JP2886007B2 - 塗料用硬化性組成物 - Google Patents
塗料用硬化性組成物Info
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Description
する。さらに詳しくは、たとえば自動車、産業機械、ス
チール製家具、建築外装、家電用品またはプラスチック
などに使用される上塗り塗料などとして有用な硬化性組
成物に関する。とくに耐酸性、耐水性、耐擦り傷性およ
び耐候性にすぐれた自動車用上塗り用塗料として有用な
硬化性組成物に関する。
動車、建築外装、産業機械、スチール製家具、プラスチ
ックなどの塗装に用いられている塗料樹脂は、主として
アルキドメラミンやアクリルメラミンのようなメラミン
樹脂である。
害なホルマリンが発生したり、硬化塗膜が耐酸性におと
るため、酸性雨に侵されるという問題がある。
の問題は深刻なものになってきており、塗膜にエッチン
グや白化、シミなどが発生する現象が見受けられてい
る。
は、加水分解性シリル基を有するビニル系共重合体や、
加水分解性シリル基を有するビニル系共重合体とアクリ
ルポリオールのブレンド系を塗料に用いることを検討し
てきている。その結果、これらの共重合体およびブレン
ド系が前記の問題を解決し、耐酸性、耐候性のすぐれた
塗料用硬化性樹脂となることを見出し、先に特許出願し
ている(特開昭63−132977号公報など)。
共重合体や、加水分解性シリル基を有するビニル系共重
合体とアクリルポリオールとのブレンド系の特徴は、該
シリル基およびアルコール性水酸基が安定なシロキサン
結合ないしはシロキシ結合を形成して硬化するため、ア
クリルメラミンやアルキドメラミンのようなメラミン樹
脂を用いたばあいに比べ、耐酸性や耐候性にすぐれてい
ることである。
基、R2 は水素原子または炭素数1〜10のアルキル
基、アリール基およびアラルキル基よりなる群から選ば
れた1価の炭化水素基、aは0、1または2を示す)で
示される加水分解性シリル基は、Si−C結合を介して
共重合体主鎖に導入されているため、耐酸性、耐候性に
すぐれている。
合体とアクリルポリオールとのブレンド系は、アクリル
ポリオールをブレンドしていない系に比べ、加熱硬化
性、外観性にすぐれ、また比較的高価な原料である加水
分解性シリル基を有する化合物の量を削減できることか
ら、硬化性組成物として低コスト化につながるという利
点があるが、一方では、耐水性、耐酸性がややおとると
いう欠点がある。さらに、加水分解性シリル基を有する
ビニル系共重合体とアクリルポリオールとの相溶性を改
善するため、それぞれの樹脂の分子量、共重合性化合物
の組成、ブレンド比率が制限されてしまう。
性、外観性、耐酸性、耐水性にすぐれ、低コストの硬化
性組成物をうるため鋭意研究を重ねた結果、本発明を完
成するにいたった。
にビニル系共重合体鎖からなり、主鎖末端および(また
は)側鎖に一般式(1):
基、R2 は水素原子または炭素数1〜10のアルキル
基、アリール基およびアラルキル基よりなる群から選ば
れた1価の炭化水素基、aは0、1または2を示す)で
示される加水分解性シリル基を分子中に少なくとも1個
有し、かつ、主鎖末端および(または)側鎖にアルコー
ル性水酸基を同一分子中に有する、アルコール性水酸基
等量が180〜2000(g/mol)であるビニル系
共重合体95〜5部(重量部、以下同様)、(B)主鎖
が実質的にビニル系共重合体鎖からなり、主鎖末端およ
び(または)側鎖に一般式(2):
基、R4 は水素原子または炭素数1〜10のアルキル
基、アリール基およびアラルキル基よりなる群から選ば
れた1価の炭化水素基、bは0、1または2を示す)で
示される加水分解性シリル基を分子中に少なくとも1個
有し、かつ、アルコール性水酸基を同一分子中に有さな
いビニル系共重合体5〜95部および(C)硬化触媒を
(A)成分および(B)成分の合計量100部に対し
0.001〜10部含む塗料用硬化性組成物に関する。
成分は、主鎖が実質的にビニル系共重合体鎖からなり、
主鎖末端および(または)側鎖に一般式(1):
基、R2 は水素原子または炭素数1〜10のアルキル
基、アリール基およびアラルキル基よりなる群から選ば
れた1価の炭化水素基、aは0、1または2を示す)で
示される加水分解性シリル基を分子中に少なくとも1個
有し、かつ、主鎖末端および(または)側鎖にアルコー
ル性水酸基を同一分子中に有する、アルコール性水酸基
当量が180〜2000(g/mol)であるビニル系
共重合体である。
される成分は、主鎖が実質的にビニル系共重合体鎖から
なり、主鎖末端および(または)側鎖に一般式(2):
基、R4 は水素原子または炭素数1〜10のアルキル
基、アリール基およびアラルキル基よりなる群から選ば
れた1価の炭化水素基、bは0、1または2を示す)で
示される加水分解性シリル基を分子中に少なくとも1個
有し、かつ、アルコール性水酸基を同一分子内に有さな
いビニル系共重合体である。
分解性基と結合したケイ素原子がSi−C結合を介して
ビニル系共重合体主鎖に結合している。このため、ビニ
ル系共重合体(A)、(B)の耐酸性、耐候性がすぐれ
たものとなる。
(B)のブレンド系においては、アルコール性水酸基は
加水分解性シリル基と同一分子中に導入されており、ア
ルコール性水酸基を有さない加水分解性シリル基含有ビ
ニル系共重合体とアクリルポリオールのブレンド系を用
いるのに比べ、その硬化物の耐酸性、耐水性がすぐれて
いる。
ルコール性水酸基の量は、アルコール性水酸基当量が1
80〜2000g/molであるのが好ましい。
ける加水分解性シリル基の量は、加水分解性シリル基当
量が380〜30000g/molであるのが、加熱硬
化性、耐酸性、耐候性の点から好ましく、410〜30
00g/molであるのがより好ましく、450〜15
00g/molであるのがさらに好ましい。
水分解性シリル基とアルコール性水酸基との比率として
は、加水分解性シリル基1個に対し、アルコール性水酸
基0.1〜3.0個であるのが、加熱硬化性、耐酸性、
耐候性、耐水性の点から好ましい。
ルコール性水酸基を有するビニル系共重合体(A)の分
子量としては、ビニル系共重合体(A)を用いて製造さ
れる本発明の塗料用硬化性組成物の塗膜物性の点から1
000〜30000の範囲が好ましく、2000〜25
000の範囲がさらに好ましい。
ニットとしては、加水分解性シリル基を有するユニッ
ト、アルコール性水酸基を有するユニット、これらのユ
ニットとなる単量体と共重合可能な単量体からのユニッ
トなどのユニットなどがあげられる。
は、たとえばアルコキシシリル基含有ビニル系共重合性
化合物を重合させることによって形成され、前記のごと
きアルコキシシリル基含有ビニル系共重合性化合物の例
としては、たとえば
基をウレタン結合あるいはシロキサン結合を介して有す
る(メタ)アクリレートなども含まれる。これらアルコ
キシシリル基含有ビニル系共重合性化合物は、単独で用
いてもよく、必要に応じて2種以上を併用してもよい。
は、たとえばアルコール性水酸基含有ビニル系共重合性
化合物を重合させることによって形成され、前記のごと
きアルコール性水酸基含有ビニル系共重合性化合物とし
ては、たとえば2−ヒドロキシエチルアクリレート、2
−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下、アクリレー
トおよびメタクリレートを(メタ)アクリレートと記載
する)、1−ヒドロキシプロピル(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
−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒド
ロキシエチルビニルエーテル、N−メチロール(メタ)
アクリルアミド、東亜合成化学工業(株)製のアロニク
ス5700、4−ヒドロキシスチレン、日本触媒化学工
業(株)製のHE−10、HE−20、HP−1および
HP−20(以上、いずれも末端に水酸基を有するアク
リル酸エステルオリゴマー)、日本油脂(株)製のブレ
ンマーPPシリーズ(ポリプロピレングリコールメタク
リレート)、ブレンマーPEシリーズ(ポリエチレング
リコールモノメタクリレート)、ブレンマーPEPシリ
ーズ(ポリエチレングリコールポリプロピレングリコー
ルメタクリレート)、ブレンマーAP−400(ポリプ
ロピレングリコールモノアクリレート)、ブレンマーA
E−350(ポリエチレングリコールモノアクリレー
ト)、ブレンマーNKH−5050(ポリプロピレング
リコールポリトリメチレンモノアクリレート)およびブ
レンマーGLM(グリセロールモノメタクリレート)、
水酸基含有ビニル系化合物とε−カプロラクトンとの反
応によりえられるε−カプロラクトン変性ヒドロキシア
ルキルビニル系共重合性化合物などがあげられる。なか
でも2−ヒドロキシプロピルアクリレートは塗膜により
すぐれた耐酸性および耐水性を付与することができるの
で、好ましい。
アルキルビニル系共重合性化合物の代表的なものとして
は、たとえば一般式(3):
は1以上の整数を示す)で示される構造を有するダイセ
ル化学工業(株)製のPlaccel FA−1(R=
H、n=1)、Placcel FA−4(R=H、n
=4)、Placcel FM−1(R=CH3 、n=
1)、Placcel FM−4(R=CH3 、n=
4)、UCC社製のTONE M−100(R=H、n
=2)およびTONE M−201(R=CH3 、n=
1)などがあげられる。これらアルコール性水酸基含有
ビニル系共重合性化合物は、単独で用いてもよく、2種
以上を併用してもよい。
およびアルコール性水酸基を有するユニットとともに、
これらのユニットを与える単量体と共重合可能な単量体
を重合させたユニットの具体例としては、たとえば(メ
タ)アクリル酸の誘導体からのユニットがあげられる。
前記(メタ)アクリル酸の誘導体の例としては、たとえ
ばメチル(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、イソブチル
(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)ア
クリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベンジ
ル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アク
リレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、
ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、パーフ
ルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、(メタ)
アクリロニトリル、グリシジル(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、(メタ)アクリル
アミド、α−エチル(メタ)アクリルアミド、N−ブト
キシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル
(メタ)アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、
東亜合成化学工業(株)製のマクロモノマーであるAS
−6、AN−6、AA−6、AB−6、AK−5、(メ
タ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステル類などの
α,β−エチレン性不飽和カルボン酸のヒドロキシアル
キルエステル類とリン酸またはリン酸エステル類との縮
合生成物であるリン酸エステル基含有ビニル系化合物、
ウレタン結合やシロキサン結合を含む(メタ)アクリレ
ートなどがあげられる。
合性化合物の具体例としては、たとえばスチレン、α−
メチルスチレン、クロロスチレン、スチレンスルホン
酸、4−ヒドロキシスチレン、ビニルトルエンなどの芳
香族炭化水素系ビニル化合物;マレイン酸、フマル酸、
イタコン酸などの不飽和カルボン酸、それらの塩(アル
カリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩など)、それら
の酸無水物(無水マレイン酸など)またはそれらと炭素
数1〜20の直鎖または分岐のアルコールとのジエステ
ルまたはハーフエステルなどの不飽和カルボン酸のエス
テル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ジアリルフタ
レートなどのビニルエステルやアリル化合物;ビニルピ
リジン、アミノエチルビニルエーテルなどのアミノ基含
有ビニル系化合物;イタコン酸ジアミド、クロトンアミ
ド、マレイン酸ジアミド、フマル酸ジアミド、N−ビニ
ルピロリドンなどのアミド基含有ビニル系化合物;2−
ヒドロキシエチルビニルエーテル、メチルビニルエーテ
ル、シクロヘキシルビニルエーテル、塩化ビニル、塩化
ビニリデン、クロロプレン、プロピレン、ブタジエン、
イソプレン、フルオロオレフィンマレイミド、N−ビニ
ルイミダゾール、ビニルスルホン酸などのその他のビニ
ル系化合物などがあげられる。
導体および(メタ)アクリル酸誘導体以外の共重合性化
合物のなかでも、アミン、カルボン酸、スルホン酸、リ
ン酸系の基を有する極性共重合性化合物を用いるばあい
には、重合時の架橋反応を抑えるためにもその使用量を
(A)成分中、0〜5%(重量%、以下同様)にするこ
とが望ましい。
範囲で、主鎖にウレタン結合やシロキサン結合により形
成されたセグメントを含んでいてもよく、(メタ)アク
リル酸誘導体以外の共重合性化合物に由来するセグメン
トを含んでいてもよい。
は、ビニル系共重合体(B)を用いて製造される本発明
の塗料用硬化性組成物の塗膜物性の点から1000〜3
0000の範囲が好ましく、2000〜25000の範
囲がさらに好ましい。
ニットとしては、加水分解性シリル基を有するユニッ
ト、これらのユニットとなる単量体と共重合可能な単量
体からのユニットなどのユニットなどがあげられる。
は、たとえばアルコキシシリル基含有ビニル系共重合性
化合物を重合させることによって形成され、前記アルコ
キシシリル基含有ビニル系共重合性化合物の例として
は、たとえば
基をウレタン結合あるいはシロキサン結合を介して有す
る(メタ)アクリレートなども含まれる。これらアルコ
キシシリル基含有ビニル系共重合性化合物は、単独で用
いてもよく、必要に応じて2種以上を併用してもよい。
とともに、これらのユニットを与える単量体と共重合可
能な単量体を重合させたユニットの具体例としては、ア
ルコール性水酸基含有ビニル系共重合性化合物以外のビ
ニル系共重合性化合物からのユニットがあげられる。前
記ビニル系共重合性化合物における、(メタ)アクリル
酸の誘導体としては、たとえばメチル(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、イソブチル(メタ)アクリレート、
2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル
(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレー
ト、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、トリフルオ
ロエチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロプロピ
ル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル
(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、グ
リシジル(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、(メタ)アクリルアミド、α−エチル
(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)
アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルア
ミド、N−メチルアクリルアミド、東亜合成化学工業
(株)製のマクロモノマーであるAS−6、AN−6、
AA−6、AB−6、AK−5、(メタ)アクリル酸の
ヒドロキシアルキルエステル類などのα,β−エチレン
性不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエステル類と
リン酸またはリン酸エステル類との縮合生成物であるリ
ン酸エステル基含有ビニル系化合物、ウレタン結合やシ
ロキサン結合を含む(メタ)アクリレートなどがあげら
れる。前記(メタ)アクリル酸誘導体以外の共重合性化
合物の具体例として、たとえばスチレン、α−メチルス
チレン、クロロスチレン、スチレンスルホン酸、4−ヒ
ドロキシスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族炭化水
素系ビニル化合物;マレイン酸、フマル酸、イタコン
酸、などの不飽和カルボン酸、それらの塩(アルカリ金
属塩、アンモニウム塩、アミン塩など)、それらの酸無
水物(無水マレイン酸など)、または、それらと炭素数
1〜20の直鎖または分岐のアルコールとのジエステル
またはハーフエステルなどの不飽和カルボン酸のエステ
ル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ジアリルフタレ
ートなどのビニルエステルやアリル化合物;ビニルピリ
ジン、アミノエチルビニルエーテルなどのアミノ基含有
ビニル系化合物;イタコン酸ジアミド、クロトンアミ
ド、マレイン酸ジアミド、フマル酸ジアミド、N−ビニ
ルピロリドンなどのアミド基含有ビニル系化合物;メチ
ルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、塩
化ビニル、塩化ビニリデン、クロロプレン、プロピレ
ン、ブタジエン、イソプレン、フルオロオレフィンマレ
イミド、N−ビニルイミダゾール、ビニルスルホン酸な
どのその他のビニル系化合物などがあげられる。
酸基をともに含有するビニル系共重合体(A)、加水分
解性シリル基を含有し、アルコール性水酸基を含有しな
いビニル系共重合体(B)は、前記ユニットを与える単
量体からたとえば特開昭54−36395号公報、同5
7−36109号公報、同58−157810号公報な
どに示される方法により製造することができるが、合成
の容易さなどの点からアゾビスイソブチロニトリルなど
のアゾ系ラジカル開始剤を用いた溶液重合法により製造
するのが最も好ましい。
プタン、tert−ドデシルメルカプタン、n−ブチル
メルカプタン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−メルカプトトリエトキシシラン、γ−メルカ
プトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプト
プロピルメチルジエトキシシラン、(CH3 O)3 Si
−S−S−Si(OCH3 )3 などの連鎖移動剤を用
い、分子量を調整してもよい。とくに、アルコキシシリ
ル基を分子中に有する連鎖移動剤、たとえばγ−メルカ
プトプロピルトリメトキシシランなどを用いることが、
シリル基含有アクリル共重合体の末端にアルコキシシリ
ル基を導入できるという理由から好ましい。
合溶剤は、炭化水素類(トルエン、キシレン、n−ヘキ
サン、シクロヘキサンなど)、酢酸エステル類(酢酸エ
チル、酢酸ブチルなど)、アルコール類(メタノール、
エタノール、イソプロパノール、n−ブタノールな
ど)、エーテル類(エチルセロソルブ、ブチルセロソル
ブ、セロソルブアセテートなど)、ケトン類(メチルエ
チルケトン、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン、ジ
アセトンアルコール、メチルイソブチルケトン、アセト
ンなど)のごとき非反応性の溶剤を用いるとよい。
2種以上を併用してもよいが、とくに、加水分解性シリ
ル基およびアルコール性水酸基をともに含有するビニル
系共重合体(A)を重合するばあいは、該ビニル系共重
合体を構成する全共重合性化合物量を100部としたと
きの、溶剤組成中におけるメタノールやブタノールなど
のアルコール性溶剤量が1部未満では、重合時にゲル化
してしまうことがある。したがって、加水分解性シリル
基およびアルコール性水酸基をともに含有するビニル系
共重合体(A)の重合時に用いる溶剤組成中にはアルコ
ール性溶剤を含んでいることが好ましく、その使用量と
しては、該ビニル系共重合体を構成する全共重合性化合
物量を100部としたとき1〜30部用いることが好ま
しい。
としては、たとえばジブチルスズジラウレート、ジブチ
ルスズジマレエート、ジオクチルスズジラウレート、ジ
オクチルスズジマレエート、オクチル酸スズなどの有機
スズ化合物;リン酸、モノメチルホスフェート、モノエ
チルホスフェート、モノブチルホスフェート、モノオク
チルホスフェート、モノデシルホスフェート、ジメチル
ホスフェート、ジエチルホスフェート、ジブチルホスフ
ェート、ジオクチルホスフェート、ジデシルホスフェー
トなどのリン酸またはリン酸エステル;プロピレンオキ
サイド、ブチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイ
ド、グリシジルメタクリレート、グリシドール、アクリ
ルグリシジルエーテル、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラ
ン、
E、油化シェルエポキシ(株)製のエピコート828、
エピコート1001などのエポキシ化合物とリン酸およ
び(または)モノリン酸エステルとの付加反応物;有機
チタネート化合物;有機アルミニウム化合物;マレイン
酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、イタコン
酸、クエン酸、コハク酸、フタル酸、トリメリット酸、
ピロメリット酸およびこれらの酸無水物;ドデシルベン
ゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸などの酸性化
合物およびこれらとアミンの反応物;ヘキシルアミン、
ジ−2−エチルヘキシルアミン、N,N−ジメチルドデ
シルアミン、ドデシルアミン、DABCO、DBU、モ
ルホリン、ジイソプロパノールアミンなどのアミン類;
これらアミンと酸性リン酸エステルとの反応物;水酸化
ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ性化合物な
どがあげらえる。このような硬化触媒は単独で用いても
よく、2種以上を併用してもよい。
物、酸性リン酸エステル、酸性リン酸エステルとアミン
との反応物、飽和もしくは不飽和多価カルボン酸または
その酸無水物、スルホン酸またはそのアミンとの反応
物、有機チタネート化合物、有機アルミニウム化合物ま
たはこれらの混合物が活性も高く、好ましい。
(A)成分95〜5部、好ましくは90〜50部、より
好ましくは85〜65部に対して(B)成分5〜95
部、好ましくは10〜50部、より好ましくは15〜3
5部である。(A)成分および(B)成分の割合が前記
範囲内にあるばあいには、えられた硬化物のゲル分率、
耐水ゲル分率保持率、耐酸性および耐擦り傷性などが良
好で、かつバランスがすぐれているので好ましい。
(B)成分の合計量100部に対して0.001〜10
部、好ましくは0.05〜10部である。(C)成分の
使用量が0.01部未満になると硬化性が低下する傾向
にあり、10部をこえると塗膜の外観性が低下する傾向
がある。
ためにオルガノポリシロキサンシラノールやテトラアル
コキシシラン、アルキルトリアルコキシシラン、その部
分加水分解物、メラミンのようなアミノ樹脂などを
(A)成分および(B)成分の合計量100部に対し
て、好ましくは50部以下、さらに好ましくは30部以
下の範囲で加えてもよい。
酸基/加水分解性シリル基の比が個数比で0.1/1〜
3.0/1になるようにする限り、アクリルポリオー
ル、ポリカーボナートジオール、ポリエステルジオール
のような水酸基含有高分子量化合物を添加してもよい。
分解性エステル化合物および溶剤としてのアルキルアル
コールを加えてもよい。
メチル、オルトギ酸エチル、オルト酢酸メチル、オルト
酢酸エチル、エチルシリケート、メチルシリケートなど
のエステル化合物、メチルトリメトキシシランなどの加
水分解性エステル化合物などがあげられる。
合時に加えておいてもよく、また重合後に加えてもよ
い。脱水剤の添加量は(A)成分および(B)成分の合
計量100部に対し、70部以下、好ましくは50部以
下であり、さらに好ましくは20部以下である。
ールとしては、アルキル基の炭素数が1〜10のアルコ
ールがあげられ、このようなアルコールの具体例として
は、たとえばメチルアルコール、エチルアルコール、n
−プロピルアルコール、イソ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、sec−ブ
チルアルコール、tert−ブチルアルコール、n−ア
ミルアルコール、イソアミルアルコール、ヘキシルアル
コール、オクチルアルコール、セロソルブなどがあげら
れる。
ないが、(A)成分および(B)成分の合計量100部
に対し、通常70部以下、好ましくは50部以下であ
り、さらに好ましくは20部以下であり、脱水剤を用い
ず溶剤単独で用いるばあいには、通常0.5〜70部、
好ましくは1〜50部、さらに好ましくは2〜20部で
ある。
い、(A)成分、(B)成分および(C)成分からなる
組成物を保存したばあいと比べて保存安定性が顕著に改
善される。このような効果を呈する溶剤の使用量は、本
発明の組成物中における(A)成分、(B)成分および
(C)成分の分子量や組成などにより異なり、一概には
規定できないが、組成物が実用上必要な固形分濃度、粘
度などになるように調整すればよい。
るばあいには、紫外線吸収剤や光安定剤を配合すること
により、とくにそれらを併用することにより、一層耐候
性を向上させることができる。
を広く使用でき、たとえばベンゾフェノン系、トリアゾ
ール系、フェニルサリチレート系、ジフェニルアクリレ
ート系、アセトフェノン系などの紫外線吸収剤が好まし
い。
く使用でき、たとえばビス(2,2,6−テトラメチル
−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,
6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、
2−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ
ベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,
2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、テトラ
キス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジ
ル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレー
ト、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−
4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカル
ボキシレートなどがあげられる。これらは単独で用いて
もよく、2種以上を併用してもよい。
量100部に対し、通常0.1〜10部、好ましくは1
〜5部である。また光安定剤の配合量は組成物の固形分
量100部に対し、通常0.1〜10部、好ましくは1
〜5部である。
料として用いるばあいには、用途に応じて希釈剤、ハジ
キ防止剤、レベリング剤などの添加剤;ニトロセルロー
ス、セルロースアセテートブチレートなどの繊維素系化
合物;エポキシ樹脂、メラミン樹脂、塩化ビニル樹脂、
塩素化ポリプロピレン、塩化ゴム、ポリビニルブチラー
ルなどの樹脂を添加してもよい。
度50〜70%のハイソリッドにすることができ、たと
えばスプレーコーティング、刷毛塗、ロールコーティン
グ、ディップコーティングなどの方法により基材に塗装
したのち、80〜160℃程度で加熱などすることによ
り硬化して耐酸性などの耐薬品性、耐候性、耐擦り傷性
などのすぐれた硬化塗膜となる。
機械、スチール製家具、プラスチックなどの塗装に有用
であり、とくに自動車上塗り用塗料としてきわめて有用
である。
実施例に基づきさらに具体的に説明する。
コール性水酸基含有ビニル系共重合体(A−1)の合
成) 撹拌機、温度計、還流冷却機、チッ素ガス導入管および
滴下ロートを備えた反応容器に、ソルベッソ100(エ
クソン化学(株)製、石油系芳香族溶剤)26.0部を
仕込み、チッ素ガスを導入しつつ110℃に昇温したの
ち、下記に示す組成の混合物を滴下ロートより3時間か
けて等速滴下した。
ソ100の5.0部、オルト酢酸メチル2.0部、キシ
レン10.0部を30分かけて等速滴下し、1時間30
分重合を行なったのちに冷却し、オルト酢酸メチル4.
0部、メタノール4.0部を加え、さらに樹脂溶液にソ
ルベッソ100を加えて固形分が60%になるように調
整し、加水分解性シリル基およびアルコール性水酸基含
有ビニル系共重合体(A−1)の溶液をえた。えられた
ビニル系共重合体(A−1)の数平均分子量は4000
であった。またえられたビニル系共重合体(A−1)の
水酸基当量およびシリル基当量はそれぞれ580および
1240であった。
コール性水酸基含有ビニル系共重合体(A−2)の合
成) 共重合性化合物混合物として下記に示す組成の混合物を
用いた以外は合成例1と同様にして固形分が60%の加
水分解性シリル基およびアルコール性水酸基含有ビニル
系共重合体(A−2)の溶液をえた。
3900であった。
の水酸基当量およびシリル基当量はそれぞれ580およ
び1240であった。
コール性水酸基含有ビニル系共重合体(A−3)の合
成) 共重合性化合物混合物として下記に示す組成の混合物を
用いた以外は合成例1と同様にして、固形分が60%の
加水分解性シリル基およびアルコール性水酸基含有ビニ
ル系共重合体(A−3)の溶液をえた。
3900であった。
の水酸基当量およびシリル基当量はそれぞれ580およ
び1240であった。
コール性水酸基含有ビニル系共重合体(A−4)の合
成) 共重合性化合物混合物として下記に示す組成の混合物を
用いた以外は合成例1と同様にして、固形分が60%の
加水分解性シリル基およびアルコール性水酸基含有ビニ
ル系共重合体(A−4)の溶液をえた。
4300であった。
の水酸基当量およびシリル基当量はそれぞれ624およ
び1240であった。
コール性水酸基含有ビニル系共重合体(A−5)の合
成) 共重合性化合物混合物として下記に示す組成の混合物を
用いた以外は合成例1と同様にして、固形分が60%の
加水分解性シリル基およびアルコール性水酸基含有ビニ
ル系共重合体(A−5)の溶液をえた。
4300であったまたえられたビニル系共重合体(A−
5)の水酸基当量およびシリル基当量はそれぞれ580
および1240であった。
コール性水酸基含有ビニル系共重合体(A−6)の合
成) 撹拌機、温度計、還流冷却機、チッ素ガス導入管および
滴下ロートを備えた反応容器に、ソルベッソ100(エ
クソン化学(株)製、石油系芳香族溶剤)13.0部、
n−ブチルアルコール13.0部を仕込み、チッ素ガス
を導入しつつ110℃に昇温したのち、下記に示す組成
の混合物を滴下ロートより3時間かけて等速滴下した。
ソ100の5.0部、オルト酢酸メチル2.0部、n−
ブチルアルコール10.0部を30分かけて等速滴下
し、1時間30分重合を行なったのちに冷却し、オルト
酢酸メチル4.0部、メタノール4.0部を加え、さら
に樹脂溶液にソルベッソ100を加えて固形分が60%
になるように調整し、加水分解性シリル基およびアルコ
ール性水酸基含有ビニル系共重合体(A−6)の溶液を
えた。
均分子量は4000であった。
の水酸基当量およびシリル基当量はそれぞれ580およ
び1240であった。
コール性水酸基含有ビニル系共重合体(A−7)の合
成) 共重合性化合物混合物として下記に示す組成の混合物を
用いた以外は合成例1と同様にして固形分が60%の加
水分解性シリル基およびアルコール性水酸基含有ビニル
系共重合体(A−7)の溶液をえた。
4200であった。
の水酸基当量およびシリル基当量はそれぞれ650およ
び620であった。
コール性水酸基含有ビニル系共重合体(A−8)の合
成) 共重合性化合物混合物として下記に示す組成の混合物を
用いた以外は合成例1と同様にして固形分が60%の加
水分解性シリル基およびアルコール性水酸基含有ビニル
系共重合体(A−8)の溶液をえた。
4300であった。
の水酸基当量およびシリル基当量はそれぞれ433およ
び827であった。
コール性水酸基含有ビニル系共重合体(A−9)の合
成) 共重合性化合物混合物として下記に示す組成の混合物を
用いた以外は合成例1と同様にして固形分が60%の加
水分解性シリル基およびアルコール性水酸基含有ビニル
系共重合体(A−9)の溶液をえた。
4100であった。
の水酸基当量およびシリル基当量はそれぞれ1000お
よび1240であった。
ル系共重合体(B−1)の合成) 撹拌機、温度計、還流冷却機、チッ素ガス導入管および
滴下ロートを備えた反応容器に、ソルベッソ100(エ
クソン化学(株)製、石油系芳香族溶剤)17.1部を
仕込み、チッ素ガスを導入しつつ110℃に昇温したの
ち、下記に示す組成の混合物を滴下ロートより5時間か
けて等速滴下した。
ソ100の5.4部、キシレン6.0部、n−ブチルア
ルコール2.0部を30分かけて等速滴下し、1時間3
0分重合を行なったのちに冷却し、オルト酢酸メチル
4.0部、メタノール2.0部を加え、さらに樹脂溶液
にソルベッソ100を加えて固形分が60%になるよう
に調製し、加水分解性シリル基およびアルコール性水酸
基含有ビニル系共重合体(B−1)の溶液をえた。えら
れたビニル系共重合体(B−1)の数平均分子量は40
00であった。またえられたビニル系共重合体(B−
1)のシリル基当量は477であった。
ニル系共重合体(C−1)の合成) 共重合性化合物混合物として下記に示す組成の混合物を
用いた以外は合成例1と同様にして、固形分が60%の
加水分解性シリル基含有ビニル系共重合体(C−1)の
溶液をえた。
4300であった。
のシリル基当量は528であった。
(D−1)の合成) 共重合性化合物混合物として下記に示す組成の混合物を
用いた以外は合成例1と同様にして、固形分が60%の
加水分解性シリル基含有ビニル系共重合体(D−1)の
溶液をえた。
4000であった。
の水酸基当量は348であった。
(D−2)の合成) 共重合性化合物混合物として下記に示す組成の混合物を
用いた以外は合成例1と同様にして、固形分が60%の
加水分解性シリル基含有ビニル系共重合体(D−2)の
溶液をえた。
3800であった。
の水酸基当量は349であった。
アルコール性水酸基含有ビニル系共重合体(E−1)の
合成) 共重合性化合物混合物として下記に示す組成の混合物を
用いた以外は合成例1と同様にして固形分が60%の加
水分解性シリル基およびアルコール性水酸基含有ビニル
系共重合体(E−1)の溶液をえた。
4500であった。
の水酸基当量およびシリル基当量はそれぞれ163およ
び2480であった。
アルコール性水酸基含有ビニル系共重合体(E−2)の
合成) 共重合性化合物混合物として下記に示す組成の混合物を
用いた以外は合成例1と同様にして固形分が60%の加
水分解性シリル基およびアルコール性水酸基含有ビニル
系共重合体(E−2)の溶液をえた。
4000であった。
の水酸基当量およびシリル基当量はそれぞれ2600お
よび1240であった 以上の合成例および比較合成例における成分とそれぞれ
の合成された物の物性を表1に示す。
た共重合体とを、表2に示す組成になるように配合し
た。各実施例および比較例1〜4については、各々、全
固形分に対し、レベリング剤(楠本化成(株)製のディ
スパロンL−1984−50)0.4%、(C)成分の
硬化触媒としてドデシルベンゼンスルホン酸/ジイソプ
ロパノールアミン=1/1.03(当量比)の混合物2
%を加えた。この混合物をソルベッソ100で希釈して
フォードカップ15〜20秒の粘度に調整し、トップコ
ート用クリアー塗料とした。
板に、自動車用エポキシアミド系カチオン電着プライマ
ーおよび中塗りサーフェーサーを塗装した塗板を試験片
として用い、その上にハイソリッドタイプのアクリルメ
ラミン樹脂塗料(ブラックメタリックベース)をベース
コートとして施した。つぎに前記トップコート用クリア
ー塗料をウエット・オン・ウエットで塗装し、20分間
セッティングしたのち、140℃で30分間焼き付け
た。
ップコートクリアーが約50μmであった。えられた塗
膜の評価を下記の方法によりおこなった。結果を表2に
示す。
てえた遊離のクリアーフィルムを、すでに精秤した30
0メッシュのステンレス製の金網(W0 )に包み精秤し
た(W1 )。これをアセトン中に24時間浸漬して抽出
させたのち、乾燥し、精秤し(W2 )、次式にしたがっ
てゲル分率を求めた。
ルムを、すでに精秤した300メッシュのステンレス製
の金網(W′0 )に包み精秤した(W′1 )。これを水
中に80℃で24時間浸漬したのち取り出し、さらにア
セトン中に24時間浸漬して抽出させたのち、乾燥し、
精秤し(W´2 )、次式にしたがって耐水ゲル分率を求
めた。 耐水ゲル分率(%)=100×(W´2 −W´0 )/(W´1 −W´0 ) 同一サンプルにおいて、あらかじめ測定しておいたゲル
分率の値を用い、耐水ゲル分率保持率を次式にしたがっ
て求めた。
水ゲル分率)/(ゲル分率) (耐酸性)10%硫酸水溶液を4滴、ピペットを用いて
テストパネル上に滴下し、乾燥機中で70℃で30分間
加熱したのち、水で硫酸水溶液を洗い落とし、塗膜表面
の変化の様子を観察し、つぎの基準で評価した。
られる 2点 リフティングが明らかに認められる 1点 フィルムの溶解が認めらえる (耐擦り傷性)試験片を水平に固定し、試験片上に研磨
剤(JIS 8種ローム1.2%、JIS 11種ロー
ム1.2%、カオリン0.6%、中性洗剤1.0%、水
96.0%混合物)を塗布したのちに、クラフト紙で覆
った重り(接触面直径5cm、荷重22g/cm2 )を
塗膜面上でストロークさせた。0回、20回ストローク
後の20°光沢を光沢計で測定し、その光沢保持率(G
R)で耐擦り傷性を評価した。GRの大きい方が耐擦り
傷性が良好であることを示している。
ル基およびアルコール性水酸基含有ビニル系共重合体と
加水分解性シリル基含有ビニル系重合体のブレンド系を
用いることにより、加水分解性シリル基含有ビニル系共
重合体とアクリルポリオールのブレンド系に比べ、耐水
性、耐酸性および耐擦り傷性にすぐれていることがわか
る。
加水分解性シリル基およびアルコール性水酸基を有し、
特定のアルコール性水酸基当量を有するビニル系共重合
体と、特定の加水分解性シリル基を有するビニル系共重
合体をベース樹脂として使用するため、耐酸性、耐水
性、耐擦傷性および耐候性などが良好で、かつそれらの
バランスがすぐれ、たとえば自動車、産業機械、スチー
ル製家具、建築外装、家電用品、プラスチックなどに使
用される上塗り塗料などに好適に使用しうる。
Claims (4)
- 【請求項1】 (A)主鎖が実質的にビニル系共重合体
鎖からなり、主鎖末端および(または)側鎖に一般式
(1): 【化1】 (式中、R1 は炭素数1〜10のアルキル基、R2 は水
素原子または炭素数1〜10のアルキル基、アリール基
およびアラルキル基よりなる群から選ばれた1価の炭化
水素基、aは0、1または2を示す)で示される加水分
解性シリル基を分子中に少なくとも1個有し、かつ、主
鎖末端および(または)側鎖にアルコール性水酸基を同
一分子中に有する、アルコール性水酸基当量が180〜
2000(g/mol)であるビニル系共重合体95〜
5重量部、(B)主鎖が実質的にビニル系共重合体鎖か
らなり、主鎖末端および(または)側鎖に一般式
(2): 【化2】 (式中、R3 は炭素数1〜10のアルキル基、R4 は水
素原子または炭素数1〜10のアルキル基、アリール基
およびアラルキル基よりなる群から選ばれた1価の炭化
水素基、bは0、1または2を示す)で示される加水分
解性シリル基を分子中に少なくとも一個有し、かつ、ア
ルコール性水酸基を同一分子中に有さないビニル系共重
合体5〜95重量部および(C)硬化触媒をA成分およ
びB成分の合計量100重量部に対し0.001〜10
重量部 含む塗料用硬化性組成物。 - 【請求項2】 (A)成分であるビニル系共重合体の加
水分解性シリル基当量が380〜30000(g/mo
l)である請求項1記載の硬化性組成物。 - 【請求項3】 (A)成分であるビニル系共重合体にお
けるアルコール性水酸基/加水分解性シリル基の比が個
数比で0.1/1〜3.0/1である請求項1記載の硬
化性組成物。 - 【請求項4】 (A)成分であるビニル系共重合体が、
アルコール性水酸基含有ビニル系共重合性化合物である
2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートを共重合
成分として用いたビニル系共重合体である請求項1記載
の硬化性組成物。
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1993
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3244263B2 (ja) | 1997-12-11 | 2002-01-07 | 鐘淵化学工業株式会社 | 耐水性、耐酸性および耐擦り傷性にすぐれた上塗用塗料 |
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