WO2020071214A1 - 樹脂組成物及びその用途 - Google Patents

樹脂組成物及びその用途

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WO2020071214A1
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resin
meth
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勝 神埜
阿部 仁美
実 矢田
高本 直輔
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日本製紙株式会社
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    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/44Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers

Definitions

  • the present invention relates to a resin composition and its use.
  • Plastic substrates used for automobile parts and the like have low surface free energy and crystallinity, making it difficult to adhere paint.
  • a method of applying a pretreatment agent to a plastic substrate before coating has been invented and put to practical use.
  • a pretreatment agent a paint containing a primer which is a component having good adhesion to a plastic substrate is used.
  • Patent Literature 1 discloses a primer resin composition containing a chlorinated product such as polypropylene, polyethylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-propylene-diene copolymer as such a chlorinated polyolefin. .
  • a pigment component is often added to the paint from the viewpoint of weather resistance deterioration.
  • a relatively high-polarity resin component such as an acrylic resin or a polyester resin may be blended as a pigment dispersant.
  • Chlorinated polyolefin which is a primer component, has relatively low polarity, and thus may have poor compatibility with pigments and pigment dispersants.
  • a pigment component may be precipitated.
  • a compatibilizer may be added to the paint.
  • Chlorinated polyolefins modified with (meth) acrylic monomers are widely used as such compatibilizers.
  • Patent Document 2 discloses a resin obtained by treating a chlorinated polyolefin resin with a (meth) acrylic monomer containing an ethylenically unsaturated bond and a hydroxyl group, and then graft-copolymerizing the (meth) acrylic monomer.
  • a composition is disclosed.
  • Patent Literature 3 discloses a modified resin composition of a chlorinated polyolefin resin modified with a modifier containing a predetermined (meth) acrylic monomer. These modified chlorinated polyolefins are often solution products dispersed in an organic solvent in order to improve workability.
  • the proportion of the chlorinated polyolefin component in the coating decreases, which causes a problem in that the adhesion of the coating film decreases.
  • the solution product of the modified polyolefin has a high resin component ratio (that is, a high solid content).
  • the conventional modified chlorinated polyolefin has a problem that when the proportion of the chlorinated polyolefin component is increased and the solid content is increased, the solution stability is significantly reduced. For example, when a conventional chlorinated polyolefin solution product is allowed to stand on a several-month scale, for example, during overseas transportation and long-term storage of inventory, separation of the product into two layers and generation of aggregates may occur. In addition, when the proportion of the chlorinated polyolefin component is increased, the pigment dispersibility may decrease.
  • a modified polyolefin having a high ratio of the polyolefin component as an adhering component capable of preparing a solution having a high solid content, having good solution properties even after long-term storage for several months, and further having good pigment dispersibility. Is desired.
  • An object of the present invention is to provide a resin composition having a high ratio of a polyolefin component (resin component), capable of preparing a solution having a high solid content, having good solution properties even after long-term storage, and having good pigment dispersibility. It is to provide things.
  • the polyolefin resin contains (meth) acrylic acid and / or (meth) acrylic acid containing at least 20% by weight of an alkoxy (poly) alkylene glycol mono (meth) acrylate.
  • the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by including a modified product modified with an acid ester, and have completed the present invention. That is, the present inventors provide the following [1] to [8].
  • the ratio ((A) / (B)) is 90/10 to 30/70, and the component (B) is a component (B1): an alkoxy (poly) alkylene glycol represented by the following general formula (I) A resin composition containing 20% by weight or more of a mono (meth) acrylate.
  • a resin composition having a high ratio of a polyolefin component capable of preparing a solution having a high solid content, having good solution properties even after long-term storage, and further having good pigment dispersibility. be able to.
  • AA to BB means AA or more and BB or less.
  • (Meth) acrylic acid includes acrylic acid and methacrylic acid, and means at least one of acrylic acid and methacrylic acid.
  • (Meth) acrylate includes acrylate and methacrylate, and means at least one of acrylate and methacrylate.
  • the resin composition of the present invention comprises a component (A): a polyolefin resin, a component (B): a modified product of (meth) acrylic acid and / or (meth) acrylate (hereinafter also referred to as “resin component”). Including.
  • the weight ratio of the component (A) to the component (B) ((A) / (B)) is 90/10 to 30/70.
  • the component (B) contains 20% by weight or more of the component (B1): an alkoxy (poly) alkylene glycol mono (meth) acrylate represented by the general formula (I).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • n represents an integer of 1 to 18.
  • R 2 is a hydrogen atom
  • n is an integer of 2 or more.
  • the polyolefin resin may be an olefin polymer.
  • the polyolefin resin is preferably a polyolefin resin using a Ziegler-Natta catalyst or a metallocene catalyst as a polymerization catalyst, and more preferably a polypropylene resin using a Ziegler-Natta catalyst or a metallocene catalyst as a polymerization catalyst.
  • a polyolefin resin obtained by copolymerizing propylene with an ⁇ -olefin eg, ethylene, butene, 3-methyl-1-butene, 3-methyl-1-heptene
  • an ⁇ -olefin eg, ethylene, butene, 3-methyl-1-butene, 3-methyl-1-heptene
  • a metallocene catalyst as a polymerization catalyst Is a propylene-based random copolymer using a metallocene catalyst as a polymerization catalyst, and more preferably a polypropylene, an ethylene-propylene copolymer, a propylene-butene copolymer, or an ethylene-propylene-butene copolymer. It is.
  • the resulting polyolefin resin has the characteristics of a narrow molecular weight distribution, excellent random copolymerizability, a narrow composition distribution, and a wide range of copolymerizable comonomers.
  • the “propylene-based random copolymer” refers to a polypropylene or a polyolefin resin obtained by random copolymerization of propylene and ⁇ -olefin, such as polypropylene, ethylene-propylene copolymer, and propylene-butene copolymer. And ethylene-propylene-diene copolymer and ethylene-propylene-butene copolymer.
  • the (co) polymer constituting the polyolefin resin may be a single type or a combination of a plurality of (co) polymers.
  • metallocene catalysts can be used.
  • a catalyst obtained by combining component (1) and component (2), and if necessary, component (3) is included.
  • the metallocene catalyst is preferably a catalyst obtained by combining component (1) and component (2), and if necessary, component (3).
  • Component (1) a metallocene complex that is a transition metal compound belonging to Groups 4 to 6 of the periodic table having at least one conjugated five-membered ring ligand.
  • Component (2) ion-exchange layered silicate.
  • Component (3) an organoaluminum compound.
  • the structure of the polyolefin resin may be any of an isotactic structure, an atactic structure, a syndiotactic structure, and the like that can be taken by a general polymer compound.
  • an isotactic structure polyolefin resin which can be obtained when a metallocene catalyst is used, is preferable in consideration of adhesion to a polyolefin substrate, particularly adhesion at low temperature drying.
  • the content of the propylene structural unit is preferably 60% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and still more preferably 80% by weight or more.
  • the adhesion (adhesion) to the propylene base material can be further improved.
  • the content of the propylene structural unit in the polyolefin resin may be the usage ratio of the raw material or a value calculated by NMR analysis.
  • the polyolefin resin is preferably an acid-modified polyolefin resin graft-modified with an ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof (hereinafter, also referred to as “acid component”). Graft modification with an acid component can further improve the adhesion, solution stability, and pigment dispersibility of the resin composition.
  • Examples of the ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid and derivatives thereof include maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, citraconic acid, citraconic anhydride, mesaconic acid, itaconic acid, itaconic anhydride, aconitic acid, and aconitic anhydride. No. Among them, maleic anhydride, aconitic anhydride and itaconic anhydride are preferred, and maleic anhydride is more preferred.
  • the acid component may be at least one compound selected from the group consisting of ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acids and derivatives thereof, and a combination of at least one ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid and one or more derivatives thereof. And combinations of two or more ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acids and two or more ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid derivatives.
  • Graft modification with an acid component can be performed by radically reacting a polyolefin resin with an acid component in the presence of a radical generator.
  • the radical generator can be appropriately selected from known radical generators. Among them, organic peroxide compounds are preferable. Examples of the organic peroxide compound include di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, benzoyl peroxide, dilauryl peroxide, cumene hydroperoxide, and t-butyl hydroperoxide.
  • the radical generator may be a single type of radical generator or a combination of a plurality of types of radical generators.
  • the amount of the radical generator added in the graft modification reaction with the acid component is preferably 0.1 to 100% by mass, more preferably 1 to 50% by mass, based on the total (mass) of the polyolefin resin.
  • the content is 0.1% by mass or more, sufficient graft efficiency can be maintained.
  • the content is 100% by mass or less, a decrease in the weight average molecular weight of the polyolefin resin can be prevented.
  • the graft weight of the acid-modified polyolefin resin is preferably 2 to 20% by weight, more preferably 5 to 15% by weight. By setting the graft weight within the above range, the adhesion to the substrate can be improved.
  • the graft weight of the acid-modified polyolefin resin can be measured using an alkali titration method according to a method according to JIS K 0070: 1992.
  • the polyolefin resin is preferably a chlorinated polyolefin resin (hereinafter, also referred to as “chlorinated polyolefin resin”) or a chlorinated acid-modified polyolefin resin (hereinafter, also referred to as “acid-modified chlorinated polyolefin resin”). .
  • chlorination can further improve the adhesion of the polyolefin resin to the non-polar resin base material and the compatibility with other components.
  • Examples of a method for chlorinating a polyolefin resin include a method in which a polyolefin resin or an acid-modified polyolefin resin is dissolved in a chlorine-based solvent such as chloroform, and then chlorine gas is blown to introduce chlorine atoms into the polyolefin resin or the acid-modified polyolefin resin.
  • a chlorine-based solvent such as chloroform
  • Blowing of chlorine gas can be performed under irradiation of ultraviolet rays, and can be performed in the presence or absence of a radical reaction initiator.
  • the pressure at which chlorine gas is blown is not limited, and may be normal pressure or under pressure.
  • the temperature at which chlorine gas is blown is not particularly limited, but is usually 50 to 140 ° C.
  • the radical reaction initiator an organic peroxide compound or an azonitrile can be used.
  • the organic peroxide-based compound the above-mentioned compounds are exemplified.
  • the chlorine-based solvent in the system is usually distilled off under reduced pressure or the like, or replaced with an organic solvent.
  • the chlorine content of the chlorinated polyolefin resin or the acid-modified chlorinated polyolefin resin is preferably from 10 to 40% by weight, more preferably from 15 to 30% by weight.
  • the polarity of the resin component can be adjusted to a certain range.
  • the compatibility with other resins in the coating material is improved, and furthermore, the insolubility of a polyolefin base material or the like is improved.
  • Sufficient adhesion to a polar substrate can be obtained.
  • the chlorine content of the chlorinated polyolefin resin or the acid-modified chlorinated polyolefin resin can be measured based on JIS-K7229: 1995.
  • the lower limit of the weight average molecular weight (Mw) of the polyolefin resin is preferably 10,000 or more, more preferably 20,000 or more. When the weight average molecular weight is 10,000 or more, the cohesive force of the resin composition is sufficient, and the resin composition may be excellent in adhesion to a substrate. Further, the upper limit is preferably 200,000 or less, more preferably 150,000 or less. When the weight average molecular weight is 200,000 or less, the compatibility with another resin different from the resin component of the resin composition of the present invention contained in the coating material becomes good, and the adhesion to the substrate may be excellent. .
  • the weight average molecular weight can be obtained from a standard polystyrene calibration curve by gel permeation chromatography (GPC).
  • HLC-8320GPC Tosoh Corporation
  • Standard substance polystyrene EasiCal PS-1 (manufactured by Agilent Technology)
  • the component (B) includes a component (B1): an alkoxy (poly) alkylene glycol mono (meth) acrylate represented by the general formula (I).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • n represents an integer of 1 to 18.
  • R 2 is a hydrogen atom
  • n is an integer of 2 or more.
  • the content of the component (B1) in the component (B) is 20% by weight or more.
  • the structural unit in the general formula (I) can improve the dispersibility of the resin component in the dispersion medium, so that the solution stability of the dispersion can be improved. Since the solution stability of the dispersion is improved, the solution stability can be maintained even if the ratio of the resin component in the dispersion is increased (even if the solid content is high).
  • the component (B1) may be used alone or in combination of two or more.
  • 2-methoxyethyl (meth) acrylate 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, methyl carbitol (meth) acrylate, ethyl carbitol (meth) acrylate, methoxytetraethylene glycol (meth) acrylate
  • Examples include ethoxytetraethylene glycol (meth) acrylate, n-butoxytetraethylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, and ethoxy polyethylene glycol (meth) acrylate.
  • 2-methoxyethyl (meth) acrylate 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, methyl carbitol (meth) acrylate, and ethyl carbitol (meth) acrylate are preferred.
  • the component (B) may contain (meth) acrylic acid and / or a (meth) acrylic acid ester other than the component (B1) (hereinafter, also referred to as “component (B2)”).
  • component (B2) (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) Acrylate, glycidyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, Dimethylaminoethy
  • Examples of the type of the functional group included in the component (B) include a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxysilyl group, an amide group, and a thiol group.
  • the resin component in the resin composition may have only one of these functional groups, or may have two or more of these functional groups.
  • the adhesion of the coating film is improved because of the interaction with other components in the top coat and the improvement in affinity.
  • it exerts a favorable interaction with the pigment and improves the dispersibility of the pigment.
  • Representative methods for obtaining a modified product by modifying the polyolefin resin using the component (B) include a solution method in which the polyolefin resin is dispersed in an organic solvent to carry out a modification reaction, and a modification method in which the polyolefin resin is heated and melted for melting. A melting method in which the reaction is performed is exemplified.
  • the reaction is carried out by heating and stirring the component (B) in the presence of a radical reaction initiator.
  • the solution method has an advantage that a uniform graft polymer can be obtained with few side reactions.
  • the organic solvent it is preferable to use an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene and xylene.
  • the temperature during the reaction is preferably from 60 to 180 ° C.
  • the polyolefin resin is heated and melted (heated and melted) in the presence of a radical reaction initiator to react with the component (B).
  • the melting method has an advantage that the operation is simple and the reaction can be performed in a short time.
  • the heating and melting temperature may be at least the melting point of the polyolefin resin, and is preferably at least the melting point of the polyolefin resin and at most 300 ° C.
  • equipment such as a Banbury mixer, a kneader, and an extruder can be used.
  • Examples of the radical reaction initiator used when the modification is performed using the component (B) include an organic peroxide compound and azonitrile.
  • Examples of the organic peroxide compound include di-tert-butyl peroxide, dicumyl peroxide, tert-butylcumyl peroxide, benzoyl peroxide, dilauryl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5- Di (tert-butylperoxy) hexane, cumene hydroperoxide, tert-butylhydroperoxide, 1,1-bis (tert-butylperoxy) -3,5,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (tert -Butylperoxy) -cyclohexane, cyclohexanone peroxide, tert-butylperoxybenzoate, tert-butylperoxyisobutyrate, tert-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexan
  • the weight ratio of the polyolefin resin to the component (B) ((A) / (B)) is in the range of 90/10 to 30/70.
  • the weight ratio ((A) / (B)) is in such a range, a resin composition having both excellent pigment dispersibility and adhesion to a substrate can be obtained.
  • an embodiment further including the above-mentioned resin component (a modified product of the polyolefin resin with the component (B)) and an organic solvent is exemplified.
  • This embodiment can be said to be an embodiment of a dispersion in which a resin component is dispersed in an organic solvent.
  • organic solvent examples include aromatic solvents such as toluene and xylene; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl butyl ketone and ethyl cyclohexane; and fats such as cyclohexane, methyl cyclohexane, nonane and decane.
  • aromatic solvents such as toluene and xylene
  • ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate
  • ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl butyl ketone and ethyl cyclohexane
  • fats such as cyclohexane, methyl cyclohexane, nonane and decane.
  • Group or alicyclic hydrocarbon solvents may be used alone or as a mixed solvent of two or more.
  • alcohols eg, methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol
  • propylene glycol ethers eg, propylene glycol methyl ether, propylene glycol ethyl ether, propylene glycol-t) -Butyl ether
  • the primer paint of the present invention, the binder (paint binder or ink binder) of the present invention, and the adhesive of the present invention include the above resin composition. Therefore, it is excellent in adhesiveness, solution stability, and pigment dispersibility, and is suitably used as a primer at the time of overcoating on a polyolefin substrate such as a bumper of an automobile, and a binder for a paint having excellent adhesion with a topcoat or clear. be able to.
  • the primer paint of the present invention, the binder of the present invention (binder for paint or ink), and the adhesive of the present invention can be used in any form such as a solution, a powder, a sheet and the like according to the intended use. At this time, additives such as an antioxidant, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, and an inorganic filler may be added as needed.
  • Residence time 10 minutes, rotation speed: 200 rpm, barrel temperature: 100 ° C (first and second barrels), 200 ° C (third to eighth barrels), 90 ° C (ninth and tenth barrels), 110 ° C (first to eleventh barrels) (Barrel). Thereafter, a vacuum treatment was performed to remove unreacted maleic anhydride to obtain an acid-modified polypropylene resin modified with maleic anhydride.
  • an epoxy compound (Eposizer W-100EL, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) was added as a stabilizer, and the mixture was supplied to an extruder equipped with a vent provided with a suction part for solvent removal on a screw shaft part, and deaerated. Solvent was solidified to obtain an acid-modified chlorinated polyolefin resin (A-1) as an acid-modified chlorinated polypropylene resin.
  • the obtained acid-modified chlorinated polyolefin resin had a weight average molecular weight of 90,000, a maleic anhydride content of 10% by weight, and a chlorine content of 10% by weight.
  • chlorinated polyolefin resin (A-2).
  • the obtained chlorinated polyolefin resin had a weight average molecular weight of 20,000 and a chlorine content of 40% by weight.
  • Example 1 Production of Dispersion of Resin Component (C-1) 100 parts of the acid-modified chlorinated polyolefin resin (A-1) obtained in Production Example 1 was dissolved in 50 parts of toluene, and 5 parts of an epoxy compound (Eposizer W-131, manufactured by DIC) was added. To this, 5.5 parts of peroxyester-based peroxide (perbutyl O, manufactured by NOF CORPORATION) was added at 85 ° C. in a nitrogen atmosphere.
  • an epoxy compound Eposizer W-131, manufactured by DIC
  • peroxyester-based peroxide perbutyl O, manufactured by NOF CORPORATION
  • a monomer (10.7 parts of methyl methacrylate, 26.7 parts of cyclohexyl methacrylate, 2-methoxy acrylate) as a polymerizable (meth) acrylate represented by the component (B-1) shown in Table 2 26.7 parts of ethyl and 2.7 parts of 2-hydroxyethyl acrylate) were added, and the mixture was reacted at 85 ° C. for 6 hours.
  • a dispersion of the resin component (C-1) was obtained.
  • the weight average molecular weight of the resin component modified with a low molecular weight compound was 200,000.
  • Example 2 Production of Dispersion of Resin Component (C-2) 100 parts of the chlorinated polyolefin resin (A-2) obtained in Production Example 2 was dissolved in 50 parts of toluene, and 5 parts of an epoxy compound (Eposizer W-131, manufactured by DIC) was added. To this, 5.5 parts of peroxyester-based peroxide (perbutyl O, manufactured by NOF CORPORATION) was added at 85 ° C. in a nitrogen atmosphere.
  • an epoxy compound Eposizer W-131, manufactured by DIC
  • peroxyester-based peroxide perbutyl O, manufactured by NOF CORPORATION
  • Example 3 Production of Dispersion of Resin Component (C-3) 100 parts of the polyolefin resin (A-3) obtained in Production Example 3 was dissolved in 50 parts of toluene, and 5 parts of an epoxy compound (Eposizer W-131, manufactured by DIC) was added. To this, 5.5 parts of peroxyester-based peroxide (perbutyl O, manufactured by NOF CORPORATION) was added at 85 ° C. in a nitrogen atmosphere.
  • an epoxy compound Eposizer W-131, manufactured by DIC
  • peroxyester-based peroxide perbutyl O, manufactured by NOF CORPORATION
  • a monomer (10.7 parts of methyl methacrylate, 26.7 parts of cyclohexyl methacrylate, 2-methoxy acrylate) as a polymerizable (meth) acrylate represented by the component (B-1) shown in Table 2 26.7 parts of ethyl and 2.7 parts of 2-hydroxyethyl acrylate) were added and reacted at 85 ° C. for 6 hours.
  • Table 2 shows a list of monomers as polymerizable (meth) acrylate used in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3.
  • test piece The surface of the ultra-high rigidity polypropylene plate was degreased with isopropyl alcohol, and a dispersion of the resin component was spray-coated so that the dry coating film became 10 to 15 ⁇ m, and preheated at the melting point of the resin component + 15 ° C. for 5 minutes. Next, a 1K base containing a resin component was spray-coated, and after standing for 10 minutes, a 2K clear was coated. Thereafter, baking treatment was performed at the melting point of the resin component + 15 ° C. for 30 minutes to produce a test piece. The following adhesion test was performed using this test piece.
  • Adhesion test A linear cut reaching the substrate at 1 mm intervals was inserted vertically and horizontally in the coating film of the test piece to form 100 sections (cross-cut grids), and a cellophane adhesive tape was adhered thereon and peeled off in the 180 ° direction. .
  • the cellophane pressure-sensitive adhesive tape was adhered and peeled off 10 times for the same 100 sections, and the adhesion (adhesion) was evaluated according to the following criteria. If there are 50 or less sections of the peeled coating film (that is, A to C evaluation), there is no practical problem. A: There is no peeling of the coating film.
  • B The number of sections of the peeled coating film is 1 or more and 10 or less.
  • C The number of sections of the peeled coating film is more than 10 and 50 or less.
  • D More than 50 sections of the peeled coating film.
  • Blue pigment fastogen Blue 5480 (manufactured by Dainippon Ink)
  • Yellow pigment HOSTAPEARM YELLOW H3g (manufactured by Clariant)
  • Red pigment Irgazine DPP Red BO (manufactured by Ciba Specialty)
  • Acrylic resin Dianal BR-116 (Mitsubishi Rayon)
  • Pigment dispersibility of pigment-containing paint After the obtained paint was stored at room temperature for 3 days, the separated state of the pigment was visually observed. Further, according to JIS K-5600-2-5 dispersibility test, pigment dispersibility was evaluated using a tub gauge according to the following evaluation criteria. As long as the pigment component is dispersed with a particle size of less than 10 ⁇ m (that is, in the case of A to C evaluation), there is no practical problem. A: The pigment is uniformly dispersed in the paint, and the color is the same as immediately after preparation. B: The pigment is uniformly dispersed in the paint, but when the paint is shaken, a shadow (haze) is observed in the paint. C: The pigment component is dispersed with a tub gauge of less than 10 ⁇ m. D: Pigment component is 10 ⁇ m or more.
  • Example 1 since the weight ratio of (A) / (B) in the resin component of the resin composition was within a predetermined range, the stability, adhesion, and pigment dispersibility of the dispersion were low. Everything is good.
  • Example 2 although the component (A) was not acid-modified, the adhesion to the base material was slightly inferior, but the proportion of the component (B) in the resin component of the resin composition was high, so that the dispersion was stable. Excellent pigmentability, pigment dispersibility, and hue stability.
  • Example 3 since the component (A) in the resin component was neither acid-modified nor chlorinated, the compatibility with the solvent, the compatibility with the pigment and the compatibilizer was slightly inferior, and the adhesion to the base material was also low. Somewhat inferior. However, since the modification is performed with the component (B1), the performance sufficient for practical use is secured.
  • Comparative Example 1 since the component (B1) was not blended with the component (B), the compatibility between the polyolefin resin and the organic solvent, and the compatibility between the resin component of the resin composition, the pigment, and the compatibilized resin were determined. The stability, adhesion, pigment dispersibility and hue stability of the dispersion liquid are all inferior. In Comparative Example 2, since the proportion of the component (A) in the resin component of the resin composition was low, the adhesion was significantly poor and not suitable for practical use. In Comparative Example 3, since the proportion of the component (B) in the resin component of the resin composition was low, the stability of the dispersion, the pigment dispersibility, and the hue stability were poor, and the composition was not suitable for practical use.

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Abstract

ポリオレフィン成分の割合が多く、高固形分の溶液が調製可能であり、長期保管後も溶液性状が良好であり、さらには顔料分散性が良好である樹脂組成物を提供することを課題とし、(A)成分:ポリオレフィン樹脂の、(B)成分:(メタ)アクリル酸及び/又は(メタ)アクリル酸エステルによる変性物を含み、(A)成分と(B)成分の重量比率((A)/(B))が、90/10~30/70であり、(B)成分が、(B1)成分:アルコキシ(ポリ)アルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステルを20重量%以上含有する、樹脂組成物である。

Description

樹脂組成物及びその用途
 本発明は、樹脂組成物及びその用途に関する。
 自動車部品等に使用されるプラスチック基材は、表面自由エネルギーが低く、かつ結晶性を有するので、塗料の付着が困難である。プラスチック基材に対して塗料の付着性を向上させる方法の1つとして、塗装前に前処理剤をプラスチック基材へ塗工する方法が発明、実用化されている。前処理剤として、プラスチック基材への付着性が良好な成分であるプライマーが配合された塗料が用いられている。
 プラスチック基材への付着性が良好なプライマー成分の1つとして、塩素化ポリオレフィンが使用されている。例えば、特許文献1には、このような塩素化ポリオレフィンとして、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン-プロピレン共重合物、エチレン-プロピレン-ジエン共重合物等の塩素化物を含むプライマー樹脂組成物が開示されている。
 プライマー成分を配合した塗料は、基材の最下層に塗装されるので、耐候劣化の観点から、塗料に顔料成分を配合することが多い。顔料成分を塗料中へ均一に分散させるために、顔料分散剤としてアクリル系樹脂やポリエステル系の樹脂といった、比較的高極性の樹脂成分を配合し得る。プライマー成分である塩素化ポリオレフィンは、極性が比較的低いので、顔料や顔料分散剤との相溶性に劣る場合がある。例えば、顔料及び顔料分散剤を含む塗料中に、上記のプライマー樹脂組成物を配合すると、顔料成分が析出することがある。
 塩素化ポリオレフィンと塗料中の成分との相溶性を改善する手法の1つとして、塗料中に相溶化剤を配合し得る。このような相溶化剤として、(メタ)アクリル系単量体で変性した塩素化ポリオレフィンが広く用いられている。
 例えば、特許文献2には、塩素化ポリオレフィン系樹脂を、エチレン不飽和結合及び水酸基を含む(メタ)アクリル系単量体で処理した後、(メタ)アクリル系単量体をグラフト共重合させる樹脂組成物が開示されている。また、特許文献3には、塩素化ポリオレフィン系樹脂の、所定の(メタ)アクリル系単量体を含む変性剤による変性樹脂組成物が開示されている。これらの変性塩素化ポリオレフィンは、作業性を良好にするために、有機溶剤中に分散した溶液品であることが多い。
特許第4420314号公報 特許第3318925号公報 国際公開第2017/110633号
 上記の変性塩素化ポリオレフィンを塗料中に配合すると、塗料中の塩素化ポリオレフィン成分の割合が減少するので、塗膜の密着力が下がるという問題がある。変性塩素化ポリオレフィンを配合しつつ、塗膜の密着力を担保するには、変性塩素化ポリオレフィン中のポリオレフィン成分の割合を多くすることが好ましい。また、塗料製造時のコストを下げるため、変性ポリオレフィンの溶液品は、樹脂成分の割合が多い(即ち、高固形分である)ことも好ましい。
 しかしながら、従来の変性塩素化ポリオレフィンは、塩素化ポリオレフィン成分の割合を多くし、かつ高固形分にすると、溶液安定性が著しく低下するという問題がある。例えば、従来の塩素化ポリオレフィンの溶液品は、海外輸送・在庫の長期間保管など数か月スケールで静置すると、製品の二層分離や、凝集物の発生が起きる場合がある。また、塩素化ポリオレフィン成分の割合を多くすると、顔料分散性が低下する場合もある。
 例えば、特許文献2に記載の変性塩素化ポリオレフィンは、塩素化ポリオレフィン成分の割合を多くすると、常温で3か月間静置した際に凝集物が発生し易くなる。また、顔料を含む塗料中に配合した場合、顔料が析出し易くなる。また、特許文献3に記載の変性塩素化ポリオレフィンは、塩素化ポリオレフィン成分の割合を多くすると、常温で3か月間静置する際に製品が二層分離し易くなる。また、顔料を含む塗料中に配合した場合、塗膜の仕上がり性が低下し易くなる。
 従って、付着成分であるポリオレフィン成分の割合が多く、高固形分の溶液が調製可能であり、数か月間の長期保管後も溶液性状が良好であり、さらには顔料分散性が良好である変性ポリオレフィンが望まれている。
 本発明の課題は、ポリオレフィン成分(樹脂成分)の割合が多く、高固形分の溶液が調製可能であり、長期保管後も溶液性状が良好であり、さらには顔料分散性が良好である樹脂組成物を提供することである。
 本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、ポリオレフィン樹脂を、アルコキシ(ポリ)アルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステルを20重量%以上含有する(メタ)アクリル酸及び/又は(メタ)アクリル酸エステルで変性した変性物を含むことにより、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 即ち、本発明者らは、下記の〔1〕~〔8〕を提供する。
〔1〕(A)成分:ポリオレフィン樹脂の、(B)成分:(メタ)アクリル酸及び/又は(メタ)アクリル酸エステルによる変性物を含み、前記(A)成分と前記(B)成分の重量比率((A)/(B))が、90/10~30/70であり、前記(B)成分が、(B1)成分:下記一般式(I)で表されるアルコキシ(ポリ)アルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステルを20重量%以上含有する、樹脂組成物。
 CH=C(R)COO-(CH-CH-O-)-R・・・(I)
 (前記一般式(I)中、Rは、水素原子又はメチル基を表し、Rは、水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表し、nは、1~18の整数を表す。但し、Rが水素原子である場合、nは2以上の整数である。)
〔2〕重量平均分子量が、10,000~200,000である、上記〔1〕に記載の樹脂組成物。
〔3〕前記(A)成分が、酸変性ポリオレフィン樹脂である、上記〔1〕又は〔2〕に記載の樹脂組成物。
〔4〕前記(A)成分が、塩素化ポリオレフィン樹脂又は酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂である、上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の樹脂組成物。
〔5〕有機溶媒をさらに含む上記〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の樹脂組成物。
〔6〕上記〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の樹脂組成物を含有するプライマー用塗料。
〔7〕上記〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の樹脂組成物を含有するバインダー。
〔8〕上記〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の樹脂組成物を含有する接着剤。
 本発明によれば、ポリオレフィン成分の割合が多く、高固形分の溶液が調製可能であり、長期保管後も溶液性状が良好であり、さらには顔料分散性が良好である樹脂組成物を提供することができる。
 以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。なお、本明細書中、「AA~BB」という表記は、AA以上BB以下を意味する。「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸を包含し、アクリル酸及びメタクリル酸の少なくともいずれかを意味する。「(メタ)アクリル酸エステル」とは、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルを包含し、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの少なくともいずれかを意味する。
[1.樹脂組成物]
 本発明の樹脂組成物は、(A)成分:ポリオレフィン樹脂の、(B)成分:(メタ)アクリル酸及び/又は(メタ)アクリル酸エステルによる変性物(以下、「樹脂成分」ともいう)を含む。また、(A)成分と(B)成分の重量比率((A)/(B))は、90/10~30/70である。さらに、(B)成分は、(B1)成分:一般式(I)で表されるアルコキシ(ポリ)アルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステルを20重量%以上含有する。
 CH=C(R)COO-(CH-CH-O-)-R・・・(I)
 (一般式(I)中、Rは、水素原子又はメチル基を表し、Rは、水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表し、nは、1~18の整数を表す。但し、Rが水素原子である場合、nは2以上の整数である。)
((A)成分:ポリオレフィン樹脂)
 ポリオレフィン樹脂は、オレフィンの重合体であればよい。オレフィンの重合体の中でも、ポリオレフィン樹脂は、好ましくは重合触媒としてチーグラー・ナッタ触媒又はメタロセン触媒を用いたポリオレフィン樹脂であり、より好ましくは重合触媒としてチーグラー・ナッタ触媒又はメタロセン触媒を用いた、ポリプロピレン樹脂、又はプロピレンとα-オレフィン(例、エチレン、ブテン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ヘプテン)を共重合して得られるポリオレフィン樹脂であり、さらに好ましくは重合触媒としてメタロセン触媒を用いたプロピレン系ランダム共重合体であり、さらにより好ましくは重合触媒としてメタロセン触媒を用いた、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、プロピレン-ブテン共重合体、又はエチレン-プロピレン-ブテン共重合体である。なお、メタロセン触媒を用いると、得られるポリオレフィン樹脂は、分子量分布が狭く、ランダム共重合性に優れ、組成分布が狭く、共重合しうるコモノマーの範囲が広いという特徴を有する。
 ここで、「プロピレン系ランダム共重合体」とは、ポリプロピレンやプロピレン及びα-オレフィンをランダム共重合して得られるポリオレフィン樹脂をいい、例えば、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、プロピレン-ブテン共重合体、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体、エチレン-プロピレン-ブテン共重合体が挙げられる。なお、ポリオレフィン樹脂を構成する(共)重合体は、1種単独であってもよく、複数の(共)重合体の組み合わせであってもよい。
 メタロセン触媒は、公知のものを使用し得る。例えば、成分(1)及び成分(2)、さらに必要に応じて成分(3)を組み合わせて得られる触媒が挙げられる。中でも、メタロセン触媒は、成分(1)及び成分(2)、さらに必要に応じて成分(3)を組み合わせて得られる触媒が好ましい。
成分(1):共役五員環配位子を少なくとも1つ有する周期律表4~6族の遷移金属化合物であるメタロセン錯体。
成分(2):イオン交換性層状ケイ酸塩。
成分(3):有機アルミニウム化合物。
 ポリオレフィン樹脂の構造は、通常の高分子化合物が取り得るアイソタクチック構造、アタクチック構造、シンジオタクチック構造等のいずれであってもよい。これらの構造の中でも、ポリオレフィン基材への付着性、特に低温乾燥での付着性を考慮すると、メタロセン触媒を用いた場合にとり得る、アイソタクチック構造のポリオレフィン樹脂が好ましい。
 ポリオレフィン樹脂の成分組成として、プロピレン構成単位の含有率は、60重量%以上が好ましく、70重量%以上がより好ましく、80重量%以上がさらに好ましい。プロピレン成分が60重量%以上であると、プロピレン基材に対する付着性(接着性)がより良好となり得る。
 なお、ポリオレフィン樹脂のプロピレン構成単位の含有率は、原料の使用割合であってもよく、NMR解析で算出した値であってもよい。
 ポリオレフィン樹脂は、α,β-不飽和カルボン酸又はその誘導体(以下、「酸成分」ともいう)でグラフト変性した酸変性ポリオレフィン樹脂であることが好ましい。酸成分でグラフト変性することで、樹脂組成物の付着性、溶液安定性、顔料分散性をより向上し得る。
 α,β-不飽和カルボン酸及びその誘導体としては、例えば、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、アコニット酸、無水アコニット酸が挙げられる。中でも、無水マレイン酸、無水アコニット酸、無水イタコン酸が好ましく、無水マレイン酸がより好ましい。
 酸成分は、α,β-不飽和カルボン酸及びその誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であればよく、α,β-不飽和カルボン酸1種以上とその誘導体1種以上の組み合わせ、α,β-不飽和カルボン酸2種以上の組み合わせ、α,β-不飽和カルボン酸の誘導体2種以上の組み合わせであってもよい。
 酸成分によるグラフト変性は、ラジカル発生剤の存在下、ポリオレフィン樹脂と酸成分をラジカル反応させることで行うことができる。
 ラジカル発生剤は、公知のラジカル発生剤の中より適宜選択することができる。中でも、有機過酸化物系化合物が好ましい。有機過酸化物系化合物としては、例えば、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジラウリルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、1,4-ビス[(t-ブチルパーオキシ)イソプロピル]ベンゼン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-3,5,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-シクロヘキサン、シクロヘキサノンパーオキサイド、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、クミルパーオキシオクトエートが挙げられる。中でも、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジラウリルパーオキサイドが好ましい。
 ラジカル発生剤は、1種単独のラジカル発生剤でもよいし、複数種のラジカル発生剤の組み合わせであってもよい。
 酸成分によるグラフト変性反応におけるラジカル発生剤の添加量は、ポリオレフィン樹脂の合計(質量)に対し、好ましくは0.1~100質量%であり、より好ましくは1~50質量%である。0.1質量%以上であると、十分なグラフト効率を保持し得る。100質量%以下であると、ポリオレフィン樹脂の重量平均分子量の低下を防止し得る。
 酸変性ポリオレフィン樹脂のグラフト重量は、2~20重量%が好ましく、5~15重量%がより好ましい。グラフト重量を上記範囲にすることで、基材への付着性が良好となり得る。
 なお、酸変性ポリオレフィン樹脂のグラフト重量は、アルカリ滴定法を用いて、JIS K 0070:1992に準じた方法に基づいて測定し得る。
 ポリオレフィン樹脂は、塩素化されたポリオレフィン樹脂(以下、「塩素化ポリオレフィン樹脂」ともいう)又は塩素化された酸変性ポリオレフィン樹脂(以下、「酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂」ともいう)であることが好ましい。塩素化により、ポリオレフィン樹脂の非極性樹脂基材に対する付着性や、他成分との相溶性をより向上し得る。
 ポリオレフィン樹脂を塩素化する方法としては、ポリオレフィン樹脂又は酸変性ポリオレフィン樹脂をクロロホルム等の塩素系溶媒に溶解した後、塩素ガスを吹き込み、ポリオレフィン樹脂又は酸変性ポリオレフィン樹脂に塩素原子を導入する方法が挙げられる。
 塩素ガスの吹き込みは、紫外線の照射下で行うことができ、ラジカル反応開始剤の存在下及び不存在下のいずれにおいても行うことができる。塩素ガスの吹き込みを行う際の圧力は制限されず、常圧であってもよいし、加圧下であってもよい。塩素ガスの吹き込みを行う際の温度も特に制限されないが、通常、50~140℃である。
 ラジカル反応開始剤としては、有機過酸化物系化合物やアゾニトリル類を使用することができる。なお、有機過酸化物系化合物としては、上記の化合物が挙げられる。
 ポリオレフィン樹脂又は酸変性ポリオレフィン樹脂を塩素化する工程では、系内の塩素系溶媒は、通常、減圧等により留去されるか、或いは、有機溶剤で置換される。
 塩素化ポリオレフィン樹脂又は酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂の塩素含有率は、10~40重量%が好ましく、15~30重量%がより好ましい。塩素含有率を上記範囲にすることで、樹脂成分の極性を一定範囲に調整することができ、その結果として、塗料中の他樹脂との相溶性が良くなり、さらにはポリオレフィン基材等の非極性基材に対して十分な接着性を得ることができる。
 なお、塩素化ポリオレフィン樹脂又は酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂の塩素含有率は、JIS-K7229:1995に基づいて測定することができる。
 ポリオレフィン樹脂の重量平均分子量(Mw)の下限は、10,000以上が好ましく、20,000以上がより好ましい。重量平均分子量が10,000以上であると、樹脂組成物の凝集力が十分であり、基材への付着性に優れるものとし得る。また、その上限は、200,000以下が好ましく、150,000以下がより好ましい。重量平均分子量が200,000以下であると、塗料中に含まれる本発明の樹脂組成物の樹脂成分とは異なる他樹脂との相溶性が良好となり、基材への付着性に優れるものとし得る。
 なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、標準ポリスチレン検量線から求め得る。GPCの測定条件を下記に記す。
 装置:HLC-8320GPC(東ソー社製)
 カラム:TSK-gel G-6000 H×L,G-5000 H×L,G-4000 H×L,G-3000 H×L,G-2000 H×L(東ソー社製)
 溶離液:THF
 流速:1mL/min
 温度:ポンプオーブン、カラムオーブン40℃
 注入量:100μL
 標準物質:ポリスチレン EasiCal PS-1(Agilent Technology社製)
((B)成分:(メタ)アクリル酸及び/又は(メタ)アクリル酸エステル)
 「(メタ)アクリル酸及び/又は(メタ)アクリル酸エステル」とは、分子中に(メタ)アクリロイル基(アクリロイル基及びメタアクリロイル基の少なくともいずれかを意味する)を少なくとも1個含む化合物をいう。
 (B)成分は、(B1)成分:一般式(I)で表されるアルコキシ(ポリ)アルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステルを含む。
 CH=C(R)COO-(CH-CH-O-)-R・・・(I)
 一般式(I)中、Rは、水素原子又はメチル基を表し、Rは、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表し、nは、1~18の整数を表す。但し、Rが水素原子である場合、nは2以上の整数である。
 (B)成分における、(B1)成分の含有率は、20重量%以上である。これにより、樹脂組成物を塗料中へ配合した際に、一般式(I)中の構造単位と顔料成分との間で好適な相互作用が生じるため、顔料の分散性を向上できる。また、一般式(I)中の構造単位は、樹脂成分の分散媒への分散性を向上させ得るので、分散液の溶液安定性を向上できる。分散液の溶液安定性が向上するので、分散液中における樹脂成分の割合が多くなっても(高固形分となっても)、溶液安定性を維持できる。
 なお、(B)成分中、(B1)成分は、1種単独であってもよく、2種以上であってもよい。
 (B1)成分としては、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、メチルカルビトール(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、メチルカルビトール(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレートが好ましい。
 (B)成分は、(B1)成分以外の(メタ)アクリル酸及び/又は(メタ)アクリル酸エステル(以下、「(B2)成分」ともいう)を含んでもよい。
 (B2)成分としては、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 (B)成分が有する官能基の種類としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、アミド基、チオール基が挙げられる。樹脂組成物中の樹脂成分は、これらの官能基を1種のみ有してもよく、2種以上を有してもよい。
 樹脂組成物中の樹脂成分がこれらの官能基を有すると、上塗り塗料中の他成分との相互作用が起こる、親和性が良くなるなどの理由から、塗膜の密着性が向上する。また、顔料と好適な相互作用を及ぼし、顔料分散性も向上する。
 (B)成分を用いて、ポリオレフィン樹脂を変性して変性物を得る代表的な方法としては、有機溶剤中にポリオレフィン樹脂を分散させて変性反応を行う溶液法、ポリオレフィン樹脂を加熱溶融して変性反応を行う溶融法が挙げられる。
 溶液法による場合、ポリオレフィン樹脂を有機溶剤に溶解した後、ラジカル反応開始剤の存在下に(B)成分と加熱撹拌して反応を行う。溶液法は、副反応が少なく均一なグラフト重合物が得られるという利点がある。
 有機溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶剤を用いることが好ましい。反応の際の温度は、60~180℃が好ましい。
 溶融法による場合、ラジカル反応開始剤の存在下でポリオレフィン樹脂を加熱融解(加熱溶融)して(B)成分と反応させる。溶融法は、操作が簡単である上、短時間で反応できるという利点がある。
 加熱融解の温度は、ポリオレフィン樹脂の融点以上であればよく、ポリオレフィン樹脂の融点以上300℃以下であることが好ましい。加熱融解の際には、バンバリーミキサー、ニーダー、押し出し機等の機器を使用することができる。
 (B)成分を用いて変性を行う際に使用するラジカル反応開始剤としては、例えば、有機過酸化物系化合物やアゾニトリル類が挙げられる。
 有機過酸化物系化合物としては、例えば、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、tert-ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジラウリルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(tert-ブチルペルオキシ)ヘキサン、クメンハイドロパーオキサイド、tert-ブチルハイドロパーオキサイド、1,1-ビス(tert-ブチルパーオキシ)-3,5,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(tert-ブチルパーオキシ)-シクロヘキサン、シクロヘキサノンパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ブチルパーオキシイソブチレート、tert-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、クミルパーオキシオクトエートが挙げられる。
 ラジカル反応開始剤は、ラジカル重合を行う温度に応じて適切な半減期温度を有するものを選択すればよい。
 樹脂組成物中の樹脂成分において、(B)成分に対するポリオレフィン樹脂の重量比率((A)/(B))は、90/10~30/70の範囲内である。重量比率((A)/(B))がかかる範囲であると、顔料分散性及び基材への密着性がともに優れた樹脂組成物とし得る。
 樹脂組成物の一実施態様として、上記の樹脂成分(ポリオレフィン樹脂の(B)成分による変性物)と、有機溶媒をさらに含む態様が挙げられる。この実施態様は、樹脂成分が有機溶媒中に分散した分散液の態様といえる。有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル溶媒;メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、エチルシクロヘキサン等のケトン溶媒;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ノナン、デカン等の脂肪族又は脂環式炭化水素溶媒が挙げられる。
 これら有機溶媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上の混合溶媒としてもよい。
 また、分散液の保存安定性を高めるために、アルコール(例、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール)、プロピレン系グリコールエーテル(例、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコール-t-ブチルエーテル)を、1種単独で、又は2種以上混合して用いてもよい。この場合、上記有機溶媒に対して、1~20質量%添加することが好ましい。
[2.プライマー用塗料、バインダー、接着剤]
 本発明のプライマー用塗料、本発明のバインダー(塗料用バインダー又はインキ用バインダー)、本発明の接着剤は、上記の樹脂組成物を含む。そのため、接着性、溶液安定性、顔料分散性に優れており、自動車のバンパー等ポリオレフィン基材への上塗り塗装時のプライマー、上塗り塗料やクリアーとの付着性に優れる塗料用バインダーとして好適に利用することができる。
 本発明のプライマー用塗料、本発明のバインダー(塗料用バインダー又はインキ用バインダー)、本発明の接着剤は、溶液、粉末、シート等、用途に応じた形態で使用できる。また、その際に必要に応じて添加剤、例えば、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、無機充填剤等を配合し得る。
 以下、本発明を実施例により詳細に説明する。以下の実施例は、本発明を好適に説明するためのものであって、本発明を限定するものではない。なお、物性値等の測定方法は、別途記載がない限り、上記に記載した測定方法である。また、「部」は、重量部を意味する。
 [重量平均分子量(Mw)]:
 GPCにより、下記条件に従い測定した。
 装置:HLC-8320GPC(東ソー社製)
 カラム:TSK-gel G-6000 H×L,G-5000 H×L,G-4000 H×L,G-3000 H×L,G-2000 H×L(東ソー社製)
 溶離液:THF
 流速:1mL/min
 温度:ポンプオーブン、カラムオーブン40℃
 注入量:100μL
 標準物質:ポリスチレン EasiCal PS-1(Agilent Technology社製)
 [塩素含有率(重量%)]:
 JIS-K7229:1995に準じた方法で測定を行った。
 [無水マレイン酸の含有率(重量%)]:
 アルカリ滴定法を用いて、JIS K 0070:1992に準じた方法で測定を行った。
 [(B)成分に対するポリオレフィン樹脂の重量比率((A)/(B))]:
 各成分の使用量より算出した。
(製造例1;酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂(A-1)の製造)
 メタロセン触媒を重合触媒として製造した、ポリオレフィン樹脂としてのプロピレン系ランダム共重合体(プロピレン構成単位の含有率:96重量%、エチレン構成単位の含有率:4重量%)100部、及びα,β-不飽和カルボン酸環状無水物としての無水マレイン酸10部、ラジカル発生剤としてのジ-t-ブチルパーオキサイド2部を、均一に混合し、二軸押出機(L/D=60、直径=15mm、第1バレル~第14バレル)に供給した。
 滞留時間が10分、回転数200rpm、バレル温度が100℃(第1、2バレル)、200℃(第3~8バレル)、90℃(第9、10バレル)、110℃(第11~14バレル)の条件で反応を行った。その後、減圧処理を行って未反応の無水マレイン酸を除去し、無水マレイン酸で変性した酸変性ポリプロピレン樹脂を得た。
 該酸変性ポリプロピレン樹脂100部を、グラスライニングされた反応釜に投入した。クロロホルムを加え、2kgf/cmの圧力下、温度110℃で樹脂を十分に溶解した後、ラジカル発生剤としてのアゾビスイソブチロニトリル2部を加え、上記釜内圧力を2kgf/cmに制御しながら塩素ガスを吹き込み、塩素化を行った。
 反応終了後、安定剤としてエポキシ化合物(エポサイザーW-100EL、大日本インキ化学工業社製)6部を添加し、スクリューシャフト部に脱溶剤用吸引部を備えたベント付き押出機に供給し、脱溶剤し、固形化し、酸変性塩素化ポリプロピレン樹脂としての、酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂(A-1)を得た。得られた酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂は、重量平均分子量が90,000であり、無水マレイン酸の含有率が10重量%であり、塩素含有率が10重量%であった。
(製造例2;塩素化ポリオレフィン樹脂(A-2)の製造)
 メタロセン触媒を重合触媒として製造した、ポリオレフィン樹脂としてのプロピレン系ランダム共重合体(プロピレン構成単位の含有率:80重量%、エチレン構成単位の含有率:20重量%)100部を、グラスライニングされた反応釜に投入した。クロロホルムを加え、2kgf/cmの圧力下、温度110℃で樹脂を十分に溶解した後、ラジカル発生剤としてのアゾビスイソブチロニトリル4部を加え、上記釜内圧力を3kgf/cmに制御しながら塩素ガスを吹き込み、塩素化を行った。
 反応終了後、安定剤としてエポキシ化合物(エポサイザーW-100EL、大日本インキ化学工業社製)6部を添加し、スクリューシャフト部に脱溶剤用吸引部を備えたベント付き押出機に供給し、脱溶剤し、固形化し、塩素化ポリオレフィン樹脂(A-2)を得た。得られた塩素化ポリオレフィン樹脂は、重量平均分子量が20,000であり、塩素含有率が40重量%であった。
(製造例3;ポリオレフィン樹脂(A-3)の製造)
 メタロセン触媒を重合触媒として製造した、ポリオレフィン樹脂としてのプロピレン系ランダム共重合体(プロピレン構成単位の含有率:80重量%、エチレン構成単位の含有率:20重量%)100部、及びラジカル発生剤としてのジ-t-ブチルパーオキサイド6部を、均一に混合し、二軸押出機(L/D=60、直径=15mm、第1バレル~第14バレル)に供給した。
 滞留時間が10分、回転数200rpm、バレル温度が100℃(第1、2バレル)、200℃(第3~8バレル)、90℃(第9、10バレル)、110℃(第11~14バレル)の条件で反応を行い、ポリオレフィン樹脂(A-3)を得た。得られたポリオレフィン樹脂は、重量平均分子量が50,000であった。
 製造例1~3で製造したポリオレフィン樹脂の一覧を下記表1に記す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
(実施例1;樹脂成分(C-1)の分散液の製造)
 製造例1で得た酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂(A-1)100部を、トルエン50部に溶解し、エポキシ化合物(エポサイザーW-131、DIC社製)5部を加えた。これに、窒素雰囲気中、85℃で、パーオキシエステル系過酸化物(パーブチルO、日本油脂社製)5.5部を加えた。その後、表2に記載の成分(B-1)で表される重合性(メタ)アクリル酸エステルとしての単量体(メチルメタクリレート10.7部、シクロヘキシルメタクリレート26.7部、アクリル酸2-メトキシエチル26.7部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル2.7部)を添加し、85℃にて6時間反応を行った。反応終了後、トルエンとシクロヘキサンと1-ブタノールを、最終溶剤組成がトルエン/シクロヘキサン/1-ブタノール=76/20/4(重量%)となるように添加し、固形分が50重量%である、樹脂成分(C-1)の分散液を得た。なお、低分子量の化合物により変性した樹脂成分の重量平均分子量は200,000であった。
(実施例2;樹脂成分(C-2)の分散液の製造)
 製造例2で得た塩素化ポリオレフィン樹脂(A-2)100部を、トルエン50部に溶解し、エポキシ化合物(エポサイザーW-131、DIC社製)5部を加えた。これに、窒素雰囲気中、85℃で、パーオキシエステル系過酸化物(パーブチルO、日本油脂社製)5.5部を加えた。その後、表2に記載の成分(B-2)で表される重合性(メタ)アクリル酸エステルとしての単量体(メチルメタクリレート46.7部、シクロヘキシルメタクリレート140.0部、アクリル酸2-メトキシエチル46.7部)を添加し、85℃にて6時間反応を行った。反応終了後、トルエンとシクロヘキサンと1-ブタノールを、最終溶剤組成がトルエン/シクロヘキサン/1-ブタノール=76/20/4(重量%)となるように添加し、固形分が50重量%である、樹脂成分(C-2)の分散液を得た。なお、低分子量の化合物により変性した樹脂成分の重量平均分子量は30,000であった。
(実施例3;樹脂成分(C-3)の分散液の製造)
 製造例3で得たポリオレフィン樹脂(A-3)100部を、トルエン50部に溶解し、エポキシ化合物(エポサイザーW-131、DIC社製)5部を加えた。これに、窒素雰囲気中、85℃で、パーオキシエステル系過酸化物(パーブチルO、日本油脂社製)5.5部を加えた。その後、表2に記載の成分(B-1)で表される重合性(メタ)アクリル酸エステルとしての単量体(メチルメタクリレート10.7部、シクロヘキシルメタクリレート26.7部、アクリル酸2-メトキシエチル26.7部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル2.7部)を添加し、85℃にて6時間反応を行い、反応終了後、トルエンとシクロヘキサンと1-ブタノールを、最終溶剤組成がトルエン/シクロヘキサン/1-ブタノール=76/20/4(重量%)となるように添加し、固形分が50重量%である、樹脂成分(C-3)の分散液を得た。なお、低分子量の化合物により変性した樹脂成分の重量平均分子量は80,000であった。
(比較例1;樹脂成分(C-4)の分散液の製造)
 製造例1で得た酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂(A-1)100部を、トルエン50部に溶解し、エポキシ化合物(エポサイザーW-131、DIC社製)5部を加えた。これに、窒素雰囲気中、85℃で、パーオキシエステル系過酸化物(パーブチルO、日本油脂社製)5.5部を加えた。その後、表2に記載の成分(B’-3)で表される重合性(メタ)アクリル酸エステルとしての単量体(メチルメタクリレート13.3部、シクロヘキシルメタクリレート46.7部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル6.7部)を添加し、85℃にて6時間反応を行った。反応終了後、トルエンとシクロヘキサンと1-ブタノールを、最終溶剤組成がトルエン/シクロヘキサン/1-ブタノール=76/20/4(重量%)となるように添加し、固形分が50重量%である、樹脂成分(C-4)の分散液を得た。なお、低分子量の化合物により変性した樹脂成分の重量平均分子量は200,000であった。
(比較例2;樹脂成分(C-5)の分散液の製造)
 製造例1で得た酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂(A-1)100部を、トルエン50部に溶解し、エポキシ化合物(エポサイザーW-131、DIC社製)5部を加えた。これに、窒素雰囲気中、85℃で、パーオキシエステル系過酸化物(パーブチルO、日本油脂社製)5.5部を加えた。その後、表2に記載の成分(B-1)で表される重合性(メタ)アクリル酸エステルとしての単量体(メチルメタクリレート64.0部、シクロヘキシルメタクリレート160.0部、アクリル酸2-メトキシエチル160.0部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル16.0部)を添加し、85℃にて6時間反応を行った。反応終了後、トルエンとシクロヘキサンと1-ブタノールを、最終溶剤組成がトルエン/シクロヘキサン/1-ブタノール=76/20/4(重量%)となるように添加し、固形分が50重量%である、樹脂成分(C-5)の分散液を得た。なお、低分子量の化合物により変性した樹脂成分の重量平均分子量は100,000であった。
(比較例3;樹脂成分(C-6)の分散液の製造)
 製造例1で得た酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂(A-1)100部を、トルエン50部に溶解し、エポキシ化合物(エポサイザーW-131、DIC社製)1部を加えた。これに、窒素雰囲気中、85℃で、パーオキシエステル系過酸化物(パーブチルO、日本油脂社製)5.5部を加えた。その後、表2に記載の成分(B-1)で表される重合性(メタ)アクリル酸エステルとしての単量体(メチルメタクリレート0.8部、シクロヘキシルメタクリレート2.1部、アクリル酸2-メトキシエチル2.1部、アクリル酸2-ヒドロキシエチル0.2部)を添加し、85℃にて6時間反応を行った。反応終了後、トルエンとシクロヘキサンと1-ブタノールを、最終溶剤組成がトルエン/シクロヘキサン/1-ブタノール=76/20/4(重量%)となるように添加し、固形分が50重量%である、樹脂成分(C-6)の分散液を得た。なお、低分子量の化合物により変性した樹脂成分の重量平均分子量は110,000であった。
 実施例1~3及び比較例1~3で使用した重合性(メタ)アクリル酸エステルとしての単量体の一覧を下記表2に記す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 調製した樹脂成分の分散液について、分散液の安定性の評価を行うとともに、試験片を作製し、付着性試験を確認した。また、分散液、顔料及び相溶化剤を混合して塗料を調製し、顔料分散性と色相安定性も評価した。表3に樹脂成分の組成の内訳と評価結果を記す。なお、評価方法と試験方法の詳細は次の通りである。
 [分散液の安定性の評価]:
 実施例及び比較例にて調製した樹脂成分の固形分50%である分散液を、室温にて3ヶ月間保存した後、溶液性状を目視観察した。A~C評価であれば、実用上問題はない。
A:溶液の増粘、分離が確認されず、調製直後と同様の概観である。
B:溶液の増粘、分離が見られないが、調製直後と比べて溶液に濁りが生じている。
C:溶液の分離は見られないが、わずかな増粘がみられる、もしくは振った際に影(モヤ)が確認される。
D:溶液が二層分離する、大きく増粘する、或いは凝集物が目視にて観察される。
 [試験片の作製]:
 超高剛性ポリプロピレン板の表面をイソプロピルアルコールで脱脂し、乾燥塗膜が10~15μmとなるよう樹脂成分の分散液をスプレー塗装し、樹脂成分の融点+15℃で5分間プレヒートを行った。次に、樹脂成分を含む1Kベースをスプレー塗装し、10分静置後、2Kクリアーを塗装した。その後、樹脂成分の融点+15℃で30分間の焼付け処理を行い、試験片を作製した。この試験片を用いて以下の付着性試験を行った。
 [付着性試験]:
 試験片の塗膜に1mm間隔で素地に達する線状の刻みを縦横に入れて、100個の区画(碁盤目)を作り、その上にセロハン粘着テープを密着させて180°方向に引き剥がした。セロハン粘着テープを密着させて引き剥がす操作を同一の100個の区画につき10回行い、付着性(接着性)を以下に示す基準で評価した。剥離した塗膜の区画が50個以下(即ち、A~C評価)であれば、実用上問題はない。
A:塗膜の剥離がない。
B:剥離した塗膜の区画が1個以上10個以下である。
C:剥離した塗膜の区画が10個より多く50個以下である。
D:剥離した塗膜の区画が50個より多い。
 [顔料の分散及び顔料配合塗料の調製]:
 樹脂成分の固形分が50%である分散液を40部、顔料20部、キシレン10部、酢酸ブチル10部及び同体積のガラスビーズをバッチ式SGミルに仕込み、4時間分散した(60mmインペラー,2000rpm)。アクリル樹脂20部をさらに配合し、ディスパーで撹拌して顔料配合塗料(青、黄、赤)を調製した。使用した樹脂成分及び顔料の内訳を表3に示す。なお、顔料及びアクリル樹脂の詳細は下記の通りである。
 青色顔料:fastogen Blue 5480(大日本インキ社製)
 黄色顔料:HOSTAPEARM YELLOW H3g(クラリアント社製)
 赤色顔料:イルガジンDPPレッド BO(チバスペシャリティ社製)
 アクリル樹脂:ダイヤナールBR-116(三菱レイヨン社製)
 調製した顔料配合塗料(青、黄、赤)について、下記手法によって顔料分散性、色相安定性を評価した。評価結果を表3に示す。
 [顔料配合塗料の顔料分散性]:
 得られた塗料を3日間室温にて保存した後、顔料の分離状態を目視観察した。また、JISK-5600-2-5 分散度試験に準じて、ツブゲージを用いて下記評価基準により顔料分散性を評価した。顔料成分が10μm未満で分散されていれば(即ち、A~C評価であれば)、実用上問題は無い。
A:塗料中に顔料が均一に分散されており、色味が調製直後と変わらない。
B:塗料中に顔料が均一に分散されているが、塗料を振とうすると塗料中に影(モヤ)が確認される。
C:顔料成分がツブゲージ10μm未満で分散されている。
D:顔料成分がツブゲージ10μm以上である。
 [顔料配合塗料の色相安定性]:
 顔料配合塗料を3日間室温にて保存した後、ブリキ板に8ミルのドクターブレードで塗布し、60℃で3分間乾燥した。乾燥物をデジタル測色色差機(スガ試験機社製)で測色した。この値と保存前初期値から、ΔEを求めた。ΔEの値が10以下(即ち、A~C評価)であれば、実用上問題は無い。
A:ΔEの値が0.5以下である。
B:ΔEの値が0.5より高く、2以下である。
C:ΔEの値が2より高く、10以下である。
D:ΔEの値が10より高い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 試験結果より、実施例1では、樹脂組成物の樹脂成分中、(A)/(B)の重量比率が所定の範囲に収まっているので、分散液の安定性、付着性、顔料分散性が全て良好である。実施例2では、(A)成分が酸変性されていないため、基材への付着性が若干劣るものの、樹脂組成物の樹脂成分中の(B)成分の割合が高いため、分散液の安定性、顔料分散性、色相安定性に優れる。実施例3では、樹脂成分における(A)成分が酸変性も塩素化もされていないため、溶剤との相溶性、顔料・相溶化剤との相溶性がやや劣り、基材への付着力もやや劣る。但し、(B1)成分で変性を行っているので、実用に足るだけの性能を確保している。
 比較例1においては、(B)成分に(B1)成分が配合されていないため、ポリオレフィン樹脂と有機溶剤との相溶性、並びに樹脂組成物の樹脂成分と顔料、相溶化樹脂との相溶性を確保できず、分散液の安定性、付着性、顔料分散性、色相安定性全てにおいて劣る。比較例2においては、樹脂組成物の樹脂成分における(A)成分の割合が低いため、付着性が大きく劣り、実用化に適さない。比較例3においては、樹脂組成物の樹脂成分における(B)成分の割合が低いため、分散液の安定性、顔料分散性、色相安定性に劣り、実用化には適さない。

Claims (8)

  1.  (A)成分:ポリオレフィン樹脂の、(B)成分:(メタ)アクリル酸及び/又は(メタ)アクリル酸エステルによる変性物を含み、
     前記(A)成分と前記(B)成分の重量比率((A)/(B))が、90/10~30/70であり、
     前記(B)成分が、(B1)成分:下記一般式(I)で表されるアルコキシ(ポリ)アルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステルを20重量%以上含有する、樹脂組成物。
     CH=C(R)COO-(CH-CH-O-)-R・・・(I)
     (前記一般式(I)中、Rは、水素原子又はメチル基を表し、Rは、水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表し、nは、1~18の整数を表す。但し、Rが水素原子である場合、nは2以上の整数である。)
  2.  重量平均分子量が、10,000~200,000である、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3.  前記(A)成分が、酸変性ポリオレフィン樹脂である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
  4.  前記(A)成分が、塩素化ポリオレフィン樹脂又は酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂である、請求項1~3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  5.  有機溶媒をさらに含む請求項1~4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含有するプライマー用塗料。
  7.  請求項1~5のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含有するバインダー。
  8.  請求項1~5のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含有する接着剤。
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