノオルガノシランおよび増量用重合体または樹脂が
特定の割合で混合さnるときだけに達成される。変性成
分の特定の望ましい組成および割合は本発明の範囲内に
おいて個々の重合体または樹脂に対して決定された。そ
nそ扛の場合に、アミンオルガノシランにおける第一お
よび第二アミン全体に対する逼フッ素化有機化合物の好
適なモル比は、本発明の範囲内で1:1〜1:5の範囲
が可能であるけnども。
1:2であることがわかった。樹脂固体分を基準にして
、アミンオルガノシランと過フッ素化有機化合物の合計
量の約α1〜約10重量%、望ましくは約1〜約2重量
%が有効である。
「コロイド無機物を主成分としたシロキサン樹脂」と呼
ばnる材料の種類はアルコール−水の媒質中のコロイド
・シリカと水酸基化シルセスキオキサンの酸性分散系か
らなる。さらに詳しくは。
これらの顔料を含まない水性塗料組成物は式R31(O
H)a  k有するシラノールの部分縮合物の低級脂肪
族アルコール−水溶液におけるコロイド・シリカの分散
液からなる。Rは炭素原子1〜3のアルキル基、ビニル
基、5.3.5−ト+)フルオロプロピル基、r−グリ
シドオキシプロビル基およびr−メタクリルオキシプロ
ピル基からなる群から選ぶ。シラノールの少なくとも7
0重量%はcHxst(oH)xである。それらの組成
物は10〜50重量%の固体分を含み、10〜70重量
%のコロイド・シリカと50〜90重量%の部分縮合物
からなる。最後に、七nらの組成物は3.0〜6.0の
範囲内のpHt与えるのに十分な酸を含む。こnら組成
物の詳細な説明および調製法は米国特許第4.027.
075号に開示さnている。
こnらの樹脂は特にプラスチック基材用の透明または着
色保護塗料として極めて有用であることがわかった、そ
してそれらは1例えばスペクタクル(めがね)のような
光学要素に硬い耐摩耗性表面を与える。こnらの樹脂懸
濁液から得た塗料は多分モノオルガノシルセスキオキサ
ンのために多小疎水性であるけれども、そらに疎油性き
得るためには本発明による改良が望ましい。かかる改良
はほこりやごみのピックアップ、汚染またはよごnに関
係した用途における塗料の効用を高めるであろう。例え
ば、プラスチック・ウィンドシールド、電気製品用保護
塗料1M気絶縁体および太陽光IFJ−1=ジュール用
カッ(−・プレート等がある。
コロイド状無機物を主成分としたシロキサン樹脂懸濁液
の改良は望ましいフルオルアルキル酸類またはエステル
類とアミノオルガノシランの添加で達成さnた。塗料は
典型的にガラスまたはプラスチックの下地に150℃X
約15分で硬化する。
本発明の利点の1つは液種下地が水中に長期間浸漬した
後でも疎油性表面特性を保持することである。アミンオ
ルガノシラン成分ヲ紹放物から故意に省くと、疎油性の
保持は低下することが観察さnる。その上、アミンオル
ガノシラン成分が無いと、ガラス・スライド上の塗料は
島状に縮むので。
懸濁液が塗工前に透明であっても均一な表面被覆が得ら
れない。本発明の範囲内の組成物は全て非改良樹脂の硬
い耐摩耗性表面特性を保持する均一な硬化被膜をもたら
す。
ポリ(ジアルキルシロキサン)モノオルガノ置換シルセ
スキオキサン・ブロック共重合体(以下「ブロック共重
合体」と記す)は1例えばアルコキシ官能性を介して室
温硬化性である。そ扛らのブロック共重合体はポリ(ジ
オルガノシロキサン)およびモノオルガノシルセスキオ
キサン単位からなる。ブロック共重合体はアルコキシ官
能性で封鎖さn、一般にトルエンまたはキシレン溶液か
ら付加さnる。こnらのブロック共重合体は電子産業に
おける部品の接合部のコーティングおよびカプセル封じ
用に有効に使用することができる。
それらは、空気支持構造物、温室および半回の建築テン
ト(例えば、ショッピング・センター用)のような用途
のガラス布のコーティングにも利用できる。後者の用途
は、風に運は詐る汚染からの材料の比較的に少いほこシ
やごみのピックアップという利点を有し;これは屋外で
の長期露出後の光透過および好ましい美しさを保たせる
。そnでも、耐汚n性は1例えばテフロンよシは劣る。
そして前記並びに他の用途に対する改善は望ましい。
ブロック共重合体およびそれらの調製法の詳細な説明は
米国特許第5,659.155号、第5,629.22
g号および第14.508. g +1! 7号に見ら
れる。
ガラス・スライド上に水分硬化された優れた疎油性およ
び疎水性塗料は、アミノオルガノシランと共にペルフル
オロアルキル酸をポリ(ジメチルシロキサン)70モル
%とフェニルシルセスキオキサン単位からな9メチルジ
メトキシシロキサン末端ブロツクで封鎖されたブロック
共重合体中に混合することによって得られる。この改良
の付随する成果は塗料のカラス表面への接着度の著しい
向上である。ブロック共重合体のブロックの他あ割合も
用いることができ、ポリ(ジオルガノシロキサン)約l
IO〜約75モル%の範囲は本発明の範囲内にある。ポ
リ(ジオルガノシロキサン)ブロックはフェニルメチル
シロキサン、メチルビニルシロキサンおよびジエチルシ
ロキサンの重合体も含みうる。シルセスキオキサン・ブ
ロックはさらにトリル、キシリル、プロピル、メチル、
ビニルまたはエチル置換シルセスキオキサン類からなり
うる。他のシロキサン末端封鎖(キャッピング)単位は
エチルジメトキシ、メチルジェトキシ・メチルエトキシ
メトキシ、プロピルジメトキシ・ブチルジメトキシおよ
びフェニルジメトキシからなりうる。
アクリル重合体は技術的に周知である。これらは1例え
ばメチルメタクリル酸塩のようなアクリルエステル単量
体の重合によって生成される。アクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、アクリロニトリルおよびスチレンのよう
な他の単量体との共重体も報告されている。これらの重
合体および共重合体は調製および処理法に依存して熱可
塑性または熱硬化性である。さらに、これらの重合体お
よび共重合体は塊状プラスチック、溶液および分散物(
例えば5ラテツクス)の形で仰られている。
前記のシロキサン・ブロック共重合体のように。
熱硬化性アクリル共重合体ラテックスから得られた硬化
フィルムは疎水性であるが疎油性ではない。
疎油性は1本発明に従ってかかるアクリルラテックスと
過フッ素化化合物およびアミノオルガノシランとを混合
することによって容易に与えられる。
それらの材料は1表面の性質を評価する前に、・ラスチ
ック基体上で典型的に80℃で約2時間硬イヒされた。
一般に、ここで用いる用語「熱硬化性ポリアクリレート
」は橋かけ結合をするために相互間で反応することがで
きる反応性官能基を有するアク1」ル重合体または共重
合体を含む。これらの材料は。
例えば米国特許第4.555.965号に開示されてい
る。用語「熱硬化性ポリアクリレート」は、官能基と反
応して橋かけ結合をする適当な橋かけ剤が付加されてい
る反応性官能基を有するアクIJ Jし重合体または共
重合体も含む。用語「熱硬化性ポリアクリレート」は、
さらに橋かけ結合性5反応性官能基を含有する2つ以上
の重合体の混合体も含む。これらの重合体は反応性、橋
かけ結合性官能基を有するアクリル重合体または共重合
体であるか、または重合体の少なくとも1つが反応性官
能基金有するアクリル重合体か又は共重合体であり、他
の重゛合体または共重合体は、アクリル官能基と反応し
て橋かけ結合の結果として熱硬化生成物を提供すること
ができる官能基を有する1種または1種以上の周知重合
体である。
熱硬化性アクリル重合体のファウンデーションであるア
クリル共重合体における必要な官能基は・重合体連鎖に
必要な反応性官能基を供給する単量体を共重合体に用い
ることによって提供される・一般に、この共重合性官能
基を供給する単量体は少量、すなわち約25重量%以下
、典型的には重合される単量体塊の約1〜20%程度の
量で存在する。これらの官能基供給用単量体の例として
は、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル。
アリル・グリシジル・エーテル、メタクリル酸ジメチル
アミノエチル、ビニルピリジン、第三ブチル−アミノエ
チル−メタクリレイト、無水マレイン酸、無水イタコン
酸、 アリルアルコール、ポリオールのモノアリルエス
テル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒ
ドロキシプロピル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、ア
クリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアク
リルアミド、N−(インブトキシメチル)アクリルアミ
ド、ビニルイソシアナート、アリルイソシアナート、等
がある。一般に、官能基金供給する単量体と共に重合さ
れる他の単量体は、約75〜約99部、さらに典型的に
は約80〜約97部の範囲内の量の低級(C+”Ca)
アルキル、アクリル酸エステルまたはそれらの混合体、
例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸エチル、またはそれらの混合
体である。
■ びAcrysol  WS −12(米国、ペンシルバ
ニア州フィラデルフィアにあるRohm and Ha
as社製品:の水分散系である。これらは、一般に次の
形のメラミン樹脂架橋結合体と共に使用される熱硬化性
アクリル共重合体として記載されている:これら樹脂の
硬化は1例えば次のようにアクリル共重合体上の官能性
ペンダントラ介して行われる:CH3QCI(、CH,
0CR3 (アクリル共重合体) + CT(30H前記のラテッ
クスの外に、 Rohm and Haas社製■ 品のAcryloid  AT−51のような溶媒を生
成分としたアクリル共重合体が同じく過フッ素化化合物
およびアミンオルガノシランの混合物の添加で改良する
ことができた。前記アクリルラテックスのように硬化さ
れたかかる組成物からのフィルムは透明であって、ポリ
カーボネートおよびポリ(メチルメタクリレイト)の下
地に良く付着した。
過フッ素化化合物とアミノオルガノシランの混合体で最
初に改質されたある種の重合体ラテックスで処理された
織物に優れた疎油性が与えられた。
疎水性の織物を提供したラテックスはアクリル。
エチレン−ビニル・アセテート(EVA)およびAC−
255(前記Rohm and HaaS社農品)であ
る。EVAは熱可塑性重合体であって、高圧下でエチレ
ンと不規則に共重合したビニル・アセテ1 g 75 
(Rsinchhold Chemicals社、米国
、プラウエア州、ドウバー)である、SB共重合体も周
知のものであって、ブタジェンとスチレンとの不規則共
重合体である。このラテックス型の例はD L 233
 (Dow Chemica1社、米国ミシガン州、ミ
ツドランド)である。これらの改質ラテックス組成物は
木綿、羊毛、ポリエステル、ナイロン5ダクロン、ガラ
スまたそれらの種々の混合物のような天然または合成織
物に塗布することができる。
織物類は前記の組成物で処理して乾燥したとき比較的非
汚染性である。65155ポリエステル/木綿織物の典
型的な乾燥す・イクルは、その処理が全固体分15%の
改質ラテックスに浸漬する場合に90℃で約50分が望
ましい。
ポリウレタン・ラテックス(例えば、 Spencer
Kellog Division of Textro
n社(米国ニューヨーク州、バッファロー)製の乳化熱
可塑性ポリウレタン)自体は本発明に従って変性しなが
った。そしてとの組成物で処理した織物は中程度の疎水
性および疎油性のみであった。−これはこの発明に必要
な溶解度/非溶解度の正確なバランスの欠除金示す。同
様に、ケトキシム−官能ポリ(ジメチルシロキサン)を
生成分とし、水利アルミナ全光てんした高電圧絶縁体の
被覆に適当な一液型硬化性ゴム組成物の改質の試みは上
質の被膜を保ちなから疎油性表面を得ることはできなか
った。
本発明の塗料組成物は固体または織物下地を塗工するた
めに使用することができる。固体下地(又は基体)は1
例えば金−、ガラス、セラミックまたはプラスチックの
品目を含む。塗工できるプラスチックは1例えばポリカ
ーボネート、ホIJスチレン、ポリ(メチルメタクリレ
イト)およびポリ(塩化ビニル)が含まれる。塗工でき
る金属は鋼、アルミニウム、黄銅2銅、青銅、鉄および
鉛が含まれる。本発明の組成物で処理できる代表的な織
物は木綿、羊毛、ナイロン、レーヨン、酢酸セルロース
、ダクロンおよびガラスを含む。
次の実施例は説明のためのものであって特許請求の範囲
に示されている本発明の限定と解釈すべきでない。組成
物は特にことわらない限シ全て固体金itを基準にした
重量%である。
実施例 1 ペルフルオロアルキル9エステルn、水トラッープを備
えたかくはんフラスコ内で還流下足した時間加熱するこ
とによって対応するカルボン酸および示した共反応物質
から調製した。
A 、 Co F’L9 C00H5,Ll 1Jil
、 CHa CH(OH)CHtOCH320,iおよ
びトルエン25、ogをフラスコ内で混合した。それら
の反応物質は1時間還流された。そして0.2dの水が
トラップ内に回収されて50gの溶液に0.01モルの
エステルを含んだ透明溶液を与えた。
B、C?F111COOH41,’+11、インプロパ
ツール20.01)ルエンIIO,0,9およびトルエ
ンスルホン酸0.1.9 eフラスコ内で混合した。そ
れらの反応成分を4時間還流した。そしてトラップ内に
水性層2 atが回収された。残りの透明溶液は溶液1
00gに0.1モルのエステルを含有した。
C,C,F、5COOH11111オルトギ酸トリメチ
ル20.0 gおよびメタノールqo、ogiフラスコ
内で混合した。それらの反応成分を4時間還流した。ガ
スー液体クロマトグラフィーによる分析は約85%のメ
チルエステルの生成と残り17%の酸を示した。
実施例 2 実施例1Aからの過フッ素化エステルをメタノール溶液
(50%)中でN−β−アミノエチル−r−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン(DoW■ CorningのZ−6020)と等モルi:(すなわ
ち、シラン中の第一および第二アミン基全体に対スる過
フッ累化エステルのモル比1:2)で混合した。この溶
液を次に第1表の第1欄に示したように8にの量でコロ
イド無機物を主成分としたシワキサン樹脂懸濁液に添加
した。その調製法および全部の記載は米国特許第14.
027.075号の実施例1に開示されている。
改質された樹脂混合物はガラス、ポリメチルメタクリレ
イトおよびポリカーボネートの下地の薄膜ヲへらコーテ
ィングするために使用した。それらの塗被膜は空気炉内
で150℃において15分間硬化した。硬化膜は光学的
に透明であって非改質樹脂膜の嘗ましい耐摩耗性を保持
した。すなわちそれらはA OOOOのスチール・ウー
ル(鋼線)によって引っかくことができなかった。塗料
の疎水性/疎油性を評価するために、半定量的試験によ
って硬化表面に水または低分子量の液体炭化水素の均一
液滴を付加して液滴の直径を測定した。
この直径は液体−下地の界面の接触角に逆比例する。従
ってぬれ性の逆を示す、すなわち表面が塗布した液体に
よってぬれないときは小直径の液滴となり、液体が表面
をぬらすときは大きな液滴または液の展着が見られる。
第1表は、試験表面の疎水性の試験のために水を使用す
ると共に疎油性を測定するために5つの一連の炭化水素
流体、Cフ〜CI6を使用した観察結果をまとめて示す
。0.4%と少量の過フッ素化エステルーアミノシラン
混合物の効果は検出できたけれども、約2%の該混合物
での改質が望ましかった。一方該混合物の含量を2%以
上に増大してもこの試験における著しい利点は得られな
かった。比較のために、ラウリン酸とN−β−アミノエ
チル−r−アミノプロピルトリメトキシシランとのアミ
ド反応生成物2%をその樹脂懸濁液に混合し、ガラス上
で試験した所、非改質樹脂塗料と比較して疎水性/疎油
性に関して著しい改善は得られなかつ念。
実施例 う 過フッ素化酸F7 Ft5COOT(+!: Cg F
l、 CooH,並びにそれぞれのメチルエステル’5
Dow Corning■ Z−6020、N−β−アミノエfルーf−アミノプロ
ピルトリメトキシシランとを実施例2におけるように等
モル比で混合した。これらの混合物を固体分を基準にし
て1および2%の水準で実施例2のコロイド状無機物を
主成分としたシロキサン樹脂懸濁液に添加した。各組成
物の塗料を全て実施例2に従ってガラスに塗布し、硬化
して試験した。
第π表は、これらの水準において、ペルフルオロアルキ
ル酸類およびエステルが改質された樹脂表面に対する疎
水性および疎油性の付与の点において本質的に同等でお
9.2%の改質性混合物を含有する組成物がわずかに望
ましいことを示す。
最後の5つの欄は被膜を室温の水に1時間浸漬後  “
に行った測定値を示すと共に、改質表面の相対的永続性
を示す。C,Ft、 C00TTのみ(すなわち、■ Z−6020を含まない)で改質された樹脂は質に比較
して耐久性が低下した。その上、フルオロアルキル酸改
質の樹脂懸濁液は透明性を保持したけれども、ガラス上
のこれら組成物のフィルムは島状に収縮して均一な被覆
を妨げた。これは。
アミンオルガノシロキサ成分がないと、フルオロアルキ
ル酸はコロイド状無機物を主成分としたシロキサン樹脂
と余りにも非混和性であることを示す。実施例1におけ
るように、アミドはアミノ−シランとラウリン酸から生
成した:この組成物は、樹脂を2%レベルで改質したと
き、疎水性であるが非疎油性の被覆となった。
実施例 ヰ 実施例2およびうで使用したコロイド状無機物を主成分
としたシロキサン樹脂ic、 F、、 C0OHおよび
N−β−アミノエチル−1−アミノプロピルトリメトキ
シシランと混合した(後者の2成分は実施例5のように
1=1のモル比に保った)。
それら成分の混合順序は、樹脂固体分に基いて全改質レ
ベルが2%に保持されるように変えた。被改質樹脂混合
物はポリカーボネート・シート上に塗工してそれぞれ1
00℃で50分間硬化させた。
第m表は前記2つの実施例と同じ形式によるこれら混合
物の液滴直径の結果を示す。これらの結果を示す。これ
らの結果は、樹脂、過フッ素化酸およびN−β−アミノ
エチル−7−アミノプロピルトリメトキシシランの混合
順序に比較的敏感でないことがわかる(後者の2成分の
混合物の樹脂へ゛ の添加が望ましいけれども)。
第   m   表 C? FtsCOOHおよびN−β−アミノエチ/l、
−7−アミツプロピルトリメトキシシランによるコロイ
ド状無機物質を主成分としたシラン樹脂ノ改質:混合順
序の影響(表示の液滴直径は龍)添加頂片    H,
Oへ綱ザシデカン5ブタン iPA実施例 5 米国特許第4.50 a 8 g 7号の実施例1に開
示された方法に従って、室温の加硫性ブロック共重合体
(lブロック当シ約55のシロキサン単位を有するポリ
ジメチルシロキサン70モル%とメチルジメトキシシロ
キシシロキシ単位で末端封鎖したフェニル・シルセスキ
オキサン50モル%)のトルエン溶液(70%固体分)
を調製した。ポリ(ジメチルシロキサン)ブロックをフ
ェニル・シルセスキオキサン・ブロックに結合させるた
めに使用した触媒を全樹脂固体分を基準にしてカプリル
酸鉄Q、 OO26%と濃塩酸0.011f%との混合
体に変えた。これらのブロック共重合体溶液は実施例つ
で説明したフルオロアルキル酸(又はエステル)アミン
オルガノシランの混合物1%で変性された。それらの溶
液を顕微鏡のガラス・スライド上に塗って、大気中で水
分硬化させた。
第N表は、実施例2で説明したように5種類の改質フィ
ルムと非改質の対照ブロック共重合体表面の水および炭
化水素液滴直径との比較結果を示す。対照品は疎水性表
面のみを示したが、改質フィルムは全て疎水性および疎
油性であった。その上、改質組成物ではガラス・スライ
ドへの塗料の付着が著しく改善された。
第   V   表 ペルフルオロアルキル酸/アミノオルガノシランおよび
ペルフルオロアルキルエステル/アミノオルガノシラン
混合物によるポリ(ジメチルシロキサン)−フェニルシ
ルセスキオキサン拳フロック共重合体の改質(液滴の直
径は■) な  し       5101038   極め℃伽
1%シラン/ C@FI@C0OH6u 456良 b C11l−ヘキサデカン  1−PA=イソプロパツー
ルC,o=デカン 実施例 6 本例は比較のだめのものであって、本発明の範囲外であ
る。
約10. OOOc pの粘度を有するケトキシム官能
性ポリジメチルシロキサン流体のナフトール酒精分散系
(78%固体分)、約110%の水利アルミナ充てん剤
および有機スズ硬化触媒(0,25%ジブチル・スズ・
ジー2−エチルへキノエイト)からなり、アーク・トラ
ッキングを防止するために高電圧絶縁体用に適する一液
型、硬化性、軟質。
シリコーン・ゴム塗料を、実施例5におけるようにN−
β−アミノエチル−r−アミノプロピル−トリメトキシ
シランとC,島。C0OHの等モル混合物で改質した。
ガラス・スライドに塗布したとき、・混合物1%を含む
シリコーン・ゴム塗料は著しく収縮して。
非混和性小滴のあばた表面となった。混合物0.05%
のみの添加は均一な硬化フィルムをもたらしたが、非改
質対照塗料と比較して表面の疎水性または疎油性の変化
は検出されなかった。これらの結果を第7表に要約する
第   V   表 C,F、、C0OH/アミノオルガノシラン混合物によ
る軟質シリコーン・ゴム塗料組成物の改質(液滴の直径
は、、) 液滴の直径 %混合物  H2OC+aHj4CtoHs*  Cy
Ht+なし   5   9   10  12o、o
5   5   9    9  12LO*5   
7    6   9 ”まだら二表面品質不良 実施例 7 シラン改質架橋剤は、米国特許第4.251,910号
に従ってr−グリシドオキシプロピルトリメト■ キシシラン(Dow Corning Z−601N)
  ) 5部と。
メチロール−官能性メラミン樹脂(CYMEL” 37
0 。
American Cyanamide米国ニューシャ
ー米国ニューシャーシラ部とを混合することによって調
製した。この混合物50部と、前もってlO%固体固体
金沢された市販の5種類の熱硬化性アクリル樹脂の水分
散系の各々100部(固体分を基準)ト混合した。本例
に用いた樹脂は以下に説明する。
Rhoplex”AC−868は、竹林含量50%、p
aag(パックのままの状態で)、乾燥密度0. OL
 3211/d(0,1099gals/Atb)’i
有し、架橋剤を含まない熱硬化性アクリル・エマルジョ
ンである。
Rh・、1・・■AC−6014は、自己含有架橋剤を
有し。
全固体含量1i6%、1)Hlo、O(パックのままで
)。
乾燥密度0.01211 / cdl (0,l O1
gals/7b)を有する熱硬化性アクリル・エマルジ
ョンである。
■ Acrysol  W S −12は全固体含量50 
%、 pH8,2(パックのままの状態で)、乾燥密度
Q、01259 / all (0,105gals/
Jb) f有する=roイド分散系であって、空気乾燥
(供給状態のまま)または焼付は塗料(メラミン樹脂で
架橋)用に推薦される。
アクリル横腹とシラン改質架橋剤の前記混合物の各々に
、メタノール中10%溶液の形でN−β−アミノエチル
−r−アミノプロピルトリメトキシシラン(Z−602
0)とCoFtgCOOHと等モル混合物2%(固体分
を基準)全添加した◎これらの分散系をポリカーボネー
トのシート上に塗り、80℃で2時間硬化して、前記実
施例のようにぬれ性を試験した。それらのフィルムは全
て光学的に透明であった。
液滴直径の測定結果を示す第■表は、これらの場合にお
ける疎水性表面を示すが、得られた疎油性の度合は実施
例2のコロイド状無機物を主成分としたシロキサン樹脂
と比較して若干劣った。これは、混合物の組成、改質水
準および最終の表面特性間の臨界関係の証拠をさらに与
える。
第   ■   表 ホリヵーポネート基体上の改質アクリル重合体のぬれ性 *S=展着 は溶媒をペースにしだ熱硬化性アクリル樹脂として記載
されていて、78%キシレン/22%ブタノール溶液中
に全固体含量50%を含み、 L070〜2.265 
CI)!3の範囲の粘度を有する。その樹脂は水酸基官
能性を有し、自己含有メラミン架橋剤を介して硬化する
ようになっている0この樹脂はCH3CH(OH)CH
200Hi (Dow Checoica1社製品■ のDoWano l PM )でlO%固体固体金釈し
、それにN−β−アミノエチル−7−7ミノプロビルト
リメトキシシランとC,Hl、C0OHの等モル混合物
1%を実施例うにおけるように添加した。この混合体を
ポリカーボネートおよびポリメチルメタクリレイトのシ
ート上に塗り、乾燥そして80℃で2時間硬化させた;
得られたフィルムは光学的に透明でポリカーボネートの
下地に良く付着した。
フルオロアルキル酸とアミンオルガノシランの両方を含
む組成物は優れた疎水性および疎油性の表面を与えfc
(第1表参照)。フルオロアルキル酸のみを含有する類
但組成物はぎりぎシに疎水性(第1表)であった、そし
てポリカーボネート・シート上で硬化した塗膜を試験し
たとき疎油性ではなかった。
第   ■   表 改fi7クリル・フィルムのぬれ性 C@Fs。C0OH,ンラ4t@mΩ  7    1
2    S    Sポリ(メチルメタクリレイト)
遍a−hcワイルム実施例 9 C7FIllCOOHとN−β−アミノエチル−7−ア
ミノプロピルトリメトキシシランの等モル混合物を実施
例5におけるように4種類の市販熱可墾性−有機重合体
ラテックス(ラテックスの固体分音基準にしてそれぞれ
6%)に添加した。得られた混合体を全固体含量15%
になるように水で希釈して、65155ポリエステル/
木綿織物試料を浸漬することによって含浸するのに使用
した、該試料は続いて空気炉内で90℃において30分
間乾燥した。
本例に使用した重合体は前に説明したが、さらに次の通
シである: ■ 5pensol  は5pencer Kellog 
Division口f’fgztrOQ  社(米国、
ニューヨーク州、バッファロー)によって供給された熱
可塑性ポリウレタン・エマルジョンである。アクリル・
ラテックスRhople工■AC−235はRohm 
&  Baas 社製の熱可塑性アクリル共重合体エマ
ルジョンである。
■ ELVACE −1875はRe1chhold Ch
emica1g社製のエチレン−ビニルアセテ−)(E
VA)共重合体ラテックスである。それは固体含量55
%、pH4,5そして密度LOG#/iを有する高エチ
レン含量のEVA共重合体水ベース・エマルジョンとし
て記載されている。
DoW Chemica1社製のスチレン−ブタジェン
(ss)oLz>sは固体含量50%、pH6,0゜粒
径1600〜1900Aおよび粘度300 CLps 
   。
以下を有する水をベースにしたカルボキシル化スチレン
−ブタジェン共重合体エマルジョンである。
上記ラテックスで処理した織物をはっ水性およびはつア
ルコール(2−Bエタノール)性に関しテ定量的に評価
した。これは処理した織物試料による各液体の相対的吸
収の観察も含んだ。さらに。
はっ油性はAATCC(American As5oc
iation ofTextile Chemists
 and Co1orists)の標準試験法11g−
1972に従って測定した。要約すると、この方法は表
面張力が増大する一連の炭化水素油のいずれが織物を湿
らすかを測定することによって織物のはつ油性を評価す
る。そして8の評価は最高のはつ油性を示す。この試験
はAATCCの便覧、第tag巻(1972版)に完全
に記載されている。第1表に要約したはつ水性およびは
つ油性の試験結果は、改質したアクリル、エチレン−ビ
ニルアセテートおよびスチレン−ブタジェンラテックス
が処理剤として使用され友とき織物に優れた疎油性が与
えられたことを示している。被改質ポリウレタン・ラテ
ックスは優れたはつ水性およびはつ油性を与えなかった
。そして本例においては比較のためだけに含まれている
第   ■   表 被改質重合体ラテックスで処理したポリエステル/木綿
織物のはつ水性、はつアルコール性及びはつ油性 実施例 10 2つのペルフルオロアルキル酸tr−アミノプロピル・
トリエトキシシランおよびビス−トリメトキシシリルプ
ロピル−テトラエチレンペンタミン(後者は米国特許第
4.414111.6914号における実施例2に従っ
て展進した)と混合した。それぞれの混合物は全固体含
量が2%になるように水で希釈した。この分散液は浸漬
によって65木綿/35ポリエステルの処理するために
使用した。被処理試料は80℃で5分間乾燥した。そし
て実施例9の方法に従ってはつ水性、はつアルコール性
およびはつ油性の評価を行った。被処理織物は評価が良
〜優秀のはつ油性およびはつ水が得られた(第■表)。
第■表の混合物を実施例9のアクリル、エチレン−ビニ
ルアセテートおよびスチレン−ブタジェンゴム・ラテッ
クスとラテックスの固体分音基準にして6%で混合し、
実施例gに記載したように織物の処理に使用するならば
、はつ油性において同様の改善が得られると考えられる

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(a)コロイド状無機物を主成分とするシロキサン
    樹脂、ポリ(ジアルキルシロキサン)−モノオルガノ置
    換シルセスキオキサン・ブロック重合体、アクリル重合
    体および共重合体、エチレン−ビニルアセテート・ラテ
    ックスおよびスチレン−ブタジエン・ラテックスからな
    る群から選んだ樹脂; (b)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中のRは水素、炭素原子1〜4のアルキル、または
    ▲数式、化学式、表等があります▼からなる群から選 ぶ、Rは炭素原子2〜4のアルキル基、Rは水素または
    炭素原子1〜4のアルキル、Rは炭素原子3〜4のアル
    キレン基、R^5およびR^6はそれぞれ炭素原子1〜
    4のアルキル基、nは0〜4そしてmは0または1であ
    る) を有するアミノオルガノシラン;および (c)一般式R_fY (式中のR_fは炭素原子4〜18のペルフルオロアル
    キル基であり、Yは−COOH、−COORからなる群
    から選ぶ、ここでRは炭素原子1〜8のアルキル、アル
    コキシアルキルまたはヒドロキシアルキルである) を有する過フッ素化有機化合物、 からなり;前記アミノオルガノシランと過フッ素化有機
    化合物の組合せ量は前記樹脂の約0.1〜約10重量%
    からなり、アミノオルガノシランの第一および第二アミ
    ン基の和に対する過フッ素化有機化合物のモル比が約0
    .33〜1.0に固定されることを特徴とするはつ油性
    およびはつ水性塗料組成物。
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