JPS6238394B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6238394B2
JPS6238394B2 JP55020649A JP2064980A JPS6238394B2 JP S6238394 B2 JPS6238394 B2 JP S6238394B2 JP 55020649 A JP55020649 A JP 55020649A JP 2064980 A JP2064980 A JP 2064980A JP S6238394 B2 JPS6238394 B2 JP S6238394B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silane
aluminum flakes
flakes
acrylate
methacrylate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55020649A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS56118464A (en
Inventor
Roorensu Taanaa Robaato
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EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
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Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Priority to JP2064980A priority Critical patent/JPS56118464A/en
Publication of JPS56118464A publication Critical patent/JPS56118464A/en
Publication of JPS6238394B2 publication Critical patent/JPS6238394B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳现な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はコヌテむング組成物、そしお特に詳し
くはアルミニりムフレヌクを含有するコヌテむン
グ組成物に関する。 有機溶媒を䜿甚する通垞の塗料ペむントに
より生ぜしめられる汚染の問題は自動車およびト
ラツク補造業のような補造業をしお (1) 也燥粉末コヌテむング組成物、 (2) 有機溶媒を小量でのみ含有する氎ベヌスコヌ
テむング組成物、たたは (3) 高固䜓分コヌテむング組成物、すなわち存圚
するにしおも非垞に少量の液䜓担䜓しか含有し
ない組成物に転換するこずを䜙儀なくしおい
る。 アルミニりムフレヌクを通垞の溶媒ベヌスコヌ
テむング組成物䞭で䜿甚するず䟋倖的にグラマヌ
な倖芳を有する高品質フむニツシナ仕䞊げが
埗られる。「グラマヌ」なる語はコヌテむング技
術ではコヌテむングした基質から反射される光の
匷床をそれを芳察する角床によ぀お顕著に倉動さ
せそしおたたコヌテむングにきらめきおよびある
深さの幻芚を䞎えるような金属性顔料添加コヌテ
むングの性質を意味しお䜿甚されおいる。しかし
ながら暙準的な、すなわち未凊理アルミニりムフ
レヌクは也燥粉末および高固䜓分コヌテむング組
成物䞭では劣぀たグラマヌな倖芳しか䞎えず、そ
しお氎ベヌスコヌテむング組成物䞭では䞍安定で
ある。 暙準アルミニりムフレヌクを也燥粉末コヌテむ
ング組成物に加えた堎合補造されたコヌテむング
の倖芳は通垞劣぀たものであり、そしお効率の悪
い混合の故に霜降り様効果を瀺す。曎に、也燥粉
末および高固䜓分コヌテむング組成物の䞡方にお
いおすべおの非共存性物質は衚面に浮き䞊がる。
このこずはグラマヌ効果を枛少させる。フレヌク
が適正に配列されおいないこれらコヌテむング䞭
においおは、フレヌクはたたコヌテむングの衚面
にもれおくる。 氎ベヌスコヌテむング組成物においおは、暙準
アルミニりムフレヌクは組成物䞭の氎ず反応しお
特に高枩においおは氎玠ガスを生成し安党性の問
題を生ぜしめ、そしおたた氎ベヌスコヌテむング
組成物䞭で沈降しお硬質ケヌキを圢成する傟向が
ある。 本発明の改善されたコヌテむング組成物は圓技
術分野のこうした前蚘の問題を解決する。 本発明によれば、アルミニりムフレヌク含有コ
ヌテむング組成物の改善が提䟛されるものであ
り、而しおこの改善はコヌテむング組成物䞭にフ
レヌクを入れる前にアルミニりムフレヌクをモノ
゚チレン性䞍飜和シランで被芆しそしおこのシラ
ン被芆されたフレヌクを官胜基を有するアクリル
単量䜓ず反応させおフレヌク䞊にアクリル重合䜓
のトツプコヌトを生成させるこずを包含しおい
る。 本発明の改善されたコヌテむング組成物は凊理
されたアルミニりムフレヌクを利甚する。このア
ルミニりムフレヌクの凊理は、 (1) フレヌクをコヌテむングし、 (2) フレヌクたたはその䞍玔物ず組成物䞭の残䜙
の成分ずの間の望たしくない反応を阻止し、 (3) フレヌクの衚面から非共存性物質を陀去し、
そしお (4) 衚面䞊にコヌテむング組成物䞭に䜿甚される
重合䜓ず反応しうる有機官胜基を有するアクリ
ルトツプコヌトをフレヌク䞊に提䟛する こずである。この凊理は前蚘のすべおの問題を
解決しそしお優れた倖芳を有するコヌテむングを
生成させる。 アルミニりムフレヌク含有コヌテむング組成物
は圓技術分野では、米囜特蚱第3998768号および
同第3839254号各明现曞そしお米囜特蚱出願第
632195号1967幎月20日同第302858号1972
幎11月日および同第285590号1972幎月
日各明现曞に瀺されるように呚知である。 これらのコヌテむング組成物は通垞のコヌテむ
ング技術䟋えばコヌテむング組成物を基質䞊にス
プレヌ、刷毛塗り、流れコヌテむング、浞挬塗垃
たたぱレクトロコヌテむングする技術により基
質に適甚される。䟋えば基質は䞋塗り凊理したか
たたは䞋塗り凊理されおいない金属、ガラス、プ
ラスチツクたたは繊維補匷プラスチツクでありう
る。プラスチツクは䟋えばポリスチレン、スチレ
ン共重合䜓、ポリプロピレンその他である。これ
らコヌテむング組成物は自動車たたはトラツク本
䜓の倖郚フむニツシナずしお䜿甚するに特に適し
おいる。 本発明に有甚なアルミニりムフレヌクは也燥粒
子ずしおでありうるしたたはアルミニりム粒子を
有機溶媒䞭に分散されたペヌストずしおでありう
る。通垞アルミニりムフレヌクはペヌストにな぀
おいる。その理由はそれがその圢態で最も容易に
垂堎的に入手されるからである。ペヌスト党重量
に察するアルミニりムフレヌクの重量は通垞30
〜80である。 アルミニりムフレヌク自䜓は䞀般にその圢状が
扁平でありそしお玄10Ό以䞊の平均最倧寞法長さ
を有しおいる。通垞粒子は玄20〜50Όの最倧寞法
を有しおおり、そしおある粒子は長さ〜Ό皋
床の小さいものである。20〜50Όの平均最倧寞法
を有する原料フレヌク粒子を䜿甚するこずが奜た
しいけれども、長さ100Όたでのより倧なる粒子
を䜿甚するこずができる。しかしより倧なるフレ
ヌク粒子はコヌテむングの衚面歪みの問題を生じ
うる。䞀般に、所望の倖芳効果を䞎えるに必芁な
フレヌク粒子の量は、フレヌクの密床およびその
圢状に䟝存する。重芁な構造的因子は長さ察厚さ
の比瞊暪比である。䞀般に瞊暪比における増
倧は、同䞀倖芳を埗るためのフレヌク濃床を枛少
させる結果ずなる。アルミニりムフレヌクは通垞
也燥粉末たたは高固䜓分コヌテむング組成物䞭に
はコヌテむング組成物の玄0.05〜10重量そしお
奜たしくは玄0.1〜重量の濃床の範囲で存圚
する。通垞のそしお氎性のコヌテむング組成物に
察しおはフレヌク濃床は通垞0.1〜の範囲で
ある。 アルミニりムフレヌクの凊理に䜿甚されるモノ
゚チレン性䞍飜和シランは匏RSiX3匏䞭は熱
的および加氎分解的に安定な状態で硅玠原子に結
合したモノ゚チレン性䞍飜和基であり、そしお
は加氎分解しうる基であるを有しおいる。基
はアルキル鎖によ぀お硅玠原子から分離されたも
のでありうる。 シランは垌薄液䜓溶液すなわち玄0.2〜5.0重量
のシランを含有する溶液によりアルミニりムフ
レヌク衚面に適甚する。溶液䞭のシランの溶解床
および安定性は重芁な考慮点ずなる。その理由
は、シランは皮々の異぀た化孊分子を衚わしおい
るからであり溶解床もたた異぀おいるこずが予想
される。 次蚘はシランに関する䞀般的蚘茉である。 (1) シランの加氎分解速床を決定する因子のうち
では、溶液PHが䞀般に最も匷い。ほずんどのシ
ランに察しおは最倧加氎分解速床は〜のPH
で達成される。あるシランは加氎分解副生成物
の圢でそれ自䜓觊媒を担持しおいる。 (2) 時間がた぀ずすべおの氎性シラン溶液はホモ
重合䜓の平衡氎準に達するシリコン官胜基に
より䞀緒に反応しおシラン単量䜓はシロキサン
重合䜓を圢成する。 次の条件すなわち (a) PH䞀般に〜の範囲が最倧単量䜓含量に
察しお奜たしいおよび (b) シラン濃床 がこの平衡に圱響する。これらホモ重合䜓のある
ものはその重合床が䞊昇するに぀れお速やかに氎
溶性を倱なう。䞍溶性である匱い重合䜓状ゲルが
生成しうる。そのカツプリング官胜性保存するた
めには䞀般にシランを単量䜓たたは二量䜓ずしお
保持するこずが望たしい。 アルミニりムフレヌクの凊理に䜿甚される奜た
しいシランは次のものである。 (1) ビニルトリメトキシシラン CH2CHSiOCH33 (2) ビニルトリクロロシラン CH2CHSiCL3 (3) ビニルトリ゚トキシシラン CH2CHSiOC2H53 (4) ビニルトリスβ−メトキシ゚トキシシラ
ン CH2CHSiOCH2CH2OCH32 (5) γ−メタクリルオキシプロピル−トリメトキ
シシラン 奜たしいシランは前蚘である。 本発明はコヌテむング組成物の倖芳を改善する
ず信じられる。その理由はコヌテむングされたア
ルミニりムフレヌクはアクリルコヌテむング衚面
にアミン、ヒドロキシたたぱポキシの懞垂官胜
基を有しおいるからである。これら懞垂官胜基は
コヌテむング組成物の重合䜓ず反応しうる。 モノ゚チレン性䞍飜和シラン䟋えばγ−メタク
リルオキシプロピル−トリメトキシシランはアル
ミニりムフレヌク衚面に懞垂゚チレン性䞍飜和基
を有するシロキサンコヌテむングを圢成する。ア
クリル単量䜓、開始剀および連鎖移動剀の混合物
をシラン凊理フレヌクに加えお単量䜓をアルミニ
りムフレヌクの衚面で反応させおアクリルコヌテ
むングを生成させるこずができる。単量䜓の皮類
を倉化させお衚面に所望のタむプの反応性基を生
成させうる。 アミン、ヒドロキシたたぱポキシ基を䞎える
アクリル単量䜓ず共に䜿甚しうるアクリル単量䜓
は、アルキル基䞭に〜12個の炭玠原子を含有す
るアルキルアクリレヌトおよびアルキルメタクリ
レヌトである。兞型的アルキルアクリレヌトおよ
びアルキルメタクリレヌトはメチルメタクリレヌ
ト、゚チルメタクリレヌト、プロピルメタクリレ
ヌト、む゜プロピルメタクリレヌト、ブチルメタ
クリレヌト、ペンチルメタクリレヌト、ヘキシル
メタクリレヌト、−゚チルヘキシルメタクリレ
ヌト、ノニルメタクリレヌト、ラりリルメタクリ
レヌト、゚チルアクリレヌト、プロピルアクリレ
ヌト、ブチルアクリレヌト、ペンチルアクリレヌ
ト、ヘキシルアクリレヌト、オクチルアクリレヌ
ト、ノニルアクリレヌト、ラりリルアクリレヌト
その他である。 ヒドロキシル基を䞎える兞型的アクリル単量䜓
は、ヒドロキシアルキルアクリレヌトおよびヒド
ロキシアルキルメタクリレヌト、䟋えばヒドロキ
シ゚チルアクリレヌト、ヒドロキシプロピルアク
リレヌト、ヒドロキシブチルアクリレヌト、ヒド
ロキシ゚チルメタクリレヌト、ヒドロキシプロピ
ルメタクリレヌト、ヒドロキシブチルメタクリレ
ヌトその他である。 グリシゞルアクリレヌトおよびグリシゞルメタ
クリレヌトぱポキシ基を䞎えるアクリル単量䜓
である。 アミン基を䞎える兞型的単量䜓はアルキルアミ
ノアルキルアクリレヌトおよびメタクリレヌト、
䟋えばゞ゚チルアミノ゚チルメタクリレヌト、ゞ
メチルアミノ゚チルメタクリレヌト、ゞ゚チルア
ミノ゚チルアクリレヌト、ゞメチルアミノ゚チル
アクリレヌト、ゞプロピルアミノ゚チルメタクリ
レヌト、メチル゚チルアミノ゚チルメタクリレヌ
ト、ブチルアミノ゚チルメタクリレヌト、第䞉玚
ブチルアミノ゚チルメタクリレヌトその他であ
る。 䞀般に重合開始剀および連鎖移動剀を䜿甚しお
フレヌク䞊にアクリルコヌテむングを生成せしめ
られる。兞型的開始剀はアゟビス−αγ−ゞ
メチルバレロニトリル、ベンゟむルパヌオキサ
むド、第䞉玚ブチルパヌオキシピバレヌト、アゟ
ビスむ゜ブチロニトリルその他である。兞型的連
鎖移動剀䟋えばドデシルメルカプタンおよびメル
カプト゚タノヌルを䜿甚しお分子量を制埡するこ
ずができる。メルカプト゚タノヌルは末端ヒドロ
キシ基を有するアクリル重合䜓の生成に奜たし
い。 アルミニりムフレヌク䞊にシランをコヌテむン
グさせる反応はフレヌクの衚面積䞊に単分子局を
圢成させるに必芁なシランの量の少くずも100
、奜たしくは200〜1000、より奜たしくは300
〜400を䜿甚する。必芁なシランの量はたず慣
甚の技術を䜿甚しおアルミニりムフレヌクの衚面
積を枬定し、次いで慣甚の技術を䜿甚しお䜿甚さ
れるべきシランの最小衚面積被芆性を枬定し、そ
しお次いでアルミニりムフレヌクの被芆に必芁な
シランの最小量の所望を䜿甚しお決定される。 アルミニりムフレヌクの衚面積は通垞〜10
m2の範囲である。シランの最小衚面積被芆性
はシラン分子の化孊構造および分子量によ぀お通
垞シラン圓り玄200〜500m2の範囲である。 反応はアルミニりムフレヌクをシランでコヌテ
むングするに充分な時間そしおそれに充分な枩床
で実斜される。奜たしくはその枩床は玄50〜100
℃であり、そしお時間は〜時間である。枩床
がより䜎い堎合には䞀局長い時間が必芁である。
最も奜たしくはその枩床は玄60℃でありそしおそ
の時間は玄時間である。 通垞の重合時間および枩床を䜿甚しおフレヌク
䞊にアクリルコヌテむングを生成させる。䞀般に
50〜150℃の枩床を0.5〜時間の重合時間ず共に
䜿甚する。 アルミニりムフレヌクに察するその他の凊理
が、凊理アルミニりムフレヌク含有コヌテむング
組成物の倖芳を皮々の皋床に改善させるこずが発
芋された。 極性溶媒䟋えばブチルセロ゜ルブ、゚チルセロ
゜ルブ、セロ゜ルブアセテヌトその他䞭にアルミ
ニりムフレヌクを分散させるこずは也燥粉末およ
び高固䜓分コヌテむング組成物䞡方の倖芳を改善
するに効果的である。 燐酞アンモニりムでアルミニりムフレヌクを凊
理するこずは、通垞のアルミニりムペヌストを䜿
甚する凊方に比しお也燥粉末コヌテむングの改善
された倖芳を䞎える。この凊理はアルミニりムフ
レヌクを凊理するために䞀般に䜿甚されおいる長
鎖有機酞をホスプヌトむオンで眮換するこずよ
りな぀おいる。この凊理はアルミニりムフレヌク
衚面からベヒクル系ず非共存性である故に劣぀た
倖芳を生ぜしめる物質を陀去する。 次の䟋は本発明を説明する。 䟋 容䞞底暹脂釜テフロン撹拌機、窒玠導入
口、枩床蚈、還流冷华噚および添加挏斗を付した
もの䞭で「セロ゜ルブ」アセテヌトで掗぀たア
ルミニりムフレヌクペヌスト「シルバヌラむ
ン」SS−3199−AR、シルバヌラむン・マニナフ
アクチダリング・コンパニヌ補品186.6およ
びメチル「セロ゜ルブ」アセテヌト1000mlを䞀緒
に混合する。300rpmで、緩埐な窒玠流れ䞋に
〜10分間完党な分散が埗られるたで混合物を撹拌
する。この混合物に埐々にγ−メタクリロキシプ
ロピルトリメトキシシラン−174シラン、ナ
ニオン・カヌバむド・コヌポレむシペン補品
15.92およびハむドロキノン0.002を加える。 埗られたスラリヌを宀枩で20分間撹拌し
300rpm、次いで埐々に60℃に加熱しそしお
時間保持する。ゞメチルバレロニトリルVAZO
52、デナポン瀟補品0.014およびメチルセ
ロ゜ルブアセテヌト10mlの溶液を加える。 次いで30分間かけお、メチルメタクリレヌト
4.11、゚チルヘキシルアクリレヌト1.39、ヒ
ドロキシ゚チルアクリレヌト0.36、
「VAZO52」0.036およびメチルセロ゜ルブアセ
テヌト25mlの溶液を滎加する。 添加の完了埌、60℃の枩床を20分間保持する。
宀枩たで冷华しそしおメチルセロ゜ルブアセテヌ
トで数回そのフレヌクペヌストを掗う。シランコ
ヌテむングしたアルミニりムフレヌクペヌストの
固䜓分は67.5±0.2である。 コヌテむングしたフレヌクペヌストのESCA
Electron Spectroscopy Chemical Analysis
分析は次の結果を䞎える。
The present invention relates to coating compositions, and more particularly to coating compositions containing aluminum flakes. The contamination problems caused by conventional paints that use organic solvents have made it difficult for manufacturing industries, such as the automotive and truck manufacturing industry, to use (1) dry powder coating compositions, (2) organic solvents in small amounts. (3) high solids coating compositions, ie, compositions containing very little, if any, liquid carrier. The use of aluminum flakes in conventional solvent-based coating compositions provides high quality finishes with an exceptionally glamorous appearance. The term "glamour" refers to a coating technique in which a metallic pigment is used which causes the intensity of the light reflected from the coated substrate to vary markedly depending on the angle from which it is viewed, and which also gives the coating the illusion of shimmer and depth. Used to refer to the properties of additive coatings. However, standard or untreated aluminum flakes provide a poor glamorous appearance in dry powder and high solids coating compositions, and are unstable in water-based coating compositions. When standard aluminum flakes are added to a dry powder coating composition, the appearance of the coating produced is usually poor and exhibits a marbling-like effect due to inefficient mixing. Additionally, all incompatible materials float to the surface in both dry powder and high solids coating compositions.
This reduces the glamor effect. In these coatings where the flakes are not properly aligned, the flakes also leak onto the surface of the coating. In water-based coating compositions, standard aluminum flakes react with the water in the composition to generate hydrogen gas, creating safety issues, especially at high temperatures, and also settle out in water-based coating compositions. Tends to form a hard cake. The improved coating compositions of the present invention solve these aforementioned problems in the art. In accordance with the present invention, an improvement is provided for coating compositions containing aluminum flakes, which comprises coating the aluminum flakes with a monoethylenically unsaturated silane prior to incorporating the flakes into the coating composition. and reacting the silane-coated flakes with a functionalized acrylic monomer to form a top coat of acrylic polymer on the flakes. The improved coating composition of the present invention utilizes treated aluminum flakes. This treatment of aluminum flakes (1) coats the flakes, (2) prevents undesirable reactions between the flakes or their impurities and the remaining components in the composition, and (3) removes coexistence from the surface of the flakes. removes sexual substances,
and (4) providing on the flakes an acrylic top coat having organic functional groups on the surface that are capable of reacting with the polymers used in the coating composition. This process solves all the problems mentioned above and produces a coating with excellent appearance. Aluminum flake-containing coating compositions are well known in the art as described in U.S. Pat. No. 3,998,768 and U.S. Pat.
No. 632195 (April 20, 1967) No. 302858 (1972
November 1, 1972) and No. 285590 (September 1, 1972)
) is well known as indicated in each specification. These coating compositions are applied to the substrate by conventional coating techniques such as spraying, brushing, flow coating, dip coating or electrocoating the coating composition onto the substrate. For example, the substrate can be primed or unprimed metal, glass, plastic or fiber-reinforced plastic. Plastics include, for example, polystyrene, styrene copolymers, polypropylene, and the like. These coating compositions are particularly suitable for use as exterior finishes on automobile or truck bodies. Aluminum flakes useful in the present invention can be as dry particles or as a paste of aluminum particles dispersed in an organic solvent. Aluminum flakes are usually made into a paste. The reason is that it is most readily available commercially in that form. The weight percent of aluminum flakes relative to the total weight of the paste is usually 30
~80%. The aluminum flakes themselves are generally flat in shape and have an average maximum dimension length of about 10 microns or more. Typically particles have a maximum dimension of about 20-50 microns, and some particles are as small as 1-5 microns in length. Although it is preferred to use raw flake particles having an average maximum dimension of 20-50Ό, larger particles up to 100Ό in length can be used. However, larger flake particles can cause problems with surface distortion of the coating. Generally, the amount of flake particles required to provide the desired appearance effect depends on the density of the flakes and their shape. An important structural factor is the length-to-thickness ratio (aspect ratio). An increase in aspect ratio generally results in a decrease in flake density to obtain the same appearance. Aluminum flakes are normally present in dry powder or high solids coating compositions at concentrations ranging from about 0.05 to 10% and preferably from about 0.1 to 2% by weight of the coating composition. For conventional and aqueous coating compositions, flake concentrations typically range from 0.1 to 4%. Monoethylenically unsaturated silanes used in the treatment of aluminum flakes have the formula RSiX 3 , where R is a monoethylenically unsaturated group bonded to a silicon atom in a thermally and hydrolytically stable manner, and
is a hydrolyzable group). The R group may be separated from the silicon atom by an alkyl chain. The silane is applied to the aluminum flake surface in a dilute liquid solution, ie, a solution containing about 0.2 to 5.0 weight percent silane. Solubility and stability of the silane in solution are important considerations. This is because silanes represent a variety of different chemical molecules and the solubility is expected to be different as well. The following is a general description of silanes. (1) Among the factors that determine the hydrolysis rate of silane, solution pH is generally the strongest. For most silanes, the maximum hydrolysis rate is between PH 3 and 5.
is achieved. Some silanes themselves carry catalysts in the form of hydrolysis by-products. (2) Over time, all aqueous silane solutions reach homopolymer equilibrium levels (silane monomers react together due to silicon functional groups to form siloxane polymers). The following conditions influence this equilibrium: (a) PH (a range of 4-5 is generally preferred for maximum monomer content) and (b) silane concentration. Some of these homopolymers rapidly lose water solubility as their degree of polymerization increases. A weak polymeric gel may form which is insoluble. It is generally desirable to maintain the silane as a monomer or dimer in order to preserve its coupling functionality. Preferred silanes used to treat aluminum flakes are: (1) Vinyltrimethoxysilane CH 2 = CHSi(OCH 3 ) 3 (2) Vinyltrichlorosilane CH 2 = CHSi(CL) 3 (3) Vinyltriethoxysilane CH 2 = CHSi(OC 2 H 5 ) 3 (4 ) Vinyltris(β-methoxyethoxy)silane CH 2 =CHSi(OCH 2 CH 2 OCH 3 ) 2 (5) γ-methacryloxypropyl-trimethoxysilane A preferred silane is #5 above. It is believed that the present invention improves the appearance of coating compositions. This is because the coated aluminum flakes have amine, hydroxy or epoxy pendant functional groups on the acrylic coating surface. These pendant functional groups can react with the polymer of the coating composition. Monoethylenically unsaturated silanes, such as gamma-methacryloxypropyl-trimethoxysilane, form a siloxane coating with pendant ethylenically unsaturated groups on the surface of the aluminum flakes. A mixture of acrylic monomers, initiators, and chain transfer agents can be added to the silanized flakes to allow the monomers to react on the surface of the aluminum flakes to form an acrylic coating. The type of monomer can be varied to create the desired type of reactive group on the surface. Acrylic monomers that can be used with acrylic monomers providing amine, hydroxy or epoxy groups are alkyl acrylates and alkyl methacrylates containing 1 to 12 carbon atoms in the alkyl group. Typical alkyl acrylates and alkyl methacrylates are methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, pentyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, nonyl methacrylate, lauryl methacrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, pentyl Acrylate, hexyl acrylate, octyl acrylate, nonyl acrylate, lauryl acrylate, and others. Typical acrylic monomers that provide hydroxyl groups are hydroxyalkyl acrylates and hydroxyalkyl methacrylates, such as hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl methacrylate, and others. Glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate are acrylic monomers that provide epoxy groups. Typical monomers that provide the amine group are alkylaminoalkyl acrylates and methacrylates,
Examples include diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl acrylate, dipropylaminoethyl methacrylate, methylethylaminoethyl methacrylate, butylaminoethyl methacrylate, tertiary butylaminoethyl methacrylate, and others. Polymerization initiators and chain transfer agents are generally used to form acrylic coatings on the flakes. Typical initiators are azobis-(α,γ-dimethylvaleronitrile), benzoyl peroxide, tertiary butyl peroxypivalate, azobisisobutyronitrile, and others. Molecular weight can be controlled using typical chain transfer agents such as dodecyl mercaptan and mercaptoethanol. Mercaptoethanol is preferred for producing acrylic polymers with terminal hydroxy groups. The reaction for coating silane on aluminum flakes is performed using at least 100% of the amount of silane required to form a monolayer over the surface area of the flakes.
%, preferably 200-1000%, more preferably 300
Use ~400%. The amount of silane required is determined by first measuring the surface area of the aluminum flakes using conventional techniques, then determining the minimum surface area coverage of the silane to be used using conventional techniques, and then determining the coating of the aluminum flakes using conventional techniques. Determined using the desired percentage of the minimum amount of silane required. The surface area of aluminum flakes is usually 1 to 10
It is in the range of m 2 /g. The minimum surface area coverage of the silane typically ranges from about 200 to 500 square meters per gram of silane, depending on the chemical structure and molecular weight of the silane molecule. The reaction is carried out for a sufficient time and at a temperature sufficient to coat the aluminum flakes with silane. Preferably its temperature is about 50-100
℃ and the time is 1-5 hours. Longer times are required at lower temperatures.
Most preferably the temperature is about 60°C and the time is about 1 hour. An acrylic coating is produced on the flakes using normal polymerization times and temperatures. in general
Temperatures of 50-150°C are used with polymerization times of 0.5-4 hours. It has been discovered that other treatments of aluminum flakes improve the appearance of coating compositions containing treated aluminum flakes to varying degrees. Dispersing aluminum flakes in polar solvents such as butyl cellosolve, ethyl cellosolve, cellosolve acetate, etc. is effective in improving the appearance of both dry powder and high solids coating compositions. Treating aluminum flakes with ammonium phosphate provides an improved appearance of the dry powder coating compared to formulations using conventional aluminum paste. This treatment consists of replacing the long chain organic acids commonly used to treat aluminum flakes with phosphate ions. This treatment removes from the surface of the aluminum flakes materials that are incompatible with the vehicle system and therefore cause an inferior appearance. The following example illustrates the invention. Example: Aluminum flake paste (“Silverline” SS-3199) washed with “Cellosolve” acetate in a 3-volume round bottom resin kettle (equipped with Teflon stirrer, nitrogen inlet, thermometer, reflux condenser and addition funnel) Mix together 186.6 g (AR, Silverline Manufacturing Company product) and 1000 ml of methyl "Cellosolve" acetate. 5 under slow nitrogen flow at 300 rpm.
Stir the mixture until complete dispersion is obtained for ~10 min. Gradually add gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A-174 silane, a product of Union Carbide Corporation) to this mixture.
Add 15.92g and 0.002g hydroquinone. The resulting slurry was stirred (300 rpm) at room temperature for 20 minutes, then gradually heated to 60 °C and
Hold time. Dimethylvaleronitrile (VAZO
52, DuPont product) and 10 ml of methyl cellosolve acetate. Then over 30 minutes, methyl methacrylate
4.11g, ethylhexyl acrylate 1.39g, hydroxyethyl acrylate 0.36g,
A solution of 0.036 g of "VAZO52" and 25 ml of methyl cellosolve acetate is added dropwise. After the addition is complete, maintain the temperature at 60°C for 20 minutes.
Cool to room temperature and wash the flake paste several times with methyl cellosolve acetate. The % solids content of the silane coated aluminum flake paste is 67.5±0.2%. ESCA of coated flake paste
(Electron Spectroscopy Chemical Analysis)
The analysis gives the following results.

【衚】【table】

【衚】 埗られたコヌテむングしたフレヌクを氎ベヌス
アクリルコヌテむング組成物、アクリル粉末コヌ
テむング組成物およびアクリル高固䜓分コヌテむ
ング組成物䞭で䜿甚した。前蚘組成物の各々を䞋
塗り凊理したスチヌル基質に適甚しそしお通垞の
方法を䜿甚しお焌付けした。各々の堎合に良奜な
倖芳および優れた金属性グラマヌを有するフむニ
ツシナが埗られた。
Table: The resulting coated flakes were used in water-based acrylic coating compositions, acrylic powder coating compositions and acrylic high solids coating compositions. Each of the above compositions was applied to a primed steel substrate and baked using conventional methods. Finishes with good appearance and excellent metallic glamor were obtained in each case.

Claims (1)

【特蚱請求の範囲】  アルミニりムフレヌクをその衚面積䞊に単分
子局を圢成させるに必芁な量の少くずも100の
量のビニルトリメトキシシラン、ビニルトリ゚ト
キシシラン、ビニルトリスβ−メトキシ゚トキ
シシランおよびγ−メタクリルオキシプロピル
トリメトキシシランからなる矀から遞ばれたモノ
゚チレン性䞍飜和シランでコヌテむングし、そし
お官胜基含有アクリル単量䜓ず反応させおフレヌ
ク䞊にアクリルトツプコヌトを圢成させるこずに
より埗られたコヌテむングしたアルミニりムフレ
ヌクを䜿甚するこずを包含する、改良されたアル
ミニりムフレヌクを含有する氎ベヌスコヌテむン
グ組成物たたは高固䜓分コヌテむング組成物。  シランがγ−メタクリルオキシプロピルトリ
メトキシシランである、前蚘第項蚘茉の組成
物。  アルミニりムフレヌクがアルミニりムフレヌ
ク圓り〜10m2の衚面積を有しおおり、シラ
ンがシラン圓り200〜500m2の最小衚面積被芆
を有しおおり、そしおシランがアルミニりムフレ
ヌク䞊に単分子局を圢成させるに必芁なシラン最
小量基準で200〜1000の濃床で存圚しおいる前
蚘第項蚘茉の組成物。  アクリル単量䜓がグリシゞルアクリレヌト、
グリシゞルメタクリレヌト、ヒドロキシアルキル
アクリレヌト、ヒドロキシアルキルメタクリレヌ
ト、アルキルアミノアルキルアクリレヌトたたは
アルキルアミノアルキルメタクリレヌトを組合せ
たアルキルアクリレヌトたたはアルキルメタクリ
レヌトたたはそれらの混合物である前蚘第項蚘
茉の組成物。  シランがγ−メタクリルオキシプロピルトリ
メトキシシランであり、アルミニりムフレヌクが
アルミニりムフレヌク圓り〜10m2の衚面積
を有しおおり、シランがシラン圓り200〜500
m2の最小衚面積被芆を有しおおり、そしおシラン
が、アルミニりムフレヌク䞊に単分子局を圢成さ
せるに必芁なシラン最小量基準で200〜1000の
濃床で存圚しおおり、そしおアクリル単量䜓がメ
チルメタクリレヌト、゚チルヘキシルアクリレヌ
トおよびヒドロキシ゚チルアクリレヌトである前
蚘第項蚘茉の組成物。
[Scope of Claims] 1. Vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris(β-methoxyethoxysilane) in an amount of at least 100% of the amount necessary to cause the aluminum flakes to form a monolayer on their surface area. and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and reacted with a functional group-containing acrylic monomer to form an acrylic top coat on the flakes. A water-based coating composition or a high solids coating composition containing improved aluminum flakes, comprising using coated aluminum flakes that have been coated with aluminum flakes. 2. The composition according to item 1 above, wherein the silane is γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane. 3 The aluminum flakes have a surface area of 1 to 10 m 2 per gram of aluminum flakes, the silane has a minimum surface area coverage of 200 to 500 m 2 per gram of silane, and the silane forms a monolayer on the aluminum flakes. The composition of claim 1, wherein the composition is present in a concentration of 200 to 1000% based on the minimum amount of silane required to form. 4 The acrylic monomer is glycidyl acrylate,
The composition according to item 1, which is an alkyl acrylate or alkyl methacrylate in combination with glycidyl methacrylate, hydroxyalkyl acrylate, hydroxyalkyl methacrylate, alkylaminoalkyl acrylate or alkylaminoalkyl methacrylate, or a mixture thereof. 5 The silane is γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, the aluminum flakes have a surface area of 1 to 10 m2 per gram of aluminum flakes, and the silane has a surface area of 200 to 500 m2 per gram of silane.
m 2 and the silane is present in a concentration of 200-1000% based on the minimum amount of silane required to form a monolayer on the aluminum flake, and the acrylic monomer 2. The composition according to item 1, wherein the composition is methyl methacrylate, ethylhexyl acrylate and hydroxyethyl acrylate.
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