WO2020255843A1 - ポリオレフィン変性アクリル樹脂、塗料及び該塗料で塗装されたプラスチック成形品 - Google Patents

ポリオレフィン変性アクリル樹脂、塗料及び該塗料で塗装されたプラスチック成形品 Download PDF

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WO2020255843A1
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polyolefin
modified acrylic
mass
acrylic resin
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健太 土肥
卓 村川
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Dic株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F255/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D151/00Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D151/06Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond

Definitions

  • the present invention relates to a polyolefin-modified acrylic resin, a paint, and a plastic molded product coated with the paint.
  • the problem to be solved by the present invention is a polyolefin-modified acrylic resin, a coating material, and the coating material, which are excellent in storage stability, have high adhesion to a plastic substrate, and can obtain a coating film having excellent sunscreen resistance. Is to provide a plastic molded product painted with.
  • the present inventors have made a polyolefin which is a reaction product of a specific polyolefin resin and an unsaturated monomer mixture containing a specific unsaturated monomer as an essential component.
  • a modified acrylic resin it is possible to obtain a coating film having excellent storage stability, high adhesion to a plastic substrate, and excellent sunscreen resistance, and completed the invention.
  • the present invention comprises a chlorinated polyolefin resin (A), a methyl methacrylate (b1), an unsaturated monomer having a hydroxyl group (b2), an unsaturated monomer having a carboxyl group (b3), and a pre-monomer.
  • a polyolefin-modified acrylic resin which is a reaction product with an unsaturated monomer mixture (B) containing an unsaturated monomer (b4) other than the bodies (b1) to (b3), wherein the unsaturated monomer
  • the mass ratio of the methyl methacrylate (b1) in the mixture (B) is 70 to 88 mass%
  • the mass ratio of the unsaturated monomer (b2) is in the range of 1 to 10 mass%
  • the unsaturated monomer is in the range of 1 to 10 mass%
  • the mass ratio of the weight (b3) is in the range of 1 to 10 mass%
  • the mass ratio of the unsaturated monomer (b4) is in the range of 1 to 20 mass%
  • the number average molecular weight is 12,000 to.
  • the present invention relates to a polyolefin-modified acrylic resin, a coating material, and a plastic molded product coated with the coating material, which are in the range of 50,000.
  • the polyolefin-modified acrylic resin of the present invention is useful for paints because it has high adhesion to a plastic base material and can obtain a coating film having excellent sunscreen resistance, and the paint is applied to various plastic molded products. can do. Therefore, the polycarbonate-modified acrylic resin of the present invention is used as a housing for electronic devices such as mobile phones, smartphones, tablet terminals, personal computers, digital cameras, and game machines; and housings for home appliances such as televisions, refrigerators, washing machines, and air conditioners; Interior materials for various vehicles such as automobiles and railway vehicles; can be suitably used as paints for painting various articles such as toys.
  • the polyolefin-modified acrylic resin of the present invention includes a chlorinated polyolefin resin (A), methyl methacrylate (b1), an unsaturated monomer having a hydroxyl group (b2), an unsaturated monomer having a carboxyl group (b3), and A polyolefin-modified acrylic resin which is a reaction product with an unsaturated monomer mixture (B) containing an unsaturated monomer (b4) other than the pre-monomers (b1) to (b3), and is said to be unsaturated.
  • A chlorinated polyolefin resin
  • b1 methyl methacrylate
  • b3 an unsaturated monomer having a carboxyl group
  • B unsaturated monomer mixture
  • the mass ratio of the methyl methacrylate (b1) in the monomer mixture (B) is 70 to 88% by mass, and the mass ratio of the unsaturated monomer (b2) is in the range of 1 to 10 mass%.
  • the mass ratio of the unsaturated monomer (b3) is in the range of 1 to 10% by mass, the mass ratio of the unsaturated monomer (b4) is in the range of 1 to 20% by mass, and the number average molecular weight is 12. It is in the range of 000 to 50,000.
  • the chlorinated polyolefin resin (A) is a chlorinated polyolefin resin.
  • the chlorinated polyolefin resin include polypropylene, high-density polyethylene, ultra-high-molecular-weight polyethylene, linear low-density polyethylene, and low-density polyethylene.
  • Ultra-low density polyethylene Ultra-low density polyethylene, ultra-low density polyethylene, polymethylpentene, ethylene-propylene copolymer, propylene-1-butene random copolymer, propylene-ethylene-1-butene random copolymer, propylene and 5 to 5 carbon atoms Copolymer consisting of 12 ⁇ -olefins, propylene-non-conjugated diene copolymer, ethylene-non-conjugated diene copolymer, ethylene-propylene-non-conjugated diene copolymer, polybutene, ethylene-vinyl acetate copolymer , Ethylene-vinyltrimethoxysilane copolymer, ethylene-methyl acrylate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-methyl methacrylate copolymer, styrene-butadiene block copolymer, and hydrogenation
  • the chlorinated polyolefin resin (A) can be used alone or in combination of two or more, but a chlorinated polypropylene resin is preferable because the storage stability is further improved.
  • the chlorine content of the chlorinated polyolefin resin (A) is preferably in the range of 15 to 40% by mass because the compatibility and adhesion are further improved.
  • the weight average molecular weight of the chlorinated polyolefin resin (A) is preferably in the range of 20,000 to 250,000.
  • the mass ratio of methyl methacrylate (b1) is 70 to 88% by mass
  • the mass ratio of the unsaturated monomer (b2) is in the range of 1 to 10% by mass.
  • the mass ratio of the unsaturated monomer (b3) is in the range of 1 to 10% by mass
  • the mass ratio of the unsaturated monomer (b4) is in the range of 1 to 20% by mass. ..
  • the methyl methacrylate (b1) in the unsaturated monomer mixture (B) is preferably in the range of 76 to 86% by mass because the sunscreen resistance is further improved, and the unsaturated monomer (b2) is , The range of 1 to 7% by mass is preferable because the sunscreen resistance is further improved, and the unsaturated monomer (b3) is 1 to 7 because the sunscreen resistance and the adhesiveness are further improved.
  • the mass% range is preferred.
  • Examples of the unsaturated monomer (b2) having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxy-n-butyl (meth) acrylate, and 2-hydroxy.
  • 2-hydroxyethyl (meth) acrylate is preferable because the obtained coating film has more excellent sunscreen resistance.
  • These unsaturated monomers (b1) can be used alone or in combination of two or more.
  • (meth) acrylic acid refers to one or both of methacrylic acid and acrylic acid
  • (meth) acrylate refers to one or both of methacrylate and acrylate
  • (meth) acrylate refers to one or both of methacrylate and acrylate
  • (meth) acrylate means one or both of a methacrylic acid group and an acryloyl group.
  • Examples of the unsaturated monomer (b3) having a carboxyl group include (meth) acrylic acid, crotonic acid, ⁇ -carboxyethyl (meth) acrylate, ⁇ -carboxy-polycaprolactone mono (meth) acrylate, and 2-.
  • Unsaturated monocarboxylic acids such as (meth) acryloyloxyethyl succinate, 2- (meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid; unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, or these unsaturated dicarboxylic acids Examples include half ester.
  • (meth) acrylic acid is preferable because the obtained coating film has excellent sunscreen resistance.
  • these unsaturated monomers (b3) can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the unsaturated monomer (b4) include methyl acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and isobutyl (meth) acrylate.
  • a method for obtaining the polyolefin-modified acrylic resin of the present invention a method of radically polymerizing the unsaturated monomer mixture (B) in the presence of the chlorinated polyolefin resin (A) and a solvent is preferable because it is simple.
  • the above radical polymerization method is a method in which each monomer as a raw material is dissolved in a solvent and a polymerization reaction is carried out in the presence of a polymerization initiator.
  • the solvent that can be used in this case include aromatic hydrocarbon compounds such as toluene and xylene; alicyclic hydrocarbon compounds such as cyclohexane, methylcyclohexane and ethylcyclohexane; acetone, methylethylketone, methylisobutylketone and cyclohexanone.
  • ketone compounds Such as ketone compounds; ester compounds such as ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate; alcohol compounds such as n-butanol, isopropyl alcohol, cyclohexanol; ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether and the like.
  • Examples of the polymerization initiator include ketone peroxide compounds such as cyclohexanone peroxide, 3,3,5-trimethylcyclohexanone peroxide, and methylcyclohexanone peroxide; 1,1-bis (tert-butylperoxy) -3, 3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (tert-butylperoxy) cyclohexane, n-butyl-4,4-bis (tert-butylperoxy) valerate, 2,2-bis (4,5-di) tert-butyl peroxycyclohexyl) propane, 2,2-bis (4,5-ditert-amylperoxycyclohexyl) propane, 2,2-bis (4,5-ditert-hexylperoxycyclohexyl) propane, 2 Peroxyketal compounds such as 2-bis (4,5-ditert-octylperoxycyclohexyl) propane, 2,2-bis (4,54-dicumylper
  • the polyolefin-modified acrylic resin of the present invention has excellent storage stability, and a coating film having excellent adhesion and sunscreen resistance can be obtained. Therefore, the number average molecular weight (Mn) is in the range of 12,000 to 50,000. It is important to have, but more preferably in the range of 15,000 to 30,000.
  • the weight average molecular weight (Mw) is preferably in the range of 30,000 to 150,000, more preferably in the range of 40,000 to 100,000.
  • the average molecular weight is a value converted to polystyrene based on gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as "GPC") measurement.
  • the mass ratio [(A) / (B)] of the chlorinated polyolefin resin (A) to the unsaturated monomer mixture (B) is the storage stability, the adhesiveness of the obtained coating film, and the sunscreen resistance.
  • the range of 5/95 to 40/60 is preferable, and the range of 10/90 to 30/70 is more preferable, because the stopping property is further improved.
  • the coating material of the present invention contains the above-mentioned polyolefin-modified acrylic resin, but other formulations include a solvent, a defoaming agent, a viscosity modifier, a light-resistant stabilizer, a weather-resistant stabilizer, a heat-resistant stabilizer, and an ultraviolet absorber.
  • Additives such as agents, antioxidants, leveling agents, pigment dispersants and the like can be used.
  • pigments such as titanium oxide, calcium carbonate, aluminum powder, copper powder, mica powder, iron oxide, carbon black, phthalocyanine blue, toluidine red, perylene, quinacridone, and benzidine yellow can also be used.
  • the paint of the present invention has high adhesion to a plastic base material, it can be suitably used as a paint for painting various plastic molded products, but as a plastic molded product to which the paint of the present invention can be painted.
  • Examples of the coating method of the paint of the present invention include spray, applicator, bar coater, gravure coater, roll coater, comma coater, knife coater, air knife coater, curtain coater, kiss coater, shower coater, wheeler coater, spin coater, dipping, and the like. Methods such as screen printing can be mentioned. Further, as a method of forming a coating film after painting, a method of drying in a range of room temperature to 120 ° C. can be mentioned.
  • the average molecular weight was measured under the following GPC measurement conditions.
  • Measuring device High-speed GPC device ("HLC-8220GPC” manufactured by Tosoh Corporation) Column: The following columns manufactured by Tosoh Corporation were connected in series and used. "TSKgel G5000” (7.8 mm I.D. x 30 cm) x 1 "TSKgel G4000" (7.8 mm I.D.
  • Example 1 Synthesis and evaluation of polyolefin-modified acrylic resin (1)
  • Chlorinated polypropylene (“Supercron 836S” manufactured by Nippon Paper Industries, Ltd., chlorine content 28% by mass) in a flask equipped with a cooling tube, a thermometer, a dropping funnel, and a stirrer; hereinafter, "chlorinated polypropylene (A-1)” ) was abbreviated.) 150.0 parts by mass, butyl acetate, 742.5 parts by mass, and 487.5 parts by mass of methyl ethyl ketone were added to raise the internal temperature to 80 ° C.
  • the paint (1) obtained above is spray-coated on a polypropylene base material (50 mm ⁇ 50 mm) so that the film thickness after drying is 15 to 25 ⁇ m, dried by heating in a dryer at 80 ° C. for 30 minutes, and then dried.
  • a cured coating film for evaluation was prepared by drying at 25 ° C. for 1 day.
  • Example 2 Synthesis and evaluation of polyolefin-modified acrylic resins (2) to (9)
  • Tables 1 and 2 show the compositions and evaluation results of the polyolefin-modified acrylic resins (1) to (9) obtained above.
  • Chlorinated polyolefin resin (A-1) “Supercron 836S” manufactured by Nippon Paper Industries, Ltd., chlorine content 28% by mass
  • MMA Methyl methacrylate
  • HEMA 2-Hydroxyethyl methacrylate
  • MAA Methacrylic acid
  • AA Acrylic acid
  • MAM Monomethyl maleate
  • EA Ethyl acrylate
  • CHMA Cyclohexyl methacrylate
  • Table 3 shows the compositions and evaluation results of the polyolefin-modified acrylic resins (R1) to (R6) obtained above.
  • Comparative Example 1 is an example in which the mass ratio of methyl methacrylate (b1) in the unsaturated monomer mixture (B) is larger than the upper limit of 88% by mass of the present invention, but the coating film is hard and brittle. Therefore, it was confirmed that the sunscreen resistance of the coating film was insufficient.
  • Comparative Example 2 is an example in which the mass ratio of methyl methacrylate (b1) in the unsaturated monomer mixture (B) is smaller than the lower limit of 70% by mass of the present invention, but the sunscreen property of the coating film. was confirmed to be inferior.
  • Comparative Example 3 is an example in which the unsaturated monomer mixture (B) does not contain the unsaturated monomer (b2) having a hydroxyl group, but it was confirmed that the sunscreen resistance of the coating film was insufficient. Was done.
  • Comparative Example 4 is an example in which the mass ratio of the unsaturated monomer (b2) having a hydroxyl group in the unsaturated monomer mixture (B) is larger than the upper limit of 10% by mass of the present invention, but it is stored. It was confirmed that the stability was inferior and the adhesion of the coating film was insufficient.
  • Comparative Example 5 is an example in which the mass ratio of the unsaturated monomer (b3) having a carboxyl group in the unsaturated monomer mixture (B) is smaller than the upper limit of 1% by mass of the present invention. It was confirmed that the sunscreen resistance of the coating film was inferior.
  • Comparative Example 6 is an example in which the number average molecular weight is smaller than the lower limit of 12,000 of the present invention, but it was confirmed that the adhesion of the coating film and the sunscreen resistance were inferior.

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Abstract

塩素化ポリオレフィン樹脂(A)と、メチルメタクリレート(b1)、水酸基を有する不飽和単量体(b2)、カルボキシル基を有する不飽和単量体(b3)及び、前単量体(b1)~(b3)以外の不飽和単量体(b4)を含有する不飽和単量体混合物(B)との反応物であるポリオレフィン変性アクリル樹脂であって、数平均分子量が12,000~50,000の範囲であることを特徴とするポリオレフィン変性アクリル樹脂を提供する。このポリオレフィン変性アクリル樹脂は、貯蔵安定性に優れ、プラスチック基材との高い付着性を有し、耐日焼け止め性に優れる塗膜を得られることから、各種物品を塗装する塗料に好適に用いることができる。

Description

ポリオレフィン変性アクリル樹脂、塗料及び該塗料で塗装されたプラスチック成形品
 本発明は、ポリオレフィン変性アクリル樹脂、塗料及び該塗料で塗装されたプラスチック成形品に関する。
 従来、ポリオレフィンの存在下、不飽和単量体を反応させることで得られるポリオレフィン変性アクリル樹脂が提案されており、その硬化塗膜は基材への付着性、耐水性等に優れることが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
 しかしながら、このポリプロピレン変性アクリル樹脂から得られる塗膜は、耐水性等に優れるものの、近年、プラスチック用塗料等で要求される耐日焼け止め性が不十分であるという欠点があった。そこで、従来の付着性等に加え、耐日焼け止め性を付与することができる材料が求められていた。
特開2015-13944号公報
 本発明が解決しようとする課題は、貯蔵安定性に優れ、プラスチック基材との高い付着性を有し、耐日焼け止め性に優れる塗膜を得ることができるポリオレフィン変性アクリル樹脂、塗料及び該塗料で塗装されたプラスチック成形品を提供することである。
 本発明者等は、上記の課題を解決するため鋭意研究した結果、特定のポリオレフィン樹脂と、特定の不飽和単量体を必須成分として含有する不飽和単量体混合物との反応物であるポリオレフィン変性アクリル樹脂を用いることで、貯蔵安定性に優れ、プラスチック基材との高い付着性を有し、耐日焼け止め性に優れる塗膜を得ることができることを見出し、発明を完成させた。
 すなわち、本発明は、塩素化ポリオレフィン樹脂(A)と、メチルメタクリレート(b1)、水酸基を有する不飽和単量体(b2)、カルボキシル基を有する不飽和単量体(b3)及び、前単量体(b1)~(b3)以外の不飽和単量体(b4)を含有する不飽和単量体混合物(B)との反応物であるポリオレフィン変性アクリル樹脂であって、前記不飽和単量体混合物(B)中のメチルメタクリレート(b1)の質量比率が70~88質量%であり、前記不飽和単量体(b2)の質量比率が1~10質量%の範囲であり、前記不飽和単量体(b3)の質量比率が1~10質量%の範囲であり、前記不飽和単量体(b4)の質量比率が1~20質量%の範囲であり、数平均分子量が12,000~50,000の範囲であることを特徴とするポリオレフィン変性アクリル樹脂、塗料及び該塗料で塗装されたプラスチック成形品に関する。
 本発明のポリオレフィン変性アクリル樹脂は、プラスチック基材との高い付着性を有し、耐日焼け止め性に優れる塗膜を得られることから、塗料に有用であり、該塗料を各種プラスチック成形品に塗装することができる。したがって、本発明のポリカーボネート変性アクリル樹脂は、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、パソコン、デジタルカメラ、ゲーム機等の電子機器の筐体;テレビ、冷蔵庫、洗濯機、エアコン等の家電製品の筐体;自動車、鉄道車輌等の各種車輌の内装材;玩具などの各種物品を塗装する塗料に好適に用いることができる。
 本発明のポリオレフィン変性アクリル樹脂は、塩素化ポリオレフィン樹脂(A)と、メチルメタクリレート(b1)、水酸基を有する不飽和単量体(b2)、カルボキシル基を有する不飽和単量体(b3)及び、前単量体(b1)~(b3)以外の不飽和単量体(b4)を含有する不飽和単量体混合物(B)との反応物であるポリオレフィン変性アクリル樹脂であって、前記不飽和単量体混合物(B)中のメチルメタクリレート(b1)の質量比率が70~88質量%であり、前記不飽和単量体(b2)の質量比率が1~10質量%の範囲であり、前記不飽和単量体(b3)の質量比率が1~10質量%の範囲であり、前記不飽和単量体(b4)の質量比率が1~20質量%の範囲であり、数平均分子量が12,000~50,000の範囲であるものである。
 前記塩素化ポリオレフィン樹脂(A)は、ポリオレフィン樹脂が塩素化されたものであるが、前記ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、超々低密度ポリエチレン、ポリメチルペンテン、エチレン-プロピレン共重合体、プロピレン-1-ブテンランダム共重合体、プロピレン-エチレン-1-ブテンランダム共重合体、プロピレンと炭素数5~12のα-オレフィンとからなる共重合体、プロピレン-非共役ジエン共重合体、エチレン-非共役ジエン共重合体、エチレン-プロピレン-非共役ジエン共重合体、ポリブテン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-ビニルトリメトキシシラン共重合体、エチレン-アクリル酸メチル共重合体、エチレン-アクリル酸エチル共重合体、エチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-ブタジエンブロック共重合体、及びその水素添加物等が挙げられる。なお、前記塩素化ポリオレフィン樹脂(A)は、一部をマレイン酸で変性されていてもよい。
 前記塩素化ポリオレフィン樹脂(A)は、単独で用いることも2種以上併用することもできるが、貯蔵安定性がより向上することから、塩素化ポリプロピレン樹脂が好ましい。
 前記塩素化ポリオレフィン樹脂(A)の塩素含有率は、相溶性と付着性がより向上することから、15~40質量%の範囲が好ましい。
 また、前記塩素化ポリオレフィン樹脂(A)の重量平均分子量は、20,000~250,000の範囲が好ましい。
 次に、前記不飽和単量体混合物(B)について説明する。この不飽和単量体混合物(B)は、メチルメタクリレート(b1)の質量比率が70~88質量%であり、前記不飽和単量体(b2)の質量比率が1~10質量%の範囲であり、前記不飽和単量体(b3)の質量比率が1~10質量%の範囲であり、前記不飽和単量体(b4)の質量比率が1~20質量%の範囲でのものである。
 前記不飽和単量体混合物(B)中のメチルメタクリレート(b1)は、耐日焼け止め性がより向上することから、76~86質量%の範囲が好ましく、前記不飽和単量体(b2)は、耐日焼け止め性がより向上することから、1~7質量%の範囲が好ましく、前記不飽和単量体(b3)は、耐日焼け止め性及び付着性がより向上することから、1~7質量%の範囲が好ましい。
 前記水酸基を有する不飽和単量体(b2)としては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレンモノ(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピレンモノ(メタ)アクリレート、ポリオキシブチレンモノ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタレート、ポリカプロラクトン変性ヒドロキシエチルモノ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、得られる塗膜の耐日焼け止め性がより優れることから、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。なお、これらの不飽和単量体(b1)は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
 なお、本発明において、「(メタ)アクリル酸」とは、メタクリル酸とアクリル酸の一方又は両方をいい、「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレートとアクリレートの一方又は両方をいい、「(メタ)アクリロイル基」とは、メタクリロイル基とアクリロイル基の一方又は両方をいう。
 前記カルボキシル基を有する不飽和単量体(b3)としては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルサクシネート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸等の不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸又はこれら不飽和ジカルボン酸のハーフエステルなどが挙げられる。これらの中でも、得られる塗膜の耐日焼け止め性が優れることから、(メタ)アクリル酸が好ましい。また、これらの不飽和単量体(b3)は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
 前記不飽和単量体(b4)としては、例えば、メチルアクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-ヘプチル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、4-tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート;アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、グリシジル(メタ)アクリレート、酢酸ビニル、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-メトキシスチレン、エチレングリコールジアクリレート等のジアクリレート化合物などが挙げられる。これらの中でも、炭素原子数が1~12のアルキル基を有する(メタ)アクリレートが好ましい。なお、これらの不飽和単量体(b4)は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
 本発明のポリオレフィン変性アクリル樹脂を得る方法としては、前記塩素化ポリオレフィン樹脂(A)及び溶剤の存在下、前記不飽和単量体混合物(B)をラジカル重合する方法が簡便であることから好ましい。
 上記のラジカル重合法は、原料である各単量体を溶剤に溶解し、重合開始剤存在下で重合反応を行う方法である。この際に用いることができる溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素化合物;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素化合物;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン化合物;酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル化合物;n-ブタノール、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール等のアルコール化合物;エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコール化合物;ヘプタン、ヘキサン、オクタン、ミネラルターペン等の脂肪族炭化水素化合物などが挙げられる。
 前記重合開始剤としては、例えば、シクロヘキサノンパーオキサイド、3,3,5-トリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド化合物;1,1-ビス(tert-ブチルパーオキシ)-3,3,5-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、n-ブチル-4,4-ビス(tert-ブチルパーオキシ)バレレート、2,2-ビス(4,4-ジtert-ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2-ビス(4,4-ジtert-アミルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2-ビス(4,4-ジtert-ヘキシルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2-ビス(4,4-ジtert-オクチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2-ビス(4,4-ジクミルパーオキシシクロヘキシル)プロパン等のパーオキシケタール化合物;クメンハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド化合物;1,3-ビス(tert-ブチルパーオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(tert-ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジイソプロピルベンゼンパーオキサイド、tert-ブチルクミルパーオキサイド、ジtert-ブチルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド化合物;デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド化合物;ビス(tert-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート等のパーオキシカーボネート化合物;tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン等のパーオキシエステル化合物などの有機過酸化物と、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチル)ブチロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)等のアゾ化合物とが挙げられる。
 本発明のポリオレフィン変性アクリル樹脂は、貯蔵安定性に優れ、付着性及び耐日焼け止め性に優れる塗膜が得られることから、数平均分子量(Mn)が、12,000~50,000の範囲であることが重要であるが、15,000~30,000の範囲がより好ましい。また、重量平均分子量(Mw)は、30,000~150,000の範囲が好ましく、40,000~100,000の範囲がより好ましい。ここで、平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィー(以下、「GPC」と略記する。)測定に基づきポリスチレン換算した値である。
 また、前記塩素化ポリオレフィン樹脂(A)と前記不飽和単量体混合物(B)との質量比[(A)/(B)]は、貯蔵安定性、得られる塗膜の付着性及び耐日焼け止め性がより向上することから、5/95~40/60の範囲が好ましく、10/90~30/70の範囲がより好ましい。
 本発明の塗料は、上記したポリオレフィン変性アクリル樹脂を含有するものであるが、その他の配合物として、溶剤、消泡剤、粘度調整剤、耐光安定剤、耐候安定剤、耐熱安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、レベリング剤、顔料分散剤等の添加剤を使用することができる。また、酸化チタン、炭酸カルシウム、アルミニウム粉末、銅粉末、雲母粉末、酸化鉄、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、トルイジンレッド、ペリレン、キナクリドン、ベンジジンイエロー等の顔料を使用することもできる。
 本発明の塗料は、プラスチック基材との高い付着性を有することから、各種プラスチック成形品を塗装する塗料として好適に用いることができるが、本発明の塗料を塗装することのできるプラスチック成形品としては、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、パソコン、デジタルカメラ、ゲーム機等の電子機器の筐体;テレビ、冷蔵庫、洗濯機、エアコン等の家電製品の筐体;自動車、鉄道車輌等の各種車輌の内装材などが挙げられる。
 本発明の塗料の塗装方法としては、例えば、スプレー、アプリケーター、バーコーター、グラビアコーター、ロールコーター、コンマコーター、ナイフコーター、エアナイフコーター、カーテンコーター、キスコーター、シャワーコーター、ホイーラーコーター、スピンコーター、ディッピング、スクリーン印刷等の方法が挙げられる。また、塗装後、塗膜とする方法としては、常温~120℃の範囲で乾燥させる方法が挙げられる。
 以下に本発明を具体的な実施例を挙げてより詳細に説明する。なお、平均分子量は、下記のGPC測定条件で測定したものである。
[GPC測定条件]
測定装置:高速GPC装置(東ソー株式会社製「HLC-8220GPC」)
カラム:東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用した。
 「TSKgel G5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
 「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
 「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
 「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
検出器:RI(示差屈折計)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
注入量:100μL(試料濃度4mg/mLのテトラヒドロフラン溶液)
標準試料:下記の単分散ポリスチレンを用いて検量線を作成した。
(単分散ポリスチレン)
 東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-500」
 東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-1000」
 東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-2500」
 東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A-5000」
 東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-1」
 東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-2」
 東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-4」
 東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-10」
 東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-20」
 東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-40」
 東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-80」
 東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-128」
 東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-288」
 東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F-550」
(実施例1:ポリオレフィン変性アクリル樹脂(1)の合成及び評価)
 冷却菅、温度計、滴下漏斗、および攪拌機を備えたフラスコに、塩素化ポリプロピレン(日本製紙株式会社製「スーパークロン836S」、塩素含有率28質量%);以下、「塩素化ポリプロピレン(A-1)と略記する。)150.0質量部、酢酸ブチル、742.5質量部、メチルエチルケトン487.5質量部を加え、内温を80℃まで上げた。次いで、塩素化ポリプロピレンの溶解を確認後、メチルメタクリレート714.0質量部とエチルアクリレート58.0質量部と2-ヒドロキシエチルメタクリレート48.0質量部とメタクリル酸30.0質量部とメチルエチルケトン250.0質量部とtert-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート5.0質量部との混合物を4時間にわたって滴下した。その後、内温80℃を保持したまま17時間重合反応を継続した後、混合溶剤(酢酸ブチル/メチルエチルケトン=50/50(質量比))を不揮発分40質量%になるように加え、ポリオレフィン変性アクリル樹脂(1)の溶液を得た。
[貯蔵安定性の評価]
 上記で得たポリオレフィン変性アクリル樹脂(1)の溶液を50℃で1ヶ月間静置した後の流動性を目視で観察し、以下の基準により貯蔵安定性を評価した。
 ◎:均一な状態で流動する
  ○:わずかに不均一な状態で流動する
 △:不均一な状態で流動する
 ×:2層に完全分離している
[塗料の調製]
 上記の実施例1で得たポリオレフィン変性アクリル樹脂(1)の溶液(不揮発分40質量%)と添加剤(ビックケミー・ジャパン株式会社製「BYK-333」)を配合し、粘度がアネスト岩田株式会社製「粘度カップNK-2」で約9秒(23℃)になるように混合溶剤(酢酸ブチル/プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/酢酸エチル=75/10/15(質量比))で希釈して塗料(1)を調製した。
[評価用塗膜の作製]
 上記で得た塗料(1)を、ポリプロピレン基材(50mm×50mm)に乾燥後の膜厚が15~25μmとなるようにスプレー塗装し、乾燥機にて80℃で30分間加熱乾燥した後、25℃で1日間乾燥して評価用硬化塗膜を作製した。
[付着性の評価]
 上記で得た評価用塗膜の上にカッターで1mm幅の切込みを入れ碁盤目の数を100個とした。次いで、全ての碁盤目を覆うようにセロハンテープを貼り付け、すばやく引き剥がす操作を4回行い、付着して残っている碁盤目の数から、下記の基準により付着性を評価した。
 ○:100個
 △:70~99個
 ×:69個以下
[耐日焼け止め性の評価]
 上記で得た評価用塗膜上に、日焼け止め(エスエスエルヘルスケアジャパン株式会社製「コパトーン・スポーツ ウルトラスウェットプルーフ SPF30」)0.125gを均一に塗り延ばし、55℃で4時間乾燥した。その後、中性洗剤で洗浄し、乾燥後、塗膜外観を目視で観察し、下記基準により耐日焼け止め性を評価した。
 5:塗膜に痕跡なし
 4:塗膜にうっすら痕跡あり
 3:塗膜に痕跡あり
 2:塗膜に細かなシワが入り、塗膜が膨潤した形跡が確認できる
 1:塗膜に大きなシワが入り、基材の素地から剥離
(実施例2:ポリオレフィン変性アクリル樹脂(2)~(9)の合成及び評価)
 実施例1で使用した塩素化ポリプロピレン樹脂及び不飽和単量体混合物の組成を表1又は2に示した通りに変更した以外は実施例1と同様にして、ポリオレフィン変性アクリル樹脂(2)~(9)、及び塗料(2)~(9)を得、各評価を行った。
(比較例1:ポリオレフィン変性アクリル樹脂(R1)~(R6)の合成)
 実施例1で使用した塩素化ポリプロピレン樹脂及び不飽和単量体混合物の組成を表3に示した通りに変更した以外は実施例1と同様にして、ポリオレフィン変性アクリル樹脂(R1)~(R6)、及び塗料(R1)~(R6)を得、各評価を行った。
 上記で得たポリオレフィン変性アクリル樹脂(1)~(9)の組成及び評価結果を表1及び2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1~3中の略号は、それぞれ下記のものである。
 塩素化ポリオレフィン樹脂(A-1):日本製紙株式会社製「スーパークロン 836S」、塩素含有率28質量%
塩素化ポリオレフィン樹脂(A-2):東洋紡株式会社製「ハードレン 14-LLB-P」、塩素含有率27質量%
 塩素化ポリオレフィン樹脂(A-3):東洋紡株式会社製「ハードレン F-2P」、塩素含有率20質量%
 MMA:メチルメタクリレート
 HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート
 MAA:メタクリル酸
 AA:アクリル酸
 MAM:マレイン酸モノメチル
 EA:エチルアクリレート
 CHMA:シクロヘキシルメタクリレート
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 上記で得たポリオレフィン変性アクリル樹脂(R1)~(R6)の組成及び評価結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 実施例1~9の本発明のポリオレフィン変性アクリル樹脂は、貯蔵安定性に優れ、得られる塗膜は付着性及び耐日焼け止め性に優れることが確認された。
 一方、比較例1は、不飽和単量体混合物(B)中のメチルメタクリレート(b1)の質量比率が、本願発明の上限である88質量%よりも大きい例であるが、塗膜が固脆いため、塗膜の耐日焼け止め性が不十分であることが確認された。
 比較例2は、不飽和単量体混合物(B)中のメチルメタクリレート(b1)の質量比率が、本願発明の下限である70質量%よりも小さい例であるが、塗膜の耐日焼け止め性が劣ることが確認された。
 比較例3は、不飽和単量体混合物(B)中に水酸基を有する不飽和単量体(b2)を含まない例であるが、塗膜の耐日焼け止め性が不十分であることが確認された。
 比較例4は、不飽和単量体混合物(B)中の水酸基を有する不飽和単量体(b2)の質量比率が、本願発明の上限である10質量%よりも大きい例であるが、貯蔵安定性が劣り、塗膜の付着性が不十分であることが確認された。
 比較例5は、不飽和単量体混合物(B)中のカルボキシル基を有する不飽和単量体(b3)の質量比率が、本願発明の上限である1質量%よりも小さい例であるが、塗膜の耐日焼け止め性が劣ることが確認された。
 比較例6は、数平均分子量が、本願発明の下限である12,000よりも小さい例であるが、塗膜の付着性及び耐日焼け止め性が劣ることが確認された

Claims (5)

  1.  塩素化ポリオレフィン樹脂(A)と、メチルメタクリレート(b1)、水酸基を有する不飽和単量体(b2)、カルボキシル基を有する不飽和単量体(b3)及び、前単量体(b1)~(b3)以外の不飽和単量体(b4)を含有する不飽和単量体混合物(B)との反応物であるポリオレフィン変性アクリル樹脂であって、前記不飽和単量体混合物(B)中のメチルメタクリレート(b1)の質量比率が70~88質量%であり、前記不飽和単量体(b2)の質量比率が1~10質量%の範囲であり、前記不飽和単量体(b3)の質量比率が1~10質量%の範囲であり、前記不飽和単量体(b4)の質量比率が1~20質量%の範囲であり、数平均分子量が12,000~50,000の範囲であることを特徴とするポリオレフィン変性アクリル樹脂。
  2.  前記塩素化ポリオレフィン樹脂(A)と前記不飽和単量体混合物(B)との質量比[(A)/(B)]が、5/95~40/60の範囲である請求項1記載のポリオレフィン変性アクリル樹脂。
  3.  前記塩素化ポリオレフィン樹脂(A)が、塩素化ポリプロピレン樹脂である請求項1又は2記載のポリオレフィン変性アクリル樹脂。
  4.  請求項1~3のいずれか1項記載のポリオレフィン変性アクリル樹脂を含有することを特徴とする塗料。
  5.  請求項4記載の塗料で塗装されたことを特徴とするプラスチック成形品。
PCT/JP2020/022954 2019-06-19 2020-06-11 ポリオレフィン変性アクリル樹脂、塗料及び該塗料で塗装されたプラスチック成形品 WO2020255843A1 (ja)

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