WO2016152298A1 - 塗料用組成物及び塗装体 - Google Patents
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- C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
Definitions
- the present invention relates to a paint composition, a paint containing the composition, and a coated body provided with the paint composition or a coating film formed from the paint.
- Fluorine-containing polymers are excellent in heat resistance, weather resistance, electrical insulation, etc., and as a coating agent that imparts antifouling and chemical resistance to various substrates such as glass, metal, resin, wood, slate, etc. It is used.
- the fluorine-containing polymer has a problem that the adhesion to the substrate is poor and the formed coating film tends to be soft.
- a coating film having sufficient hardness can be obtained. Is hard to say.
- Patent Document 3 and Patent Document 4 disclose a technique of blending an organosilicon oligomer with a fluorine-containing polymer.
- Patent Document 5 an aqueous dispersion of a composite polymer particle of a fluorine-containing polymer and a (meth) acrylic polymer, and a composite polymer particle of an organosilicon compound and a (meth) acrylic polymer are used.
- a blending technique with an aqueous dispersion is disclosed.
- some embodiments according to the present invention provide a coating composition that can form a coating film that is excellent in appearance, antifouling deterioration is suppressed, and has excellent hardness by solving at least a part of the problems. And a coated body comprising a coating film formed from the coating composition.
- the present invention has been made to solve at least a part of the above-described problems, and can be realized as the following aspects or application examples.
- One aspect of the coating composition according to the present invention is: Fluorine-containing polymer particles (A), polyfunctional (meth) acrylate (B), and a liquid medium are contained.
- the polyfunctional (meth) acrylate (B) can be contained in an amount of 20 to 95 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the fluoropolymer particles (A) and the polyfunctional (meth) acrylate (B). .
- the polymerization initiator (C) can be further contained in an amount of 1 to 10 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the fluoropolymer particles (A) and the polyfunctional (meth) acrylate (B).
- the polyfunctional (meth) acrylate (B) may be in the form of an emulsion dispersed in a liquid medium.
- One aspect of the coated body according to the present invention is: And a coating film formed by applying and drying the coating composition according to any one of Application Examples 1 to 5.
- the coating composition according to the present invention it is possible to form a coating film having excellent appearance and antifouling properties and excellent hardness, and the coating film having the above-described characteristics formed by the coating composition.
- the coating body provided with can be provided.
- the coating composition according to the present embodiment comprises a fluoropolymer particle (A) (hereinafter also referred to as “component (A)”) and a polyfunctional (meth) acrylate (B) (hereinafter referred to as “component”). (Also referred to as “component (B)”) and a liquid medium.
- component (A) fluoropolymer particle
- component (B) polyfunctional (meth) acrylate
- Fluoropolymer particles (A) The fluoropolymer particles (A) contained in the coating composition according to the present embodiment are in a latex form dispersed as particles in a liquid medium. When the coating composition is latex, the coating property as a coating is good.
- the fluorine-containing polymer particles (A) contain a fluorine-containing polymer. Hereinafter, each repeating unit constituting the fluorine-containing polymer will be described.
- the fluorine-containing polymer used in the present embodiment preferably has a repeating unit derived from a fluorine-containing ethylene monomer.
- a fluorine-containing ethylene-type monomer the olefin which has a fluorine atom, the (meth) acrylate which has a fluorine atom, etc. are mentioned, for example.
- the olefin having a fluorine atom include vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, ethylene trifluoride chloride, and perfluoroalkyl vinyl ether.
- Examples of the (meth) acrylate having a fluorine atom include a compound represented by the following general formula (3): (meth) acrylic acid 3 [4 [1-trifluoromethyl-2,2-bis [bis (trifluoromethyl) ) Fluoromethyl] ethynyloxy] benzooxy] 2-hydroxypropyl and the like.
- R 6 is a hydrogen atom or a methyl group
- R 7 is a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms containing a fluorine atom.
- R 7 in the general formula (3) examples include a fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a fluorinated aryl group having 6 to 16 carbon atoms, and a fluorinated aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms. Of these, a fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is preferable.
- R 7 in the general formula (3) include, for example, 2,2,2-trifluoroethyl group, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, 1,1,1, 3,3,3-hexafluoropropan-2-yl group, ⁇ - (perfluorooctyl) ethyl group, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl group, 2,2,3,4,4,4- Hexafluorobutyl group, 1H, 1H, 5H-octafluoropentyl group, 1H, 1H, 9H-perfluoro-1-nonyl group, 1H, 1H, 11H-perfluoroundecyl group, perfluorooctyl group, etc. .
- the fluorine-containing ethylene monomer is preferably an olefin having a fluorine atom, more preferably at least one selected from the group consisting of vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene.
- Said fluorine-containing ethylene-type monomer may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it.
- the proportion of repeating units derived from the fluorine-containing ethylene monomer is 5 to 99% by mass. It can also be contained in a proportion of 10 to 80% by mass.
- the content ratio of the repeating unit derived from the fluorine-containing ethylene monomer is within the above range, the film formability and adhesion of the coating film can be further improved.
- the fluorine-containing polymer may have only a repeating unit derived from a fluorine-containing ethylene monomer, and other than the repeating unit derived from the fluorine-containing ethylene monomer, can be copolymerized later. You may have a repeating unit derived from another monomer.
- the content is preferably 50 to 100 mol%, more preferably 60 to 98 mol%.
- the fluorinated polymer contains repeating units derived from ethylene tetrafluoride
- the content is preferably 50 mol% or less, more preferably 1 to 50 mol%, still more preferably 2 to 30 Mol%.
- the fluoropolymer contains repeating units derived from propylene hexafluoride
- the content is preferably 1 to 50 mol%, more preferably 2 to 30 mol%.
- the said fluorine-containing polymer may have a repeating unit derived from monomers other than the repeating unit derived from a fluorine-containing ethylene-type monomer.
- monomers described in International Publication No. 2014/112252 and the like can be used.
- unsaturated carboxylic acid ester, unsaturated carboxylic acid, ⁇ , ⁇ -unsaturated nitrile, carbonyl group-containing compound, conjugated diene, aromatic vinyl, vinyl ether, allyl ether, alkoxysilane and the like can be mentioned.
- These monomers can be contained in a proportion of 10 to 90% by mass when the total of the repeating units of the polymer constituting the fluoropolymer particles (A) is 100% by mass, It can be contained in a proportion of ⁇ 85% by mass.
- Examples of the unsaturated carboxylic acid ester include alkyl esters of unsaturated carboxylic acids, cycloalkyl esters of unsaturated carboxylic acids, and hydroxyalkyl esters of unsaturated carboxylic acids.
- the unsaturated carboxylic acid is preferably an ethylenically unsaturated carboxylic acid, and examples thereof include mono- or dicarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, and the like. Can be one or more. Among these, it is preferable that it is 1 or more types selected from the group which consists of acrylic acid, methacrylic acid, and itaconic acid.
- ⁇ , ⁇ -unsaturated nitrile examples include acrylonitrile, methacrylonitrile, ⁇ -chloroacrylonitrile, ⁇ -ethylacrylonitrile, vinylidene cyanide, and the like. it can.
- Examples of the carbonyl group-containing compound include (meth) acrylamide, dimethyl (meth) acrylamide, diethyl (meth) acrylamide, isopropyl (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, and hydroxyethyl (meth) ) Acrylamide, acryloylmorpholine, acrolein, etc. can be mentioned, and it can be one or more selected from these.
- conjugated diene examples include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene and the like. , One or more selected from these.
- aromatic vinyl examples include styrene, ⁇ -methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, chlorostyrene, divinylbenzene, p-hydroxystyrene, etc., and one or more selected from these. be able to.
- vinyl ether examples include ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, 2-hydroxyethyl vinyl ether, 3-hydroxypropyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, 2-aminoethyl vinyl ether and the like. It can be one or more selected.
- allyl ether examples include methyl allyl ether, ethyl allyl ether, propyl allyl ether, butyl allyl ether, hydroxyethyl allyl ether, hydroxypropyl allyl ether, hydroxybutyl allyl ether, allyl glycidyl ether, ethylene glycol monoallyl ether, propylene glycol.
- a monoallyl ether etc. can be mentioned, It can be 1 or more types selected from these.
- alkoxysilane examples include at least one monomer selected from the group consisting of monomers represented by the following general formula (4) and the following general formula (5).
- R 8 n Si (OR 9 ) 4-n (4) wherein R 8 and R 9 each independently represents an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 3)
- R 10 m SiO (4-m) / 2 (5) wherein R 10 represents an organic group having 1 to 8 carbon atoms, and m represents a number of 0 to 3)
- R 8 and R 10 are preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and more preferably a methyl group or an ethyl group.
- R 9 include an alkyl group, an aryl group, and an acyl group having 1 to 8 carbon atoms.
- the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, and an n-pentyl group.
- aryl group examples include a phenyl group, a methylphenyl group, an ethylphenyl group, a chlorophenyl group, a bromophenyl group, and a fluorophenyl group.
- the acyl group is preferably an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, and examples thereof include an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, a valeryl group, and a caproyl group.
- a plurality of R 8 and R 9 present in the general formula (4) may be the same as or different from each other. These alkoxysilanes may be used alone or in combination of two or more.
- the fluoropolymer particles (A) are not particularly limited as long as the fluoropolymer particles (A) have the above-described configuration.
- a known emulsion polymerization step or this may be used. It can be easily synthesized by appropriate combination, and can be prepared by the method described in International Publication No. 2014/112252 and the like.
- the polymer (Aa) in which the fluoropolymer particles (A) have a repeating unit derived from a fluorine-containing ethylene monomer, and the polymer (Ab) having a repeating unit derived from an unsaturated carboxylic acid ester First, a polymer (Aa) having a repeating unit derived from a fluorine-containing ethylene monomer is synthesized by a known method. Next, a monomer for constituting the polymer (Ab) was added to the polymer (Aa), and the monomer was absorbed into the stitch structure of the polymer particles containing the polymer (Aa). Thereafter, the fluoropolymer particles (A) can also be easily produced by a method of synthesizing the polymer (Ab) by polymerizing monomers absorbed in the stitch structure of the polymer (Aa). .
- the content ratio of the polymer (Aa) in the fluorinated polymer particles (A) can be 5 to 99 parts by mass in 100 parts by mass of the fluorinated polymer particles (A). You can also When the fluorine-containing polymer contains the polymer (Aa) in the above range, the balance between film formability and adhesiveness becomes better.
- the content ratio of the polymer (Ab) in the fluoropolymer particles (A) can be 10 to 90 parts by mass in 100 parts by mass of the fluoropolymer particles (A), and 20 to 85 parts by mass. There can also be.
- the fluorine-containing polymer particles (A) contain the polymer (Ab) in the above range, the balance between film formability and adhesiveness becomes better.
- Fluoropolymer particles (A) that is, polymerization of the polymer (Aa) or polymerization of the polymer (Ab) after the monomer is absorbed in the obtained polymer (Aa), or both Can be carried out in the presence of a known emulsifier (surfactant), a polymerization initiator, a molecular weight modifier and the like.
- the average particle diameter (Da) of the fluoropolymer particles (A) is preferably in the range of 30 to 400 nm, more preferably in the range of 50 to 250 nm. .
- a dense coating film can be created when the film is formed, so that deterioration of weather resistance is effectively suppressed. Can do.
- the average particle diameter (Da) of the fluoropolymer particles (A) is a value obtained by measuring the particle size distribution using a particle size distribution measuring apparatus based on the light scattering method and accumulating particles from small particles. This is the value of the particle diameter (D50) at which the cumulative frequency of the number of particles is 50%.
- a particle size distribution measuring apparatus examples include Coulter LS230, LS100, LS13 320 (above, manufactured by Beckman Coulter. Inc), FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), and the like. These particle size distribution measuring devices are not intended to evaluate only the primary particles of the polymer particles, but can also evaluate the secondary particles formed by aggregation of the primary particles. Therefore, the particle size distribution measured by these particle size distribution measuring devices can be used as an indicator of the dispersion state of the polymer particles contained in the paint.
- the coating composition according to the present embodiment contains a polyfunctional (meth) acrylate (B).
- the resulting coating film becomes dense, improves the hardness, and suppresses deterioration of the antifouling property.
- polyfunctional (meth) acrylates cause large volume shrinkage when reacted to form a coating film. For this reason, the appearance and surface roughness often deteriorate such as wrinkles on the coating film, but the coating composition according to the present embodiment can produce a coating film having a small surface roughness and a good appearance. It becomes possible.
- the expression mechanism of the effect of suppressing the deterioration of the antifouling property of the coating film is not clear, but is considered as follows. That is, since the affinity between the fluoropolymer particles (A) and the polyfunctional (meth) acrylate (B) is good, the fluoropolymer particles (A) are contained in the polyfunctional (meth) acrylate (B). It is thought that a dense film can be retained even when a uniformly dispersed coating film is formed and the coating film is exposed to rainwater or the like.
- the fluoropolymer particles (A) are uniformly dispersed in the coating film, deterioration of the fluoropolymer particles (A) due to sunlight is suppressed, and as a result, the antifouling property is deteriorated. It is speculated that it can be suppressed.
- the new component when a new component is added to a dispersion of polymer particles such as latex, the new component is a trigger and aggregation tends to occur.
- the polyfunctional (meth) acrylate (B) since the polyfunctional (meth) acrylate (B) has a small influence on the dispersibility of the polymer particles, the occurrence of aggregation can be suppressed. Therefore, since there is no trigger component when the coating composition of the present invention and the colorant are mixed to produce a coating, aggregation of the polymer particles and the colorant can be suppressed. Thereby, since a more uniform coating film can be produced by the surface of a base material, it is estimated that the coating body provided with such a coating film has a favorable external appearance and antifouling property.
- the fluidity of the paint can be improved by adding the polyfunctional (meth) acrylate (B) to the paint composition.
- B polyfunctional (meth) acrylate
- polyfunctional (meth) acrylate (B) examples include bifunctional compounds such as ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, and 1,4-butanediol di (Meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di ( (Meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, bis (2-hydroxyethyl) isocyanurate di (meth) acrylate, etc .: trifunctional compounds such as trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tris Meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, tri
- oligoester (meth) acrylates having 4 or more (meth) acryloyl groups in the molecule for example, oligoethers having 4 or more (meth) acryloyl groups in the molecule (meta ) Acrylates, oligoepoxy (meth) acrylates having 4 or more (meth) acryloyl groups in the molecule, etc., and poly (meth) of compounds obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to the hydroxyl groups of these compounds It can be used, such as acrylate.
- dipentaerythritol hexa (meth) acrylate dipentaerythritol penta (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate and ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate.
- dipentaerythritol hexa (meth) acrylate dipentaerythritol penta (meth) acrylate
- pentaerythritol tetra (meth) acrylate ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate.
- the polyfunctional (meth) acrylate (B) preferably used in the present invention has a (meth) acrylic equivalent of preferably 1,000 g / eq or less, more preferably 50 to 600 g / eq.
- a polyfunctional (meth) acrylate having a (meth) acrylic equivalent of 1,000 g / eq or less the scratch resistance and hardness of the formed coating film can be increased.
- the (meth) acryl equivalent is the molecular weight per mole of (meth) acryloyl group, (Molecular weight of polyfunctional (meth) acrylate compound) / (Number of (meth) acryloyl groups per molecular weight of polyfunctional (meth) acrylate compound) It is a value represented by
- a polyfunctional (meth) acrylate having the same (meth) acryl equivalent may be used, or a mixture of plural kinds of polyfunctional (meth) acrylates having different (meth) acryl equivalents may be used. May be. In the latter case, the (meth) acryl equivalent of the polyfunctional (meth) acrylate may be evaluated as an average value of the entire mixture.
- the polyfunctional (meth) acrylate (B) is preferably in the form of an emulsion dispersed in a liquid medium.
- the polyfunctional (meth) acrylate (B) is in the form of an emulsion, it is easy to uniformly disperse it in the coating composition, so that a homogeneous cured film having a good appearance and antifouling properties can be easily obtained.
- the polyfunctional (meth) acrylate (B) when the polyfunctional (meth) acrylate (B) is in the form of an emulsion, when preparing a coating composition, a water-soluble solvent is added, and the water-soluble solvent is heated as necessary.
- the polyfunctional (meth) acrylate (B) can be dissolved therein.
- water-soluble solvents include amide compounds such as N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, and N, N-dimethylacetamide; methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, t-butyl alcohol, and the like.
- ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, phorone, acetophenone, isophorone; sulfoxide / sulfone compounds such as dimethyl sulfoxide, sulfolane, etc., and one or more selected from these should be used Can do.
- ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, phorone, acetophenone, isophorone
- sulfoxide / sulfone compounds such as dimethyl sulfoxide, sulfolane, etc., and one or more selected from these should be used Can do.
- all or part of the polyfunctional (meth) acrylate (B) is contained at the molecular level in the network structure of the fluorinated polymer particles (A). Can be absorbed.
- the composition for coatings containing the fluorine-containing polymer particle (A) in which the polyfunctional (meth) acrylate (B) was complicated can be obtained.
- the coating composition thus obtained tends to form a coating film having excellent appearance and hardness.
- the ratio of the polyfunctional (meth) acrylate (B) used in the present invention is 20 with respect to a total of 100 parts by mass of the fluoropolymer particles (A) and the polyfunctional (meth) acrylate (B). It is preferably ⁇ 95 parts by mass, more preferably 30 to 90 parts by mass, and particularly preferably 35 to 80 parts by mass. By setting it as the use ratio of the said range, the hardness of a coating film can be made high, maintaining the applicability
- the polymerization initiator (C) is a component that generates active species that initiate polymerization of the polyfunctional (meth) acrylate (B) by light irradiation or heating. Since the polyfunctional (meth) acrylate (B) used in the present invention can spontaneously start polymerization preferably only by heating, the coating composition does not contain the polymerization initiator (C). Even though a high-quality coating film can be obtained, a polymerization initiator (C) may optionally be contained. This polymerization initiator (C) may be water-soluble or oil-soluble. Specific examples of the polymerization initiator (C) are as follows, for example.
- Examples of the polymerization initiator (C) that generates active species by light irradiation include acetophenone, acetophenone benzyl ketal, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, xanthone, Fluorenone, benzaldehyde, fluorene, anthraquinone, triphenylamine, carbazole, 3-methylacetophenone, 4-chlorobenzophenone, 4,4'-dimethoxybenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, benzoin propyl ether, benzoin ethyl ether, benzyldimethyl Ketal, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, N, diethylthioxanthone, 2-isopropylthi
- Examples of these commercially available products include Irgacure 127, 184, 369, 379, 651, 500, 819, 907, 784, 2959, OXE01, OXE02, CGI1700, CGI1750, CGI1850, CG24-61, manufactured by BASF Japan Ltd.
- Examples of the polymerization initiator (C) that generates active species by heating include hydroperoxides, peroxyesters, dialkyl peroxides, peroxyesters, diacyl peroxides, peroxydicarbonates, peroxy Examples thereof include organic peroxides such as ketals and ketone peroxides; persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate; azo compounds such as azobisisobutyronitrile.
- the content ratio of the polymerization initiator (C) in the coating composition according to the present embodiment is 100 parts by mass in total of the fluoropolymer particles (A) and the polyfunctional (meth) acrylate (B).
- the amount is preferably 1 to 10 parts by mass, more preferably 2 to 5 parts by mass, and still more preferably 2 to 4.5 parts by mass.
- the coating composition according to the present embodiment can preferably contain a surfactant (D).
- the surfactant (D) that can be contained in the coating composition is preferably an anionic surfactant containing an oxyalkylene chain, and more preferably a compound represented by the following general formula (1). . X—O— (R 1 O) n —R 2 (1)
- X is a group having an aromatic ring
- R 1 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms
- R 2 is a hydrogen atom
- PO (OM) 2 or SO 3 M where M Is a hydrogen atom, an ammonium ion or a metal ion.
- n is an integer from 5 to 150.
- alkylene group for R 1 examples include 1,2-ethylene group, 1,2-propylene group, 1,3-propylene group, 1,4-butylene group, 1,3-butylene group and the like.
- the metal ion in M in R 2 is preferably a monovalent cation, and examples thereof include alkali metal ions such as sodium ion, potassium ion and lithium ion.
- Examples of the aromatic ring in X include a substituted or unsubstituted benzene ring and naphthalene ring, and a substituted or unsubstituted benzene ring is preferable.
- X is particularly preferably a group represented by the following general formula (2).
- R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group, m is an integer of 1 to 3, and “*” represents a bond.
- the alkyl group of R 3 and R 4 is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and each independently can be, for example, a methyl group, an ethyl group, or an n-propyl group.
- R 3 and R 4 are particularly preferably each independently a methyl group or an ethyl group.
- Specific examples of the compound represented by the general formula (1) include New Coal 707-SF, New Coal 714-SF, New Coal 740-SF, New Coal 2607-SF (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.) Etc. can be used suitably.
- surfactant (D) that can be contained in the coating composition according to the present embodiment, only the compound represented by the above formula (1) may be used, and it is represented by the above formula (1). You may use a compound and other surfactant together.
- a well-known emulsifier can be illustrated suitably, For example, a nonionic emulsifier, an anionic emulsifier, a reactive emulsifier etc. can be used.
- nonionic emulsifiers include polyethylene glycol or polyalkylene glycol alkyl esters, fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, sorbitol fatty acid esters, alkyl ethers, and alkylphenyl ethers.
- anionic emulsifiers include higher alcohol sulfates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, alkylbenzene sulfonates, alkyl diphenyl ether disulfonates, aliphatic sulfonates, aliphatic carboxylates, and dehydroabietic acid.
- examples thereof include salts, naphthalenesulfonic acid / formalin condensates, and sulfate salts of nonionic surfactants.
- Examples of reactive emulsifiers include trade names such as Latemul S-180A (manufactured by Kao Corporation); Eleminol JS-2 (manufactured by Sanyo Chemical Industries); Aqualon KH-10 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) ); Adekaria soap SE-10N, SR-1025 (above, manufactured by ADEKA Corporation); Antox MS-60 (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.); Surfmer FP-120 (manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.) Can be mentioned.
- Latemul S-180A manufactured by Kao Corporation
- Eleminol JS-2 manufactured by Sanyo Chemical Industries
- Aqualon KH-10 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
- Adekaria soap SE-10N, SR-1025 aboveve, manufactured by ADEKA Corporation
- Antox MS-60 manufactured by Nippon Em
- the content ratio of the surfactant (D) in the coating composition according to the present embodiment is preferably 0.01 to 99 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyfunctional (meth) acrylate (B).
- the coating composition according to the present embodiment contains a liquid medium.
- the liquid medium is preferably an aqueous medium containing water.
- This aqueous medium can contain a non-aqueous medium other than water. From the viewpoint of improving the coating property, a non-aqueous medium having a normal boiling point of 60 to 350 ° C. can be contained.
- non-aqueous media include, for example, amide compounds such as N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, and N, N-dimethylacetamide; hydrocarbons such as toluene, xylene, n-dodecane, and tetralin; methanol, ethanol , Alcohols such as isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, t-butyl alcohol, ethylene glycol, glycerin, propylene glycol, 2-ethyl-1-hexanol, 1-nonanol, lauryl alcohol; methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone , Ketones such as phorone, acetophenone and isophorone; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, benzyl acetate, isopentyl butyrate, methyl lactate,
- the liquid medium contains water and a non-aqueous medium other than water
- 90% by mass or more is preferably water, and more preferably 98% by mass or more is water in the total amount of 100% by mass of the liquid medium.
- the coating composition according to the present embodiment uses an aqueous medium as a liquid medium, thereby reducing the degree of adverse effects on the environment and increasing the safety for handling workers.
- the content ratio of the non-aqueous medium contained in the liquid medium is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the liquid medium.
- the content ratio of the non-aqueous medium is within the above range, the coatability and adhesion of the coating film can be further improved.
- the coating composition according to the present embodiment can contain additives other than the components described above as necessary.
- additives include thickeners, crosslinking agents, antifoaming agents, film forming aids (butyl cellosolve, texanol, etc.), antifreezing agents (ethylene glycol, propylene glycol, etc.), pH adjusters (ammonia water, Ethanolamine etc.), surface conditioners, fillers and the like.
- the addition amount of these additives can be 60 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the component excluding the liquid medium of the coating composition according to the present embodiment.
- Examples of the thickener that can be added to the coating composition according to the present embodiment include cellulose compounds such as carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose; ammonium salts or alkali metal salts of the above cellulose compounds; poly (meta ) Polycarboxylic acids such as acrylic acid and modified poly (meth) acrylic acid; alkali metal salts of the above polycarboxylic acids; polyvinyl alcohol (co) polymers such as polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, and ethylene-vinyl alcohol copolymers A water-soluble polymer such as a saponified product of a copolymer of an unsaturated carboxylic acid such as (meth) acrylic acid, maleic acid and fumaric acid and a vinyl ester.
- particularly preferred thickeners are alkali metal salts of carboxymethyl cellulose, alkali metal salts of poly (meth) acrylic acid, and the like.
- the coating composition according to the present embodiment can contain a crosslinking agent.
- the crosslinking agent that can be used include hydrazine derivatives, carbodiimide compounds, isocyanate compounds, amino compounds, epoxy compounds, oxazoline compounds, acid anhydrides, amine compounds, and aziridine compounds.
- antifoaming agents examples include silicon-based antifoaming agents and polymer-based antifoaming agents.
- the coating composition according to the present embodiment can contain a surface conditioner from the viewpoint of improving its coatability.
- a surface conditioner include siloxane compounds, acrylic copolymers, and methacrylic copolymers.
- the coating composition according to the present embodiment can contain a filler in order to improve antifouling properties.
- a filler an inorganic filler having a hydrophilic group is preferable.
- the surface of the coating film is uniformly hydrophilized, so that the effect of diffusing contaminants attached to the surface of the coating film and making it difficult to see is obtained.
- the inorganic filler include silica, alumina, zirconia, titania and the like.
- the filler content is preferably 60 parts by mass or less, more preferably 5 to 55 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component excluding the liquid medium of the coating composition according to the present embodiment.
- the average particle size of the filler is preferably 10 to 300 nm, more preferably 30 to 200 nm.
- Paint The “paint” in the present invention refers to a fluid that is applied to the surface of a substrate in order to provide protection, beautification, or a unique function.
- the “coating film” in the present invention refers to a film formed by applying a paint to the surface of a substrate and then drying it.
- the coating composition described above does not contain a colorant, it can be used as a coating for clear coating.
- an inorganic or organic pigment such as an inorganic pigment, an organic pigment, or a filler is added to the coating composition described above as necessary. Can also be used.
- the paint according to the present embodiment is characterized by containing the above-described paint composition and a colorant. According to the paint according to the present embodiment, not only the appearance by coloring, but also the function derived from the above-mentioned paint composition, that is, the appearance, the antifouling deterioration is suppressed, and the hardness is also excellent. A film can be formed.
- the components contained in the paint according to the present embodiment will be described in detail. However, since it is as having mentioned above about the composition for coating materials, description is abbreviate
- a suitable material can be selected suitably.
- an inorganic or organic compound such as an inorganic pigment, an organic pigment, or a filler can be added and blended as necessary.
- the paint according to the present embodiment can contain components other than the components described above as necessary. Examples of such components include non-aqueous media as described in “1.5. Liquid media”, thickeners as described in “1.6. Other additives”, carbon black, 2 Fillers such as molybdenum sulfide, white carbon, calcium carbonate, barium sulfate, talc, calcium silicate, antifoaming agents as described in “1.6. Other additives”, and “1.6. Other additives” And the like as described in “Agents”.
- the paint composition described above, the colorant, the liquid medium, and the additive used as necessary are mixed.
- These can be mixed by stirring by a known method.
- the mixing and stirring for producing the coating material it is necessary to select a mixer capable of stirring to such an extent that no agglomerates of the colorant remain in the dispersion and a sufficient dispersion condition as necessary.
- the mixer include a ball mill, a sand mill, a pigment disperser, a crusher, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a planetary mixer, a Hobart mixer, and the like.
- the coated body according to the present embodiment includes a base material and a coating film formed by applying and drying the above-described coating composition or paint on the surface of the base material. .
- a coating film can be formed by applying the above-described coating composition or coating material on the surface of an appropriate substrate and drying it.
- the coated body provided with the coating film is excellent in appearance, has good antifouling properties for a long period of time, and has excellent surface hardness.
- the base material of the coated body is not particularly limited, and examples thereof include cement, tile, metal, plastic, glass and the like.
- the coating film formed by applying the above-described coating composition or coating to the surface of these substrates can be used as a highly durable protective coating material.
- the coating film is suitably used as a thermal barrier coating or anticorrosion coating that requires durability and contamination resistance assuming outdoor use, such as construction, building materials, automobiles, etc., felt, glass, paper, etc. It can also be suitably used as a material for impregnating a porous material, a packing material, a protective film for fibers, fabrics and tatami mats.
- coating composition or the method of applying the coating to the substrate.
- Application is, for example, doctor blade method, dipping method, reverse roll method, direct roll method, gravure method, extrusion method, dipping method, brush coating method, spray coating, bar coater, knife coater, screen printing, spin coater, applicator,
- An appropriate method such as a flow coater, a centrifugal coater, an ultrasonic coater, or flexographic printing can be used.
- Example 1 4.1.1. Preparation of fluoropolymer particles
- A The inside of an autoclave having an internal volume of about 6 L equipped with an electromagnetic stirrer was sufficiently purged with nitrogen, and then deoxygenated 2.5 L of pure water and 25 g of ammonium perfluorodecanoate as an emulsifier Was heated to 60 ° C. while stirring at 350 rpm.
- a mixed gas having a mixed composition of monomeric vinylidene fluoride (VDF) 88 mol%, tetrafluoroethylene (TFE) 6 mol%, and hexafluoropropylene (HFP) 6 mol% was introduced, and 80 The temperature was raised to ° C. The internal pressure was 2.5 MPa.
- ⁇ Anti-fouling evaluation> The coating film obtained by the same method as that for the above-described appearance evaluation was exposed outdoors (Yokkaichi City) at 45 ° for 6 months on the south surface, and the ⁇ E value was measured with a colorimeter (manufactured by Konica Minolta, CM2002).
- the evaluation criteria are as follows, and the results are also shown in Table 1. -“ ⁇ ”: ⁇ E is less than 4 and very good. “ ⁇ ”: ⁇ E is 4 or more and less than 5, which is good. “ ⁇ ”: ⁇ E is 5 or more and less than 6 and is somewhat poor. “X”: ⁇ E is 6 or more, which is a failure.
- Example 2 4.2. Examples 2-8, 10-15, 17 Example 1 except that the fluoropolymer particles (A), the polyfunctional (meth) acrylate (B), and the polymerization initiator (C) were prepared in the amounts (parts by mass) and types shown in Table 1, respectively. Similarly, a coating composition was prepared. Further, the obtained coating composition was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1.
- Example 9 After sufficiently substituting nitrogen inside the separable flask having a volume of 7 L, water obtained in the step of “4.1.1. Production of fluoropolymer particles (A)” as fluoropolymer particles (A). With respect to 10 parts by mass of the fluoropolymer particles (A) contained in the dispersion, “4.1.2.
- Example 16 After the inside of the separable flask having a volume of 7 L is sufficiently purged with nitrogen, water containing fine particles of the fluoropolymer obtained in the process of “4.1.1. Production of fluoropolymer particles (A)” 1,600 g of dispersion (640 g in terms of fluoropolymer), 150 parts by mass of fluoropolymer contained in this aqueous dispersion, emulsifier “ADEKA rear soap SR1025” (trade name, manufactured by ADEKA Corporation) 2 Parts by mass, methyl methacrylate (MMA) 42.07 parts by mass, 2-ethylhexyl acrylate (EHA) 49.53 parts by mass, butyl acrylate (BA) 0.9 parts by mass, acrylic acid (AA) 2.5 parts by mass Parts, 5 parts by mass of diacetone acrylamide (DAAM) and 50 parts by mass of water were sequentially added, and after heating to 60 ° C., 0.3 mass of ammonium persulft
- Example 16 Comparative Example 3 Example 16 except that the fluoropolymer particles (A), the polyfunctional (meth) acrylate (B), and the polymerization initiator (C) were prepared in the amounts (parts by mass) and types shown in Table 1, respectively. Similarly, a coating composition was prepared. Further, the obtained coating composition was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1.
- Evaluation results Table 1 shows the composition of the coating composition and the results of each evaluation test.
- each component in Table 1 means the following compounds, respectively.
- DPHA dipentaerythritol hexaacrylate, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
- product name “KAYARAD DPHA” DPEHA: ethylene oxide modified dipentaerythritol hexaacrylate, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., product name “KAYARAD DPEA-12”
- PTA pentaerythritol triacrylate, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
- HCPK 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, manufactured by BASF Japan Ltd.
- cured films having good appearance and antifouling properties and excellent hardness were obtained.
- the coating compositions (Examples 1 to 8, 10 to 15 and 17) containing the fluoropolymer particles (A) in which polyfunctional (meth) acrylate is absorbed, cured films having excellent appearance and hardness are obtained. Obtained.
- the coating compositions to which fillers were added (Examples 5 to 8), cured films having particularly excellent antifouling properties were obtained. From the above results, it was revealed that the coating composition of the present invention shows good results. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3 that are not the coating composition of the present invention, all or some of these characteristics were defective.
- the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
- the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects).
- the present invention also includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the above embodiment is replaced with another configuration.
- the present invention includes a configuration that achieves the same effect as the configuration described in the above embodiment or a configuration that can achieve the same object.
- the present invention includes a configuration obtained by adding a known technique to the configuration described in the above embodiment.
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Abstract
外観に優れ、防汚性の劣化が抑制され、硬度にも優れる塗膜を形成できる塗料用組成物、及び該塗料用組成物により形成された塗膜を備える塗装体を提供する。 本発明に係る塗料用組成物は、含フッ素重合体粒子(A)と、多官能(メタ)アクリレート(B)と、液状媒体と、を含有することを特徴とする。
Description
本発明は、塗料用組成物、該組成物を含有する塗料、及び該塗料用組成物又は該塗料により形成された塗膜を備える塗装体に関する。
含フッ素系重合体は、耐熱性、耐候性、電気絶縁性等に優れ、ガラス、金属、樹脂、木材、スレート等の各種基材に対して防汚性や耐薬品性を付与するコーティング剤として用いられている。しかしながら、含フッ素系重合体は、基材への密着性が劣り、形成される塗膜が柔らかくなりやすいという課題があった。例えば、特許文献1や特許文献2に開示されている含フッ素系重合体においても、ガラスや硬質アルミ等の各種基材上に塗布した場合には、十分な硬度を有する塗膜が得られるとは言い難い。
塗膜の硬度を向上させるために、特許文献3や特許文献4では、含フッ素系重合体に有機ケイ素系オリゴマーを配合する技術が開示されている。また、特許文献5では、含フッ素系重合体と(メタ)アクリル系重合体との複合重合体粒子の水性分散体と、有機ケイ素化合物と(メタ)アクリル系重合体との複合重合体粒子の水性分散体との配合技術が開示されている。
しかしながら、上記特許文献に開示されるいずれの技術を用いた場合でも、塗膜としての重要な特性である、塗膜の外観及び防汚性や、塗膜の硬度は十分なものではなかった。
そこで、本発明に係る幾つかの態様は、前記課題の少なくとも一部を解決することで、外観に優れ、防汚性の劣化が抑制され、硬度にも優れる塗膜を形成できる塗料用組成物、及び該塗料用組成物により形成された塗膜を備える塗装体を提供するものである。
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
[適用例1]
本発明に係る塗料用組成物の一態様は、
含フッ素重合体粒子(A)と、多官能(メタ)アクリレート(B)と、液状媒体と、を含有することを特徴とする。
本発明に係る塗料用組成物の一態様は、
含フッ素重合体粒子(A)と、多官能(メタ)アクリレート(B)と、液状媒体と、を含有することを特徴とする。
[適用例2]
適用例1の塗料用組成物において、
前記含フッ素重合体粒子(A)と前記多官能(メタ)アクリレート(B)の合計100質量部に対して、前記多官能(メタ)アクリレート(B)を20~95質量部含有することができる。
適用例1の塗料用組成物において、
前記含フッ素重合体粒子(A)と前記多官能(メタ)アクリレート(B)の合計100質量部に対して、前記多官能(メタ)アクリレート(B)を20~95質量部含有することができる。
[適用例3]
適用例1または適用例2の塗料用組成物において、
前記含フッ素重合体粒子(A)と前記多官能(メタ)アクリレート(B)の合計100質量部に対して、さらに、重合開始剤(C)を1~10質量部含有することができる。
適用例1または適用例2の塗料用組成物において、
前記含フッ素重合体粒子(A)と前記多官能(メタ)アクリレート(B)の合計100質量部に対して、さらに、重合開始剤(C)を1~10質量部含有することができる。
[適用例4]
適用例1ないし適用例3のいずれか一例の塗料用組成物において、
前記多官能(メタ)アクリレート(B)が、液状媒体中に分散したエマルジョン状であることができる。
適用例1ないし適用例3のいずれか一例の塗料用組成物において、
前記多官能(メタ)アクリレート(B)が、液状媒体中に分散したエマルジョン状であることができる。
[適用例5]
適用例1ないし適用例4のいずれか一例の塗料用組成物において、
さらに、フィラーを含有することができる。
適用例1ないし適用例4のいずれか一例の塗料用組成物において、
さらに、フィラーを含有することができる。
[適用例6]
本発明に係る塗装体の一態様は、
適用例1ないし適用例5のいずれか一例の塗料用組成物が塗布及び乾燥されて形成された塗膜と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る塗装体の一態様は、
適用例1ないし適用例5のいずれか一例の塗料用組成物が塗布及び乾燥されて形成された塗膜と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る塗料用組成物によれば、外観や防汚性に優れると共に、硬度にも優れる塗膜を形成することができ、また該塗料用組成物により形成された上記特性を有する塗膜を備える塗装体を提供することができる。
以下、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、下記に記載された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含むものとして理解されるべきである。なお、本明細書における「~(メタ)アクリレート」とは、「~アクリレート」及び「~メタクリレート」の双方を包括する概念である。また、「(メタ)アクリル酸~」とは、「アクリル酸~」及び「メタクリル酸~」の双方を包括する概念である。
1.塗料用組成物
本実施の形態に係る塗料用組成物は、含フッ素重合体粒子(A)(以下、「(A)成分」ともいう)と、多官能(メタ)アクリレート(B)(以下、「(B)成分」ともいう)と、液状媒体と、を含有する。以下、本実施の形態に係る塗料用組成物に含まれる各成分について詳細に説明する。
本実施の形態に係る塗料用組成物は、含フッ素重合体粒子(A)(以下、「(A)成分」ともいう)と、多官能(メタ)アクリレート(B)(以下、「(B)成分」ともいう)と、液状媒体と、を含有する。以下、本実施の形態に係る塗料用組成物に含まれる各成分について詳細に説明する。
1.1.含フッ素重合体粒子(A)
本実施の形態に係る塗料用組成物に含有される含フッ素重合体粒子(A)は、液状媒体中に粒子として分散されたラテックス状である。塗料用組成物がラテックス状であると、塗料としての塗布性が良好となる。含フッ素重合体粒子(A)は、含フッ素系重合体を含有する。以下、含フッ素系重合体を構成する各繰り返し単位について説明する。
本実施の形態に係る塗料用組成物に含有される含フッ素重合体粒子(A)は、液状媒体中に粒子として分散されたラテックス状である。塗料用組成物がラテックス状であると、塗料としての塗布性が良好となる。含フッ素重合体粒子(A)は、含フッ素系重合体を含有する。以下、含フッ素系重合体を構成する各繰り返し単位について説明する。
1.1.1.含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位
本実施の形態において使用される含フッ素系重合体は、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位を有することが好ましい。含フッ素エチレン系単量体としては、例えばフッ素原子を有するオレフィン、フッ素原子を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。フッ素原子を有するオレフィンとしては、例えばフッ化ビニリデン、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、三フッ化塩化エチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル等が挙げられる。フッ素原子を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば下記一般式(3)で表される化合物、(メタ)アクリル酸3[4〔1-トリフルオロメチル-2,2-ビス〔ビス(トリフルオロメチル)フルオロメチル〕エチニルオキシ〕ベンゾオキシ]2-ヒドロキシプロピル等が挙げられる。
本実施の形態において使用される含フッ素系重合体は、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位を有することが好ましい。含フッ素エチレン系単量体としては、例えばフッ素原子を有するオレフィン、フッ素原子を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。フッ素原子を有するオレフィンとしては、例えばフッ化ビニリデン、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、三フッ化塩化エチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル等が挙げられる。フッ素原子を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば下記一般式(3)で表される化合物、(メタ)アクリル酸3[4〔1-トリフルオロメチル-2,2-ビス〔ビス(トリフルオロメチル)フルオロメチル〕エチニルオキシ〕ベンゾオキシ]2-ヒドロキシプロピル等が挙げられる。
上記一般式(3)中のR7としては、例えば炭素数1~12のフッ化アルキル基、炭素数6~16のフッ化アリール基、炭素数7~18のフッ化アラルキル基等が挙げられるが、これらの中でも炭素数1~12のフッ化アルキル基であることが好ましい。上記一般式(3)中のR7の好ましい具体例としては、例えば2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル基、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン-2-イル基、β-(パーフルオロオクチル)エチル基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基、2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチル基、1H,1H,5H-オクタフルオロペンチル基、1H,1H,9H-パーフルオロ-1-ノニル基、1H,1H,11H-パーフルオロウンデシル基、パーフルオロオクチル基等が挙げられる。
含フッ素エチレン系単量体としては、これらの中でもフッ素原子を有するオレフィンが好ましく、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレン及び六フッ化プロピレンよりなる群から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。上記の含フッ素エチレン系単量体は、1種単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
含フッ素重合体粒子(A)を構成する含フッ素系重合体の繰り返し単位の合計を100質量%としたときに、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位を5~99質量%の割合で含有することができ、10~80質量%の割合で含有することもできる。含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位の含有割合が前記範囲であると、塗膜の成膜性や密着性をより向上させることができる。
含フッ素系重合体は、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位のみを有していてもよく、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位以外の、後述する共重合可能な、その他の単量体に由来する繰り返し単位を有していてもよい。
含フッ素系重合体がフッ化ビニリデンに由来する繰り返し単位を含有する場合、その含有割合は、好ましくは50~100モル%であり、より好ましくは60~98モル%である。含フッ素重合体が四フッ化エチレンに由来する繰り返し単位を含有する場合、その含有割合は、好ましくは50モル%以下であり、より好ましくは1~50モル%であり、さらに好ましくは2~30モル%である。含フッ素重合体が六フッ化プロピレンに由来する繰り返し単位を含有する場合、その含有割合は、好ましくは1~50モル%であり、より好ましくは2~30モル%である。
1.1.2.その他の単量体
上記含フッ素系重合体は、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位以外の単量体に由来する繰り返し単位を有してもよい。その他の単量体としては、国際公開第2014/112252号等に記載の単量体を使用することができる。例えば不飽和カルボン酸エステル、不飽和カルボン酸、α,β-不飽和ニトリル、カルボニル基含有化合物、共役ジエン、芳香族ビニル、ビニルエーテル、アリルエーテル、アルコキシシラン等が挙げられる。これらの単量体については、含フッ素重合体粒子(A)を構成する重合体の繰り返し単位の合計を100質量%としたときに、10~90質量%の割合で含有することができ、20~85質量%の割合で含有することもできる。
上記含フッ素系重合体は、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位以外の単量体に由来する繰り返し単位を有してもよい。その他の単量体としては、国際公開第2014/112252号等に記載の単量体を使用することができる。例えば不飽和カルボン酸エステル、不飽和カルボン酸、α,β-不飽和ニトリル、カルボニル基含有化合物、共役ジエン、芳香族ビニル、ビニルエーテル、アリルエーテル、アルコキシシラン等が挙げられる。これらの単量体については、含フッ素重合体粒子(A)を構成する重合体の繰り返し単位の合計を100質量%としたときに、10~90質量%の割合で含有することができ、20~85質量%の割合で含有することもできる。
上記不飽和カルボン酸エステルとしては、例えば不飽和カルボン酸のアルキルエステル、不飽和カルボン酸のシクロアルキルエステル、不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエステル等が挙げられる。
上記不飽和カルボン酸としては、エチレン性不飽和カルボン酸が好ましく、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のモノ又はジカルボン酸を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸及びイタコン酸よりなる群から選択される1種以上であることが好ましい。
上記α,β-不飽和ニトリルとしては、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、α-クロルアクリロニトリル、α-エチルアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。
上記カルボニル基含有化合物としては、例えば(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド、イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、アクリロイルモルフォリン、アクロレイン等を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。
上記共役ジエンとしては、例えば1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、2-クロル-1,3-ブタジエン等を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。
上記芳香族ビニルとしては、例えばスチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレン、ジビニルベンゼン、p-ヒドロキシスチレン等を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。
上記ビニルエーテルとしては、例えばエチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、3-ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、2-アミノエチルビニルエーテル等を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。
上記アリルエーテルとしては、例えばメチルアリルエーテル、エチルアリルエーテル、プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、ヒドロキシエチルアリルエーテル、ヒドロキシプロピルアリルエーテル、ヒドロキシブチルアリルエーテル、アリルグリシジルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、プロピレングリコールモノアリルエーテル等を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。
上記アルコキシシランとしては、下記一般式(4)及び下記一般式(5)で表される単量体よりなる群から選択される少なくとも1種の単量体を挙げることができる。
R8 nSi(OR9)4-n ・・・・・(4)
(式中、R8及びR9はそれぞれ独立に炭素数1~8の有機基を表し、nは0~3の整数を表す。)
R10 mSiO(4-m)/2 ・・・・・(5)
(式中、R10は炭素数1~8の有機基を表し、mは0~3の数を表す。)
R8 nSi(OR9)4-n ・・・・・(4)
(式中、R8及びR9はそれぞれ独立に炭素数1~8の有機基を表し、nは0~3の整数を表す。)
R10 mSiO(4-m)/2 ・・・・・(5)
(式中、R10は炭素数1~8の有機基を表し、mは0~3の数を表す。)
上記一般式(4)及び(5)で表される単量体において、R8及びR10は炭素数1~8のアルキル基であることが好ましく、メチル基又はエチル基であることがより好ましい。R9としては、例えば、炭素数1~8の、アルキル基、アリール基、アシル基等が挙げられる。アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。アリール基としては、フェニル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、フルオロフェニル基等が挙げられる。アシル基としては、好ましくは炭素数1~6のアシル基であり、例えばアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、カプロイル基等が挙げられる。上記一般式(4)中に複数存在するR8やR9は、相互に同一でも異なってもよい。これらのアルコシキシランは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
1.1.3.含フッ素重合体粒子(A)の調製
含フッ素重合体粒子(A)は、上記のような構成を取るものである限り、その合成方法は特に限定されないが、例えば公知の乳化重合工程又はこれを適宜に組み合わせることによって、容易に合成することができ、国際公開第2014/112252号等に記載の方法などで調製することができる。
含フッ素重合体粒子(A)は、上記のような構成を取るものである限り、その合成方法は特に限定されないが、例えば公知の乳化重合工程又はこれを適宜に組み合わせることによって、容易に合成することができ、国際公開第2014/112252号等に記載の方法などで調製することができる。
例えば、含フッ素重合体粒子(A)が、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体(Aa)と、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位を有する重合体(Ab)と、を有する場合、先ず、含フッ素エチレン系単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体(Aa)を公知の方法によって合成する。次いで、該重合体(Aa)に重合体(Ab)を構成するための単量体を加え、重合体(Aa)を含有する重合体粒子の編み目構造の中に前記単量体を吸収させた後、重合体(Aa)の編み目構造の中で吸収させた単量体を重合して重合体(Ab)を合成する方法により、含フッ素重合体粒子(A)を容易に製造することもできる。
含フッ素重合体粒子(A)中の重合体(Aa)の含有割合は、含フッ素重合体粒子(A)100質量部中、5~99質量部とすることができ、10~80質量部とすることもできる。含フッ素系重合体が重合体(Aa)を前記範囲で含有することにより、成膜性と密着性とのバランスがより良好となる。
含フッ素重合体粒子(A)中の重合体(Ab)の含有割合は、含フッ素重合体粒子(A)100質量部中、10~90質量部であることができ、20~85質量部であることもできる。含フッ素重合体粒子(A)が重合体(Ab)を前記範囲で含有することにより、成膜性と密着性とのバランスがより良好となる。
含フッ素重合体粒子(A)の製造、すなわち重合体(Aa)の重合もしくは得られた重合体(Aa)中に単量体を吸収させた後に行う重合体(Ab)の重合又はこれらの双方は、公知の乳化剤(界面活性剤)、重合開始剤、分子量調整剤等の存在下で行うことができる。
1.1.4.含フッ素重合体粒子(A)の平均粒子径
含フッ素重合体粒子(A)の平均粒子径(Da)は30~400nmの範囲にあることが好ましく、50~250nmの範囲にあることがより好ましい。含フッ素重合体粒子(A)の平均粒子径(Da)が前記範囲にあると、製膜した際に緻密な塗膜を作成することができるので、耐候性の劣化を効果的に抑制することができる。
含フッ素重合体粒子(A)の平均粒子径(Da)は30~400nmの範囲にあることが好ましく、50~250nmの範囲にあることがより好ましい。含フッ素重合体粒子(A)の平均粒子径(Da)が前記範囲にあると、製膜した際に緻密な塗膜を作成することができるので、耐候性の劣化を効果的に抑制することができる。
なお、含フッ素重合体粒子(A)の平均粒子径(Da)とは、光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いて粒度分布を測定し、小さい粒子から粒子を累積したときの粒子数の累積度数が50%となる粒子径(D50)の値である。このような粒度分布測定装置としては、例えばコールターLS230、LS100、LS13 320(以上、Beckman Coulter.Inc製)や、FPAR-1000(大塚電子株式会社製)等を挙げることができる。これらの粒度分布測定装置は、重合体粒子の一次粒子だけを評価対象とするものではなく、一次粒子が凝集して形成された二次粒子をも評価対象とすることができる。従って、これらの粒度分布測定装置によって測定された粒度分布は、塗料中に含まれる重合体粒子の分散状態の指標とすることができる。
1.2.多官能(メタ)アクリレート(B)
本実施の形態に係る塗料用組成物は、多官能(メタ)アクリレート(B)を含有する。本実施形態に係る塗料用組成物中に多官能(メタ)アクリレート(B)を含有させることにより、得られる塗膜は緻密となり、硬度を向上させ、防汚性の劣化が抑制される。また、一般的には多官能(メタ)アクリレートは反応して塗膜となる際に大きな体積収縮を起こす。このため、塗膜に皺が寄るなど外観や表面粗さが劣化する場合が多いが、本実施の形態に係る塗料用組成物は表面粗さが小さく良好な外観の塗膜を作成することが可能となる。
本実施の形態に係る塗料用組成物は、多官能(メタ)アクリレート(B)を含有する。本実施形態に係る塗料用組成物中に多官能(メタ)アクリレート(B)を含有させることにより、得られる塗膜は緻密となり、硬度を向上させ、防汚性の劣化が抑制される。また、一般的には多官能(メタ)アクリレートは反応して塗膜となる際に大きな体積収縮を起こす。このため、塗膜に皺が寄るなど外観や表面粗さが劣化する場合が多いが、本実施の形態に係る塗料用組成物は表面粗さが小さく良好な外観の塗膜を作成することが可能となる。
塗膜の防汚性の劣化が抑制される効果の発現機構は明らかではないが、以下のように考えられる。すなわち、含フッ素重合体粒子(A)と多官能(メタ)アクリレート(B)との親和性が良好であるために、含フッ素重合体粒子(A)が多官能(メタ)アクリレート(B)中に均一に分散された塗膜を形成し、塗膜が雨水等に晒された場合でも緻密な膜を保持できると考えられる。加えて、含フッ素重合体粒子(A)が塗膜中に均一に分散していることで、含フッ素重合体粒子(A)の太陽光による劣化が抑制され、その結果、防汚性の劣化を抑制できると推測される。
また、一般的にラテックスのような重合体粒子の分散液へ新たな成分を添加すると、その新たな成分がトリガーとなり凝集が発生しやすい。ところが、多官能(メタ)アクリレート(B)は重合体粒子の分散性に与える影響が小さいため、凝集の発生を抑制することができる。そのため、本願発明の塗料用組成物と着色剤とを混合して塗料を作製する際にもトリガーとなる成分が存在しないため、重合体粒子や着色剤の凝集を抑制することができる。これにより、基材の表面により均質な塗膜を作製することができるため、このような塗膜を備える塗装体は、良好な外観及び防汚性を有するものと推測される。
さらに、塗料用組成物に多官能(メタ)アクリレート(B)を添加することにより、塗料の流動性を向上させることもできると考えられる。塗料の流動性が向上する結果、より均一な厚みの塗膜を形成することができ、良好な外観及び防汚性を発現することができると考えられる。
上記多官能(メタ)アクリレート(B)の具体例としては、2官能の化合物として、例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジ(メタ)アクリレートなどを:3官能の化合物として、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレートなどを:
4官能以上の化合物として、例えばペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレートなどを、それぞれ挙げることができるほか;4官能以上の化合物として、例えば分子内に4個以上の(メタ)アクリロイル基を有するオリゴエステル(メタ)アクリレート類、分子内に4個以上の(メタ)アクリロイル基を有するオリゴエーテル(メタ)アクリレート類、分子内に4個以上の(メタ)アクリロイル基を有するオリゴエポキシ(メタ)アクリレート類など、及びこれらの化合物の水酸基にエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドが付加してなる化合物のポリ(メタ)アクリレートなどを使用することができる。
4官能以上の化合物として、例えばペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレートなどを、それぞれ挙げることができるほか;4官能以上の化合物として、例えば分子内に4個以上の(メタ)アクリロイル基を有するオリゴエステル(メタ)アクリレート類、分子内に4個以上の(メタ)アクリロイル基を有するオリゴエーテル(メタ)アクリレート類、分子内に4個以上の(メタ)アクリロイル基を有するオリゴエポキシ(メタ)アクリレート類など、及びこれらの化合物の水酸基にエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドが付加してなる化合物のポリ(メタ)アクリレートなどを使用することができる。
これらのうち、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート及びジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレートから選択される1種以上を使用することが好ましい。
上記のような多官能(メタ)アクリレートの市販品としては、例えば、東亞合成(株)製のアロニックスM-208、M-210、M-211B、M-215、M-220、M-225、M-270、M-240、M-309、M-310、M-321、M-350、M-360、M-313、M-315、M-306、M-305、M-303、M-452、M-450、M-408、M-403、M-400、M-402、M-404、M-406、M-405、M-460、M-510、M-520、M-1100、M-1200、M-320、M-233、M-245、M-260、M-1210、M-1310、M-1600、M-221、M-203、TO-924、TO-1270、TO-1231、TO-595、TO-756、TO-1343、TO-902、TO-904、TO-905、TO-1330、TO-1382など;
日本化薬(株)製のKAYARAD R-526、NPGDA、PEG400DA、FM-400、R-167、HX-220、HX-620、R-551、R-712、R-604、R-684、GPO-303、TMPTA、THE-330、TPA-320、TPA-330、PET-30、T-1420、RP-1040、DPHA、MAX-3510、DPEA-12、DPHA-2C、DPHA-40H、D-310、D-330、DPCA-20、DPCA-30、DPCA-60、DPCA-120、DN-0075、DN-2475、TC-120S、SR-295、SR-355、SR-399E、SR-494、SR-9041、SR-368、SR-415、SR-444、SR-454、SR-492、SR-499、SR-502、SR-9020、SR-9035、SR-111、SR-212、SR-213、SR-230、SR-259、SR-268、SR-272、SR-344、SR-349、SR-601、SR-602、SR-610、SR-9003、KS-HDDA、KS-TPGDA、KS-TMPTAなど;新中村化学(株)製のA-9300、A-TMM-3、A-TMPT、AD-TMP、A-TMMT、A-9550、A-DPHなど;共栄社化学(株)製のライトアクリレート1,9-ND-A、PE-4A、DPE-6Aなどを挙げることができる。
本発明において好ましく使用される多官能(メタ)アクリレート(B)は、その(メタ)アクリル当量が、好ましくは1,000g/eq以下であり、より好ましくは50~600g/eqである。(メタ)アクリル当量が1,000g/eq以下である多官能(メタ)アクリレートを使用することにより、形成される塗膜の耐擦傷性及び硬度を高めることができる。なお、本発明において、(メタ)アクリル当量とは、(メタ)アクリロイル基1モル当たりの分子量であり、
(多官能(メタ)アクリレート化合物の分子量)/(多官能(メタ)アクリレート化合物1分子量当たりの(メタ)アクリロイル基の数)
で表される値である。
(多官能(メタ)アクリレート化合物の分子量)/(多官能(メタ)アクリレート化合物1分子量当たりの(メタ)アクリロイル基の数)
で表される値である。
本発明においては、(メタ)アクリル当量が同じである多官能(メタ)アクリレートのみを使用してもよいし、(メタ)アクリル当量が異なる複数種の多官能(メタ)アクリレートの混合物を使用してもよい。後者の場合、多官能(メタ)アクリレートの(メタ)アクリル当量は、混合物全体の平均値として評価すればよい。
本実施形態に係る塗料用組成物において、多官能(メタ)アクリレート(B)は液状媒体中に分散したエマルジョン状であることが好ましい。多官能(メタ)アクリレート(B)がエマルジョン状であると、塗料用組成物中に均一に分散させやすいので、良好な外観及び防汚性を備えた均質な硬化膜が得られやすい。
また、多官能(メタ)アクリレート(B)がエマルジョン状であると、塗料用組成物を調製する際に、水溶性溶剤などを添加して、必要に応じて加熱することにより、該水溶性溶剤中に多官能(メタ)アクリレート(B)を溶解させることができる。このような水溶性溶剤としては、例えばN-メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド化合物;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、t-ブチルアルコール等のアルコール;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ホロン、アセトフェノン、イソホロン等のケトン;ジメチルスルホキシド、スルホラン等のスルホキシド・スルホン化合物等を挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。そして、この溶液中に含フッ素重合体粒子(A)が存在すると、含フッ素重合体粒子(A)の網目構造の中に多官能(メタ)アクリレート(B)の全部もしくは一部を分子レベルで吸収させることができる。その後、冷却して水溶性溶剤をエバポレーターなどにより除去すると、多官能(メタ)アクリレート(B)が入り組んだ含フッ素重合体粒子(A)を含有する塗料用組成物を得ることができる。このようにして得られた塗料用組成物は、外観や硬度に優れる塗膜を特に形成しやすい傾向がある。
本発明で使用される多官能(メタ)アクリレート(B)の使用割合は、前記含フッ素重合体粒子(A)と前記多官能(メタ)アクリレート(B)の合計100質量部に対して、20~95質量部であることが好ましく、30~90質量部であることがより好ましく、35~80質量部であることが特に好ましい。前記範囲の使用割合とすることにより、塗料用組成物の塗布性を維持しつつ、塗膜の硬度を高くすることができる。
1.3.重合開始剤(C)
重合開始剤(C)は、光照射または加熱によって多官能(メタ)アクリレート(B)の重合を開始する活性種を発生する成分である。本発明で使用される多官能(メタ)アクリレート(B)は、好ましくは加熱のみによって自発的に重合を開始することができるから、塗料用組成物が重合開始剤(C)を含有していなくても高品位の塗膜を得ることができるが、任意的に重合開始剤(C)を含有してしてもよい。この重合開始剤(C)は、水溶性であっても油溶性であってもよい。重合開始剤(C)の具体例は、例えば以下の通りである。
重合開始剤(C)は、光照射または加熱によって多官能(メタ)アクリレート(B)の重合を開始する活性種を発生する成分である。本発明で使用される多官能(メタ)アクリレート(B)は、好ましくは加熱のみによって自発的に重合を開始することができるから、塗料用組成物が重合開始剤(C)を含有していなくても高品位の塗膜を得ることができるが、任意的に重合開始剤(C)を含有してしてもよい。この重合開始剤(C)は、水溶性であっても油溶性であってもよい。重合開始剤(C)の具体例は、例えば以下の通りである。
光照射によって活性種を発生する重合開始剤(C)としては、例えばアセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3-メチルアセトフェノン、4-クロロベンゾフェノン、4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノ-プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1,4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス-(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキシド、オリゴ(2-ヒドロキシ-2-メチル-1-(4-(1-メチルビニル)フェニル)プロパノン)などを挙げることができる。これらの市販品としては、例えばBASFジャパン(株)製のイルガキュア 127、184、369、379、651、500、819、907、784、2959、OXE01、OXE02、CGI1700、CGI1750、CGI1850、CG24-61、ダロキュア 1116、1173、ルシリンTPO、8893;UCB社製のユベクリルP36;フラテッリ・ランベルティ社製のエザキュアーKIP150、KIP65LT、KIP100F、KT37、KT55、KTO46、KIP75/Bなどを挙げることができる。
加熱によって活性種を発生する重合開始剤(C)としては、例えばハイドロパーオキサイド類、パーオキシエステル類、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシエステル類、ジアシルパーオキサイド類、パーオキシジカーボネート類、パーオキシケタール類、ケトンパーオキサイド類などの有機過酸化物;過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩;アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物などを挙げることができる。
本実施の形態に係る塗料用組成物における重合開始剤(C)の含有割合は、前記含フッ素重合体粒子(A)と前記多官能(メタ)アクリレート(B)の合計100質量部に対して、1~10質量部であることが好ましく、2~5質量部であることが好ましく、2~4.5質量部であることがさらに好ましい。前記範囲の使用割合とすることにより、塗料用組成物の塗布性を維持しつつ、塗膜の硬度を高くすることができる。
1.4.界面活性剤(D)
本実施の形態に係る塗料用組成物は、好ましくは界面活性剤(D)を含有することができる。上記塗料用組成物に含有し得る界面活性剤(D)は、オキシアルキレン鎖を含むアニオン界面活性剤であるのが好ましく、下記一般式(1)で表される化合物を含むものであることがより好ましい。
X-O-(R1O)n-R2 (1)
(上記式(1)中、Xは芳香環を有する基であり、R1は炭素数2~4のアルキレン基であり、R2は水素原子、PO(OM)2またはSO3M(ただしMは水素原子、アンモニウムイオンまたは金属イオンである。)であり、そしてnは5~150の整数である。)
本実施の形態に係る塗料用組成物は、好ましくは界面活性剤(D)を含有することができる。上記塗料用組成物に含有し得る界面活性剤(D)は、オキシアルキレン鎖を含むアニオン界面活性剤であるのが好ましく、下記一般式(1)で表される化合物を含むものであることがより好ましい。
X-O-(R1O)n-R2 (1)
(上記式(1)中、Xは芳香環を有する基であり、R1は炭素数2~4のアルキレン基であり、R2は水素原子、PO(OM)2またはSO3M(ただしMは水素原子、アンモニウムイオンまたは金属イオンである。)であり、そしてnは5~150の整数である。)
R1のアルキレン基としては、例えば1,2-エチレン基、1,2-プロピレン基、1,3-プロピレン基、1,4-ブチレン基、1,3-ブチレン基などを挙げることができる。R2中のMにおける金属イオンとしては、1価のカチオンであることが好ましく、例えばナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオンなどのアルカリ金属イオンを挙げることができる。
上記Xにおける芳香環としては、例えば、置換もしくは非置換の、ベンゼン環、ナフタレン環などを挙げることができ、置換もしくは非置換のベンゼン環が好ましい。Xとして特に好ましくは下記一般式(2)で表される基である。
式(2)中、R3およびR4のアルキル基としては、炭素数1~3のアルキル基が好ましく、それぞれ独立に例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基などであることができる。R3およびR4としては、それぞれ独立に、メチル基またはエチル基であることが特に好ましい。
上記一般式(1)で表される化合物の具体例としては、ニューコール707-SF、ニューコール714-SF、ニューコール740-SF、ニューコール2607-SF(以上、日本乳化剤(株)製)などを好適に使用することができる。
本実施の形態に係る塗料用組成物に含有し得る界面活性剤(D)としては、上記式(1)で表される化合物のみを使用してもよく、上記式(1)で表される化合物とその他の界面活性剤とを併用してもよい。ここで使用されるその他の界面活性剤としては、公知の乳化剤を好適に例示することができ、例えばノニオン性乳化剤、アニオン性乳化剤、反応性乳化剤などを使用することができる。これらの具体例としては、上記ノニオン性乳化剤として、例えばポリエチレングリコールまたはポリアルキレングリコールのアルキルエステル、脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ソルビトール脂肪酸エステル、アルキルエーテル、アルキルフェニルエーテルなどを挙げることができる。
また、アニオン性乳化剤として、例えば高級アルコールの硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩、脂肪族カルボン酸塩、デヒドロアビエチン酸塩、ナフタレンスルホン酸・ホルマリン縮合物、非イオン性界面活性剤の硫酸エステル塩などを、それぞれ挙げることができる。反応性乳化剤としては、商品名で、例えばラテムルS-180A(花王(株)製);エレミノールJS-2(三洋化成工業(株)製);アクアロンKH-10(第一工業製薬(株)製);アデカリアソープSE-10N、SR-1025(以上、(株)ADEKA製);Antox MS-60(日本乳化剤(株)製);サーフマーFP-120(東邦化学工業(株)製)などを挙げることができる。
本実施形態に係る塗料用組成物における界面活性剤(D)の含有割合は、多官能(メタ)アクリレート(B)100質量部に対して、好ましくは0.01~99質量部である。
1.5.液状媒体
本実施の形態に係る塗料用組成物は、液状媒体を含有する。液状媒体としては、水を含有する水系媒体であることが好ましい。この水系媒体には、水以外の非水系媒体を含有させることができる。その塗布性を改善する観点から、60~350℃の標準沸点を有する非水系媒体を含有することができる。このような非水系媒体の具体例としては、例えば、N-メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド化合物;トルエン、キシレン、n-ドデカン、テトラリン等の炭化水素;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、t-ブチルアルコール、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、2-エチル-1-ヘキサノール、1-ノナノール、ラウリルアルコール等のアルコール;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ホロン、アセトフェノン、イソホロン等のケトン;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ベンジル、酪酸イソペンチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等のエステル;o-トルイジン、m-トルイジン、p-トルイジン等のアミン化合物;γ-ブチロラクトン、δ-ブチロラクトン等のラクトン;ジメチルスルホキシド、スルホラン等のスルホキシド・スルホン化合物等を挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。液状媒体が水及び水以外の非水系媒体を含有する場合、液状媒体の全量100質量%中、90質量%以上が水であることが好ましく、98質量%以上が水であることがより好ましい。本実施の形態に係る塗料用組成物は、液状媒体として水系媒体を使用することにより、環境に対して悪影響を及ぼす程度が低くなり、取扱作業者に対する安全性も高くなる。
本実施の形態に係る塗料用組成物は、液状媒体を含有する。液状媒体としては、水を含有する水系媒体であることが好ましい。この水系媒体には、水以外の非水系媒体を含有させることができる。その塗布性を改善する観点から、60~350℃の標準沸点を有する非水系媒体を含有することができる。このような非水系媒体の具体例としては、例えば、N-メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド化合物;トルエン、キシレン、n-ドデカン、テトラリン等の炭化水素;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、t-ブチルアルコール、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、2-エチル-1-ヘキサノール、1-ノナノール、ラウリルアルコール等のアルコール;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ホロン、アセトフェノン、イソホロン等のケトン;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ベンジル、酪酸イソペンチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等のエステル;o-トルイジン、m-トルイジン、p-トルイジン等のアミン化合物;γ-ブチロラクトン、δ-ブチロラクトン等のラクトン;ジメチルスルホキシド、スルホラン等のスルホキシド・スルホン化合物等を挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。液状媒体が水及び水以外の非水系媒体を含有する場合、液状媒体の全量100質量%中、90質量%以上が水であることが好ましく、98質量%以上が水であることがより好ましい。本実施の形態に係る塗料用組成物は、液状媒体として水系媒体を使用することにより、環境に対して悪影響を及ぼす程度が低くなり、取扱作業者に対する安全性も高くなる。
液状媒体中に含まれる非水系媒体の含有割合は、液状媒体100質量部に対して、10質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であることがより好ましい。非水系媒体の含有割合が前記範囲であると、塗膜の塗工性や密着性をより向上させることができる。
1.6.その他の添加剤
本実施の形態に係る塗料用組成物は、必要に応じて前述した成分以外の添加剤を含有することができる。このような添加剤としては、例えば増粘剤、架橋剤、消泡剤、成膜助剤(ブチルセロソルブ、テキサノール等)、凍結防止剤(エチレングリコール、プロピレングリコール等)、pH調整剤(アンモニア水、エタノールアミン等)、表面調整剤、フィラー等が挙げられる。これらの添加剤の添加量は、本実施の形態に係る塗料用組成物の液状媒体を除いた成分100質量部に対して、60質量部以下とすることができる。
本実施の形態に係る塗料用組成物は、必要に応じて前述した成分以外の添加剤を含有することができる。このような添加剤としては、例えば増粘剤、架橋剤、消泡剤、成膜助剤(ブチルセロソルブ、テキサノール等)、凍結防止剤(エチレングリコール、プロピレングリコール等)、pH調整剤(アンモニア水、エタノールアミン等)、表面調整剤、フィラー等が挙げられる。これらの添加剤の添加量は、本実施の形態に係る塗料用組成物の液状媒体を除いた成分100質量部に対して、60質量部以下とすることができる。
本実施の形態に係る塗料用組成物に添加することのできる増粘剤としては、例えばカルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース化合物;上記セルロース化合物のアンモニウム塩又はアルカリ金属塩;ポリ(メタ)アクリル酸、変性ポリ(メタ)アクリル酸等のポリカルボン酸;上記ポリカルボン酸のアルカリ金属塩;ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体等のポリビニルアルコール系(共)重合体;(メタ)アクリル酸、マレイン酸及びフマル酸等の不飽和カルボン酸と、ビニルエステルとの共重合体の鹸化物等の水溶性ポリマー等を挙げることができる。これらの中でも特に好ましい増粘剤としては、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩、ポリ(メタ)アクリル酸のアルカリ金属塩等である。
本実施の形態に係る塗料用組成物は、架橋剤を含有することができる。使用することのできる架橋剤としては、ヒドラジン誘導体、カルボジイミド化合物、イソシアネート化合物、アミノ化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、酸無水物、アミン化合物、アジリジン化合物が挙げられる。
本実施の形態に係る塗料用組成物に添加することのできる消泡剤としては、シリコン系消泡剤、ポリマー系消泡剤等が挙げられる。
本実施の形態に係る塗料用組成物は、その塗工性を改善する観点から、表面調整剤を含有することができる。表面調整剤としてはシロキサン化合物、アクリル系共重合体、メタクリル系共重合体等が挙げられる。
本実施の形態に係る塗料用組成物は、防汚性を向上させるために、フィラーを含有することができる。フィラーとしては、親水基を有する無機フィラーが好ましい。塗膜中にフィラーが含まれることで、塗膜の表面が均一に親水化されるので、塗膜の表面に付着する汚染物質が拡散されて見え難くなるという効果が得られる。無機フィラーとしては、例えばシリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア等が挙げられる。本実施の形態に係る塗料用組成物の液状媒体を除いた成分100質量部に対して、フィラーの含有割合は、60質量部以下が好ましく、5~55質量部がさらに好ましい。また、フィラーがシリカである場合、フィラーの平均粒子径は10~300nmが好ましく、30~200nmがより好ましい。
2.塗料
本願発明における「塗料」とは、保護、美装、又は独自な機能を付与するために、基材の表面に塗り付ける流動体のことをいう。本願発明における「塗膜」とは、塗料を基材の表面に塗布した後、乾燥させて形成された膜のことをいう。
本願発明における「塗料」とは、保護、美装、又は独自な機能を付与するために、基材の表面に塗り付ける流動体のことをいう。本願発明における「塗膜」とは、塗料を基材の表面に塗布した後、乾燥させて形成された膜のことをいう。
上述した塗料用組成物は、着色剤を含有していないため、クリア塗装用の塗料として使用することができる。また、着色する等して塗膜に更なる機能を付与するために、必要に応じて無機顔料、有機顔料、充填剤等の無機あるいは有機化合物等の着色剤を上述した塗料用組成物に添加して使用することもできる。
本実施の形態に係る塗料は、上述の塗料用組成物と、着色剤と、を含有することを特徴とする。本実施の形態に係る塗料によれば、着色による美装だけではなく、上述の塗料用組成物に由来する機能、すなわち外観に優れ、防汚性の劣化が抑制され、硬度にも優れた塗膜を形成することができる。以下、本実施の形態に係る塗料に含まれる成分について詳細に説明する。ただし、塗料用組成物については、上述した通りであるから説明を省略する。
2.1.着色剤
着色剤は、特に制限はなく、目的とする塗膜に応じて適宜適当な材料を選択することができる。着色剤としては、必要に応じて、無機顔料、有機顔料、充填剤等の無機あるいは有機化合物を添加・配合し使用することもできる。
着色剤は、特に制限はなく、目的とする塗膜に応じて適宜適当な材料を選択することができる。着色剤としては、必要に応じて、無機顔料、有機顔料、充填剤等の無機あるいは有機化合物を添加・配合し使用することもできる。
2.2.その他の成分
本実施の形態に係る塗料は、必要に応じて前述した成分以外の成分を含有することができる。このような成分としては、例えば上記「1.5.液状媒体」に記載したような非水系媒体、上記「1.6.その他の添加剤」に記載したような増粘剤、カーボンブラック、2硫化モリブデン、ホワイトカーボン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、珪酸カルシウム等の充填材、上記「1.6.その他の添加剤」に記載したような消泡剤、上記「1.6.その他の添加剤」に記載したような表面調整剤等が挙げられる。
本実施の形態に係る塗料は、必要に応じて前述した成分以外の成分を含有することができる。このような成分としては、例えば上記「1.5.液状媒体」に記載したような非水系媒体、上記「1.6.その他の添加剤」に記載したような増粘剤、カーボンブラック、2硫化モリブデン、ホワイトカーボン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、珪酸カルシウム等の充填材、上記「1.6.その他の添加剤」に記載したような消泡剤、上記「1.6.その他の添加剤」に記載したような表面調整剤等が挙げられる。
2.3.塗料の製造方法
本実施の形態に係る塗料は、着色剤を使用する場合、前述の塗料用組成物と、着色剤と、液状媒体と、必要に応じて用いられる添加剤と、を混合することにより製造することができる。これらの混合には公知の手法による攪拌によって行うことができる。塗料を製造するための混合撹拌としては、分散液中に着色剤の凝集体が残らない程度に撹拌し得る混合機と、必要にして十分な分散条件とを選択する必要がある。混合機としては、例えばボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、ホバートミキサー等を例示することができる。
本実施の形態に係る塗料は、着色剤を使用する場合、前述の塗料用組成物と、着色剤と、液状媒体と、必要に応じて用いられる添加剤と、を混合することにより製造することができる。これらの混合には公知の手法による攪拌によって行うことができる。塗料を製造するための混合撹拌としては、分散液中に着色剤の凝集体が残らない程度に撹拌し得る混合機と、必要にして十分な分散条件とを選択する必要がある。混合機としては、例えばボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、ホバートミキサー等を例示することができる。
3.塗装体
本実施の形態に係る塗装体は、基材と、前記基材の表面に上述の塗料用組成物又は塗料が塗布及び乾燥されて形成された塗膜と、を備えることを特徴とする。かかる塗膜は、適宜の基材の表面に、上述の塗料用組成物又は塗料を塗布し、それを乾燥させることにより形成することができる。該塗膜を備える塗装体は、外観に優れ、良好な防汚性が長期間保持され、表面の硬度にも優れている。
本実施の形態に係る塗装体は、基材と、前記基材の表面に上述の塗料用組成物又は塗料が塗布及び乾燥されて形成された塗膜と、を備えることを特徴とする。かかる塗膜は、適宜の基材の表面に、上述の塗料用組成物又は塗料を塗布し、それを乾燥させることにより形成することができる。該塗膜を備える塗装体は、外観に優れ、良好な防汚性が長期間保持され、表面の硬度にも優れている。
塗装体の基材としては、特に制限されないが、例えばセメント、タイル、金属、プラスチック、ガラス等の基材が挙げられる。これらの基材の表面に上述の塗料用組成物又は塗料を塗布して形成された塗膜は、高耐久保護コーティング材として使用することができる。また、該塗膜は、建築、建材、自動車等、屋外使用を想定した耐久性及び耐汚染性が要求される遮熱塗膜や防食塗膜として好適に用いられる他、フェルトやガラス、紙等の多孔質物質への含浸加工材、パッキング材、繊維・織物や畳の保護膜としても好適に使用することができる。
塗料用組成物又は塗料の基材への塗布方法についても特に制限はない。塗布は、例えばドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、浸漬法、ハケ塗り法、スプレー塗布、バーコーター、ナイフコーター、スクリーン印刷、スピンコーター、アプリケーター、フローコーター、遠心コーター、超音波コーター、フレキソ印刷、等の適宜の方法によることができる。
4.実施例
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。
4.1.実施例1
4.1.1.含フッ素重合体粒子(A)の作製
電磁式撹拌機を備えた内容積約6Lのオートクレーブの内部を十分に窒素置換した後、脱酸素した純水2.5L及び乳化剤としてパーフルオロデカン酸アンモニウム25gを仕込み、350rpmで撹拌しながら60℃まで昇温した。次いで、単量体であるフッ化ビニリデン(VDF)88モル%、四フッ化エチレン(TFE)6モル%、六フッ化プロピレン(HFP)6モル%の混合組成を有する混合ガスを導入し、80℃に昇温した。内圧は2.5MPaであった。その後、重合開始剤としてジイソプロピルパーオキシジカーボネートを20%含有するフロン113溶液25gを窒素ガスを使用して圧入し、重合を開始した。開始後は内圧2.5MPaとなるようにVDF/TFE/HFP=88/6/6(モル%)の混合ガスを追加添加した。12hrの反応後、反応容器を冷却し反応を終了し、含フッ素重合体が粒子状に水に分散した水分散体(ラテックス)を得た。得られた分散体中の含フッ素重合体濃度は48質量%であり、水を加えて固形分濃度40質量%とした。得られた含フッ素重合体につき、19F-NMRにより分析した結果、各単量体のモル組成比はVDF/TFE/HFP=88/6/6であった。得られた含フッ素重合体粒子の平均粒子径は75nmであった。
4.1.1.含フッ素重合体粒子(A)の作製
電磁式撹拌機を備えた内容積約6Lのオートクレーブの内部を十分に窒素置換した後、脱酸素した純水2.5L及び乳化剤としてパーフルオロデカン酸アンモニウム25gを仕込み、350rpmで撹拌しながら60℃まで昇温した。次いで、単量体であるフッ化ビニリデン(VDF)88モル%、四フッ化エチレン(TFE)6モル%、六フッ化プロピレン(HFP)6モル%の混合組成を有する混合ガスを導入し、80℃に昇温した。内圧は2.5MPaであった。その後、重合開始剤としてジイソプロピルパーオキシジカーボネートを20%含有するフロン113溶液25gを窒素ガスを使用して圧入し、重合を開始した。開始後は内圧2.5MPaとなるようにVDF/TFE/HFP=88/6/6(モル%)の混合ガスを追加添加した。12hrの反応後、反応容器を冷却し反応を終了し、含フッ素重合体が粒子状に水に分散した水分散体(ラテックス)を得た。得られた分散体中の含フッ素重合体濃度は48質量%であり、水を加えて固形分濃度40質量%とした。得られた含フッ素重合体につき、19F-NMRにより分析した結果、各単量体のモル組成比はVDF/TFE/HFP=88/6/6であった。得られた含フッ素重合体粒子の平均粒子径は75nmであった。
4.1.2.多官能(メタ)アクリレート(B)の水分散体の作製
SUS製容器に、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)100質量部仕込み、40℃に昇温した後、ホモディスパーにて2000rpmで攪拌下、乳化剤「ニューコール707-SF」(商品名、株式会社日本乳化剤製)5質量部を1/5量ずつ4分間隔で投入し、さらにイオン交換水93質量部加え、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを50%含有する水分散体を得た。
SUS製容器に、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)100質量部仕込み、40℃に昇温した後、ホモディスパーにて2000rpmで攪拌下、乳化剤「ニューコール707-SF」(商品名、株式会社日本乳化剤製)5質量部を1/5量ずつ4分間隔で投入し、さらにイオン交換水93質量部加え、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを50%含有する水分散体を得た。
4.1.3.塗料用組成物の作製
容量7Lのセパラブルフラスコの内部を十分に窒素置換した後、含フッ素重合体粒子(A)として「4.1.1.含フッ素重合体粒子(A)の作製」の工程で得られた水分散体に含まれる含フッ素重合体粒子(A)30質量部に対し、多官能(メタ)アクリレート(B)として「4.1.2.多官能(メタ)アクリレート(B)の水分散体の作製」の工程で得られた水分散体に含まれるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート70質量部、重合開始剤(C)としてIrgacure184(商品名、株式会社BASFジャパン社製)2.1質量部及びIrgacure907(商品名、株式会社BASFジャパン社製)2.1質量部、メチルエチルケトン100質量部を順次仕込み、65℃に昇温した後、2時間加熱した。その後、冷却し、エバポレーターにてメチルエチルケトンを除去し、(A)成分と(B)成分の合計量が47質量%である塗料用組成物を得た。
容量7Lのセパラブルフラスコの内部を十分に窒素置換した後、含フッ素重合体粒子(A)として「4.1.1.含フッ素重合体粒子(A)の作製」の工程で得られた水分散体に含まれる含フッ素重合体粒子(A)30質量部に対し、多官能(メタ)アクリレート(B)として「4.1.2.多官能(メタ)アクリレート(B)の水分散体の作製」の工程で得られた水分散体に含まれるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート70質量部、重合開始剤(C)としてIrgacure184(商品名、株式会社BASFジャパン社製)2.1質量部及びIrgacure907(商品名、株式会社BASFジャパン社製)2.1質量部、メチルエチルケトン100質量部を順次仕込み、65℃に昇温した後、2時間加熱した。その後、冷却し、エバポレーターにてメチルエチルケトンを除去し、(A)成分と(B)成分の合計量が47質量%である塗料用組成物を得た。
4.1.4.塗膜の評価
<外観評価>
上記で得られた塗料用組成物を、易接着層処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルム(製品名「コスモシャインA4300」、膜厚188μm、東洋紡社製)上にバーコーターを用いて膜厚5μmに塗工した。130℃で2分乾燥した後、高圧水銀灯を用いて空気下で照射量300mJ/cm2の強度で紫外線を照射して硬化塗膜を形成した。このようにして得られた硬化塗膜の外観を目視にて評価した。なお、評価基準は以下の通りであり、その結果を表1に併せて示した。
・「◎」…平滑、白化なし。
・「○」…わずかに面状が悪い、または膜がやや白化している。
・「×」…かなり面状が悪い。
<外観評価>
上記で得られた塗料用組成物を、易接着層処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルム(製品名「コスモシャインA4300」、膜厚188μm、東洋紡社製)上にバーコーターを用いて膜厚5μmに塗工した。130℃で2分乾燥した後、高圧水銀灯を用いて空気下で照射量300mJ/cm2の強度で紫外線を照射して硬化塗膜を形成した。このようにして得られた硬化塗膜の外観を目視にて評価した。なお、評価基準は以下の通りであり、その結果を表1に併せて示した。
・「◎」…平滑、白化なし。
・「○」…わずかに面状が悪い、または膜がやや白化している。
・「×」…かなり面状が悪い。
<防汚性評価>
上記の外観評価用と同様の方法で得られた塗膜に対して、屋外(四日市市)で南面45°6ヶ月暴露し、測色計(コニカミノルタ製、CM2002)によりΔE値を測定した。なお、評価基準は以下の通りであり、その結果を表1に併せて示した。
・「◎」…ΔEが4未満であり、非常に良好である。
・「○」…ΔEが4以上5未満であり、良好である。
・「△」…ΔEが5以上6未満であり、やや不良である。
・「×」…ΔEが6以上であり、不良である。
上記の外観評価用と同様の方法で得られた塗膜に対して、屋外(四日市市)で南面45°6ヶ月暴露し、測色計(コニカミノルタ製、CM2002)によりΔE値を測定した。なお、評価基準は以下の通りであり、その結果を表1に併せて示した。
・「◎」…ΔEが4未満であり、非常に良好である。
・「○」…ΔEが4以上5未満であり、良好である。
・「△」…ΔEが5以上6未満であり、やや不良である。
・「×」…ΔEが6以上であり、不良である。
<鉛筆硬度評価>
上記の外観評価用と同様の方法で得られた塗膜に対して、JIS K5600-5-4に準拠し、鉛筆硬度を評価した。その結果を表1に併せて示した。
上記の外観評価用と同様の方法で得られた塗膜に対して、JIS K5600-5-4に準拠し、鉛筆硬度を評価した。その結果を表1に併せて示した。
<表面平滑性評価>
上記の外観評価用と同様の方法で得られた塗膜に対して、AFM(日立ハイテクサイエンス製、高分解能多機能型ユニットS-image、プローブ顕微鏡ステーションNanoNaviReal)観察により表面粗さ(Ra値 単位:nm)を計測した。その結果を表1に併せて示した。
上記の外観評価用と同様の方法で得られた塗膜に対して、AFM(日立ハイテクサイエンス製、高分解能多機能型ユニットS-image、プローブ顕微鏡ステーションNanoNaviReal)観察により表面粗さ(Ra値 単位:nm)を計測した。その結果を表1に併せて示した。
4.2.実施例2~8、10~15、17
含フッ素重合体粒子(A)、多官能(メタ)アクリレート(B)、重合開始剤(C)をそれぞれ表1に記載の仕込み量(質量部)及び種類とした以外は、上記実施例1と同様にして塗料用組成物を調製した。また、得られた塗料用組成物について、上記実施例1と同様にして評価した。その結果を表1に併せて示した。
含フッ素重合体粒子(A)、多官能(メタ)アクリレート(B)、重合開始剤(C)をそれぞれ表1に記載の仕込み量(質量部)及び種類とした以外は、上記実施例1と同様にして塗料用組成物を調製した。また、得られた塗料用組成物について、上記実施例1と同様にして評価した。その結果を表1に併せて示した。
4.3.実施例9
容量7Lのセパラブルフラスコの内部を十分に窒素置換した後、含フッ素重合体粒子(A)として「4.1.1.含フッ素重合体粒子(A)の作製」の工程で得られた水分散体に含まれる含フッ素重合体粒子(A)10質量部に対し、多官能(メタ)アクリレート(B)として「4.1.2.多官能(メタ)アクリレート(B)の水分散体の作製」の工程で得られた水分散体に含まれるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート90質量部、重合開始剤(C)としてIrgacure184(商品名、株式会社BASFジャパン社製)2.7質量部及びIrgacure907(商品名、株式会社BASFジャパン社製)2.7質量部を順次仕込み、65℃に昇温した後、2時間加熱した。その後、冷却することで(A)成分と(B)成分の合計量が47質量%である塗料用組成物を得た。得られた塗料用組成物について、上記実施例1と同様にして評価した。その結果を表1に併せて示した。
容量7Lのセパラブルフラスコの内部を十分に窒素置換した後、含フッ素重合体粒子(A)として「4.1.1.含フッ素重合体粒子(A)の作製」の工程で得られた水分散体に含まれる含フッ素重合体粒子(A)10質量部に対し、多官能(メタ)アクリレート(B)として「4.1.2.多官能(メタ)アクリレート(B)の水分散体の作製」の工程で得られた水分散体に含まれるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート90質量部、重合開始剤(C)としてIrgacure184(商品名、株式会社BASFジャパン社製)2.7質量部及びIrgacure907(商品名、株式会社BASFジャパン社製)2.7質量部を順次仕込み、65℃に昇温した後、2時間加熱した。その後、冷却することで(A)成分と(B)成分の合計量が47質量%である塗料用組成物を得た。得られた塗料用組成物について、上記実施例1と同様にして評価した。その結果を表1に併せて示した。
4.4.比較例1~2
含フッ素重合体粒子(A)、多官能(メタ)アクリレート(B)、重合開始剤(C)をそれぞれ表1に記載の仕込み量(質量部)及び種類とした以外は、上記実施例1と同様にして塗料用組成物を調製した。また、得られた塗料用組成物について、上記実施例1と同様にして評価した。その結果を表1に併せて示した。
含フッ素重合体粒子(A)、多官能(メタ)アクリレート(B)、重合開始剤(C)をそれぞれ表1に記載の仕込み量(質量部)及び種類とした以外は、上記実施例1と同様にして塗料用組成物を調製した。また、得られた塗料用組成物について、上記実施例1と同様にして評価した。その結果を表1に併せて示した。
4.5.実施例16
容量7Lのセパラブルフラスコの内部を十分に窒素置換した後、「4.1.1.含フッ素重合体粒子(A)の作製」の工程で得られた含フッ素重合体の微粒子を含有する水分散体1,600g(含フッ素重合体換算で640g)、この水分散体に含まれる含フッ素重合体150質量部に対して、乳化剤「アデカリアソープSR1025」(商品名、株式会社ADEKA製)2質量部、メタクリル酸メチル(MMA)42.07質量部、アクリル酸2-エチルヘキシル(EHA)49.53質量部、アクリル酸ブチル(BA)0.9質量部、アクリル酸(AA)2.5質量部及びジアセトンアクリルアミド(DAAM)5質量部ならびに水50質量部を順次仕込み、60℃に昇温した後、水溶性重合開始剤である過硫酸アンモニウム0.3質量部を添加し、75℃に昇温して3時間反応を行い、さらに85℃で2時間反応を行った。その後、冷却した後に反応を停止し、10%アンモニア水溶液でpHを8に調節することにより、含フッ素重合体粒子(A)を47質量%含有する水分散体(ラテックス)を得た。含フッ素重合体粒子の平均粒子径は150nmであった。
容量7Lのセパラブルフラスコの内部を十分に窒素置換した後、「4.1.1.含フッ素重合体粒子(A)の作製」の工程で得られた含フッ素重合体の微粒子を含有する水分散体1,600g(含フッ素重合体換算で640g)、この水分散体に含まれる含フッ素重合体150質量部に対して、乳化剤「アデカリアソープSR1025」(商品名、株式会社ADEKA製)2質量部、メタクリル酸メチル(MMA)42.07質量部、アクリル酸2-エチルヘキシル(EHA)49.53質量部、アクリル酸ブチル(BA)0.9質量部、アクリル酸(AA)2.5質量部及びジアセトンアクリルアミド(DAAM)5質量部ならびに水50質量部を順次仕込み、60℃に昇温した後、水溶性重合開始剤である過硫酸アンモニウム0.3質量部を添加し、75℃に昇温して3時間反応を行い、さらに85℃で2時間反応を行った。その後、冷却した後に反応を停止し、10%アンモニア水溶液でpHを8に調節することにより、含フッ素重合体粒子(A)を47質量%含有する水分散体(ラテックス)を得た。含フッ素重合体粒子の平均粒子径は150nmであった。
このようにして作製された水分散体に含有される含フッ素重合体粒子(A)を10質量部、多官能(メタ)アクリレート(B)として「4.1.2.多官能(メタ)アクリレート(B)の水分散体の作製」の工程で得られた水分散体に含まれるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート90質量部、重合開始剤(C)としてIrgacure184(商品名、株式会社BASFジャパン社製)2.7質量部及びIrgacure907(商品名、株式会社BASFジャパン社製)2.7質量部を順次仕込み、65℃に昇温した後、2時間加熱した。その後、冷却することで(A)成分と(B)成分の合計量が47質量%である塗料用組成物を得た。得られた塗料用組成物について、上記実施例1と同様にして評価した。その結果を表1に併せて示した。
4.6.比較例3
含フッ素重合体粒子(A)、多官能(メタ)アクリレート(B)、重合開始剤(C)をそれぞれ表1に記載の仕込み量(質量部)及び種類とした以外は、上記実施例16と同様にして塗料用組成物を調製した。また、得られた塗料用組成物について、上記実施例1と同様にして評価した。その結果を表1に併せて示した。
含フッ素重合体粒子(A)、多官能(メタ)アクリレート(B)、重合開始剤(C)をそれぞれ表1に記載の仕込み量(質量部)及び種類とした以外は、上記実施例16と同様にして塗料用組成物を調製した。また、得られた塗料用組成物について、上記実施例1と同様にして評価した。その結果を表1に併せて示した。
4.7.評価結果
塗料用組成物の組成及び各評価試験の結果を表1に併せて示す。
塗料用組成物の組成及び各評価試験の結果を表1に併せて示す。
なお、表1における各成分の略称は、それぞれ以下の化合物を意味する。
・DPHA:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、日本化薬社製、製品名「KAYARAD DPHA」
・DPEHA:エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、日本化薬社製、製品名「KAYARAD DPEA-12」
・PTA:ペンタエリスリトールトリアクリレート、日本化薬社製、製品名「KAYARAD PET-30」
・HCPK:1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、株式会社BASFジャパン社製、製品名「Irgacure 184」
・MMP:2-[4-(メチルチオ)ベンゾイル]-2-(4-モルホリニル)プロパン、株式会社BASFジャパン社製、製品名「Irgacure 907」
・シリカ粒子A:コロイダルシリカ、扶桑化学工業社製、製品名「PL-3-D」、平均粒子径=60nm
・シリカ粒子B:コロイダルシリカ、扶桑化学工業社製、製品名「PL-7」、平均粒子径=125nm
・シリカ粒子C:コロイダルシリカ、扶桑化学工業社製、製品名「PL-10H」、平均粒子径=220nm
・DPHA:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、日本化薬社製、製品名「KAYARAD DPHA」
・DPEHA:エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、日本化薬社製、製品名「KAYARAD DPEA-12」
・PTA:ペンタエリスリトールトリアクリレート、日本化薬社製、製品名「KAYARAD PET-30」
・HCPK:1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、株式会社BASFジャパン社製、製品名「Irgacure 184」
・MMP:2-[4-(メチルチオ)ベンゾイル]-2-(4-モルホリニル)プロパン、株式会社BASFジャパン社製、製品名「Irgacure 907」
・シリカ粒子A:コロイダルシリカ、扶桑化学工業社製、製品名「PL-3-D」、平均粒子径=60nm
・シリカ粒子B:コロイダルシリカ、扶桑化学工業社製、製品名「PL-7」、平均粒子径=125nm
・シリカ粒子C:コロイダルシリカ、扶桑化学工業社製、製品名「PL-10H」、平均粒子径=220nm
実施例1~17によれば、良好な外観及び防汚性を有し、硬度にも優れた硬化膜が得られた。特に、多官能(メタ)アクリレートを吸収させた含フッ素重合体粒子(A)を含む塗料用組成物(実施例1~8、10~15、17)では、外観及び硬度に優れた硬化膜が得られた。また、フィラーを添加した塗料用組成物(実施例5~8)では、特に防汚性に優れた硬化膜が得られた。以上の結果より、本願発明の塗料用組成物は良好な結果を示すことが明らかとなった。これに対して、本願発明の塗料用組成物ではない比較例1~3では、これらの特性のうち全部もしくは一部が不良となった。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を包含する。また本発明は、上記の実施形態で説明した構成の本質的でない部分を他の構成に置き換えた構成を包含する。さらに本発明は、上記の実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成をも包含する。さらに本発明は、上記の実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成をも包含する。
Claims (6)
- 含フッ素重合体粒子(A)と、
多官能(メタ)アクリレート(B)と、
液状媒体と、
を含有する、塗料用組成物。 - 前記含フッ素重合体粒子(A)と前記多官能(メタ)アクリレート(B)の合計100質量部に対して、前記多官能(メタ)アクリレート(B)を20~95質量部含有する、請求項1に記載の塗料用組成物。
- 前記含フッ素重合体粒子(A)と前記多官能(メタ)アクリレート(B)の合計100質量部に対して、さらに、重合開始剤(C)を1~10質量部含有する、請求項1または請求項2に記載の塗料用組成物。
- 前記多官能(メタ)アクリレート(B)が、液状媒体中に分散したエマルジョン状である、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の塗料用組成物。
- さらに、フィラーを含有する、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の塗料用組成物。
- 基材と、前記基材の表面に請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の塗料用組成物が塗布及び乾燥されて形成された塗膜と、を備える塗装体。
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|---|---|
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| JP2003286440A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Jsr Corp | 水系分散体および塗装体 |
| JP2007186532A (ja) * | 2004-01-30 | 2007-07-26 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 帯電防止性ハードコート樹脂組成物 |
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2015
- 2015-03-24 JP JP2015061042A patent/JP2018083852A/ja active Pending
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