JPS63168470A - コ−テイング用組成物 - Google Patents

コ−テイング用組成物

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JPS63168470A
JPS63168470A JP20887A JP20887A JPS63168470A JP S63168470 A JPS63168470 A JP S63168470A JP 20887 A JP20887 A JP 20887A JP 20887 A JP20887 A JP 20887A JP S63168470 A JPS63168470 A JP S63168470A
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Kinji Yamada
欣司 山田
Yasushi Otaki
大瀧 靖史
Masaki Nagata
正樹 永田
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Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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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、コーティング用組成物に関し、さらに詳細に
はステンレス、アルミニウムなどの非鉄金属、コンクリ
ート、スレートなどの無機質建材、またはプラスチック
の表面に硬度の高い塗膜を形成し、密着性、耐蝕性、耐
絶縁性、耐摩耗性、耐熱性、耐湿性、耐候性、耐燃性、
耐水性、耐透水性、耐海水性、耐有機薬品性、耐酸性、
耐アルカリ性に優れた塗膜を提供するために好適なコー
ティング用組成物に関する。
〔従来の技術〕
近年、密着性、耐蝕性、耐絶縁性、耐摩耗性、耐熱性、
耐湿性、耐候性、耐燃性、耐水性、耐透水性、耐海水性
、耐有機薬品性、耐酸性、耐アルカリ性などに優れ、硬
度の高い塗膜を形成させることのできるコーティング用
組成物が求められている。
このような要求の一部を満たすコーティング用組成物と
して、例えばシラノールの部分的縮合物にコロイド状シ
リカを配合した酸性の水性組成物(特公昭52−396
91号公報)が提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、前記特公昭52−39691号公報に記
載された透明塗膜を形成するコーティング用組成物は、
水性組成物であり、一般的に耐アルカリ性、保存安定性
、密着性に劣り、膜厚が20μm前後の薄膜ではピンホ
ールが生じ、調合してから使用が可能となるまでの熟成
時間もかかり、塗装条件が狭(、作業性が悪く、有機性
の塗膜、プラスチックなどに対する濡れ性が悪く、さら
に重ね塗りも困難である、などの問題点を有している。
本発明は、前記従来の技術的課題を背景になされたもの
で、密着性、保存安定性、分散性、耐蝕性、耐絶縁性、
耐摩耗性、耐熱性、耐湿性、耐候性、耐燃性、耐水性、
耐透水性、耐海水性、耐有機薬品性、耐酸性、耐アルカ
リ性に優れた硬度の高い塗膜を形成させることができ、
特に重ね塗りが可能であり、有機性の塗膜、プラスチッ
クなどに対する濡れ性に優れ、ピンホールを生じること
なく熟成期間も短く、塗装条件および作業性の良好なコ
ーティング用組成物を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち、本発明は、 (a)一般式R3i  (OR’)!  (式中、Rは
炭素数1〜8の有機基、R′は炭素数1〜4のアルキル
基または炭素数2〜4のアシル基を示す)で表されるオ
ルガノアルコキシシラン キシシラン 縮合物をオルガノアルコキシシラン換算で100重量部
、 (bl水および/または親水性有機溶媒に分散されたコ
ロイド状シリカを固形分換算で10〜100重量部、 (C)ljl水性有機溶媒(ただし、(b)成分に存在
することのある親水性有機溶媒を含む)20〜400重
量部、 (d+水(ただし、(bl成分に存在することのある水
を含む)15〜200重量部、ならびに (e)フッ素系界面活性剤0.005〜5重量部を含有
することを特徴とするコーティング用組成物を提供する
ものである。
次に、本発明の組成物を構成要件側に詳述する。
(a)オルガノアルコキシシラン、該オルガノアルコキ
シシランの加水分解物および/または部分的縮合物 本発明に使用されるオルガノアルコキシシラン、該オル
ガノアルコキシシランの加水分解物および/または部分
的縮合物は、水の存在により高分子量化し、さらに塗膜
となる場合に加熱または常温での放置により硬化するも
ので、本発明で得られる組成物中においては結合剤とし
ての働きをするものである。
かかるオルガノアルコキシシラン中のRは、炭素数1〜
8の有機基であり、例えばメチル基、エチル基、n−プ
ロピル基、i−プロピル基などのアルキル基、そのほか
γークロロプロピル基、ビニル基、3.3,3−トリフ
ロロプロピル基、γーグリシドキシブロビル基、T−メ
タクリルオキシプロピル基、γーメルカプトプロピル基
、フェニル基、3.4−エポキシシクロヘキシルエチル
基、γーアミノプロピル基などが挙げられる。
また、オルガノアルコキシシラン中のR′は、炭素数1
〜4のアルキル基、または炭素数2〜4のアシル基であ
り、例えばメチル基、エチル基、n−プロピルM、i−
プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブ
チル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基など
が挙げられる。
なお、前記R′の炭素数が5以上の場合には、オルガノ
アルコキシシランの加水分解速度が遅くなるので好まし
くない。
これらのオルガノアルコキシシランの具体例としては、
メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン
、ビニルトリメトキシシラン、γーグリシドキシブロピ
ルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エ
チルトリエトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシ
ラン、i−プロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプ
ロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン
、3.3.3−1−リフロロブロビルトリエトキシシラ
ン、T−グリシドキシプロビルトリエトキシシラン、γ
−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、T−
メルカプトプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリ
エトキシシラン、3.4−エポキシシクロヘキシルエチ
ルトリエトキシシラン、メチルトリーn−プロポキシシ
ラン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリーミープ
ロポキシシランなどを挙げることができる。
一方、該オルガノアルコキシシランの加水分解物および
部分的縮合物は、オルガノアルコキシシランを加水分解
またはさらに重縮合することによって得られる親水性有
機溶媒に可溶なものである。
すなわち、前記オルガノアルコキシシランは、酸性水媒
体中で加水分解によりアルコールを遊離して加水分解物
を生成し、さらに重縮合を生起し部分的縮合物、すなわ
ちオルガノポリシロキサンを生成する。
これらの(al成分のうち、特にメチルトリエトキシシ
ランおよびメチルトリエトキシシランの加水分解物また
は部分的縮合物が好ましい。
これらの(a)成分は、1種単独でまたは2種以上を混
合して使用することができる。
(b)水および/または親水性有機溶媒に分散されたコ
ロイド状シリカ (b)成分は、本発明の組成物の固形分を増すために使
用されるもので、該成分の量によって得られる塗膜の厚
さを制御することができる。
ここで、(b)成分で使用される水を分散媒とするコロ
イド状シリカとしては、高純度の無水ケイ酸の水性分散
液であり、通常、平均粒径が5〜30mμ、好ましくは
10〜20mμ、固形分濃度が18〜30重量%程度で
ある。
かかるコロイド状シリカを使用する場合には、通常、p
Hが2〜6、好ましくは2〜5、特に好ましくは3〜4
の範囲にあるものとして使用される。コロイド状シリカ
中にはナトリウムが含有される場合があるが、含有され
るナトリウムは、得られる塗膜の耐酸防蝕性、電気絶縁
性を悪化させるので、コロイド状シリカのコロイドとし
ての安定度が失われない限度で少ないほど好ましく、通
常、0.01〜0.04重量%程度の含有量とされる。
このような水を分散媒としたコロイド状シリカとしては
、例えば日産化学工業■製、スノーテックス;触媒化成
工業■製、カタロイドsN;米国デュポン社製、Lud
ox;米国モンサンド社製、Sy t on ;米国ナ
ルコケミカル社製、Nalcoagなどを挙げることが
できる。
また、水を分散媒とするコロイド状シリカとしては、そ
のほかSi  (OR’)、(式中、R′は前記に同じ
)で表されるテトラアルコキシシランを加水分解するこ
とによって得られる加水分解物および/またはその重縮
金物(以下、単に「テトラアルコキシシランの加水分解
物」という)を挙げることができる。ここで、前記テト
ラアルコキシシランとしては、例えばテトラメトキシシ
ラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシ
シラン、テトラ−1−プロポキシシラン、テトラ−n−
ブトキシシラン、テトラ−5ec−ブトキシシラン、テ
トラ−t−ブトキシシランなどが挙げられる。
これらのテトラアルコキシシランは、1種単独でもまた
は2種以上を混合して使用することもできる。
また、通常、山)成分としてテトラアルコキシシランの
加水分解物を使用する場合には、好ましくはpH2〜5
、さらに好ましくはpH3〜4の酸性水性分散液で、平
均粒径が好ましくは100mμ以下、さらに好ましくは
20〜40mμ、固形分濃度が好ましくは5〜35重量
%、さらに好ましくは10〜25重量%のものとして使
用される。
一方、山)成分で使用される親水性有機溶媒を分散媒と
するコロイド状シリカとしては、高純度の無水ケイ酸を
後記する(at@水性有機溶媒と同様の溶媒に分散した
分散液であり、通常、・平均粒径が5〜30mμ、好ま
しくは10〜20mμ、固形分濃度が10〜40M11
%程度のものである。
このような、親水性有機溶媒を分散媒とするコロイド状
シリカとしては、例えば日産化学工業■製、メタノール
シリカゾルおよびイソプロパツールシリカゾル暮触媒化
成工業■製、オスカルなどが市販されている。
以上のような(b)成分の組成物中における割合は、f
a)成分100重量部に対して、固形分換算で10〜1
00重量部、好ましくは20〜80!量部であり、10
IKit部未満ではコーティングに供して得られる塗膜
の厚膜化が達成され難く、一方100重量部を超えると
厚膜化は容易に達成されるが、塗膜に亀裂が生じ易(な
る。
(C)親水性有機溶媒 親水性有機溶媒は、前記(b)成分に存在することのあ
る親水性有機溶媒を含み、主として(a)〜(bl成分
を均一に混合させ、さらに前記(a)〜(b)成分の濃
度調整剤であるとともに、(a)成分の硬化時の加水分
解速度を調整するためのものである。
かかる親水性有機溶媒としては、アルコール類または沸
点が120℃以下の低沸点親水性有機溶剤が好適である
アルコール類としては、例えば1価アルコール、2価ア
ルコールまたはグリコール誘導体を挙げることができる
。これらのアルコール類の具体例としては、メタノール
、エタノール、n−プロピルアルコール、i−プロピル
アルコール、5ec−ブチルアルコール、t−ブチルア
ルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール
、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノブ
チルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエー
テルなどを挙げることができる。
また、沸点が120℃以下の低沸点親水性有機溶剤とし
ては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、テトラヒ
ドロフランなどを挙げることができる。
これらの親水性有機溶媒のうち、好ましくはメタノール
、i−プロピルアルコール、5ec−ブチルアルコール
、n−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、ジ
エチレングリコール、酢酸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であり、特に好ましくは
メタノール、i−プロピルアルコールおよび酢酸エチレ
ングリコールモノエチルエーテルである。
これらの親水性有機溶媒は、1種単独でまたは2種以上
を混合して使用することもできる。
親水性有機溶媒の組成物中における割合は、(a)成分
100重量部に対して、20〜400重量部、好ましく
は100〜300重量部であり、20重量部未満では組
成物の保存安定性が悪化し、一方400重量部を超える
と組成物自体の保存安定性は良好化するが、組成物中の
固形分が少なくなり、コーティングに供して得られる塗
膜の厚膜化を達成することができず、また加水分解速度
が低下して塗膜の硬化も不充分となる。
(d)水 水は、(alオルガノアルコキシシランの加水分解また
はオルガノアルコキシシランの加水分解物もしくは部分
的縮合物の硬化に必須の成分である。
かかる水としては、山)成分中に存在することのある水
のほかに、別途一般水道水、蒸留水、イオン交換水など
を用いることができる。特に、組成物を高純度にする場
合には蒸留水またはイオン交換水が好ましく、電気伝導
度が2μS / 81m以下のイオン交換水が特に好ま
しい。
水の組成物中における割合は、(a)成分100重量部
に対して、15〜200!i量部、好ましくは25〜1
50重量部であり、15重量部未満ではtal成分の加
水分解または硬化が充分に生起し難く、一方200重量
部を超えると組成物の安定性が悪化し、また塗膜中にふ
くれが生じやすくなる。
(a)フッ素系界面活性剤 フッ素系界面活性剤は、(a)成分混合後の組成物の熟
成時間を短縮するとともに、対象物への濡れ性を良好化
し、組成物のレベリング性を改良し、塗膜のぶつぶつの
発生、ゆず肌の発生を防止するものであり、また重ね塗
りを容易にし、さらに分散性を良好化し組成物の安定化
に役立つものである。
かかるフッ素系界面活性剤は、フッ化アルキル基または
パーフルオロアルキル基を有するアニオン性、カチオン
性または非イオン性界面活性剤のいずれでもよく、特に
Cq F 19CON HC+gHzs、ce F、、
SO,NH−CC2H40)& H。
C9F、、0 (プルロニックL−35)C9Fl?、
C,F、、O(プルロニックP  84)Cm F+y
、C,F? O(テトロニック−704)  (C9F
+?) t 1(ここで、プルロニックL−35:旭電
化工業側製、ホIJオキシプロピレン(50重量%)−
ポリオキシエチレン(50重量%)ブロック共重合体、
平均分子量1,900;プルロニックP−84:旭電化
工業■製、ポリオキシプロピレン(50重量%)−ポリ
オキシエチレン(40重量%)ブロック共重合体、平均
分子量4,200iテトロニック−704:旭電化工業
■製、N、N、N’。
N′−テトラキス(ポリオキシプロピレン(60重量%
)−ポリオキシエチレン(40重量%)ブロック共重合
体、平均分子量s、oooである)などのCl1FzN
−+XR’  (ここで、nは4〜25の整数;Xは−
CONH−1soz NH−1−soz NR” −1
−〇−(プルロニック)−1または−(テトロニック)
R”−;R’およびR2は−Ct Hzt−イCkFz
m−イマタハ=(CHzj、+O) am Hi 1お
よびkは4〜25の整数、jは2〜4の整数、mは2〜
20の整数である)で表される非イオン性フッ素系界面
活性剤が好ましい。
これらのフッ素系界面活性剤の具体例としては、エフト
ップEF301、同EF303、同EF352(新秋田
化成側製)、メガファックF171、同F173 (大
日本インキ■製)、アサヒガードAG710(旭硝子■
製)、特開昭57−178242号公報に例示されるフ
ッ素系界面活性剤、フロラードFC430、同FC43
1(住人スリーエム■製)、サーフロンS−382、同
5CI01、同5C102、同5C103、同5CIO
4、同5C105、同5C106(旭硝子■製)、BM
−1000、同1100 (ビー・エム・ヘミ−(B、
M−Chemi e)社製、Schweg。
−Fluor  [シュベークマン(Schwegma
nn)社製]などを挙げるこができる。
これらのフッ素系界面活性剤は、1種単独でも、または
2種以上を併用することもできる。
このフッ素系界面活性剤の組成物中における割合は、(
al成分100重量部に対して、0.005〜5重量部
、好ましくは0.05〜3重量部、特に好ましくは0.
05〜1重量部であり、0.005重量部未満では均一
な塗膜を形成するための熟成時間が長くかかりすぎ、ま
た重ね塗りが困難になり、一方5重量部を超えると得ら
れる組成物が発泡し易くなり、また熱変色を起こす場合
があり、好ましくない。
以上のように、本発明のコーティング用組成物は、前記
(a)〜(111)成分を含有してなるが、その全固形
分濃度は、好ましくは8〜45重量%、さらに好ましく
は10〜30重量%であり、8重量%未満では固形分濃
度が薄すぎて得られる塗膜の耐熱性、耐水性、耐薬品性
、耐候性などの緒特性が発現されない場合があり、また
形成される塗膜にピンホールが発生する場合がある。一
方、45重重量を超えると固形分濃度が高すぎて組成物
の保存安定性が悪化したり、均一な塗膜の形成が困難と
なるなどの弊害が生起する場合がある。
なお、本発明の組成物は、コーテイング後の塗膜の硬化
を促進させるために、ナフテン酸、オクチル酸、亜硝酸
、亜硫酸、アルミン酸、炭酸、酢酸などのアルカリ金属
塩、有機スズ化合物などを組成物中に別途添加すること
も可能である。
さらに、本発明の組成物には、各種レベリング剤、増粘
剤、染料、顔料、顔料分散剤などのその他の添加剤を添
加することもできる。
本発明のコーティング用組成物を調製するに際しては、
例えば(a)〜(e)成分を一度に混合してもよいが、
山)〜(e)成分の混合液に(a)成分、特にオルガノ
アルコキシシランを添加することが好ましい。
本発明の組成物は、(a)成分添加後、常温で30分程
度で高硬度の透明な均一塗膜を形成することが可能とな
る。また、調製後、3日以上経過して使用すると得られ
る塗膜の光沢が低下する場合がある。従って、本発明の
組成物は、調製後、30分〜3日の間に使用することが
好ましい。
本発明のコーティング用組成物は、対象物である基材の
表面に刷毛、スプレー、ディッピングなどの塗装手段に
より、1回塗りで厚さ1〜10μm程度の塗膜を形成す
ることができ、これを直ちにまたは自然乾燥後、例えば
80〜300℃程度の温度で10〜60分程度加程度る
ことにより硬化する。さらに、該塗膜上に重ね塗りする
こともできる。
なお、コンクリート、無機系塗膜などの多孔質の基材に
コーティングすると、組成物の吸い込みが生じ、均一な
塗膜を形成しない場合があるが、この場合には基材を加
温、例えば30〜80℃程度に加温することにより、組
成物の吸い込みが起こらず、均一な塗膜の形成が可能と
なる。
〔実施例〕
以下、実施例を挙げ、本発明をさらに具体的に説明する
が、以下の実施例に限定されるものではない。
なお、実施例中、部および%は、特に断らない限りff
i量基準である。
また、実施例中における各種の測定は、下記のとおりで
ある。
重ね塗り性は、硬化塗膜の上に重ね塗りをしたときの塗
膜外観を観察したものである。
塗膜外観は、目視および実体顕微鏡(倍率100倍)に
より観察した。
光沢は、JIS  K5400による60″反射率に拠
った。
硬度は、JIS  K5400による鉛筆硬度に拠った
密着性は、JIS  K5400によるl鰭角基盤目テ
スト後、セロテープ剥離テストに拠った。
耐候性は、JIS  K5400により、ウェザ−メー
ターで2,000時間照射試験を実施し、塗膜の状態を
前記塗膜外観に準じて観察したものである。
耐熱性は、電気炉で400℃X100時間保持し、自然
放冷し、塗膜の状態を観察した。
耐溶剤性は、アセトン浸漬100日後、塗膜の外観およ
びセロテープ剥離テストに拠った。
耐酸性■は、濃度20%の塩酸を塗膜上に1ml!滴下
し、蓋付きシャーレ中で1日静置後、水洗し、塗膜の状
態を観察した。
耐酸性■は、濃度20%の硫酸を塗膜上に1m1滴下し
、蓋付きシャーレ中で1日静置後、水洗し、塗膜の状態
を観察した。
耐アルカリ性は、濃度2%の水酸化ナトリウム水溶液を
塗膜上にl m 1滴下し、蓋付きシャーレ中で1日静
置後、水洗して塗膜の状態を観察した。
耐水性は、水道水に常温で60日間浸漬し、塗膜の状態
を観察した。
耐塩水性は、4%食塩水で120時間煮沸し、塗膜の状
態を観察した。
実施例1〜6および比較例1〜2 本発明の組成物の性状および得られる塗膜の物性を調べ
るために、第1表に示す組成物A−F(実施例1〜6)
の6種類の組成物を調製した。
なお、組成物は、全て(bl〜(e)成分の混合液に(
al成分を添加することにより調製したものである。
また、本発明の効果を比較するために、第1表に示す組
成物G−H(比較例1〜2)を、前記組成物A−Fと同
様にして調製した。
次いで、これらの組成物の塗膜性能を試験するため、ア
ルカリ脱脂したアルミニウム製プレート(JIS  H
−4000、A2024P)に、前記組成物A−Hをそ
れぞれスプレーし、150’Cで30分間加熱した。こ
のようにして得られた試験片を用い、各種のテストを行
った結果を第1表に併せて示す。
実施例7および比較例3 前記で得られた組成物A(実施例7)およびG(比較例
3)(いずれも成熟時間は30分)をポリエチレンテレ
フタレートフィルムにそれぞれスプレーした結果、組成
物Aは均一に塗布することができたが、組成物Gは一部
にはじき現象が生じた。
また、前記で得られた組成物AおよびGの熟成時間を変
え、アルカリ脱脂したアルミニウム製プレート(JIS
  H−4000、A1030P)に、前記組成物Aお
よびGをそれぞれスプレーした結果を第2表に示す。
なお、硬化条件は、1回コーティングの場合は、120
℃、30分加熱し、2回コーティング(重ね塗り)の場
合には、1回目は120℃、10分加熱し、2回目は1
20℃、30分加熱した。
(以下余白) 〔発明の効果〕 本発明の組成物は、密着性、保存安定性、分散性、耐蝕
性、耐絶縁性、耐摩耗性、耐熱性、耐湿性、耐候性、耐
燃性、耐水性、耐透水性、耐海水性、耐有機薬品性、耐
酸性、耐アルカリ性などを大幅に改善することができ、
硬度の高い塗膜を形成することができ、特に重ね塗りが
可能であり、かつピンホールを生じることなく、熟成時
間も短く対象物への濡れ性およびレベリング性が良好で
あり、塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生が防止され
たコーティング用組成物を提供することができる。
このような本発明の組成物は、ステンレス、アルミニウ
ムなどの非鉄金属、コンクリート、スレートなどの無機
質建材、またはプラスチックのコーティングに好適であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)一般式RSi(OR′)_3(式中、Rは
    炭素数1〜8の有機基、R′は炭素数1〜4のアルキル
    基または炭素数2〜4のアシル基を示す)で表されるオ
    ルガノアルコキシシラン、該オルガノアルコキシシラン
    の加水分解物および/または部分的縮合物をオルガノア
    ルコキシシラン換算で100重量部、 (b)水および/または親水性有機溶媒に分散されたコ
    ロイド状シリカを固形分換算で10〜100重量部、 (c)親水性有機溶媒(ただし、(b)成分に存在する
    ことのある親水性有機溶媒を含む)20〜400重量部
    、 (d)水(ただし、(b)成分に存在することのある水
    を含む)15〜200重量部、ならびに (e)フッ素系界面活性剤0.005〜5重量部、を含
    有することを特徴とするコーティング用組成物。
JP62000208A 1987-01-06 1987-01-06 コ−テイング用組成物 Expired - Lifetime JPH0832854B2 (ja)

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