明 細 書 上塗り塗料用硬化性組成物およびそれを塗布してなる塗装物
技術分野
本発明は、 上塗り塗料用硬化性組成物に関する。 さらに詳しくは、 例えば金属 、 セラ ミ ックス、 ガラス、 セメ ン ト、 窯業系成形物、 無機質板、 プラスチック、 木材、 紙、 繊維などからなる建築物、 家電用品、 産業機器などの塗装に好適に使 用しうる上塗り塗料用硬化性組成物、 および、 当該上塗り塗料用硬化性組成物を 塗装した塗装物に関する。 背景技術
従来、 窯業系組成物、 コンク リー トや鉄鋼などからなる建築物、 建材などの産 業製品などの表面を、 例えば、 フッ素榭脂塗料、 アクリルウレタン樹脂塗料、 ァ クリルンリコン樹脂塗料などの塗料で被覆することによって建築物などの外観を よく したり、 防食性や耐候性等を向上させたりしている。 また、 同時に近年の都 市部を中心とした環境の悪化や美観 ·景観保護の意識の向上から上記の塗料に耐 汚染性能を付与したものが開発上市されるようになってきている。
しかしながら、 この中でァクリルンリコン塗料についてはその架橋形態によつ て、 他の 2種に比較して彼塗物によっては密着性が不十分であり、 塗り重ねによ りちぢみを生じる場合、 また、 耐溶剤性が不足する傾向があるため、 エポキシ系 塗料が塗布された時ちち'みを生じる場合や、 鋼板に塗布した場合に耐衝撃性が不 十分な場合があった。 発明の要約
本発明者らは、 前記のごとき実状に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、 特定の反応 性シリル基と水酸基を必須成分として含有するァクリル系共重合体、 特定のシリ コン化合物、 多官能性イソシアナ一ト化合物、 特定の硬化触媒を特定の割合で配 合した組成物が常温または加熱下で硬化性を有し、 該組成物からの塗膜が、 ァク
リルシリコン樹脂塗料からの塗膜と同様に優れた耐候性を有するとともに、 優れ た耐汚染性と密着性、 耐溶剤性、 耐衝撃性を同時に有することを見出した。
硬化触媒を予め混合して 1液化組成物とした場合、 経時変化により組成物の粘 度が短時間で上昇し、 塗料として使用できなくなるまでの時間が短くなつていた c これまでは、 イソシアナ一ト化合物を用いた場合、 硬化触媒を加えて 1液化す ることが困難であつたが、 本発明に関わる硬化触媒を選択することによって、 よ うやく 1液化が可能となった。
すなわち本発明は、 下記一般式 ( 1 )
(1)
(式中、 R 1 は水素原子または炭素数 1〜 1 0のアルキル基、 R 2 は水素原子ま たは炭素数 1〜1 0のアルキル基、 ァリール基およびァラルキル基から選ばれた
1価の炭化水素基、 aは 0〜2の整数を示す) で表される炭素原子に結合した反 応性シリル基および水酸基を含有するアクリル系共重合体 (A ) 1 0 0重量部に 対して、 下記一般式 ( 1 )
( 。) 一 Si— (R4)b (2)
(式中、 R 3 は炭素数 1 ~ 1 0のアルキル基、 ァリール基およびァラルキル基か ら選ばれた 1価の炭化水素基、 R 4 は炭素数 1〜1 0のアルキル基、 ァリール基 およびァラルキル基から選ばれた 1価の炭化水素基、 bは 0または 1を示す) で 表されるシリ コン化合物およびノまたはその部分加水分解縮合物 (B ) 2〜7 0 重量部と、 架橋剤としてイソシアナ一 卜基を 2個以上含有する化合物 (C ) 0 . 1〜 5 0重量部とを配合してなる上塗り塗料用硬化性組成物である。
前記アクリル系共重合体 (A ) は、 分子内に一般式 ( 1 ) で表される炭素原子
に結合した反応性シリル基を含有する単量体単位を 3〜 9 0重量%含有する共重 合体ことが好ましい。 前記アクリル系共重合体 (A ) は、 重合成分として n—ブ チルメタクリ レー ト単位を含有する共重合体であることが好ましい。
前記上塗り塗料用硬化性組成物に対して、 有機金属系化合物 (D ) を硬化触媒 として 0〜2 0重量部配合してなる上塗り塗料用硬化性組成物もまた、 本発明の —つである。 前記有機金属系化合物 (D ) が、 有機錫系化合物であることが好ま しい。 前記有機金属系化合物 (D ) が、 分子内に S原子を含有する錫系化合物で あることが好ましい。 前記有機金属系化合物 (D ) が、 アルミキレート系化合物 であることが好ましい。
前記上塗り塗料用硬化性組成物に対して、 更に、 メルカプト基含有炭化水素お よびノまたはメルカプトシラン (E ) を配合してなることが好ましい。
前記上塗り塗料用硬化性組成物を塗布してなることを特徴とする塗装物もまた 本発明の一つである。
メタリ ツク粉末および Zまたは着色顔料を含有する塗料が塗布された塗布面に トップコートクリア一塗料が塗布されてなる塗装物であって、 前記トップコート ク リア一塗料が、 前記上塗り塗料用硬化性組成物を主成分として含有する塗装物 もまた本発明の一つである。
前記上塗り塗料用硬化性組成物と顔料との分散物を主成分とする塗料が塗布さ れてなる塗装物もまた本発明の一つである。 発明の詳細な開示
本発明の上塗り塗料用硬化性組成物には、 湿分の存在下、 室温で硬化性を有す るベース樹脂として一般式 ( 1 ) :
(R2)a !
(R10)3.a-Si一 C一 (1)
(式中、 R' は水素原子または炭素数 1〜 1 0のアルキル基、 R2 は水素原子ま たは炭素数 1〜 1 0のアルキル基、 ァリール基およびァラルキル基から選ばれた 1価の炭化水素基、 aは 0から 2の整数を示す) で表される炭素原子に結合した 反応性シリル基および水酸基を有するアクリル系共重合体 (A) が含有される。 アクリル系共重合体 (A) は、 その主鎖が実質的にアクリル系単量体が共重合 した主鎖からなる (以下、 主鎖が実質的にアクリル系共重合鎖からなるともいう ) 共重合体であるため、 得られる本発明の上塗り塗料用硬化性組成物から形成さ れる塗膜の耐候性、 耐薬品性などが優れたものとなる。
なお、 前記アクリル系共重合体 (A) の主鎖が実質的にアクリル共重合鎖から なるとは、 ァク リル系共重合体 (A) の主鎖を構成する単位のうちの 5 0 %以上 、 さらには 7 0 %以上がァクリル系単量体単位から形成されていることを意味す る。 また、 アクリル系共重合体 (A) は、 反応性シリル基が炭素原子に結合した 形式で含有されているため、 塗膜の耐水性、 耐アルカリ性、 耐酸性などがすぐれ たものとなる。
アクリル系共重合体 (A) において、 一般式 (1 ) で表される炭素原子に結合 した反応性シリル基の数は、 アク リル系共重合体 (A) 1分子あたり 2個以上、 好ましくは 3個以上であることが、 本発明の組成物から形成される塗膜の耐候性 、 耐溶剤性などの耐久性が優れるという点から好ましい。
前記一般式 ( 1 ) で表される反応性シリル基は、 アクリル系共重合体 (A) の 主鎖の末端に結合していてもよく、 側鎖に結合していてもよく、 主鎖の末端およ び側鎖に結合していてもよい。
前記一般式 ( 1 ) において、 R' は水素原子または炭素数 1〜 1 0、 好ましく はたとえばメチル基、 ェチル基、 n—プロピル基、 i —プロピル基、 n—ブチル 基、 i一ブチル基などの炭素数 1〜4のアルキル基である。 前記アルキル基の炭 素数が 1 0を超える場合には、 反応性シリル基の反応性が低下するようになる。 また、 前記 R' がたとえばフエ二ル基、 ベンジル基などのアルキル基以外の基で ある場合にも、 反応性シリル基の反応性が低下するようになる。
また、 前記一般式 ( 1 ) において、 R2 は水素原子または炭素数 1〜 1 0.、 好 ましくはたとえば前記 R1 において例示された炭素数 1〜4のアルキル基、 たと
えばフヱニル基などの好ましくは炭素数 6〜 2 5のァリ一ル基およびたとえばべ ンジル基などの好ましくは炭素数?〜 1 2のァラルキル基から選ばれた 1価の炭 化水素基である。 これらの中では、 本発明の組成物が硬化性に優れるという点か ら炭素数 1〜 4のアルキル基が好ましい。
前記一般式 ( 1 ) において、 (R1 0) は 3— aが 1以上 3以下になるよ うに、 すなわち aが 0〜2になるように選ばれるが、 アクリル系共重合体 (A) の硬化性が良好になるという点からは、 aが 0または 1であるのが好ましい。 し たがって、 R2 の結合数は 0 ~ 1であるのが好ましい。
一般式 ( 1 ) 中に存在する (R' 0) または R2 aの数が 2個以上の場合、 2個以上含まれる R' または R2 は同じであってもよく、 異なっていてもよい。 前記一般式 ( 1 ) で表される炭素原子に結合した反応性シリル基の具体例とし ては、 たとえば後述する反応性シリル基を含有する単量体に含有される基が挙げ り る
また、 アクリル系共重合体 (A) としては、 合成の容易さの点から、 その分子 内に一般式 ( 1 ) で表される炭素原子に結合した反応性シリル基を含有する単量 体単位を含有したものが好ましい。 なお、 アクリル系共重合体 (A) 中の前記単 量体単位の含有割合は、 本発明の組成物を用いて形成される塗膜の耐久性が優れ る、 強度が大きくなるという点から、 3 ~9 0 %、 さらには 1 0〜7 0 %、 とく には 1 0〜 5 0 %であるのが好ましい。
前記アクリル系共重合体 (A) に含有される一般式 ( 1 ) で表される炭素原子 に結合した反応性シリル基を含有する単量体単位以外の単量体単位としては、 後 述するァクリル系単量体からの単位、 後述する必要により用いられるその他の単 量体からの単位が挙げられる。
アクリル系共重合体 (A) は、 数平均分子量が、 本発明の組成物を用いて形成 される塗膜の耐久性などの物性が優れるという点から、 1 0 0 0〜 3 0 0 0 0、 なかんずく 3 0 0 0〜 2 5 0 0 0であることが好ましい。
前記のごときアクリル系共重合体 (A) は、 単独で用いてもよく、 2種以上併 用してもよい。
つぎに、 アクリル系共重合体 (A) の製法の一例について説明する。
アクリル系共重合体 (A ) は、 たとえば重合性二重結合および炭素原子に結合 した反応性シリル基を含有する単量体 (以下、 モノマー (A— 1 ) という) 、 水 酸基含有モノマーおよびノまたはその誘導体 (以下、 モノマ一 (A— 2 ) という ) , (メタ) ァクリル酸およびノまたはその誘導体 (以下、 モノマー (A— 3 ) という) ならびに必要により用いられるその他の単量体を含有するものを重合す ることによって製造することができる。
前記モノマー (A— 1 ) の具体例としては、 たとえば
CH2=CHSi(OCH3)3 (3-1) 誦
CH3
I
CH2=C(CH3)Si(OCH3)2 (3-4)
CH2=CHSi(OC2H5)3 (3-5)
CH3
I
CH2=CHSi(OC2H5)2 (3-6) CH2=CHSi(OC3H7)3 (3-7) CH2=CHSi(OC4H9)3 (3-8) CH2=CHSi(OC6H13)3 (3-9)
CH2=CHSi(OC8H17)3 (3-10) CH2=CHSi(OC10H21)3 (3-11)
などの一般式 (3) :
R5 R a 2
I I (3)
C H 2 = C - S i— (OR 1 ) h
(式中、 R'、 R2、 aは前記と同じ、 R 5は水素原子またはメチル基を示す) で 表される化合物;
CH
2= CHCOO(CH
2)
3Si(OCH
3)
3 (4-1)
CH2 = C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3 (4-3)
CH3
瞧
CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)2 (4-4) CH2=CHCOO(CH2)3Si(OC2H5)3 (4-5)
CH3
I
CH 2" : CHCOO(CH2)3Si(OC2H5)2 (4-6) (4-7)
CH3
I
CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OC2H5)2 (4-8)
CH2=C(CH3)COO(CH2)11Si(OCH3)3 (4-9)
などの一般式 (4) :
CH2-
(式中、 R'、 R R
5および aは前記と同じ、 nは 1〜1 2の整数を示す。 ) で表される化合物 ;
CHz-CH-CH2OCO (o -CeH4) COO (CH2) ,S i (OCH3) 3、 CH2=CH CH2OCO (o-CBH4) COO (CH2) 3S i 〔CH3) (O CH3) ,
などの一般式 ( 5) :
(5)
(式中、 R R2、 R5、 aおよび nは前記と同じ) で表される化合物
(式中、 R1, R2, R5, aは前記と同じ、 mは 1〜1 4の整数を示す。 ) で表 される化合物:
(7-1)
(式中、 pは 0〜2 0の整数を示す。 ) などの一般式 (7 )
(式中、 R'、 R Rsおよび aは前記と同じ、 qは 0〜2 2の整数を示す) で 表される化合物や、 炭素原子に結合した反応性シリル基をウレタン結合またはシ ロキサン結合を介して末端に有する (メタ) ァクリ レー 卜などがあげられる。 こ れらの中では、 共重合性および重合安定性、 ならびに、 得られる組成物の硬化性 および保存安定性が優れるという点から、 前記一般式 (4) で表される化合物が 好ましい。
これらのモノマー (A— 1 ) は単独で用いてもよく、 2種類以上併用してもよ い。 前記モノマ一 (A— 1 ) は、 前記のように、 得られるアクリル系共重合体 ( A) 中に一般式 ( 1 ) で表される炭素原子に結合した反応性シリル基を含有する 単量体が 3 ~ 9 0 %、 さらには 8〜 7 0 %、 とくには 1 1 ~ 5 0 %含有されるよ うに使用するのが好ましい。
前記モノマー (A— 2 ) の具体例としては、 たとえば、 2—ヒ ドロキンェチル (メ タ) アタ リ レ一 卜、 2—ヒ ドロキシプロピル (メタ) ァク リ レー ト、 2—ヒ ドロキシブチル (メタ) アタ リ レー ト、 4ーヒ ドロキシブチル (メ タ) ァク リ レ — ト、 2—ヒ ドロキシェチルビニルエーテル、 N—メチロール (メ タ) ァク リノレ アミ ド、 4ーヒ ドロキシスチレンビニルトルエン、 東亜合成社製のァロニクス 5 7 0 0、 4ーヒ ドロキンスチレン、 日本触媒社製の HE— 1 0、 HE- 2 0, H P— 1および H P— 2 0 (以上、 いずれも末端に水酸基を有するアクリル酸エス テルオリゴマー) 、 日本油脂社製のブレンマ一 P Pシリーズ (ポリプロピレング
リ コ一ルメ タク リ レー 卜) ブレンマー P Eシリーズ 〔ポリェチレンダリ コールモ ノメタク リ レー 卜) ブレンマ一 PE Pシリーズ (ポリエチレングリコールボリプ ロピレングリ コールメ タク リ レー ト) ブレンマー A P - 4 0 0 (ポリプロピレン グリコールモノアクリ レート) 、 ブレンマ一 A E— 3 5 0 (ポリエチレングリコ —ルモノァク リ レート) およびブレンマ一 G LM (グリセロールモノメタク リ レ 一ト) 、 N—メチロール (メタ) ァクリルァミ ドなどの (メタ) ァクリル酸のヒ ドロキンアルキルエステル類、 水酸基含有化合物と ε—力プロラク トンとの反応 により得られる £—力プロラク トン変性ヒ ドロキシアルキルビニル系共重合体化 合物 P l a c c e l FA - l、 P l a c c e l FA - 4、 P l a c c e l FM— l、 P l a c c e l FM— 4 (以上ダイセル化学工業社製) 、 TON E M- 2 0 1 (UCC社製) 、 ボリカーボネー卜含有ビニル系化合物 (具体例と しては、 HE AC— 1 (ダイセル化学工業社製) などが挙げられる。 中でも 2— ヒ ドロキンェチル (メタ) ァクリ レー 卜、 2—ヒ ドロキシプロピル (メタ) ァク リレート、 2—ヒ ドロキシブチル (メタ) ァクリ レー ト、 4—ヒ ドロキンブチル
(メタ) ァクリレートは、 イソシアナ一卜との反応性に優れ、 耐候性、 耐薬品性 、 耐衝搫性が良好な塗膜が得られる点から好ましい。 特に好ましくは、 2—ヒ ド 口キンェチル (メ タ) ァク リ レ一ト、 2—ヒ ドロキシプロピル (メ タ) ァク リ レ —卜である。 また、 使用量としては、 水酸基当量 (OH基一つ当たりの樹脂の分 子量) で 3 0 0以上が) 好ましく、 さらに、 4 0 0以上が好ましく、 特に、 5 0 0以上が好ましい。
これらのアルコ一ル性水酸基含有ビニル系共重合性化合物は単独で用いてもよ く、 2種類以上併用してもよい。
前記モノマー (A— 3 ) の具体例としては、 たとえばメチル (メタ) ァクリ レ ート、 ェチル (メタ) ァクリ レート、 n—ブチル (メタ) ァクリ レート、 イソブ チル (メタ) ァクリ レート、 t e r t—ブチル (メタ) ァクリ レー ト、 3, 3 , 5— トリメチルシクロへキシル (メタ) ァクリ レー ト、 2—ェチルへキシル (メ 夕) ァクリ レー卜、 ステアリル (メタ) ァクリ レー ト、 ラウリル (メタ) ァク リ レー ト、 ベンジル (メ タ) ァクリレー ト、 シクロへキシル (メタ) アタ リ レー ト 、 トリフルォロェチル (メタ) ァクリ レート、 ペンタフルォロプロピル (メタ)
ァク リ レー ト、 パーフルォロシク口へキシル (メタ) アタ リ レー ト、 (メ タ) ァ ク リ ロニ ト リル、 グリ シジル (メタ) ァク リ レー 卜、 ィソボル二ル (メタ) ァク リ レー ト、 ジメチルァミ ノェチル (メタ) ァク リ レー ト、 'ジェチルァミ ノェチル
(メ タ) ァク リ レー ト、 (メタ) ァク リルァミ ド、 α —ェチル (メタ) ァク リル ァミ ド、 Ν—ブトキシメチル (メタ) ァク リルァ ミ ド、 Ν, Ν—ジメチル (メタ ) アク リルアミ ド、 Ν—メチル (メ タ) アク リルアミ ド (メタ) ァク リ ロイルモ ルホリ ン、 ァロニクス Μ— 5 7 0 0、 マクロモノマ一である A S— 6、 A N— 6 、 A A— 6、 A B— 6、 A K— 6などの化合物 (以上、 東亜合成社製) 、 (メ タ ) ァク リル酸のヒ ドロキシアルキルエステル類とリ ン酸またはリ ン酸エステル類 との縮合生成物などのリ ン酸エステル基含有 (メタ) アクリル系化合物、 ウレタ ン結合やシロキサン結合を含む (メタ) ァク リ レートなどが挙げられる。 これら のなかでは、 得られるアクリル系共重合体 (A ) が後述する一般式 (2 ) で表さ れるシリ コン化合物および/またはその部分加水分解縮合物 (B ) との相溶性に 優れるという点から、 n —プチルメタクリ レー卜を含有することが好ましい。
これらのモノマー (A— 2 ) は単独で用いてもよく、 2種以上併用してもよい 。 なお、 アクリル系共重合体 (A ) 力 <、 分子内に一般式 ( 1 ) で表される炭素原 子に桔合した反応性シリル基を含有する単量体単位を 3〜9 0 %含有し、 n—ブ チルメタク リ レート単位を含有する場合には、 これらを含有する場合に得られる いずれの効果をも得ることができる。
前記モノマー (A— 2 ) と (A— 3 ) の使用量の合計は、 用いるモノマー (A 一 1 ) の種類および使用量に応じて適宜調整すればよいが、 通常用いる重合成分 全量の 5〜 9 0 %、 さらには 3 0〜 8 5 %、 とく には 5 0〜 8 5 %であるのが好 ましい。 また、 モノマ一 (A— 1 ) の使用量としては重合成分の 1〜 5 0 %、 さ らには 3〜 4 0 %、 特には、 5〜 3 0 %が好ま しい。 なお、 モノマー (A— 3 ) として n —プチルメタクリ レートを用いる場合には、 その使用量は用いる単量体 の 2 0〜5 0 %であることが、 後述する一般式 ( 2 ) で表されるシリコン化合物 および/またはその加水分解縮合物 (B ) との相溶性および得られる硬化性組成 物から形成される塗膜の各種特性のバランスが優れるという点から好ましい。 また、 本発明においては、 得られる本発明の組成物から形成される塗膜の耐候
性をさらに向上させる目的で、 たとえば主鎖にゥレタン結合やシロキサン結合に より形成されたセグメ ント、 モノマー (A— 1 ) 、 モノマ一 (A— 2 ) 、 モノマ ― ( A - 3 ) 以外の単量体に由来するセグメントなどを、 5 0 %を超えない範囲 でアクリル系共重合体 (A ) の製造時に導入してもよい。
前記モノマー (A— 1 ) 、 モノマー (A— 2 ) 、 モノマー (A— 3 ) 以外の単 量体の具体例としては、 たとえばスチレン、 α —メチルスチレン、 クロロスチレ ン、 スチレンスルホン酸、 4—ヒ ドロキシスチレン、 ビニルトルエンなどの芳香 族炭化水素系ビニル化合物; マレイン酸、 フマル酸、 ィタコン酸、 (メタ) ァク リル酸などの不飽和カルボン酸、 これらのアルカリ金属塩、 アンモニゥム塩、 ァ ミ ン塩などの塩;無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸の酸無水物、 これら酸 無水物と炭素数 1〜 2 0の直鎖状または分岐鎖を有するアルコールまたはァミン とのジエステルまたはハーフエステルなどの不飽和カルボン酸のエステル;酢酸 ビニル、 プロピオン酸ビニル、 ジァリルフタレートなどのビニルエステルゃァリ ル化合物: ビニルピリジン、 アミノエチルビ二ルエーテルなどのアミノ基含有ビ ニル系化合物 ; ィタコン酸ジアミ ド、 クロ トン酸ァミ ド、 マレイン酸ジアミ ド、 フマル酸ジアミ ド、 Ν—ビニルピロリ ドンなどのアミ ド基含有ビニル系化合物: 2—ヒ ドロキシェチルビニルエーテル、 メチルビ二ルェ一テル、 シクロへキシル ビニルエーテル、 塩化ビニル、 塩化ビニリデン、 クロ口プレン、 プロピレン、 ブ タジェン、 イソプレン、 フルォロォレフイ ンマレイミ ド、 Ν—ビニルイ ミダゾ一 ル、 ビニルスルホン酸などのその他ビニル系化合物などが挙げられる。
これらは単独で用いてもよく、 2種以上併用してもよい。 アクリル系共重合体 ( Α ) にはカルボキシル基またはアミノ基などの基が含まれていてもよく、 その 場合には、 硬化性、 密着性が向上するが、 重合体鎖に結合しているカルボキシル 甚ゃァミノ基の場合、 活性が弱く、 これらを硬化触媒のかわりに使用して硬化さ せようとしても良好な特性の硬化物が得られない。
さらに、 本発明の塗料用組成物において、 主成分であるアクリル系共重合体 ( Α ) には、 アルコキシシリル基含有共重合体を分散安定剤樹脂として用い、 非水 系デイスパージヨ ン重合で得られる非水系重合体粒子 (N A D ) を添加すること ができる。 この成分は、 極少量の添加で塗料組成物の低粘度化、 ハイソリ ッ ド化
を達成でき、 さらに硬化塗膜の耐衝擊性を向上させることができる。 上記添加成 分である非水系重合体粒子 (NAD) の製造において用いられる単量体はァクリ ル系共重合体 (A) に使用される単量体を用いることができる。
前記ァク リル系共重合体 (A) は、 たとえば特開昭 5 4— 3 6 3 9 5号公報、 特開昭 5 7— 5 5 9 5 4号公報などに記載のヒ ドロシリル化法または反応性シリ ル基を含有する単量体を用いた溶液重合法によって製造することができるが、 合 成の容易さなどの点から反応性シリル基を含有する単量体を用い、 ァゾビスィソ プチロニ卜リルなどのァゾ系ラジカル重合開始剤を用いた溶液重合法によって製 造することがとくに好ましい。
前記溶液重合法に用いられる溶剤は、 非水系のものであればよく、 とくに制限 はないが、 たとえばトルエン、 キンレン、 n—へキサン、 シクロへキサンなどの 炭化水素類;酢酸ェチル、 酢酸ブチルなどの酢酸エステル類; ェチルセ口ソルブ 、 ブチルセ口ソ口ブなどのセロソルブ類: セロソルブァセテートなどのエーテル エステル類; メチルェチルケ トン、 ァセ ト酢酸ェチル、 ァセチルアセ トン、 メチ ルイソブチルケ トン、 アセ トンなどのケ トン類; メ タノール、 イソプロピルアル コール、 n—ブタノール、 イソブタノール、 へキサノ一ノレ、 ォクタノールなどの アルコール類が挙げられる。
また、 前記溶液重合の際には、 必要に応じて、 たとえば N— ドデシルメルカブ タン、 tー ドデシルメルカプタン、 n—ブチルメルカプタン、 7—メルカプトプ 口ビルト リメ トキシンラン、 ァ一メルカプトプロピルト リエトキンシラン、 (C H3 〇) S i - S— S— S i (O CH3 ) a , (C H3 0) S i - SB - S i (OCHa ) などの連鎖移動剤を単独または 2種以上併用することにより、 得られるアクリル系共重合体 (A) の分子量を調整してもよい。 とくに、 たとえ ばァ一メルカプ卜プロピル卜 リメ トキシシランなどのアルコキシシリル基を分子 中に有する連鎖移動剤を用いた場合には、 アクリル系共重合体 (A) の末端に反 応性シリル基を導入することができるので好ましい。 かかる連鎖移動剤の使用量 は、 用いる重合成分全量の 0. 0 5〜 1 0 %、 なかんづく 0. 1〜8 %であるこ とが好ましい。
本発明においては、 前述のアクリル系共重合体 (A) と共に、 本発明の組成物
から形成される塗膜の耐汚染性を向上させると共に、 該塗膜と被塗物との密着性 を向上させるための成分である、 一般式 (2) :
(R3 0) - S i -R ( 2 )
(式中、 R3 は炭素数 1〜 1 0のアルキル基、 ァリール基およびァラルキル基か ら選ばれた 1価の炭化水素基、 R4 は炭素数 1〜 1 0のアルキル基、 ァリ一ル基 およびァラルキル基から選ばれた 1価の炭化水素基、 bは 0または 1を示す) で 表されるシリコン化合物をアルコール系溶剤中、 酸性条件下で加水分解した化合 物 (B) 2〜7 0重量部 (以下、 シリ コン化合物の部分加水分解縮合物 (B) と いう) が使用される。 シリコン化合物の部分加水分解縮合物 (B) をアク リル系 共重合体 (A) と混合させたものは常温硬化性および加熱硬化性を有する組成物 となり、 該組成物を用いて形成される塗膜は優れた耐汚染性を有するが、 該塗膜 が優れた耐汚染性を有する理由はまだ定かには判明していない。 おそらくァク リ ル系共重合体 (A) とシリ コン化合物 (B) との相対的硬化速度の違いと相溶性 に起因し、 表面硬度および親水性が向上することが影饗しているものと考えられ る。
前記一般式 (2 ) において、 R3 は炭素数 1〜 1 0、 好ましくはたとえばメチ ル基、 ェチル基、 n—プロピル基、 i —プロピル基、 n—ブチル基、 i一ブチル 基などの炭素数 1〜 4のアルキル基、 ァリール基、 好ましくはたとえばフヱニル 基などの炭素数 6〜9のァリール基およびァラルキル基、 好ましくはたとえばべ ンジル基などの炭素数?〜 9のァラルキル基から選ばれた 1価の炭化水素基であ る。
前記アルキル基の炭素数が 1 0を超える場合には、 シリコン化合物の部分加水 分解縮合物 (B) の反応性が低下するようになる。 また、 R3 が前記アルキル基 、 ァリール甚、 ァラルキル甚以外の場合にも反応性が低下するようになる。
また、 前記一般式 (2) において、 R4 は炭素数 1〜 1 0、 好ましくは R3 と 同様の炭素数 1〜 4のァラルキル基、 ァリール基、 好ましくは R3 と同様の炭素 数 6〜9のァリール基およびァラルキル基、 好ましくは R3 と同様の炭素数?〜 9のァラルキル基から選ばれた 1価の炭化水素である。
前記一般式 (2) において、 (R3 0) b は 4—bが 3以上になるように、 す
なわち bが 0〜 1になるように選ばれる力^ 本発明の組成物から形成される塗膜 の硬化性が向上するという点からは、 bが 0であるのが好ましい。
一般式 (2) 中に存在する (R3 0) の数が 2個以上の場合、 2個以上含 まれる R3 は同じであってもよく、 異なっていてもよい。
前記シリ コン化合物の具体例としては、 たとえばテ トラメチルシリケ一ト、 テ トラェチルシリゲー ト、 テ トラ n プロビルシリゲー ト、 テ トラ i一プロビルシ リケー 卜、 テ トラ n—プチルシリゲー ト、 テ トラ i一ブチルシリケ一 トなどのテ トラアルキルシリケ一 ト ; メチルト リ メ トキシンラン、 メチルト リエ トキシシラ ン、 フェニル卜 リメ トキシシラン、 フェニルト リエトキシシラン、 ォク夕デシル ト リエトキシシラン、 3—グリ シ ドキシプロビルトリメ トキシシラン、 メチルト U s e e—才クチルォキシシラン、 メチルト リフエノキシシラン、 メチルト リィ ソプロボキシシラン、 メチルト リブトキシシランなどのシランカップリ ング剤な どが挙げられる。
また、 前記シリ コン化合物の部分加水分解縮合物 (B) の具体例としては、 た とえば通常の方法で前記テトラアルキルシリケー卜やトリアルコキシシランに水 を添加し、 縮合させて得られるものがあげられ、 たとえば MS 1 5 1、 E S I 2 8、 E S I 4 0、 HAS— 1、 HAS— 1 0 (以上、 コルコート社製) 、 MS 5 1、 MS 5 6、 MS 5 6 S (以上、 三菱化学社製) などのテトラアルコキシシラ ンの部分加水分解縮合物や、 たとえば AF P— 1 (信越化学工業社製) などの卜 リアルコキシンランの部分加水分解縮合物などが挙げられる。
上記シリ コ ン化合物等 (B) は単独で用いてもよく、 2種類以上併用してもよ い。
前記シリコン化合物の部分加水分解縮合物 (B) のうちでは、 アクリル系共重 合体 (A) との相溶性、 得られる本発明の組成物の硬化性が良好で、 該組成物を 用いて形成される塗膜の硬度に優れるということより汚染物質の付着を制御する という点から、 MS I 5 1、 MS 5 1、 MS 5 6 , MS 5 6 S (テ トラメ トキシ シランの部分加水分解縮合物) や E S I 4 0 (テ トラエ 卜キシシランの部分加水 分解縮合物) などのテトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物を用いるのが 好ましく、 特に、 重量平均分子量が 1 G 0 0より大きい MS 5 6のような化合物
が、 配合量を低減できる点から更に好ましい。
シリ コン化合物の部分加水分解縮合物 (B ) は前記シリ コン化合物および ま たはをシリコン化合物の部分加水分解縮合物をアルコール系溶剤中、 酸性条件下 で加水分解してえられる。
なお、 前記アルコール系溶剤としては、 例えば、 メタノール、 エタノール、 ィ ソプロパノール、 n—ブタノール、 イソブチルアルコールなどが挙げられる。 これらは単独で用いてもよく、 2種以上併用してもよい。 これらのうちでは、 メタノール、 エタノール、 イソプロパノールが安定性向上の点から好ましい。 前記酸性条件下とは ( 1 ) 酸性物質を添加する、 (2 ) 陽イオン交換樹脂で処 理するような条件を指す。
( 1 ) 酸性物質とは塩酸、 硝酸、 リ ン酸、 硫酸、 亜硫酸、 などの無機酸: モノ メチルホスフェー ト、 モノェチルホスフヱー ト、 モノブチルホスフ ー ト、 モノ ォクチルホズフェー ト、 ジォクチルホスフヱ一卜、 ジデシルホスフユー トなどの リ ン酸エステル ; ぎ酸、 酢酸、 マレイン酸、 アジピン酸、 しゅう酸、 コハク酸な どのカルボン酸化合物; ドデシルベンゼンスルホン酸、 パラ トルエンスルホン酸 、 1 —ナフタレンスルホン酸、 2 —ナフタレンスルホン酸などのスルホン酸化合 物などが挙げられる。
これらの中では酸処理後に酸を除去しやすい点から比較的沸点が低い塩酸、 硝 酸、 亜硫酸、 ぎ酸が好ましい。
( 2 ) 陽イオン交換樹脂とは、 例えば、 アンバーリスト 1 5 (ローム ' アン ド • ハース社製) 、 デュオライ ト C— 4 3 3 (住友化学工業社製) 等が挙げられる 。 陽イオン交換樹脂と水とで処理したのちは、 濾過やデカンテーシヨンなどによ り陽イオン交換樹脂を除去するのが好ましい。
前記 (B ) は単独で用いてもよく、 2種以上併用してもよい。 (B ) 成分の具 体例としては H A S— 1 (コルコート社製) などが挙げられる。
これらのシリコン化合物の部分加水分解縮合物 (B ) には事前に脱水剤として オルト酢酸メチルを加えておく ことが、 (A ) 成分と配合した後の貯蔵安定性な どの点より好ましい。
本発明の組成物には、 また、 アクリル系共重合体 (A) およびシリ コン化合物
など (B ) に対して架橋剤としてイソシアナ一ト基を 2個以上有する化合物 (C ) が含有される。
前記ィソシアナ一ト基を 2個以上有する化合物としては、 脂肪族系もしくは芳 香族系のものが挙げられる。
脂肪族系多官能性ィソシアナ一卜の具体例として、 常温硬化用でへキサメチレ ンジイソシアナ一ト、 ジンクロへキシルメタン 4 , 4 ' —イソシアナー ト、 2 , 2, 4—ト リメチルー 1 , 6 —ジイソシアナ一 ト、 イソフォロンジイソシアナ一 卜があり、 構造としては単量体、 ビュレッ ト型、 ゥレジオ型、 イソシァヌレート 型がある。
加熱硬化用としてはプロックタイプのものがある。 そのプロック剤としてはメ チルアルコール、 エチルアルコール、 n—プロピルアルコール、 イソ一プロピル ァノレコール、 n—ブチルアルコール、 s e c —ブチノレアノレコーソレ、 メチルセノレソ ルブ、 ェチルセノレソルブ、 ブチルセルソルブ、 ベンジルァノレコール、 フルフ リノレ ァノレコーノレ、 シクロへキシルァノレコール、 フエノール、 o—ク レゾ一ノレ、 m—ク レゾ一ノレ、 p—ク レゾ一ル、 p— t e r t —ブチノレフヱノ一ノレ、 チモーノレ、 p - ニトロフヱノール、 /3—ナフ トールなどがある。 また、 芳香族多官能性イソシァ ナートとしては、 1 、 4 一 トリ レンジイソシアナ一卜、 2, 6— トリ レンジイソ シアナ一 卜、 ジフエ二ルメタン一 4, 4 ' —ジイソシアナ一 ト、 キンレンジイソ シアナ一卜、 ポリメチレン一ポリフヱニレルーポリイソシアナ一ト、 などがある 。 これにも、 ビュレツ 卜型、 ゥレジオ型、 イソシァヌレート型がある。
これらの化合物は、 2種以上混合して用いても差し支えない。
ィソシナー ト化合物とともに配合する硬化触媒としては有機金属化合物が使用 される。 その中では、 錫系化合物が塗膜の硬化性の点から優れている。 また、 貯 蔵安定性と硬化活性を考慮して分子内に S原子を有する化合物およびアルミキレ 一ト化合物が更に好ましい。
前記錫系化合物の具体例としては、 ジォクチル錫ビス (2—ェチルへキシルマ レート) 、 ジォクチル錫オキサイ ドまたはジブチル錫オキサイ ドとシリケ一卜と の縮合物、 ジブチル錫ジォク トエート、 ジブチル錫ジラウレー ト、 ジブチル錫ジ ステアレー ト、 ジブチル錫ジァセチルァセ トナー ト、 ジブチル錫ビス (ェチルマ
レート) 、 ジブチル錫ビス (ブチルマレート) 、 ジブチル錫ビス (2—ェチルへ キシルマレ一ト) 、 ジブチル錫ビス (才レイルマレート) 、 スタナスォク トエー ト、 ステアリン酸錫、 ジ一 n—ブチル錫ラルレートオキサイ ドがある。 また、 分 子内に S原子を有する錫系化合物としては、 ジブチル錫ビスィソノニルー 3—メ ルカブトプロピオネート、 ジォクチル錫ビスィソノ二ルー 3—メルカプトプロピ ォネート、 才クチルブチル錫ビスィソノニル一 3—メルカプトプロビオネ一ト、 ジブチル錫ビスィソォクチルチオグルコレ一卜、 ジォクチル錫ビスイソォクチル チォグルコレー卜、 ォクチルブチル錫ビスィソォクチルチオダルコレートなどが 挙げられる。
前記錫系化合物のうちでは、 分子内に S原子を有する化合物が、 イソシアナ一 トを配合した場合の聍蒇安定性および可使時間が良好であることから好ましく。 特に、 ジブチル錫ビスイソノニル _ 3—メルカプト、 ジブチル錫ビスイソォクチ ルチオグルコレ一 卜が硬化性と貯蔵安定性、 可使時間のバランスの点から好まし い。
前記アルミキレート化合物としては、 ェチルァセトァセ一トアルミニウムジィ ソプロピレート、 アルミニウムトリス (ァセチルァセトナート) 、 アルミニウム モノァセチルァセトネー卜ビス (ェチルァセトナート) 、 アルキルァセチルァセ テ一トアルミニウムジイソプロビレートなどがあげられる。
前記アルミキレー ト化合物としては、 アルミニウム卜リス (ェチルァセトァセ テー ト) とアルミニウム卜リス (ァセチルァセトナー卜) がイソシアナ一卜と配 合した場合の貯蔵安定性および可使時間のバランスが良好で、 塗膜の接触角が小 さくなるという点から好ましい。
前記硬化触媒 (D ) は単独でもよく、 また、 異なるタイプのものまたは同じ夕 イブのものを 2種類以上併用してもよい。
前記メルカプト基含有炭化水素および Zまたはメルカプトシラン (E ) として は、 n— ドデシルメルカブタン、 t — ドデシルメルカプタン、 n—ブチルメル力 ブタン、 ァーメルカプトプロビルトリメ トキシシランゃァーメルカプトプロピル トリエトキンシラン、 一メルカプトメチルペンタメチルジシロキサン、 ァ一メ ルカプトプロピルペンタメチルジシロキサン、 ァーメルカプトプロビルトリス (
ト リ メチルシロキン) シラン、 (CH3 0) 3 S i—S— S— S i (OCH3 ) 3 、 (CH3 0) 3 S i -S8 -S i (OCH3 ) 3 などが挙げられる力く、 入手 しゃすさおよびイソシアナ一卜 (C) 、 有機金属化合物 (D) と配合した場合の 貯蔵安定性の点から、 ァ—メルカプトプロビルトリメ トキシシランゃァ一メルカ ブトプロピルトリエトキンシランが好ましい。 これらは、 単独または 2種類以上 併用することができる。 また、 上記混合物をアクリル共重合体 (A) に配合した 場合の可使時間も延長させることができる。
前記ァクリル系共重合体 (A) 、 シリコン化合物等 (B) 、 ィソシアナ一ト化 合物 (C) および硬化触媒 (D) の配合割合は、 アク リル系共重合体 (A) 1 0 0部に対して、 シリ コン化合物 (B) が 2〜7 0部、 イソシアナ一卜化合物 (C ) が 0. 1〜5 0部、 硬化触媒 (D) が 0〜2 0部、 メルカプト基含有炭化水素 およびノまたはメルカプトシラン (E) が 0〜2 0部になるように調整される。 これらの成分のうち、 (A) 成分と (B) 成分との相溶性を向上させるため、 ( A) の重合時に (B) を加えること、 さらに、 (A) に (B) をホッ トブレンド することができる。
前記シリ コン化合物の部分加水分解縮合物 (B) の使用量は (A) 成分 1 0 0 重量部に対して 2〜 7 0重量部、 好ましくは 2〜 5 0重量部、 更に好ましくは 2 〜 3 0重量部である。
シリ コン化合物の部分加水分解縮合物 (B) の使用量は (A) 成分 1 0 0 (B ) の使用量が 2部未満の場合には、 得られる組成物を用いて形成した塗膜の硬化 性ゃ耐汚染性の改良効果が不十分になり、 また、 7 0部をこえると塗膜の表面光 沢などの外観性が低下したり、 クラックなどが発生したりするようになる。
また、 イソシアナート化合物 (C) が 0. 1部未満の場合には、 得られる組成物 の硬化性が低下するようになり、 また 5 0部を超えると、 該組成物を用いて得ら れた塗膜に未反応のィソシアナ一ト化合物あるいはィソシアナ一ト基が残存し、 塗り重ね時にちぢみを生じる原因となる他、 塗膜表面の水との接触角が低下し難 くなり、 耐汚染性の改良に悪影響を与える。
さらに、 硬化触媒 (D) の量が 2 0部を超えると、 該組成物を用いて形成した 塗膜の表面光沢など外観性の低下傾向が認められるので好ましくない。
前記シリ コン化合物 (B) の配合量は 3〜6 0部が好ましく、 さらに好ましくは 、 5 ~ 5 0重量部である。
前記イソシアナ一トの配合量化合物の配合量としては、 耐溶剤性、 耐衝撃性、 耐 汚染性のバランスの点から、 0. 5~4 0部が好ましく、 さらに好ましくは 1〜 3 0重量部であり、 特に好ましくは、 2〜2 0重量部である。
また、 硬化触媒 (D) の配合量としては 0. 2~ 1 3部が好ましく、 0. 5〜 1 0部が好ましく、 0. 5〜5部がさらに好ましい。
さらに、 メルカプト基含有炭化水素および Zまたはメルカプトシラン (E) の 配合量としては 0. 2〜 1 0部が好ましく、 0. 5 ~ 5部がさらに好ましい。 前記組成物の配合形態については、 アクリル系共重合体 (A) とシリ コン化合 物 (B) を混合、 イソシアナート化合物 (C) と硬化触媒 (D) を混合した、 1 液の配合形態: また、 アクリル系共重合体 (A) 、 シリコン化合物 (B) および 硬化触媒 (D) を混合したものと、 イソシアナート (C) との 2液の配合形態; さらに、 イソシアナート成分にブロックタイプのものを使用した場合には、 ァク リル系共重合体 (A) 、 シリコン化合物 (B) 、 イソシアナ一ト化合物 (C) お よび硬化触媒 (D) を混合した 1液の配合形態が可能である。
本発明の上塗り塗料用硬化性組成物は、 アクリル系共重合体 (A) 、 シリ コン 化合物の部分加水分解縮合物 (B) 、 イソシアナ一卜化合物 (C) 、 硬化触媒 ( D) 、 メルカプト基含有炭化水素およびノまたはメルカプ卜シラン (E) を例え ば撹拌機などを用いて均一な組成物となるように撹拌、 混合することによって得 ることができる力^ アクリル系共重合体 (A) およびシリコン化合物等 (B) に は、 さらに脱水剤を配合することによって、 組成物の保存安定性を長期間にわた つて優れたものにすることができる。
前記脱水剤の具体例としては、 たとえばオルトギ酸メチル、 オルトギ酸ェチル 、 オルト酢酸メチル、 オルト酢酸ェチル、 オルトプロピオン酸トリメチル、 オル トプロピオン酸トリエチル、 オルトイソプロピオン酸トリメチル、 オルトイソプ 口ピオン酸卜リェチル、 オルト酪酸トリメチル、 オルト酪酸トリェチル、 オルト ィソ酪酸トリメチル、 オルトイソ酪酸トリェチルなどの加水分解性エステル化合 物; または、 ジメ トキシメタン、 1, 1ージメ トキシェタン、 1, 1—ジメ トキ
シプロノくン、 し 1—ジメ トキシブタン ; または、 ェチルシリゲー ト (テトラメ トキシンラン) 、 メチルシリゲー ト (テ 卜ラメ トキシシラン) 、 メチルト リメ ト キシシランなどが挙げられる。 この中では、 脱水効果の点から、 オルト酢酸メチ ルが好ましい。 これらは単独で用いてもよく、 2種以上併用してもよい。
前記脱水剤は、 (A ) 成分と (B ) 成分の合計 1 0 0部に対して 2 0 0部以下 好ましくは 1 0 0部以下、 さらに好ましくは 5 0部以下で使用する。
また、 アクリル系共重合体 (A ) を重合する前の成分に加えてもよく、 ァク リノレ 系共重合体 (A ) の重合中に加えてもよく、 また、 得られたアクリル系共重合体 ( A ) とそのほかの成分との混合時に加えてもよく特に制限はない。
前記脱水剤はシリコン化合物またはシリコン化合物の部分加水分解縮合物をァ ルコール系溶剤中、 酸性条件下で加水分解した後に、 加えておく ことが好ましい c 前記脱水剤の配合量には特に限定はないが、 通常アクリル系共重合体 (A ) ま たはシリ コン化合物の部分加水分解縮合物の樹脂固形分 1 0 0部に対して脱水剤 およびアルキルアルコールの合計量が 0 . 5〜 2 0部程度、 なかんづく 2〜 1 0 部程度であるのが好ま しい。
また、 本発明の上塗り塗料用硬化性組成物には、 通常塗料に用いられるたとえ ば酸化チタン、 群青、 紺青、 亜鉛華、 ベンガラ、 黄鉛、 鉛白、 カーボンブラック 、 透明酸化鉄、 アルミニウム粉などの無機顔料、 ァゾ系顔料、 卜 リフヱニルメタ ン系顔料、 キノ リン系顔料、 アントラキノン系顔料、 フタロシアニン系顔料など の有機顔料などの顔料;希釈剤、 紫外線吸収剤、 光安定剤、 タレ防止剤、 レペリ ング剤などの添加剤 ; 二 トロセルロース、 セルロースァセテ一トブチレ一 トなど の繊維素; エポキシ樹脂、 メラミ ン樹脂、 塩化ビニル樹脂、 フッ素樹脂、 塩素化 ポリプロピレン、 塩化ゴム、 ポリ ビニルブチラ一ル、 ポリ シロキサンなどの樹脂 などを適宜加えてもよい。
本発明の上塗り塗料用硬化性組成物は、 たとえば浸漬、 吹き付け、 刷毛などを 用いた塗布などの通常の方法によって被塗物に塗布され、 通常、 常温でそのまま 、 または 3 0 °C程度以上で焼き付けて硬化せしめる。
本発明の上塗り塗料用硬化性組成物は、 たとえば金属、 セラ ミ ックス、 ガラス、 セメ ン ト、 窯業系成形物、 無機質板、 プラスチック、 木材、 紙、 繊維などからな
る建築物、 家電用品、 産業機器などの上塗り用の塗料として好適に使用される。 本発明の上塗り塗料用硬化性組成物は複層塗膜として用いられる場合がほとん どである。 その場合、 下塗りとしては、 エポキシ系の浸透性シ一ラ一、 ァクリノレ ゴム系防水塗料、 アク リルエマルシヨ ン、 フィラーを含有する反応性エポキシェ マルシヨン等がある。 また、 下塗りや中塗りとして通常上塗りとして用いられる アク リル塗料、 ウレタン塗料、 フッ素樹脂塗料、 アク リルシリ コン塗料を上塗り との密着性ゃ耐衝撃性の向上、 下塗りに対する追従性を向上させて耐久性 (割れ 等の防止) の確保を目的に用いることが出来る。 また、 上記アクリル塗料、 ゥ レタン塗料、 フッ素樹脂塗料、 アクリルシリコン塗料はこれまで述べてきたよう なシリケート成分を含有する低汚染タイプを使用する場合もある。 発明を実施するための最良の形態
次に、 本発明の上塗り塗料用硬化性組成物を実施例に基づいてさらに詳細に説 明するが、 本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
製造例 1 (アク リル共重合体 (A ) の製造)
撹拌機、 温度計、 還流冷却器、 窒素ガス導入管および滴下ロートを備えた反応 器にキンレン 4 0部を仕込み、 窒素ガスを導入しつつ 1 1 0 °Cに昇温した。 その 後、 7 —メ タク リ ロキシプロビルト リメ トキシシラン 1 0部、 2 —ヒ ドロキシェ チルメタク リ レー ト 5部、 メチルメ タク リ レー ト 2 5部、 n—ブチルメタク リ レ — 卜 4 5部、 n _プチルァク リ レー ト 1 4部、 アク リルアミ ド 1部、 キンレン 1 8部および 2, 2 ' —ァゾビスイソプチロニト リル 1部からなる混合物を滴下口 —トにより 5時間かけて等速滴下した。
滴下終了後、 2 , 2 ' —ァゾビスイソプチロニトリル 0 . 1部およびトルエン 8部を 1時間かけて等速滴下した後、 1 1 0 DCで 2時間熟成してから冷却し、 樹 脂溶液にキンレンを加えて樹脂固形分濃度が 5 0 %のアクリル共重合体 (A ) — 1 を得た。
得られたァクリル共重合体 (A ) — 1の平均分子量は 1 5 0 0 0であった。 製造例 2 (アク リル共重合体 (A ) の製造)
製造例 1において、 ァ一メタクリ口キンプロピルトリメ トキシンラン 1 0部を 1 3部に、 2—ヒ ドロキシェチルメタク リ レート 5部を 1 0部に、 メチルメタク リ レート 2 5部を 4 4部に、 n —ブチルァクリ レート 1 4部を 3 2部に変更し、 n—プチルメタクリ レートを用いなかったほかは製造例 1 と同様にして樹脂固形 分濃度が 5 0 %のァクリル系共重合体 (A ) — を得た。 得られたァクリル系共 重合体 (A ) - 2の数平均分子量は 1 5 0 0 0であった。 製造例 3 (アクリル系共重合体 (A ) の製造)
製造例 1において、 7 _メタクリロキシプロピル卜リメ トキシンラン 1 0部を 4 5部に、 2 -ヒ ドロキシェチルメタクリ レー卜 5部を 2 0部に、 メチルメ夕ク リ レート 2 5部を i 0部に、 n—プチルァクリ レート 1 4部を 1 0部に、 n—ブ チルメタクリ レー ト 4 5部を 1 4部に、 ァゾビスィソブチロニトリル 1部を 2部 に変更し、 製造例 i と同様にして樹脂固形分濃度が 5 0 %のァクリル系共重合体 ( A ) — 3を得た。 得られたアクリル系共重合体 (A ) — 3の数平均分子量 1 0 0 0 0であつた。 製造例 4 (アク リル系共重合体 (A ) の製造)
製造例 1において、 はじめにキンレンを 3 1部仕込み、 ァ一メタクロキシプロ ピル卜リメ トキシンランを 1 3 . 6部、 2—ヒ ドロキシェチルメタクリ レートを 5部、 メチルメタクリ レート 1 4 . 2部、 n —ブチルァクリ レートを 2 2 . 3部 、 スチレンを 1 4部、 アクリルアミ ドを 0 . 9部、 2 , 2 ' —ァゾビスイソブチ ロニトリルを 3 . 8部、 キシレンを 1 4部からなる混合物を 5時間かけて滴下し た。
滴下終了後、 2 , 2 ' —ァゾビスイソプチロニ ト リル 0 . 2部、 キシレン 4部 、 トルエン 4部からなる混合物を 1時間かけて等速滴下した。 得られた反応物の 樹脂固形分濃度は 6 3 %で、 そのアク リル共重合体 (A ) — 4の数平均分子量は 6 0 0 0であった。 製造例 5 (アク リル共重合体 (A ) の製造)
製造例 4において、 y—メ タクロキシプロビルト リメ トキシシランを 1 6部、 P L AC CE L FM_ 1 (ダイセル化学製) を 1 8. 1部、 メチルメタク リ レ — トを 2 1 , 5部、 n—ブチルメタクリ レート 2 5部、 n—ブチルァクリ レート を 9. 4部、 スチレンを 1 0部、 2, 2 ' —ァゾビスイ ソプチロニト リルを 4部 、 V— 5 9 (和光純薬工業社製) を 1. 7部、 キンレンを 9部、 トルエンを 5部 からなる混合物を 5時間かけて等速滴下した。
滴下終了後、 V— 5 9を 0 · 3部、 キシレン 4部、 トルエン 4部からなる混合 物を 1時間かけて等速滴下した。 得られた反応物の樹脂固形分濃度は 6 3 %で、 ァクリル共重合体 ( A) — 5の数平均分子量は 3 8 0 0であつた。 実施例 1
製造例 1で得られたァクリル系共重合体 (A) — 1の樹脂固形分 1 0 0部に対 し、 シリ コン化合物等 (B) として MS 5 6 (三菱化学社製のテトラメ トキシン ランの部分加水分解縮合物) 1 0部を加えた混合液に、 顔料として酸化チタン ( CR— 9 5、 石原産業社製) 4 0部を添加し、 ガラスビーズを用いてペイントコ ンディ ショナ一で 2時間分散させ、 固形分濃度が 6 0 %の白エナメルを得た。 得 られた白エナメルにィソシアナ一ト化合物としてへキサメチレンジィソシアナ一 ト (C) 一 1および S原子含有錫系触媒 (D) としてジブチル錫ビスイソォクチ ルチオグリコレート (D) — 1を各々アクリル共重合体 (A) — 1の樹脂固形分 1 0 0部に対して 1部、 6部になるように (C) 一 1 と (D) — 1を予め混合し ておき、 添加した。 さらに、 シンナーを添加して攪拌機を用いて 5分間攪拌して 、 固形分濃度が 4 5 %の組成物を得た。
得られた組成物を、 鋼板上にエポキシ中塗り (V トップ H中塗り ;大日本塗料 社製) を乾燥膜厚で 4 0〜 6 0 zmで塗装したものの上に 1 d a y 1 c o a tで 乾燥膜厚 2 0〜3 0 /zmで塗装してサンプルとした。 このサンプルに力ッターで 基材にまで達する傷を入れ、 上塗り塗装後 1 日、 2日、 3日、 6 日、 1 0日、 1 4日目に刷毛でエポキシ中塗りを塗装し、 各期間での塗膜の状態を観察、 ちぢみ 等がないことを確認した。
得られた塗膜の表面状態、 光沢、 耐汚染性、 耐候性、 接触角、 密着性、 中塗り
リコ一ト時のちち'みについては以下の方法に従って評価した。
(ィ) 表面状態
塗膜表面を目視にて観察し、 以下の評価基準に基づい 評価した。
(評価基準)
A : ひび割れが全く認められず、 表面状態が良好である。
B :部分的に微小のひび割れが認められる。
C :全体にひび割れが認められる。
(口) 光沢
塗膜表面の光沢を J I S K 5 4 0 0に準拠して GM 2 6 8光沢計 (ミノル 夕社製) を用いて測定した。 (6 0 ° 光沢)
(ハ) 耐汚染性 L値)
形成直後の塗膜表面および大阪摂津市の屋外で 3ヶ月間放置 (屋外曝露) 後の 塗膜表面の色彩を CR— 3 0 0色差計 (ミノルタ製) を用いて各々測定し、 得ら れた L値 (明度) からその差 (AL値) を求めた。
(二) 耐候性 (光沢保持率)
サンシャインゥヱザオメ一夕一を用い、 形成直後の塗膜表面および 2 0 0 0時間 経過後の塗膜表面の光沢をそれぞれ測定し、 2 0 0 0時間経過後の光沢保持率 ( %) を求めた。
(ホ) 接触角
形成直後の塗膜表面の水との静的接触角を接触角測定器 (協和界面科学株式会社 製 C A— S 1 5 0型) で測定した。
(へ) 密着性
鋼板に市販の V トップ H中塗り塗料 (大日本塗料社製) を塗装し、 翌日に上塗り 塗料を塗装した。 室温 (2 3 ° 、 湿度 5 5 %) で 1 日養生後の密着性を J I S K 5 4 0 0に準拠して碁盤目密着性を測定することにより評価した。
(評価結果)
1 0 : 1 0 0/ 1 0 0
8 : 8 0/ 1 0 0
6 : 6 0/ 1 0 0
〇△ X
4 0/ 1 0 0
2 0/ 1 0 0
0X 1 0 0
(ト) ちぢみ
中塗りリコート時のちぢみについては、 以下の基準で評価した'
(評価基準)
塗膜に異常が見られない。
カツティ ングを入れた部分のみにちぢみが発生
リコート部全面にちぢみが発生。
(チ) 耐衝撃性
耐衝擊性評価は、 70x 150 4.0mm の鋼板を 250 番のサンドぺーパで研磨して上 塗りを 2 0〜3 0〃mで塗布し、 2 3°CX 5 5 R. H. %で 7日間養生後、 サン シャインゥヱザオメ一ターで 4 8時間試験した後、 塗膜を乾燥し、 D u P o n t 衝撃試験を実施し、 塗膜の異常の有無を確認した。
結果をまとめて表 2に示す。 実施例 2〜 9、 1 3および実施例 1〜 3
組成を表 1に示した他、 実施例 1 と同様にして固形分濃度 6 0 %の白エナメル を調整し、 この白エナメルから固形分濃度 4 5 %の組成物を得た。
実施例 1 0~ 1 2および実施例 4、 5組成を表 1に示すようなクリア一で実施 した。
実施例 2〜9、 1 3および比較例〗〜 3得られた組成物を鋼板上にエポキシ中 塗り (Vトップ H中塗り ;大日本塗料製) 上に乾燥膜厚が 2 0〜3 0 mになる ようにエアースプレーで塗装し、 表 1に示す硬化条件で養生させて塗膜を形成し た。 また、 比較例 1、 2には、 基材およびエポキシ中塗りに対する密着性確保の 目的でビスフヱノール A型 2官能エポキシ化合物 (ェピコー ト 8 2 8 ;油化シヱ ルエポキシ社製) ) と y—ァミノプロピルトリエトキシシランの 1 : 2 (モル比 ) の反応物およびァミノエチルァミノプロビルトリメ トキシシランをァクリル共 重合体 (A) の樹脂固形分 1 0 0部に対してそれぞれ 2部、 0. 8部配合してい る。
実施例 1に示す評価法で塗膜の評価を行い、 その結果を表 2にまとめて示す。
実施例 1 0〜 1 2および比較例 4、 5
製造例 4、 5で得られたアクリル共重合体 (A ) — 4、 (A ) — 5に対し、 表 1に示したようなシリコン化合物とイソシアナート (C ) とを配合した。 全樹脂 固形分 1 0 0部に対し、 チバガイギー (株) 社製 T i n u V i n 3 8 4を 2部と T i n u v i n 1 2 3を 1部、 そしてレべリ ング剤 (楠本化成社製 L— 1 9 8 4 — 5 0 ) を 0 . 4部加えた。 この混合物をキシレンで希釈してフォー ドカップで 約 2 0〜2 5秒の粘度に調整し、 トップコ一ト用のクリア一塗料とした。
また、 脱脂および燐酸化成処理した軟鋼板に、 自動車用エポキシアミ ド系カチ オン電着プライマ一および中塗りサーフヱ一サーを塗装した塗板を試験片として 用い、 その上に市販のベースコート塗料 (日本ペイン ト社製、 スーパーラック F 5 0白) を塗装した。 ベ一スコー卜塗布後、 5分間セッティ ングし、 そして 1 4 0。Cで 2 0分間焼き付けた。 その時、 ベースコートの膜厚は 1 5 w mであった。 次に、 # 8 0 0サンドペーパーで水研磨した上、 上記トップコート用クリァ一塗 料に表 1で示した硬化触媒 (D ) 成分を加え混合した塗料を塗装した。 5分間セ ッティ ングし、 そして 7 0 °Cで 3 0分焼き付けた。 その後塗板を 2 3 °C、 相対湿 度 5 5 %で 5日間養生し、 表面に硬化物 (塗膜) を得た。 この時トップコートの 膜厚は 4 0 μ πιであった。
実施例 1に示す評価法で塗膜の評価を行い、 その結果を表 2にまとめて示す。
1 組成(部) 硬化条件 番 7々リル 3?·せ甫 -ン1|っ Ίし a¾"¾ -fyj1 1 1 r tK uTOSt^ rノ λ/ノ Pノ ¾ 甘 H IB] a " 、 ノ 寸 仆つし 1¾·物 Τク J 、レノ しノ
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(Ε)- 施 7 (Α)- 3(100) BSI40C20) (0-1(15) (D)-2(0.8) 2(1.0) 23 7曰 例 8 (A)-2 100) MSI5K1.0 \i) (C)- 1(5) (D)-l(l 5) 23 7曰
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12 (A)- 5(100) MS56C5) (C)- 1(5) (D)-l(l) ― 70 30分
13 (A)- 1(100) MS56(10) (C)- 1(5) (D)- 4(1) 23 7曰
1 (A)- 1(100) D-4(l) (Β)- 23 7曰
2(0.8)
比 2 (A)- 2(100) MS56C10) D - 1(1.5) 23 7曰
(Ε) - 較 3 (A)- 3(100) MS 1(90) (C)- 1(13) D-2C2) 1(0.5) 23 7曰 例 4 (A)- 4(100) (C)-l(5) D- 1(1) 70 30分
5 (A)- 5(100) MS 1(5) D 1(1) 70 30分
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実施例 1〜 1 3および比較例 1〜 5で配合されている組成物は以下の通りであ る。
イソシアナ一 ト化合物 ( C )
(C) -l ; へキサメチレンジイソシアナ一 卜
(C)-2 ; へキサメチレンジィソシアナ一 トのフエノールでのブロック体
(0-3; 2、 4 — ト リ レンジイソシアナ一 ト
(C) -4 ; キンレンジイソシアナ一 ト
(C) - 5 ; イソフォロンジイソシアナ一 ト
硬化触媒 (D )
(D) - 1 ; ジブチル錫ビスィソォクチルチオグリコレート
(D)-2 ; ジブチル錫ビスィソノニル一 3 —メルカプトプロピオネー ト
(D) - 3 ; アルミニウム ト リス (ェチルァセテ一 ト)
(D) -4; ジブチル錫ビスブチルマレ一卜
メルカプト基含有炭化水素および またはメルカプトシラン (E )
(E) - 1 ;ァーメルカブ卜プロピルト リメ トキシンラン
(E) - 2 ; n— ドデシルメルカプタン