JPS63268772A

JPS63268772A - 無機コ−テイング材の製法

Info

Publication number: JPS63268772A
Application number: JP10253187A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Seto; 和夫瀬戸; Shinobu Ikeno; 池野　忍; Masahiro Suikiyo; 吹挙　昌宏; Minoru Inoue; 稔井上
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1987-04-24
Filing date: 1987-04-24
Publication date: 1988-11-07
Anticipated expiration: 2011-02-28
Also published as: JPH0819379B2

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】［技術分野］この発明は、無機コーティング材の製造技術の分野に属
する。さらに詳しくはケイ素アルコキシド系コーティン
グ材の製造技術の分野に属する。

［背景技術］無機コーティング材は、耐候性が非常によく、高硬度で
不燃性である。しかしながら、焼き付は温度を１００℃
以上にする必要があり、適用範囲および使用範囲が限定
されていた。たとえば、耐熱性の低い熱可塑性プラスチ
ックスや木材に使用できず、現場での施工でかきないと
いう問題点があった。そこで、５０℃未満、好ましくは
常温で硬化する無機コーティング材が望まれていた。

［発明の目的］この発明は、常温近傍またはそれ以下の温度で硬化する
無機コーティング材を提供することを目的とする。

［発明の開示コ本発明は、ケイ素アルコキシド系コーティング材におい
て、基本組成が下記の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）から
なるケイ素アルコキシド系組成物を使用するものである
。

（Ａ）ＳｉＯ□成分として、５ｔ（ＯＲ’）４あるいは
シリカゾルを使用し、量として３０〜２００重量部、（Ｂ）　ＲＳ　ｉ　Ｏ３／を成分として、Ｒ３１（ＯＲ
’）３を使用し、量として１００重量部、（Ｃ）Ｒ２Ｓ
　ｉ　Ｏ成分として、Ｒｚ　’Ｓ　ｉ（ＯＲ”）２を使
用し、量として１３〜５０重量部、そして本発明は、前
記組成物を硬化させるための改良された方法を提供する
ものである。なお、ここでＲは、メチル基、エチル基を
示し、Ｒ′は炭素数１〜４のアルキル基を示す。

さらに本発明は、前記の組成物に触媒と硬化剤（水）を
使用し、反応させ、末端を少なくとも８０％以上アルコ
キシドの形にしたプレポリマーを合成し、かつそのプレ
ポリマーの重量平均分子量（Ｍｌ、ｌ）を２００〜１０
００となし、重量平均分子！　（Ｍ−と数平均分子量（
Ｍｌ４）の比（Ｍ。

／ＭＮ）を１．０−１．５に調整し、貯蔵安定性があり
、常温近傍ないしそれ以下の温度で硬化する無機コーテ
ィング材の製法を提供するものである。以下、詳細に説
明する。

本発明に係る無機コーティング材の基本的組成について
は、前記の組成範囲外であっても常温近傍での硬化は可
能であり、本発明の基本組成を前記範囲に限定するもの
ではないが、比較的硬度が高く、かつクランク、ハガレ
の入りにくい塗膜を造るには、前記の組成範囲が好まし
い。

次に、プレポリマーの末端アルコキシド基の比率として
は、少なくとも８０％以上、好ましくは９０％以上がよ
い。８０％未満の場合、貯蔵中に反応して高分子化した
り、塗装後の硬化が不十分となる。

次に、プレポリマーの重量平均分子１　（ＭＷ）につい
て説明する。重量平均分子量（Ｍｏ）は２００〜１００
０の範囲が好ましい。ただし、フィラー等に結合したア
ルコキシドプレポリマーについては除外して考える０重
量平均分子量（Ｍｈ）が２００未満では造膜しにくく、
１０００を超えると硬化に時間がかかりすぎたり、硬化
不十分のままに終わる傾向がある。

重量平均分子ｍ　（ＭＷ）と数平均分子量（ＭＭ）の比
（ＭＷ／ＭＨ）は１．０〜１．５が好ましく、１．５を
超えると貯蔵安定性が悪くなる傾向があり、硬化に時間
がかかりすぎたり、硬化不十分となる傾向がある。

なお、以上の各種の傾向は常温近傍ないしそれ以下の温
度での硬化に際しての事柄である。

本発明に係るコーティング材を調整するためには、前記
の基本組成物に触媒と、硬化材としての水を配合して調
整するが、以下、その方法について説明する。

本発明のコーティング材においては、使用する水の量に
よって加水分解の度合、縮合度が変わる。水の添加量は
ケイ素アルコキシドに対して１〜２０重量％の範囲が好
ましい。水の添加量が１重量％未満では造膜せず、２０
重量％を超えると硬化に時間を要するか、硬化が不十分
となる。

つぎに使用する触媒について説明する。

本発明に係るコーティング材に使用する触媒としては酸
性触媒、アミノシラン、無機酸および有機酸の４級アン
モニウム塩、無機酸および有機酸のアミン塩、有機スズ
化合物および（Ｃ５Ｈ５）ｎＭｅＸ４、ＭｅＸ４−、な
る一般式で表される化合物からなる群から選ばれた１種
または２種以上の化合物を使用することができる。

酸性触媒としては、有機および無機の酸があり、たとえ
ば、ギ酸、酢酸、シュウ酸、クロロ酢酸、塩酸、リン酸
、硫酸などの希薄な溶液が使用される。これらの酸は２
種以上併用することもできる。

また、Ｃ５Ｈｓ）、ＭｅＸ４−ｎなる一般式で表される
化合物も触媒として使用するができる。ただし、前記一
般式において、ｎ＝１．２．３、Ｍｅは周期律表■族の
４〜６周期の元素、Ｃｓ　Ｈｓはシクロペンクジエン、
Ｘはハロゲン元素である。具体的には、たとえばジシク
ロペンタジェニルジルコニウムジクロライド、ジシクロ
ペンタジェニルチタニウムジクロリドなどが挙げられ、
これらは２種以上併用することもできる。

アミノシランとしては、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−Ｔ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−
ｒ−アミノプロピルトリメチルジメトキシシランなどが
ある。これらは２種以上併用することもできる。

無機酸、有機酸の第４級アンモニウム塩およびアミン塩
としては、塩酸などの無機酸、ギ酸、酢酸などの有機酸
のアンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、
ｎ−ブチルアミンなどがあり、これらは２種以上併用す
ることもできる。

有機スズ化合物としては、ジブチルスズジラウレート、
ジアセテート、ジアセテートなどがあり、２種以上併用
することができる。

触媒の使用量としては、前記の触媒の単独あるいは２種
以上を、組成物の溶液中の固形分に対して、５０〜１５
０００ｐｐｍの範囲で使用する。

下限に満たないと触媒の硬化が認められず、上限を超え
ると、貯蔵中にゲル化物が析出したり、造膜状態が悪く
なる。

なお、希釈溶剤として、メタノール、エタノール、プロ
パツール等の低級アルコールや、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エチルエー
テル、酢酸エステルなどの単独または２種以上の混合溶
剤を必要に応じて使用して、前記の所定の配合物を希釈
してコーティング材を調整する。なお、コーティング材
の調整は５０℃以下で行うのが好ましい。

以上のようにして得たコーティング材は、適当な基材に
塗布することができる。塗装方法としては特には限定し
ない。たとえば、スプレー塗布、浸漬塗布などの方法を
適宜使用する。塗布した後は、常温近傍ないしそれ以下
の温度で硬化させることができる。

以下、実施例、比較例に基づきさらに具体的に説明する
。

実施例１メチルトリメトキシシラン１００重量部、テトラエトキ
シシラン２０重量部、インプロパツール分散シリカゾル
（触媒化成■製、ソリッドコンテント３０重量％）１０
５重量部、ジメチルジメトキシシラン３０重量部、イソ
プロパツール１００重量部からなる基本配合物に対して
、固形分に対し１１００ｐｐの塩酸と、ケイ素アルコキ
シドに対して３重量％の水を加え、２５℃に保ちながら
、５００ｒｐｍの回転数の攪拌器を使用して３０分間混
合してコーティング材を調整し、１個月間密栓して保存
した。その後、厚さ１龍、１０ｃｍ角のアルミナ基板を
塗布基材として使用し、これに前記貯蔵後のコーティン
グ材を２５℃雰囲気下で流し塗りし、硬化させて塗膜の
特性を調べた。その結果を第１表に示した。以下の実施
例、比較例においても同様にして試験した。

実施例２実施例１の基本配合物に対して、５００ｐｐｍ（対固形
分）の塩酸と、ケイ素アルコキシドに対して１０重量％
の水を加え、実施例１と同様にしてコーティング材を調
整し、１個月間密栓して保存した後、コーティング材と
して使用した。

実施例３実施例１の基本配合物において、リン酸７０００ｐｐｍ
（対固形分）と、ジシクロペンタジェニルジルコニウム
ジクロライドをｓｏｏｐｐｍ（対固形分）加え、水をケ
イ素アルコキシドに対し１．６重量％加えてコーティン
グ材を調整し、コーティング材を調整し、１個月間密栓
して保存した後、コーティング材として使用した。

実施例４メチルメトキシシラン１００重量部、イソプロパツール
分散シリカゾル１２０重量部、テトラトリメチルシラン
２５重量部、ジメチルジェトキシシラン３０重量部、イ
ソプロパツール１００重量部からなる基本配合物に対し
、塩酸２００ｐｐｍとギ酸アンモニウム３００ｐｐｍを
添加し、さらに水を１０重量％添加してコーティング材
を調整し、１個月間密栓して保存した後、コーティング
材として使用した。

実施例５実施例４の基本配合物に対し、塩酸を５００ｐｐｍとγ
−アミノプロピルトリエトキシシラン２００ｐｐｍとジ
ブチルスズジラウレート４０ｐｐｍを加え、水を１０重
量％加えてコーティング材を調整し、コーティング材を
調整し、１個月間密栓して保存した後、コーティング材
として使用した。

比較例１実施例１の基本配合物に、３０ｐｐｍの塩酸と３重量％
の水を加えてコーティング材を調整し、１個月間密栓し
て保存した後、コーティング材として使用した。

比較例２実施例１の基本配合物に、２００００ｐｐｍの塩酸と１
０ｉＨｉ％の水を加えてコーティング材を調整し、１個
月間密栓して保存した後、コーティング材として使用し
た。

比較例３実施例１の基本配合物に、１１００ｐｐの塩酸と０．５
重量％の水を加えてコーティング材を調整し、１個月間
密栓して保存した後、コーティング材として使用した。

比較例４実施例１の基本配合物に、５ｏｏｐｐｍの塩酸と３５重
量％の水を加えてコーティング材を調整し、１個月間密
栓して保存した後、コーティング材として使用した。

第１表に示したように、本発明にかかる無機コーティン
グ材は常温付近で硬化し、優れた塗膜を与えることが明
らかである。なお、第１表において、表面硬度はＪＩＳ
に規定する鉛筆硬度、耐溶剤性はエタノールを滴下し、
シャーレで苦をし、２時間後これを拭き取って塗膜状態
を見た。比較例２の液は貯蔵安定性が悪い。

［発明の効果］この発明は、ケイ素アルコキシドを主体とする材料を水
と触媒の存在下に反応させて、末端を少なくとも８０％
以上アルコキシドの形にしたプレポリマーを合成すると
共に、そのプレポリマーの重量平均分子量（Ｍ　ｗ　）
を２００〜８００の範囲となし、かつ重量平均分子量（
ＭＷ　）と数平均分子量（ＭＷ　）との比（ＭＷ　／Ｍ
ａ１　）が１．０〜１．５となるように調整することを
特徴とするので、常温近傍ないしそれ以下の温度で硬化
するという効果がある。

特許出願人　　松下電工株式会社代理人弁理士　竹元　散光（ほか２名）手続補正書昭和６２年　７月２１日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ケイ素アルコキシド系コーティング材の製法にお
いて、ケイ素アルコキシドを主体とする材料を水と触媒
の存在下に反応させて、末端を少なくとも８０％以上ア
ルコキシドの形にしたプレポリマーを合成すると共に、
そのプレポリマーの重量平均分子量（Ｍ＿Ｗ）を２００
〜８００の範囲となし、かつ重量平均分子量（Ｍ＿Ｗ）
と数平均分子量（Ｍ＿Ｎ）との比（Ｍ＿Ｗ／Ｍ＿Ｎ）が
１．０〜１．５となるように調整することを特徴とする
無機コーティング材の製法。
（２）プレポリマーを合成するにあたり、触媒として酸
性触媒、アミノシラン、無機酸の４級アンモニウム塩、
有機酸の４級アンモニウム塩、無機酸のアミン塩、有機
酸のアミン塩、有機スズ化合物および（Ｃ＿５Ｈ＿５）
＿ｎＭｅＸ＿４＿−＿ｎなる一般式で表される化合物か
らなる群から選ばれた１種または２種以上の化合物を使
用することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無
機コーティング材の製法。ただし、上記一般式において、ｎ＝１、２、３、Ｍｅは
周期律表IV族の４〜６周期の元素、Ｃ＿５Ｈ＿５はシク
ロペンタジエン、Ｘはハロゲン元素である。