JP7031660B2 - Manufacturing method of paint for vehicle interior parts, vehicle interior parts and vehicle interior parts - Google Patents
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Description
本発明は、車両内装部材用塗料、車両内装部材および車両内装部材の製造方法に関する。 The present invention relates to a paint for a vehicle interior member, a vehicle interior member, and a method for manufacturing the vehicle interior member.
車両内装部材(ダッシュボード(インストルメントパネル)、センターコンソール、ドアトリム、センタークラスター、スイッチパネル、シフトノブ等)は、その表面の保護、加飾または手触りの向上等を目的として、塗料を硬化させた硬化膜を有する場合がある。かかる塗料は、車両内装部材を構成する車両内装基材上に直接塗装したり、車両内装基材に貼付して使用されるフィルムに塗装したりして用いられる。
車両内装部材においては、日焼け止め剤が付着することによる部材の汚れが問題となる場合があり、車両内装部材には耐汚染性が要求されている。
特許文献1には、含フッ素重合体を用いた車両内装部材用フィルムが開示されている。Vehicle interior components (dashboard (instrument panel), center console, door trim, center cluster, switch panel, shift knob, etc.) are hardened by curing the paint for the purpose of protecting the surface, decorating or improving the feel. May have a membrane. Such a paint is used by directly painting on a vehicle interior base material constituting a vehicle interior member or by applying the paint to a film used by being attached to the vehicle interior base material.
In the vehicle interior member, contamination of the member due to the adhesion of the sunscreen may be a problem, and the vehicle interior member is required to have stain resistance.
Patent Document 1 discloses a film for a vehicle interior member using a fluorine-containing polymer.
また、車両内装部材は、耐傷性に優れることも求められる。
本発明者らは、従来技術について検討した結果、日焼け止め剤に対する耐汚染性および耐傷性を両立できないことを知見した。Further, the vehicle interior member is also required to have excellent scratch resistance.
As a result of studying the prior art, the present inventors have found that both stain resistance and scratch resistance to sunscreen agents cannot be achieved at the same time.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、耐傷性および日焼け止め剤に対する耐汚染性に優れた車両内装部材を形成し得る車両内装部材用塗料、ならびに、これを用いて形成された硬化膜を有する車両内装部材およびその製造方法の提供を課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a paint for a vehicle interior member capable of forming a vehicle interior member having excellent scratch resistance and stain resistance to a sunscreen agent, and is formed by using the paint. An object of the present invention is to provide a vehicle interior member having a cured film and a method for manufacturing the same.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、架橋性基を有する含フッ素重合体と、架橋性基を有するポリロタキサンと、硬化剤と、を含む塗料を用いる場合、所望の効果が得られることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明者らは、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。As a result of diligent studies on the above problems, the present inventors can obtain a desired effect when a coating material containing a fluoropolymer having a crosslinkable group, a polyrotaxane having a crosslinkable group, and a curing agent is used. This led to the present invention.
That is, the present inventors have found that the above problem can be solved by the following configuration.
(1) フルオロオレフィンに基づく単位および第一の架橋性基を有する単量体に基づく単位を含む含フッ素重合体と、第二の架橋性基を2以上有するポリロタキサンと、前記第一の架橋性基および前記第二の架橋性基の少なくとも一方と反応しうる官能基を2以上有する硬化剤と、を含むことを特徴とする車両内装部材用塗料。
(2) 前記含フッ素重合体のガラス転移温度が、50℃以上である、(1)に記載の塗料。
(3) 前記含フッ素重合体が、さらに、炭素数3~9の3級炭素原子を有するアルキル基または炭素数4~10のシクロアルキル基を側鎖に有する単量体に基づく単位を含み、該単位の含有量が、前記含フッ素重合体が含む全単位に対して、10~45モル%である、(1)または(2)に記載の塗料。
(4) 前記第一の架橋性基を有する単量体に基づく単位の含有量が、含フッ素重合体が含む全単位に対して、1~40モル%である、(1)~(3)のいずれかに記載の塗料。
(5) 前記第一の架橋性基がヒドロキシ基であり、前記含フッ素重合体の水酸基価が1~150mgKOH/gである、(1)~(4)のいずれかに記載の塗料。(1) A fluoropolymer containing a unit based on a fluoroolefin and a unit based on a monomer having a first crosslinkable group, a polyrotaxane having two or more second crosslinkable groups, and the first crosslinkability. A coating material for vehicle interior members, which comprises a curing agent having two or more functional groups capable of reacting with at least one of the group and the second crosslinkable group.
(2) The coating material according to (1), wherein the fluorine-containing polymer has a glass transition temperature of 50 ° C. or higher.
(3) The fluoropolymer further contains a unit based on a monomer having an alkyl group having a tertiary carbon atom having 3 to 9 carbon atoms or a cycloalkyl group having 4 to 10 carbon atoms in a side chain. The coating material according to (1) or (2), wherein the content of the unit is 10 to 45 mol% with respect to all the units contained in the fluoropolymer.
(4) The content of the unit based on the monomer having the first crosslinkable group is 1 to 40 mol% with respect to all the units contained in the fluorine-containing polymer (1) to (3). The paint described in any of.
(5) The coating material according to any one of (1) to (4), wherein the first crosslinkable group is a hydroxy group and the hydroxyl value of the fluorine-containing polymer is 1 to 150 mgKOH / g.
(6) 前記ポリロタキサンの質量に対する前記含フッ素重合体の質量の比が、1.5以上である、(1)~(5)のいずれかに記載の塗料。
(7) 前記ポリロタキサンのガラス転移温度が0℃以下である、(1)~(6)のいずれかに記載の塗料。
(8) 前記ポリロタキサンが、シクロデキストリンを環状分子とし、両末端が封鎖基で封鎖されたポリエチレングリコールを軸分子とするポリロタキサン、または該ポリロタキサンの環状エステル変性物もしくは環状エーテル変性物である、(1)~(7)のいずれかに記載の塗料。
(9) 前記第二の架橋性基が、ヒドロキシ基またはカルボキシ基である、(1)~(8)のいずれかに記載の塗料。
(10) 前記第二の架橋性基がヒドロキシ基であり、前記ポリロタキサンの水酸基価が200mgKOH/g以下である、(9)に記載の塗料。(6) The coating material according to any one of (1) to (5), wherein the ratio of the mass of the fluorine-containing polymer to the mass of the polyrotaxane is 1.5 or more.
(7) The coating material according to any one of (1) to (6), wherein the glass transition temperature of the polyrotaxane is 0 ° C. or lower.
(8) The polyrotaxane is a polyrotaxane having cyclodextrin as a cyclic molecule and polyethylene glycol having both ends sealed with a blocking group as a shaft molecule, or a cyclic ester-modified product or a cyclic ether-modified product of the polyrotaxane (1). )-(7).
(9) The coating material according to any one of (1) to (8), wherein the second crosslinkable group is a hydroxy group or a carboxy group.
(10) The coating material according to (9), wherein the second crosslinkable group is a hydroxy group and the hydroxyl value of the polyrotaxane is 200 mgKOH / g or less.
(11) 前記ポリロタキサンの軸分子の重量平均分子量が1,000以上である、(1)~(10)のいずれかに記載の塗料。
(12) 前記ポリロタキサンの含有量が、含フッ素重合体とポリロタキサンと硬化剤の合計量に対して、0.1~30質量%である、(1)~(11)のいずれかに記載の塗料。
(13) 前記第一の架橋性基および前記第二の架橋性基がともにヒドロキシ基であり、前記硬化剤がイソシアナート系硬化剤である、(1)~(12)のいずれかに記載の塗料。
(14) 車両内装基材と、前記車両内装基材上に配置された(1)~(13)のいずれかに記載の塗料から形成される硬化膜と、を有する車両内装部材。
(15) 車両内装基材上に、(1)~(13)のいずれかに記載の塗料を塗布して塗膜を形成し、前記塗膜を硬化させて硬化膜を形成する、車両内装部材の製造方法。(11) The coating material according to any one of (1) to (10), wherein the weight average molecular weight of the shaft molecule of the polyrotaxane is 1,000 or more.
(12) The coating material according to any one of (1) to (11), wherein the content of the polyrotaxane is 0.1 to 30% by mass with respect to the total amount of the fluorine-containing polymer, the polyrotaxane and the curing agent. ..
(13) The method according to any one of (1) to (12), wherein both the first crosslinkable group and the second crosslinkable group are hydroxy groups, and the curing agent is an isocyanate-based curing agent. paint.
(14) A vehicle interior member having a vehicle interior base material and a cured film formed from the paint according to any one of (1) to (13) arranged on the vehicle interior base material.
(15) A vehicle interior member in which the paint according to any one of (1) to (13) is applied onto a vehicle interior base material to form a coating film, and the coating film is cured to form a cured film. Manufacturing method.
本発明によれば、耐傷性および日焼け止め剤に対する耐汚染性に優れた車両内装部材を形成し得る車両内装部材用塗料、ならびに、この塗料を用いて形成された硬化膜を有する車両内装部材およびその製造方法を提供できる。 According to the present invention, a paint for a vehicle interior member capable of forming a vehicle interior member having excellent scratch resistance and stain resistance to a sunscreen agent, and a vehicle interior member having a cured film formed by using this paint and the vehicle interior member. The manufacturing method can be provided.
本発明における用語の意味は以下の通りである。
「単位」とは、単量体が重合して直接形成された、上記単量体1分子に由来する原子団と、上記原子団の一部を化学変換して得られる原子団との総称である。重合体が含む全単位に対する、それぞれの単位の含有量(モル%)は、各単量体の仕込み量から決定できる。
「酸価」と「水酸基価」は、それぞれ、JIS K 0070-3(1992)の方法に準じて測定される値である。
「ガラス転移温度」は、JIS K 6240(2011)に規定される方法で測定した値である。「ガラス転移温度」は、「Tg」ともいう。
「数平均分子量」および「重量平均分子量」は、ポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定される値である。「数平均分子量」は「Mn」ともいい、「重量平均分子量」は「Mw」ともいう。
「フッ素含有量」とは、含フッ素重合体の全質量に対するフッ素原子の割合(質量%)を意味する。フッ素含有量は、含フッ素重合体を核磁気共鳴スペクトル法により分析して求められる。The meanings of the terms in the present invention are as follows.
The "unit" is a general term for an atomic group derived from one molecule of the monomer, which is directly formed by polymerizing a monomer, and an atomic group obtained by chemically converting a part of the atomic group. be. The content (mol%) of each unit with respect to all the units contained in the polymer can be determined from the amount of each monomer charged.
The "acid value" and the "hydroxyl value" are values measured according to the method of JIS K 0070-3 (1992), respectively.
The "glass transition temperature" is a value measured by the method specified in JIS K 6240 (2011). The "glass transition temperature" is also referred to as "Tg".
The "number average molecular weight" and the "weight average molecular weight" are values measured by gel permeation chromatography using polystyrene as a standard substance. The "number average molecular weight" is also referred to as "Mn", and the "weight average molecular weight" is also referred to as "Mw".
The "fluorine content" means the ratio (mass%) of fluorine atoms to the total mass of the fluorine-containing polymer. The fluorine content is determined by analyzing the fluorine-containing polymer by the nuclear magnetic resonance spectral method.
本発明の車両内装部材用塗料(以下、「本塗料」ともいう。)は、フルオロオレフィンに基づく単位および第一の架橋性基を有する単量体に基づく単位を含む、架橋性の含フッ素重合体と、第二の架橋性基を2以上有する、架橋性のポリロタキサンと、硬化剤と、を含む塗料である。また、以下において、「耐汚染性」という場合には、コパトーン(登録商標)等の日焼け止め剤に対する耐汚染性のことを指す。
本発明者らは、架橋性の含フッ素重合体および架橋性のポリロタキサンを含む本塗料から形成される硬化膜を含む車両内装部材は、耐傷性および耐汚染性を高いレベルで両立できることを知見している。また、後述する実施例で示すように、架橋性の含フッ素重合体および架橋性のポリロタキサン以外の架橋性の重合体を含む塗料の硬化膜を有する車両内装部材は、耐汚染性が劣化してしまうことも知見している。The paint for vehicle interior members of the present invention (hereinafter, also referred to as “the paint”) has a crosslinkable fluorine-containing weight including a unit based on a fluoroolefin and a unit based on a monomer having a first crosslinkable group. It is a coating material containing a combination, a crosslinkable polyrotaxane having two or more second crosslinkable groups, and a curing agent. In the following, the term "contamination resistance" refers to stain resistance to sunscreens such as Copatone (registered trademark).
The present inventors have found that a vehicle interior member containing a cured film formed from the present paint containing a crosslinkable fluorine-containing polymer and a crosslinkable polyrotaxane can achieve both scratch resistance and stain resistance at a high level. ing. Further, as shown in Examples described later, a vehicle interior member having a cured film of a paint containing a crosslinkable fluoropolymer and a crosslinkable polymer other than the crosslinkable polyrotaxane has deteriorated stain resistance. I also know that it will end up.
本発明における含フッ素重合体は、フルオロオレフィンに基づく単位(以下、「単位F」ともいう。)および第一の架橋性基を有する単量体(以下、「単量体C」ともいう。)に基づく単位(以下、「単位C」ともいう。)を含む、第一の架橋性基を有する含フッ素重合体である。 The fluorine-containing polymer in the present invention has a fluoroolefin-based unit (hereinafter, also referred to as “unit F”) and a monomer having a first crosslinkable group (hereinafter, also referred to as “monomer C”). A fluoropolymer having a first crosslinkable group, which comprises a unit based on (hereinafter, also referred to as “unit C”).
フルオロオレフィンは、水素原子の1個以上がフッ素原子で置換されたオレフィンである。フルオロオレフィンは、フッ素原子で置換されていない水素原子の1個以上が塩素原子で置換されていてもよい。
フルオロオレフィンの具体例としては、CF2=CF2、CF2=CFCF3、CF2=CFCl、CH2=CF2が挙げられる。フルオロオレフィンは、本塗料から形成される硬化膜(以下、「本硬化膜」ともいう。)の耐候性の観点から、CF2=CF2およびCF2=CFClが好ましい。
フルオロオレフィンは、2種以上を併用してもよい。
単位Fの含有量は、本硬化膜の耐候性の観点から、含フッ素重合体が含む全単位に対して、20~70モル%が好ましく、40~60モル%が特に好ましい。A fluoroolefin is an olefin in which one or more hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom. In the fluoroolefin, one or more hydrogen atoms which are not substituted with a fluorine atom may be substituted with a chlorine atom.
Specific examples of fluoroolefins include CF 2 = CF 2 , CF 2 = CFCF 3 , CF 2 = CFCl, and CH 2 = CF 2 . The fluoroolefin is preferably CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFCl from the viewpoint of weather resistance of the cured film (hereinafter, also referred to as “main cured film”) formed from the present coating material.
Two or more kinds of fluoroolefins may be used in combination.
The content of the unit F is preferably 20 to 70 mol%, particularly preferably 40 to 60 mol%, based on all the units contained in the fluorine-containing polymer, from the viewpoint of the weather resistance of the cured film.
単量体Cが有する第一の架橋性基は、本硬化膜の硬化性の観点から、活性水素を有する官能基(ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基等)または加水分解性シリル基(アルコキシシリル基等)が好ましく、ヒドロキシ基またはカルボキシ基がより好ましく、ヒドロキシ基が特に好ましい。
単量体Cの具体例としては、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、ヒドロキシシクロアルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエステル、ヒドロキシシクロアルキルビニルエステル、ヒドロキシアルキルアリルエーテル、ヒドロキシアルキルアリルエステル、アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、メタクリル酸ヒドロキシアルキルエステルが挙げられる。中でも、本硬化膜の硬化性の観点から、ヒドロキシアルキルビニルエーテルおよびヒドロキシアルキルアリルエーテルが好ましく、4-ヒドロキシブチルビニルエーテルおよび2-ヒドロキシエチルアリルエーテルがより好ましい。
単量体Cは、2種以上を併用してもよい。The first crosslinkable group of the monomer C is a functional group having an active hydrogen (hydroxy group, carboxy group, amino group, etc.) or a hydrolyzable silyl group (alkoxysilyl) from the viewpoint of curability of the cured film. Groups, etc.) are preferred, hydroxy or carboxy groups are more preferred, and hydroxy groups are particularly preferred.
Specific examples of the monomer C include hydroxyalkyl vinyl ether, hydroxycycloalkyl vinyl ether, hydroxyalkyl vinyl ester, hydroxycycloalkyl vinyl ester, hydroxyalkyl allyl ether, hydroxyalkyl allyl ester, acrylic acid hydroxyalkyl ester, and hydroxyalkyl methacrylate. Ester can be mentioned. Among them, hydroxyalkyl vinyl ether and hydroxyalkyl allyl ether are preferable, and 4-hydroxybutyl vinyl ether and 2-hydroxyethyl allyl ether are more preferable, from the viewpoint of curability of the present cured film.
Two or more kinds of monomer C may be used in combination.
単位Cの含有量は、本硬化膜の耐傷性および耐汚染性の観点から、含フッ素重合体が含む全単位に対して、1~40モル%が好ましく、5~15モル%がより好ましい。 The content of the unit C is preferably 1 to 40 mol%, more preferably 5 to 15 mol%, based on all the units contained in the fluorine-containing polymer, from the viewpoint of scratch resistance and stain resistance of the cured film.
本発明における含フッ素重合体は、そのTgが高く耐衝撃性に優れた本硬化膜を形成できる観点から、さらに、炭素数3~9の3級炭素原子を有するアルキル基または炭素数4~10のシクロアルキル基を側鎖に有する単量体(以下、「単量体T」ともいう。)に基づく単位(以下、「単位T」ともいう。)を含むのが好ましい。なお、上記単量体Tは、フッ素原子および架橋性基のいずれも含まない。
上記アルキル基および上記シクロアルキル基の具体例としては、tert-ブチル基、ネオノニル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、4-シクロヘキシルシクロヘキシル基、1-デカヒドロナフチル基が挙げられる。
単量体Tは、ビニルエーテル、アリルエーテル、ビニルエステル、アリルエステル、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルであって、炭素数3~9の3級炭素原子を有するアルキル基または炭素数4~10のシクロアルキル基を側鎖に有する単量体が好ましい。
単量体Tの具体例としては、シクロヘキシルビニルエーテル、tert-ブチルビニルエーテル、tert-ブチルビニルエステル、ネオノナン酸ビニルエステルが挙げられる。
単量体Tは、2種以上を併用してもよい。
単位Tの含有量は、含フッ素重合体のTgを調整する観点から、含フッ素重合体が含む全単位に対して、10~45モル%が好ましく、12~40モル%がより好ましく、15~35モル%または36~40モル%が特に好ましく、36~40モル%が特に好ましい。The fluoropolymer in the present invention has an alkyl group having a tertiary carbon atom having 3 to 9 carbon atoms or 4 to 10 carbon atoms from the viewpoint of being able to form the cured film having a high Tg and excellent impact resistance. It is preferable to contain a unit (hereinafter, also referred to as “unit T”) based on a monomer having a cycloalkyl group in the side chain (hereinafter, also referred to as “monomer T”). The monomer T does not contain either a fluorine atom or a crosslinkable group.
Specific examples of the alkyl group and the cycloalkyl group include a tert-butyl group, a neononyl group, a cyclohexyl group, a cyclohexylmethyl group, a 4-cyclohexylcyclohexyl group and a 1-decahydronaphthyl group.
The monomer T is a vinyl ether, an allyl ether, a vinyl ester, an allyl ester, an acrylic acid ester or a methacrylic acid ester, and is an alkyl group having a tertiary carbon atom having 3 to 9 carbon atoms or a cyclo having 4 to 10 carbon atoms. Monomers having an alkyl group in the side chain are preferable.
Specific examples of the monomer T include cyclohexyl vinyl ether, tert-butyl vinyl ether, tert-butyl vinyl ester, and neononanoic acid vinyl ester.
Two or more kinds of monomer T may be used in combination.
The content of the unit T is preferably 10 to 45 mol%, more preferably 12 to 40 mol%, and 15 to 15 to all the units contained in the fluorine-containing polymer from the viewpoint of adjusting the Tg of the fluorine-containing polymer. 35 mol% or 36-40 mol% is particularly preferable, and 36-40 mol% is particularly preferable.
含フッ素重合体は、さらに、単位F、単位Cおよび単位T以外の単位(単量体F、単量体Cおよび単量体T以外の単量体に基づく単位。以下、「単位H」ともいう。)を含んでいてもよい。
単位Hを構成し得る単量体の具体例としては、アルキルビニルエーテル(ノニルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル等)、アルキルアリルエーテル(エチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル等)、カルボン酸(酢酸、酪酸、プロピオン酸等)のビニルエステル、カルボン酸(酢酸、酪酸、プロピオン酸等)のアリルエステルが挙げられる。
かかる単量体は、2種以上を併用してもよい。
単位Hの含有量は、含フッ素重合体が含む全単位に対して、50モル%以下が好ましく、30モル%以下がより好ましい。The fluorine-containing polymer is further referred to as a unit other than the unit F, the unit C and the unit T (a unit based on the monomer F, the monomer C and the monomer other than the monomer T; hereinafter, also referred to as “unit H”. ) May be included.
Specific examples of the monomer constituting the unit H include alkyl vinyl ether (nonyl vinyl ether, hexyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, etc.), alkyl allyl ether (ethyl allyl ether, hexyl allyl ether, etc.), and carboxylic acid. Examples thereof include vinyl esters of (acetic acid, butyric acid, propionic acid, etc.) and allyl esters of carboxylic acids (acetic acid, butyric acid, propionic acid, etc.).
Two or more such monomers may be used in combination.
The content of the unit H is preferably 50 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, based on all the units contained in the fluorine-containing polymer.
本発明における含フッ素重合体は、硬化膜の耐候性および耐傷性の点から、含フッ素重合体が含む全単位に対して、単位F、単位C、単位T、単位Hの含有量が、それぞれこの順に、20~70モル%、1~40モル%、10~45モル%、0~50モル%であるのが好ましい。
含フッ素重合体のMnは、3,000~50,000が好ましく、5,000~30,000がより好ましく、5,000~20,000が特に好ましい。
含フッ素重合体がヒドロキシ基を有する場合、含フッ素重合体の水酸基価は、1~150mgKOH/gが好ましく、1~100mgKOH/gがより好ましく、15~50mgKOH/gが特に好ましい。
含フッ素重合体のフッ素含有量は、本硬化膜の耐汚染性と耐候性の観点から、10~70質量%が好ましく、20~60質量%がより好ましく、20~30質量%が特に好ましい。含フッ素重合体のフッ素含有量が10質量%以上であれば、硬化膜の耐候性がより優れる。含フッ素重合体のフッ素含有量が70質量%以下であれば、硬化膜の表面平滑性が優れる。
含フッ素重合体のTgは、本硬化膜の耐汚染性の観点から、35℃以上が好ましく、50℃以上がより好ましい。含フッ素重合体のTgは、150℃以下が好ましく、120℃以下がより好ましく、100℃以下が特に好ましい。The fluorine-containing polymer in the present invention has a unit F, a unit C, a unit T, and a unit H, respectively, with respect to all the units contained in the fluorine-containing polymer, from the viewpoint of weather resistance and scratch resistance of the cured film. In this order, it is preferably 20 to 70 mol%, 1 to 40 mol%, 10 to 45 mol%, and 0 to 50 mol%.
The Mn of the fluorine-containing polymer is preferably 3,000 to 50,000, more preferably 5,000 to 30,000, and particularly preferably 5,000 to 20,000.
When the fluorine-containing polymer has a hydroxy group, the hydroxyl value of the fluorine-containing polymer is preferably 1 to 150 mgKOH / g, more preferably 1 to 100 mgKOH / g, and particularly preferably 15 to 50 mgKOH / g.
The fluorine content of the fluorine-containing polymer is preferably 10 to 70% by mass, more preferably 20 to 60% by mass, and particularly preferably 20 to 30% by mass from the viewpoint of stain resistance and weather resistance of the cured film. When the fluorine content of the fluorine-containing polymer is 10% by mass or more, the weather resistance of the cured film is more excellent. When the fluorine content of the fluorine-containing polymer is 70% by mass or less, the surface smoothness of the cured film is excellent.
The Tg of the fluorine-containing polymer is preferably 35 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher, from the viewpoint of stain resistance of the cured film. The Tg of the fluorine-containing polymer is preferably 150 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or lower, and particularly preferably 100 ° C. or lower.
本塗料における含フッ素重合体の含有量は、本硬化膜の耐汚染性と耐候性の観点から、本発明の塗料の含フッ素重合体とポリロタキサンと硬化剤の合計量に対して、20~80質量%が好ましく、25~75質量%がより好ましい。
本塗料における、ポリロタキサンの質量に対する含フッ素重合体の質量の比(含フッ素重合体の質量/ポリロタキサンの質量)は、本硬化膜の耐汚染性と耐傷性とを具備し、かつ伸び性にも優れる観点から、1.5以上であるのが好ましく、2.0~90であるのがより好ましく、3.0~30であるのが特に好ましい。The content of the fluorine-containing polymer in the present coating material is 20 to 80 with respect to the total amount of the fluorine-containing polymer, polyrotaxane and the curing agent of the coating material of the present invention from the viewpoint of stain resistance and weather resistance of the cured film. The mass% is preferable, and 25 to 75% by mass is more preferable.
The ratio of the mass of the fluorinated polymer to the mass of the polyrotaxane in this coating material (mass of the fluorinated polymer / mass of polyrotaxane) has stain resistance and scratch resistance of the cured film, and is also stretchable. From an excellent viewpoint, it is preferably 1.5 or more, more preferably 2.0 to 90, and particularly preferably 3.0 to 30.
本発明におけるポリロタキサンは、第二の架橋性基を有する、架橋性のポリロタキサンである。架橋性のポリロタキサンは、含フッ素重合体と直接架橋(結合)してもよいし、後述する硬化剤を介して上記含フッ素重合体と架橋してもよい。
ポリロタキサンは、シクロデキストリン等の環状分子の開口部が直鎖状の軸分子によって串刺し状に貫かれ、複数の環状分子が軸分子を包接してなる擬ポリロタキサンの両末端(軸分子の両末端)に、環状分子が遊離しないように封鎖基を配置した分子複合体である。つまり、ポリロタキサンは、環状分子と、環状分子を串刺し状に包接する軸分子と、該軸分子の両末端に配置され該環状分子の脱離を防止する封鎖基とを有する。
なお、本明細書において、ポリロタキサンは、上記分子複合体に加えて、上記分子複合体同士が環状分子部分で架橋された架橋体も含む。また、本明細書において、シクロデキストリン等の環状分子を修飾して相溶性や溶解性を改良した態様も、上記ポリロタキサンに含まれる。The polyrotaxane in the present invention is a crosslinkable polyrotaxane having a second crosslinkable group. The crosslinkable polyrotaxane may be directly crosslinked (bonded) with the fluorine-containing polymer, or may be crosslinked with the fluorine-containing polymer via a curing agent described later.
Polyrotaxane is a pseudopolyrotaxane in which the opening of a cyclic molecule such as cyclodextrin is pierced in a skewered manner by a linear shaft molecule, and a plurality of cyclic molecules enclose the shaft molecule (both ends of the shaft molecule). It is a molecular complex in which a blocking group is arranged so that the cyclic molecule is not released. That is, the polyrotaxane has a cyclic molecule, an axial molecule that encloses the cyclic molecule in a skewered manner, and a blocking group that is arranged at both ends of the axial molecule and prevents the cyclic molecule from being detached.
In addition to the above-mentioned molecular complex, the polyrotaxane also includes a crosslinked product in which the above-mentioned molecular complexes are crosslinked with each other at a cyclic molecular portion. Further, in the present specification, the polyrotaxane also includes an embodiment in which a cyclic molecule such as cyclodextrin is modified to improve compatibility and solubility.
ポリロタキサンにおいて、環状分子は軸分子上を自由に移動できる。したがって、例えば、環状分子が架橋性基を有する場合、環状分子の自由移動に伴い、環状分子上の架橋性基も移動するため、ポリロタキサンによって形成される架橋構造は、加えられる衝撃に対して柔軟に対処できる。つまり、上記架橋構造は、衝撃によって破壊されることなく、衝撃によって生じる架橋構造の乱れを修正する力を発揮できる(以下、この効果を「自己修復性」ともいう。)。従って、ポリロタキサンと含フッ素重合体との架橋により、硬化膜の硬化性が向上するとともに、ポリロタキサンによって形成される架橋構造が有する優れた自己修復性から、硬化膜の耐傷性が優れると考えられる。 In polyrotaxanes, cyclic molecules are free to move on the axis molecule. Thus, for example, when the cyclic molecule has a crosslinkable group, the crosslinkable group on the cyclic molecule also moves with the free movement of the cyclic molecule, so that the crosslinked structure formed by polyrotaxane is flexible to the impact applied. Can be dealt with. That is, the crosslinked structure can exert a force to correct the disorder of the crosslinked structure caused by the impact without being destroyed by the impact (hereinafter, this effect is also referred to as "self-repairing property"). Therefore, it is considered that the curability of the cured film is improved by the cross-linking between the polyrotaxane and the fluorine-containing polymer, and the scratch resistance of the cured film is excellent due to the excellent self-repairing property of the cross-linked structure formed by the poly rotaxane.
ポリロタキサンを構成する軸分子は、環状分子に包接され、環状分子と非共有結合的に一体化できる直鎖状の分子であれば、特に制限されない。
また、直鎖状である軸分子の「直鎖」は、実質的に「直鎖」であることを意味する。すなわち、回転子である環状分子が回転可能、または、軸分子上で環状分子が摺動移動可能であれば、軸分子は分岐鎖を有していてもよい。また、「直鎖」の長さは、軸分子上で環状分子が摺動または移動可能であれば、特に制限されない。The axis molecule constituting the polyrotaxane is not particularly limited as long as it is a linear molecule that is encapsulated in a cyclic molecule and can be integrated with the cyclic molecule in a non-covalent bond.
Also, the "straight line" of a shaft molecule that is linear means that it is substantially "straight line". That is, the axial molecule may have a branched chain as long as the cyclic molecule which is a rotor is rotatable or the cyclic molecule is slidable on the axial molecule. Further, the length of the "straight line" is not particularly limited as long as the cyclic molecule can slide or move on the axis molecule.
軸分子のMwは、1,000以上が好ましく、5,000以上がより好ましく、10,000以上が特に好ましい。また、軸分子のMwは、100,000以下が好ましく、50,000以下がより好ましく、40,000以下が特に好ましい。ポリロタキサンが含む軸分子のMwが1,000以上であれば、ポリロタキサンと含フッ素重合体との相溶性が優れ、本硬化膜の硬化性が向上するため、本硬化膜の耐傷性がより向上しやすい。ポリロタキサンが含む軸分子のMwが100,000以下であれば、ポリロタキサンを介して架橋している含フッ素重合体同士が密になり、本硬化膜の耐汚染性がより向上する。 The Mw of the shaft molecule is preferably 1,000 or more, more preferably 5,000 or more, and particularly preferably 10,000 or more. The Mw of the axis molecule is preferably 100,000 or less, more preferably 50,000 or less, and particularly preferably 40,000 or less. When the Mw of the shaft molecule contained in the polyrotaxane is 1,000 or more, the compatibility between the polyrotaxane and the fluorine-containing polymer is excellent, and the curability of the cured film is improved, so that the scratch resistance of the cured film is further improved. Cheap. When the Mw of the shaft molecule contained in the polyrotaxane is 100,000 or less, the fluorine-containing polymers crosslinked via the polyrotaxane become dense, and the stain resistance of the cured film is further improved.
ポリロタキサンを構成する直鎖状の軸分子としては、ポリカプロラクトン、スチレン-ブタジエン共重合体、イソブテン-イソプレン共重合体、ポリイソプレン、天然ゴム、ポリアルキレングリコール、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリプロピレングリコール、ポリテトラヒドロフラン、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-ポリプロピレン共重合体等が挙げられる。上記軸分子は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラヒドロフラン、ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール共重合体、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレンおよびポリプロピレンが好ましい。特に好ましい軸分子はポリエチレングリコールである。
軸分子の両端を封鎖する封鎖基の具体例としては、ジニトロフェニル基、アダマンチル基、トリチル基、フルオレセイン、ピレンが挙げられる。例えば、ポリエチレングリコールの末端ヒドロキシ基をカルボキシ基に変換し、1-アダマンタンアミンと反応させてポリエチレングリコールの両端を封鎖することができる。The linear shaft molecules constituting polyrotaxane include polycaprolactone, styrene-butadiene copolymer, isobutene-isoprene copolymer, polyisobutylene, natural rubber, polyalkylene glycol, polyisobutylene, polybutadiene, polypropylene glycol, and polytetrachloride. , Polydimethylsiloxane, polyethylene, polypropylene, ethylene-polypropylene copolymer and the like. The shaft molecule is preferably polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetrahydrofuran, polyethylene glycol-polypropylene glycol copolymer, polyisobutylene, polyisobutylene, polybutadiene, polydimethylsiloxane, polyethylene and polypropylene. A particularly preferred axis molecule is polyethylene glycol.
Specific examples of the blocking group that blocks both ends of the shaft molecule include a dinitrophenyl group, an adamantyl group, a trityl group, fluorescein, and pyrene. For example, the terminal hydroxy group of polyethylene glycol can be converted to a carboxy group and reacted with 1-adamantanamine to block both ends of polyethylene glycol.
ポリロタキサンを構成する環状分子は、上記軸分子を包接可能な環状分子であれば、いずれの環状分子であっても使用できる。
上記環状分子の具体例としては、シクロデキストリン(α-シクロデキストリン、β-シクロデキストリン、γ-シクロデキストリン、ジメチルシクロデキストリンおよびグルコシルシクロデキストリン等)、クラウンエーテル、ベンゾクラウン、ジベンゾクラウン、ジシクロヘキサノクラウン、およびこれらの誘導体が挙げられる。環状分子としては、特に、シクロデキストリンが好ましい。The cyclic molecule constituting the polyrotaxane can be any cyclic molecule as long as it can include the axial molecule.
Specific examples of the cyclic molecule include cyclodextrin (α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, γ-cyclodextrin, dimethylcyclodextrin, glucosylcyclodextrin, etc.), crown ether, benzocrown, dibenzocrown, and dicyclohexanocrown. , And derivatives of these. As the cyclic molecule, cyclodextrin is particularly preferable.
ポリロタキサンが有する架橋性基は、環状分子が有していてもよく、軸分子が有していてもよく、環状分子が有するのが好ましい。
環状分子がシクロデキストリンの場合にはヒドロキシ基を有し、このヒドロキシ基を他の架橋性基に変換することもできる。また、架橋性基を有するクラウンエーテル等を用いることもできる。
ポリロタキサンは通常1つの軸分子に複数の環状分子が包接されていることより、環状分子に架橋性基を有する場合は、そのポリロタキサンは2以上の架橋性基を有する。また、軸分子の封鎖基に架橋性基を有する場合も、封鎖基は軸分子の両末端に存在することより、そのポリロタキサンは2以上の架橋性基を有する。The crosslinkable group contained in the polyrotaxane may be contained in a cyclic molecule, may be contained in an axial molecule, and is preferably possessed by a cyclic molecule.
If the cyclic molecule is cyclodextrin, it has a hydroxy group, and this hydroxy group can also be converted to another crosslinkable group. Further, a crown ether having a crosslinkable group or the like can also be used.
Since a polyrotaxane usually contains a plurality of cyclic molecules in one axis molecule, when the cyclic molecule has a crosslinkable group, the polyrotaxane has two or more crosslinkable groups. Further, even when the blocking group of the shaft molecule has a crosslinkable group, the polyrotaxane has two or more crosslinkable groups because the blocking group is present at both ends of the shaft molecule.
第二の架橋性基を有するポリロタキサンとして、ヒドロキシ基等の官能基を有する環状分子を有するポリロタキサンに環状エステルや環状エーテルを開環付加させて得られるエステル変性物やエーテル変性物を用いることもできる。例えば、環状分子であるシクロデキストリンの水酸基に環状エステルや環状エーテルを開環付加して得られる変性物が知られており(例えば、特開2007-91938号公報参照)、この変性物を第二の架橋性基を有するポリロタキサンとして用いることができる。なお、シクロデキストリンのヒドロキシ基に環状エステルや環状エーテルを開環付加させることによって生成する基は、末端にヒドロキシ基を有する基である。
上記環状エーテルとしては、エチレンオキシドやプロピレンオキシド等のアルキレンオキシドが挙げられる。上記環状エステルとしては、ε-カプロラクトン、γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン等が挙げられる。As the polyrotaxane having a second crosslinkable group, an ester-modified product or an ether-modified product obtained by ring-opening and adding a cyclic ester or a cyclic ether to a polyrotaxan having a cyclic molecule having a functional group such as a hydroxy group can also be used. .. For example, a modified product obtained by ring-opening addition of a cyclic ester or a cyclic ether to a hydroxyl group of cyclodextrin, which is a cyclic molecule, is known (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-91938), and this modified product is used as a second product. It can be used as a polyrotaxane having a crosslinkable group of. The group produced by ring-opening addition of a cyclic ester or cyclic ether to the hydroxy group of cyclodextrin is a group having a hydroxy group at the terminal.
Examples of the cyclic ether include alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide. Examples of the cyclic ester include ε-caprolactone, γ-butyrolactone, δ-valerolactone and the like.
ポリロタキサンにおける第二の架橋性基は、ヒドロキシ基およびカルボキシ基が好ましく、硬化剤との架橋性の観点から、ヒドロキシ基が好ましい。
ポリロタキサンの架橋性基がヒドロキシ基である場合、ポリロタキサンの水酸基価は、200mgKOH/g以下であるのが好ましく、10~200mgKOH/gであるのがより好ましく、50~150mgKOH/gであるのがさらに好ましく、50~100mgKOH/gであるのが特に好ましい。ポリロタキサンの水酸基価が10mgKOH/g以上であれば、本硬化膜の耐傷性に優れ、200mgKOH/g以下であれば、本硬化膜の耐水性に優れる。The second crosslinkable group in the polyrotaxane is preferably a hydroxy group and a carboxy group, and a hydroxy group is preferable from the viewpoint of crosslinkability with a curing agent.
When the crosslinkable group of the polyrotaxane is a hydroxy group, the hydroxyl value of the polyrotaxane is preferably 200 mgKOH / g or less, more preferably 10 to 200 mgKOH / g, and further preferably 50 to 150 mgKOH / g. It is preferably 50 to 100 mgKOH / g, and particularly preferably 50 to 100 mgKOH / g. When the hydroxyl value of the polyrotaxane is 10 mgKOH / g or more, the scratch resistance of the cured film is excellent, and when it is 200 mgKOH / g or less, the water resistance of the cured film is excellent.
ポリロタキサンのTgは、含フッ素重合体との相溶性の観点から、0℃以下が好ましく、0℃以下かつ-60℃以上がより好ましい。
本塗料におけるポリロタキサンの含有量は、本硬化膜の耐傷性の観点から、本塗料の含フッ素重合体とポリロタキサンと硬化剤の合計量に対して、0.1~30質量%が好ましく、1~20質量%がより好ましく、5~15質量%が特に好ましい。The Tg of the polyrotaxane is preferably 0 ° C. or lower, more preferably 0 ° C. or lower and −60 ° C. or higher, from the viewpoint of compatibility with the fluorine-containing polymer.
The content of polyrotaxane in the present coating material is preferably 0.1 to 30% by mass, preferably 1 to 30% by mass, based on the total amount of the fluoropolymer, the polyrotaxane and the curing agent of the present coating material from the viewpoint of the scratch resistance of the main coating film. 20% by mass is more preferable, and 5 to 15% by mass is particularly preferable.
本発明における硬化剤は、第一の架橋性基および第二の架橋性基のいずれにも反応しうる官能基を2以上有する化合物である。硬化剤における官能基の数は、通常は30以下である。 The curing agent in the present invention is a compound having two or more functional groups capable of reacting with both the first crosslinkable group and the second crosslinkable group. The number of functional groups in the curing agent is usually 30 or less.
硬化剤の具体例としては、イソシアナート系硬化剤、アミン系硬化剤(メラミン樹脂、グアナミン樹脂、スルホアミド樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂等)、β-ヒドロキシアルキルアミド系硬化剤、エポキシ系硬化剤(トリグリシジルイソシアヌレート系硬化剤等)、カルボジイミド系硬化剤が挙げられる。硬化剤は、2種以上を併用してもよい。
含フッ素重合体がヒドロキシ基を有し、ポリロタキサンがヒドロキシ基を有する場合、硬化剤は、本硬化膜と基材との密着性、本塗料の硬化性の観点から、イソシアナート系硬化剤が好ましい。
イソシアナート系硬化剤の具体例としては、イソシアナート基を2以上有する硬化剤、および、ブロック化イソシアナート基を2以上有する硬化剤(以下、「ブロック化イソシアナート系硬化剤」とも記す。)が挙げられる。Specific examples of the curing agent include isocyanate-based curing agents, amine-based curing agents (melamine resin, guanamine resin, sulfoamide resin, urea resin, aniline resin, etc.), β-hydroxyalkylamide-based curing agents, and epoxy-based curing agents (epoxy-based curing agents). Triglycidyl isocyanurate-based curing agents, etc.), carbodiimide-based curing agents, and the like. Two or more kinds of curing agents may be used in combination.
When the fluorine-containing polymer has a hydroxy group and polyrotaxane has a hydroxy group, the curing agent is preferably an isocyanate-based curing agent from the viewpoint of adhesion between the cured film and the substrate and the curability of the coating material. ..
Specific examples of the isocyanate-based curing agent include a curing agent having two or more isocyanate groups and a curing agent having two or more blocked isocyanate groups (hereinafter, also referred to as “blocked isocyanate-based curing agent”). Can be mentioned.
前者の硬化剤の具体例としては、イソホロンジイソシアナート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート(HMDI)、メチルシクロヘキサンジイソシアナート、ビス(イソシアナートメチル)シクロヘキサン等の脂環族ポリイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート(HDI)、ダイマー酸ジイソシアナート、リジンジイソシアナート等の脂肪族ポリイソシアナート、これらの化合物の変性体(ビウレット体、イソシアヌレート体、アダクト体等)が挙げられる。
アダクト体は、ポリイソシアナートと活性水素を有する低分子化合物とを反応させて得られる、イソシアナート基を有する化合物である。活性水素を有する低分子化合物としては、水、多価アルコール、ポリアミン、アルカノールアミン等が挙げられる。具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ソルビトール、エチレンジアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン等が挙げられる。活性水素を有する低分子化合物としては、特に多価アルコールが好ましい。
中でも、弾性とクラックの発生の少ない硬化膜が得られる観点から、上記化合物のアダクト体が好ましく、脂肪族ポリイソシアナートのアダクト体がより好ましく、HDIのアダクト体が特に好ましい。Specific examples of the former curing agent include alicyclic polyisocyanates such as isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane diisocyanate (HMDI), methylcyclohexanediisocyanate, and bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, and hexa. Examples thereof include aliphatic polyisocyanates such as methylene diisocyanate (HDI), diisocyanate dimerate, and lysine diisocyanate, and modified forms (biuret form, isocyanurate form, adduct form, etc.) of these compounds.
The adduct is a compound having an isocyanate group, which is obtained by reacting polyisocyanate with a small molecule compound having active hydrogen. Examples of the small molecule compound having active hydrogen include water, polyhydric alcohols, polyamines, alkanolamines and the like. Specific examples thereof include ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, glycerin, sorbitol, ethylenediamine, ethanolamine, and diethanolamine. As the small molecule compound having active hydrogen, a polyhydric alcohol is particularly preferable.
Among them, the adduct body of the above compound is preferable, the adduct body of the aliphatic polyisocyanate is more preferable, and the adduct body of HDI is particularly preferable, from the viewpoint of obtaining a cured film having elasticity and less generation of cracks.
ブロック化イソシアナート系硬化剤は、上記ポリイソシアナートと、ブロック剤とを反応させて製造できる。
ブロック剤の具体例としては、アルコール類(メタノール、エタノール、ベンジルアルコール等)、フェノール類(フェノール、クレゾーン等)、ラクタム類(カプロラクタム、ブチロラクタム等)、オキシム類(シクロヘキサノン、オキシム、メチルエチルケトオキシム等)が挙げられる。The blocked isocyanate-based curing agent can be produced by reacting the above-mentioned polyisocyanate with the blocking agent.
Specific examples of the blocking agent include alcohols (methanol, ethanol, benzyl alcohol, etc.), phenols (phenol, crezone, etc.), lactams (caprolactam, butyrolactam, etc.), and oximes (cyclohexanone, oxime, methylethylketooxime, etc.). Can be mentioned.
硬化剤の含有量は、本塗料中の含フッ素重合体100質量部に対して、10~200質量部が好ましく、30~170質量部がより好ましく、50~150質量部が特に好ましい。硬化剤の含有量が上記範囲内であれば、含フッ素重合体とポリロタキサンとの架橋が良好に進行する。 The content of the curing agent is preferably 10 to 200 parts by mass, more preferably 30 to 170 parts by mass, and particularly preferably 50 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluorine-containing polymer in the present coating. When the content of the curing agent is within the above range, the cross-linking between the fluorine-containing polymer and the polyrotaxane proceeds satisfactorily.
本塗料は、硬化触媒を含んでもよい。
硬化触媒は、上述した硬化剤を用いた際の硬化反応を促進する化合物であり、硬化剤の種類に応じて、公知の硬化触媒から選択できる。硬化触媒の含有量は、硬化剤の添加量100質量部に対して、0.00001~0.01質量部が好ましい。The present coating may contain a curing catalyst.
The curing catalyst is a compound that promotes the curing reaction when the above-mentioned curing agent is used, and can be selected from known curing catalysts depending on the type of the curing agent. The content of the curing catalyst is preferably 0.00001 to 0.01 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the amount of the curing agent added.
本塗料は、必要に応じて上記以外の成分を含んでもよい。上記以外の成分の具体例としては、分散媒や溶媒(水、有機溶剤等)、紫外線吸収剤、光安定剤(ヒンダードアミン光安定剤等)、つや消し剤(超微粉合成シリカ等)、レベリング剤、表面調整剤、界面活性剤、脱ガス剤、可塑剤、充填剤、熱安定剤、増粘剤、分散剤、帯電防止剤、防錆剤、シランカップリング剤、防汚剤、低汚染化処理剤が挙げられる。 The present paint may contain components other than the above, if necessary. Specific examples of components other than the above include dispersion media and solvents (water, organic solvents, etc.), ultraviolet absorbers, light stabilizers (hindered amine light stabilizers, etc.), matting agents (ultrafine powder synthetic silica, etc.), leveling agents, and the like. Surface conditioners, surfactants, degassing agents, plasticizers, fillers, heat stabilizers, thickeners, dispersants, antistatic agents, rust preventives, silane coupling agents, antifouling agents, decontamination treatment Agents are mentioned.
本塗料は、溶液タイプ(すなわち、含フッ素重合体等を溶解しうる溶媒を含む塗料)、水分散タイプ、または、粉体タイプ(すなわち、溶媒を実質的に含まない粉体塗料)として使用でき、溶液タイプが好ましく、有機溶剤を含む塗料がより好ましい。
なお、粉体タイプにおいては、塗料中の溶媒の含有量が、塗料の全質量に対して、1質量%以下であり、0.5質量%以下が好ましく、0質量%が特に好ましい。This paint can be used as a solution type (that is, a paint containing a solvent capable of dissolving a fluorine-containing polymer or the like), an aqueous dispersion type, or a powder type (that is, a powder paint containing substantially no solvent). , Solution type is preferred, and paints containing organic solvents are more preferred.
In the powder type, the content of the solvent in the coating material is 1% by mass or less, preferably 0.5% by mass or less, and particularly preferably 0% by mass, based on the total mass of the coating material.
本塗料の製造方法は公知の方法を採用できる。溶液タイプの塗料は、例えば、ディスパー等の撹拌機を用いて、上述した各成分を溶媒に溶解して製造される。粉体タイプの塗料は、例えば、予め各成分を混合した粉末状混合物を、押し出し機で溶融混練し、押し出された混練物を冷却後に粉砕して製造される。 A known method can be adopted as the method for producing the present paint. The solution type paint is produced by dissolving each of the above-mentioned components in a solvent using, for example, a stirrer such as a disper. The powder type paint is produced, for example, by melting and kneading a powdery mixture in which each component is mixed in advance with an extruder, cooling the extruded kneaded product, and then pulverizing the mixture.
本発明の車両内装部材の製造方法は、車両内装基材上に、本塗料を塗布して塗膜を形成し、前記塗膜を硬化させて本硬化膜を形成する方法である。この方法により、車両内装基材と、車両内装基材上に配置された本硬化膜と、を有する車両内装部材が得られる。このようにして得られた車両内装部材は、本硬化膜を有するため、耐傷性および耐汚染性に優れる。
車両内装部材の具体例としては、ダッシュボード(インストルメントパネル)、センターコンソール、ドアトリム、センタークラスター、スイッチパネル、シフトノブが挙げられる。The method for manufacturing a vehicle interior member of the present invention is a method in which the present paint is applied onto a vehicle interior base material to form a coating film, and the coating film is cured to form the present cured film. By this method, a vehicle interior member having a vehicle interior base material and the main cured film arranged on the vehicle interior base material can be obtained. Since the vehicle interior member thus obtained has the present cured film, it is excellent in scratch resistance and stain resistance.
Specific examples of vehicle interior members include dashboards (instrument panels), center consoles, door trims, center clusters, switch panels, and shift knobs.
本塗料は、上記車両内装基材に直接塗布してもよいし、上記車両内装基材に貼付して使用されるフィルムに塗布してもよい。なお、上記車両内装基材に貼付して使用されるフィルムに塗装する場合、本発明の車両内装部材の製造方法において、硬化膜が形成されたフィルムを上記車両内装基材に貼付することとなる。 The present paint may be applied directly to the vehicle interior base material, or may be applied to a film used by being attached to the vehicle interior base material. When the film used to be attached to the vehicle interior base material is coated, the film on which the cured film is formed is attached to the vehicle interior base material in the method for manufacturing the vehicle interior member of the present invention. ..
車両内装基材を構成する材料の具体例としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート)が挙げられる。
フィルムを構成する材料の具体例としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ABS樹脂、ポリオレフィン樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリハロゲン化ビニル樹脂(ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン等)、ポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等)、ポリアミド樹脂(ナイロン6、ナイロン66、MXDナイロン(メタキシレンジアミン-アジピン酸共重合体)等)、置換基を有するオレフィンの重合体、EVA(エチレン-ビニルアルコール共重合体)、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体等)が挙げられる。フィルムは、これらの材料を2種以上併用してもよい。Specific examples of the material constituting the vehicle interior base material include polycarbonate resin, acrylic resin, methacrylic resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polystyrene, polypropylene, and polyester resin (polybutylene terephthalate, polybutylene terephthalate).
Specific examples of the materials constituting the film include polycarbonate resin, acrylic resin, methacrylic resin, ABS resin, polyolefin resin (polyethylene, polypropylene, etc.), polyvinyl chloride resin (polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, etc.). (Polyvinyl chloride vinylidene, etc.), polyester resin (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, etc.), polyamide resin (nylon 6, nylon 66, MXD nylon (methoxylenidamine-adipic acid copolymer), etc.), weight of olefin having a substituent Examples thereof include coalescence, EVA (ethylene-vinyl alcohol copolymer), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, etc.). The film may be a combination of two or more of these materials.
本塗料の塗布方法の具体例としては、スポンジコート法、スプレーコート法、カーテンコート(フローコート)、ロールコート法、キャスト法、ディップコート法、スピンコート法、ダイコート法、静電塗装法、静電吹付法、静電浸漬法、流動浸漬法、が挙げられる。
溶媒を含む塗膜の乾燥方法としては、自然乾燥、真空乾燥、遠心乾燥、加熱乾燥等が挙げられ、後述の硬化処理を兼ねる観点から、加熱乾燥が好ましい。
溶媒を含む塗膜の乾燥温度は、溶媒を充分に揮発させる観点から、15~45℃が好ましく、20~40℃がより好ましい。乾燥時間は、15分~14日が好ましく、30分~10日がより好ましい。
塗膜の硬化処理方法としては、例えば加熱処理が挙げられる。この場合の加熱温度は、硬化膜に気泡等が発生しにくい点から、40℃~200℃が好ましく、45℃~150℃がより好ましい。加熱時間は、1分~3時間が好ましく、3分~2時間がより好ましい。Specific examples of the application method of this paint include sponge coating method, spray coating method, curtain coating (flow coating), roll coating method, casting method, dip coating method, spin coating method, die coating method, electrostatic coating method, and static coating method. Examples thereof include an electric spray method, an electrostatic dipping method, and a flow dipping method.
Examples of the method for drying the coating film containing a solvent include natural drying, vacuum drying, centrifugal drying, heat drying and the like, and heat drying is preferable from the viewpoint of combining the curing treatment described later.
The drying temperature of the coating film containing the solvent is preferably 15 to 45 ° C., more preferably 20 to 40 ° C. from the viewpoint of sufficiently volatilizing the solvent. The drying time is preferably 15 minutes to 14 days, more preferably 30 minutes to 10 days.
Examples of the method for curing the coating film include heat treatment. In this case, the heating temperature is preferably 40 ° C. to 200 ° C., more preferably 45 ° C. to 150 ° C. from the viewpoint that bubbles and the like are less likely to be generated in the cured film. The heating time is preferably 1 minute to 3 hours, more preferably 3 minutes to 2 hours.
硬化膜の膜厚は、5~150μmが好ましく、10~100μmがより好ましい。硬化膜の膜厚が5μm以上であれば、硬化膜の耐傷性および耐汚染性がより発揮され、150μm以下であれば、車両内装部材を軽量化できる。 The film thickness of the cured film is preferably 5 to 150 μm, more preferably 10 to 100 μm. When the film thickness of the cured film is 5 μm or more, the scratch resistance and stain resistance of the cured film are more exhibited, and when the film thickness is 150 μm or less, the weight of the vehicle interior member can be reduced.
本発明の車両内装部材は、上記車両内装基材と、上記車両内装基材上に配置された本塗料から形成される硬化膜とを有する。本発明の車両内装部材は、本塗料の硬化膜を有するため、耐傷性および耐汚染性に優れる。本発明の車両内装部材は、例えば、上述した車両内装部材の製造方法によって製造できる。 The vehicle interior member of the present invention has the vehicle interior base material and a cured film formed from the present paint arranged on the vehicle interior base material. Since the vehicle interior member of the present invention has a cured film of the present paint, it is excellent in scratch resistance and stain resistance. The vehicle interior member of the present invention can be manufactured, for example, by the above-described method for manufacturing a vehicle interior member.
以下、例を挙げて本発明を詳細に説明する。ただし本発明はこれらの例に限定されない。なお、後述する表中における各成分の配合量は、質量基準を示す。また、例1~3および例6~9は実施例であり、例4~5は比較例である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. The blending amount of each component in the table described later indicates a mass standard. Further, Examples 1 to 3 and Examples 6 to 9 are Examples, and Examples 4 to 5 are Comparative Examples.
[含フッ素重合体1の製造例]
オートクレーブに、シクロヘキシルビニルエーテル(CHVE)(51.2g)、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル(HBVE)(13.3g)、キシレン(55.8g)、エタノール(15.7g)、炭酸カリウム(1.1g)、tert-ブチルペルオキシピバレート(PBPV)の50質量%キシレン溶液(0.7g)、およびクロロトリフルオロエチレン(CTFE)(63g)を導入して、撹拌下、65℃にて15時間重合した。オートクレーブ内溶液をろ過し、得られたろ液を減圧留去して、含フッ素重合体1を得た。
含フッ素重合体1は、含フッ素重合体1が含む全単位に対して、CTFEに基づく単位、CHVEに基づく単位、HBVEに基づく単位を、この順に50モル%、39モル%、11モル%含む重合体であった。
また、含フッ素重合体1は、Tgが55℃であり、フッ素含有量が23.7質量%であり、水酸基価が50mgKOH/gであり、Mnが12,000であった。[Production example of fluorine-containing polymer 1]
In an autoclave, cyclohexyl vinyl ether (CHVE) (51.2 g), 4-hydroxybutyl vinyl ether (HBVE) (13.3 g), xylene (55.8 g), ethanol (15.7 g), potassium carbonate (1.1 g), A 50 mass% xylene solution (0.7 g) of tert-butyl peroxypivalate (PBPV) and chlorotrifluoroethylene (CTFE) (63 g) were introduced and polymerized at 65 ° C. for 15 hours with stirring. The solution in the autoclave was filtered, and the obtained filtrate was distilled off under reduced pressure to obtain a fluorine-containing polymer 1.
The fluorine-containing polymer 1 contains 50 mol%, 39 mol%, and 11 mol% of CTFE-based units, CHVE-based units, and HBVE-based units in this order with respect to all the units contained in the fluorine-containing polymer 1. It was a polymer.
The fluorine-containing polymer 1 had a Tg of 55 ° C., a fluorine content of 23.7% by mass, a hydroxyl value of 50 mgKOH / g, and a Mn of 12,000.
[含フッ素重合体2の製造例]
含フッ素重合体1の製造例で用いた単量体とエチルビニルエーテル(EVE)を使用し、各単量体の量を調整する以外は、含フッ素重合体1の製造例と同様にして、含フッ素重合体2を得た。含フッ素重合体2は、含フッ素重合体2が含む全単位に対して、CTFEに基づく単位、CHVEに基づく単位、HBVEに基づく単位、EVEに基づく単位を、この順に50モル%、15モル%、10モル%、25モル%含む重合体であった。
含フッ素重合体2は、Tgが37℃であり、フッ素含有量が26.7質量%であり、水酸基価が53mgKOH/gであり、Mnが20,000であった。[Production example of fluorine-containing polymer 2]
The same as in the production example of the fluorine-containing polymer 1 except that the monomer used in the production example of the fluorine-containing polymer 1 and ethyl vinyl ether (EVE) are used and the amount of each monomer is adjusted. Fluorine polymer 2 was obtained. The fluorine-containing polymer 2 contains 50 mol% and 15 mol% of CTFE-based units, CHVE-based units, HBVE-based units, and EVE-based units in this order with respect to all the units contained in the fluorine-containing polymer 2. It was a polymer containing 10 mol% and 25 mol%.
The fluorine-containing polymer 2 had a Tg of 37 ° C., a fluorine content of 26.7% by mass, a hydroxyl value of 53 mgKOH / g, and a Mn of 20,000.
[塗料の製造]
後述する第1表に示す配合量(質量部)となるように、表1に示す各成分を混合して、例1~9の各塗料を得た。以下に、各成分の概要を示す。[Manufacturing of paint]
Each component shown in Table 1 was mixed so as to have a blending amount (part by mass) shown in Table 1 described later to obtain each coating material of Examples 1 to 9. The outline of each component is shown below.
<含フッ素重合体溶液>
・含フッ素重合体溶液1は、含フッ素重合体1を酢酸ブチルに溶解させた溶液である。なお、表1中の括弧内の数値は、含フッ素重合体溶液に含まれる含フッ素重合体1の量(質量部)を示す。
・含フッ素重合体溶液2は、含フッ素重合体2を酢酸ブチルに溶解させた溶液である。なお、表1中の括弧内の数値は、含フッ素重合体溶液に含まれる含フッ素重合体2の量(質量部)を示す。
<ポリロタキサン>
・セルムスーパーポリマー SH2400P(アドバンスト・ソフトマテリアルズ株式会社製、水酸基を有するポリロタキサン、軸分子のMw:20,000、水酸基価:76mgKOH/g、Tg:-50℃)。なお、このポリロタキサンは、シクロデキストリンを環状分子とし、アダマンチル基を封鎖基とするポリエチレングリコール鎖を軸分子とするポリロタキサンを、プロピレンオキシドとε-カプロラクトンで変性した、ポリロタキサンである(特開2007-91938号公報の実施例を参照)。
<ポリカーボネートポリオール>
・デュラノール T-5650E(旭化成社製、Mn:500、水酸基価:200mgKOH/g、Tg:-50℃以下)
<硬化剤>
・硬化剤1:コロネートHX(日本ポリウレタン社製、イソシアヌレート変性HDIタイプのポリイソシアナート系硬化剤、固形分100質量%)
・硬化剤2:デュラネート E405-70B(旭化成社製、HDIアダクト体タイプのポリイソシアナート系硬化剤の酢酸ブチル溶液、固形分70質量%)。なお、表1中の括弧内の数値は、E405-70Bの固形分量(質量部)を示す。
<硬化触媒>
・DBTDL溶液:ジブチルスズジラウレートの酢酸ブチル溶液(10,000倍希釈)。なお、表1中の括弧内の数値は、DBTDL溶液の固形分量(質量部)を示す。<Fluorine-containing polymer solution>
The fluorine-containing polymer solution 1 is a solution in which the fluorine-containing polymer 1 is dissolved in butyl acetate. The numerical values in parentheses in Table 1 indicate the amount (parts by mass) of the fluorine-containing polymer 1 contained in the fluorine-containing polymer solution.
-The fluorine-containing polymer solution 2 is a solution in which the fluorine-containing polymer 2 is dissolved in butyl acetate. The numerical values in parentheses in Table 1 indicate the amount (parts by mass) of the fluorine-containing polymer 2 contained in the fluorine-containing polymer solution.
<Polyrotaxane>
-CELM Super Polymer SH2400P (manufactured by Advanced Soft Materials Co., Ltd., polyrotaxane having a hydroxyl group, Mw of a shaft molecule: 20,000, hydroxyl value: 76 mgKOH / g, Tg: -50 ° C). This polyrotaxane is a polyrotaxane obtained by modifying polyrotaxane having a polyethylene glycol chain having a cyclodextrin as a cyclic molecule and an adamantyl group as a blocking group with propylene oxide and ε-caprolactone (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-91938). See examples in the publication).
<Polycarbonate polyol>
Duranol T-5650E (manufactured by Asahi Kasei Corporation, Mn: 500, hydroxyl value: 200 mgKOH / g, Tg: -50 ° C or less)
<Curing agent>
-Curing agent 1: Coronate HX (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., isocyanurate-modified HDI type polyisocyanate-based curing agent, solid content 100% by mass)
-Curing agent 2: Duranate E405-70B (manufactured by Asahi Kasei Corporation, butyl acetate solution of HDI adduct type polyisocyanate type curing agent, solid content 70% by mass). The numerical values in parentheses in Table 1 indicate the solid content (parts by mass) of E405-70B.
<Curing catalyst>
DBTDL solution: Butyl acetate solution of dibutyltin dilaurate (diluted 10,000 times). The numerical values in parentheses in Table 1 indicate the solid content (parts by mass) of the DBTDL solution.
[評価試験]
<試験片の作製>
アクリル樹脂製フィルム上に、各塗料をバーコーターで塗布して塗膜を形成した後、25℃で30分加熱乾燥し、80℃で10分加熱処理を行って、フィルム上に塗料から形成された硬化膜(膜厚50μm)を有する試験片を得た。
得られた試験片を用いて、以下のように評価した。[Evaluation test]
<Preparation of test piece>
Each paint is applied on an acrylic resin film with a bar coater to form a coating film, then heat-dried at 25 ° C for 30 minutes, and heat-treated at 80 ° C for 10 minutes to form the paint on the film. A test piece having a cured film (thickness 50 μm) was obtained.
Using the obtained test piece, it was evaluated as follows.
<耐汚染性(耐サンオイル性)>
試験片の硬化膜上に、日焼け止め剤(コパトーン ウォーター・ベイビーズ・ローションSPF50)を1滴(0.005g)滴下して、2cm×3cmの範囲に刷毛を用いて延ばした後、ガーゼ5枚を載せ、80℃で1時間放置した。その後、日焼け止め剤をガーゼでふき取り、試験片を水洗し、目視により硬化膜の変化を観測した。評価基準は以下の通りである。
A:硬化膜に変化が認められない。
B:硬化膜に微小な塗装跡が認められる。
C:硬化膜の表面の劣化が酷く、塗装跡がはっきり認められる。<Stain resistance (sun oil resistance)>
One drop (0.005 g) of sunscreen (Copatone Water Babys Lotion SPF50) was dropped on the cured film of the test piece, spread over a range of 2 cm x 3 cm using a brush, and then 5 pieces of gauze were applied. It was placed and left at 80 ° C. for 1 hour. Then, the sunscreen was wiped off with gauze, the test piece was washed with water, and the change in the cured film was visually observed. The evaluation criteria are as follows.
A: No change is observed in the cured film.
B: Fine paint marks are observed on the cured film.
C: The surface of the cured film is severely deteriorated, and coating marks are clearly observed.
<耐傷性1>
スチールウール(#0000)を用いて、試験片の硬化膜の表面を荷重200gで15往復擦った後、該表面を目視観察し、下記の基準で評価した。
A:傷が付かなかった。
B:傷が少し認められ、試験片の面積に対して20%未満である。
C:傷が多く認められ、試験片の面積に対して20%以上である。<Scratch resistance 1>
After rubbing the surface of the cured film of the test piece 15 times with a load of 200 g using steel wool (# 0000), the surface was visually observed and evaluated according to the following criteria.
A: It wasn't scratched.
B: Slight scratches are observed, which is less than 20% of the area of the test piece.
C: Many scratches are observed, which is 20% or more of the area of the test piece.
<耐傷性2>
スチールウール(#0000)を用いて、試験片の硬化膜の表面を荷重300gで15往復擦った後、該表面を目視観察し、下記の基準で評価した。
A:傷が付かなかった。
B:傷が少し認められ、試験片の面積に対して20%未満である。
C:傷が多く認められ、試験片の面積に対して20%以上である。<Scratch resistance 2>
After rubbing the surface of the cured film of the test piece 15 times with a load of 300 g using steel wool (# 0000), the surface was visually observed and evaluated according to the following criteria.
A: It wasn't scratched.
B: Slight scratches are observed, which is less than 20% of the area of the test piece.
C: Many scratches are observed, which is 20% or more of the area of the test piece.
<伸び>
オートグラフAGS10KNG(島津製作所製)、TERMOSTATIC CHAMBER Model:TCRI-200SP(島津製作所製)を用いて、試験片サイズ10mm×100mm、チャック間50mm、引っ張り速度50mm/min、引張恒温槽の温度23℃の条件にて引張試験した場合、硬化膜にクラックが発生するまでの試験片の伸び率を目視で確認した。
S:試験片の伸びが、引張試験前の試験片に対して150%以上である。
A:試験片の伸びが、引張試験前の試験片に対して100%以上150%未満である。
B:試験片の伸びが、引張試験前の試験片に対して50%以上100%未満である。
C:試験片の伸びが、引張試験前の試験片に対して50%未満である。<Growth>
Using Autograph AGS10KNG (manufactured by Shimadzu Corporation) and TERMOSTATIC CHAMBER Model: TCRI-200SP (manufactured by Shimadzu Corporation), the test piece size is 10 mm x 100 mm, the chuck distance is 50 mm, the tensile speed is 50 mm / min, and the temperature of the tensile constant temperature bath is 23 ° C. When the tensile test was performed under the conditions, the elongation rate of the test piece until cracks were generated in the cured film was visually confirmed.
S: The elongation of the test piece is 150% or more with respect to the test piece before the tensile test.
A: The elongation of the test piece is 100% or more and less than 150% with respect to the test piece before the tensile test.
B: The elongation of the test piece is 50% or more and less than 100% with respect to the test piece before the tensile test.
C: The elongation of the test piece is less than 50% with respect to the test piece before the tensile test.
<評価結果>
以上の評価試験の結果を表1に示す。<Evaluation result>
The results of the above evaluation tests are shown in Table 1.
第1表に示すように、含フッ素重合体およびポリロタキサンを含む塗料から形成した硬化膜は、耐傷性および日焼け止め剤に対する耐汚染性に優れることが示された。
また、上述した例1~3で製造した塗料組成物を、ダッシュボード(インストルメントパネル)、センターコンソール、ドアトリム、センタークラスター、スイッチパネル、または、シフトノブ上に塗布して、硬化膜を形成した結果、いずれの場合の態様も耐傷性および耐汚染性に優れていた。
なお、2017年03月15日に出願された日本特許出願2017-049467号の明細書、特許請求の範囲および要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。As shown in Table 1, it was shown that the cured film formed from the paint containing the fluorine-containing polymer and the polyrotaxane has excellent scratch resistance and stain resistance to sunscreens.
Further, the result of applying the paint composition produced in Examples 1 to 3 described above onto a dashboard (instrument panel), a center console, a door trim, a center cluster, a switch panel, or a shift knob to form a cured film. In each case, the scratch resistance and the stain resistance were excellent.
The entire contents of the specification, claims and abstract of Japanese Patent Application No. 2017-049467 filed on March 15, 2017 are cited here and incorporated as disclosure of the specification of the present invention. Is.
Claims (14)
第二の架橋性基を2以上有するポリロタキサンと、
前記第一の架橋性基および前記第二の架橋性基の少なくとも一方と反応しうる官能基を2以上有する硬化剤と、を含むことを特徴とする車両内装部材用塗料であって、
前記ポリロタキサンの質量に対する前記含フッ素重合体の質量の比が、2.0~90である、車両内装部材用塗料。 A fluorine-containing polymer containing a unit based on a fluoroolefin and a unit based on a monomer having a first crosslinkable group.
Polyrotaxane having two or more second crosslinkable groups and
A paint for vehicle interior members, which comprises a curing agent having two or more functional groups capable of reacting with at least one of the first crosslinkable group and the second crosslinkable group .
A paint for vehicle interior members, wherein the ratio of the mass of the fluorine-containing polymer to the mass of the polyrotaxane is 2.0 to 90 .
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