WO2012036183A1 - 耐久性に優れた耐汚染塗料組成物 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a stain-resistant coating composition that can form a coating film having excellent stain resistance retention over time mainly against rainwater and the like, particularly a stain-resistant coating composition suitable for forming a top coating film on a coated metal plate,
- the present invention relates to a method for forming a coating film excellent in rainwater stain resistance using a stain-resistant coating composition, and a coated metal plate on which a cured coating film is formed from the stain-resistant coating composition.
- outdoor base materials for example, buildings, display objects, guard fences, appliances, machines, etc.
- outdoor paints excellent in weather resistance for the purpose of decoration or protection.
- paints used outdoors include polyurethane resin-containing paints, fluororesin-containing paints, silicon resin-containing paints, acrylic resin-containing paints, polyester-containing paints, and the like, but these paints are exposed outdoors.
- the surface of the coated material is easily soiled by the influence of dust, iron powder, rain (acid rain), sunlight, and the like, and the appearance of the coating film is deteriorated.
- the applicant of the present invention is an organic solvent-based coating composition (1) containing a hydroxyl group-containing fluororesin and an amino resin crosslinking agent as a reaction-curable organic resin, or a hydroxyl group-containing fluororesin and / or a hydroxyl group-containing
- a paint comprising an organic solvent-containing paint composition (2) containing an acrylic resin and a (blocked) polyisocyanate compound crosslinking agent as a reaction-curable organic resin, and a tetraalkyl silicate and / or a condensate thereof.
- the top coating composition of Patent Document 1 has insufficient resistance to contamination against rainwater, such as rain streak stains, when used outdoors, and is resistant to rainwater, etc. even in the initial stage of outdoor use. Contamination was not sufficient.
- a stain-resistant coating composition that suppresses the adhesion of substances that cause dirt and has good stain removal
- a polyester resin (b) a crosslinking agent, and (c) a polyester containing a hydroxyl group or a carboxyl group
- a stain-resistant coating composition mainly composed of a modified polysiloxane compound and / or a polyether-modified polysiloxane compound containing a hydroxyl group or a carboxyl group, and (d) fluororesin particles (Patent Document 2). reference).
- thermosetting resin composition comprising an amino resin, (C) an alkoxysilane compound, and (D) a curing catalyst has been proposed.
- a coating film having a gloss less than semi-gloss 60 ° gloss is about 50 or less
- the stain resistance and the corrosion resistance were insufficient.
- the present invention relates to a stain-resistant paint composition capable of forming a coating film excellent in stain resistance and corrosion resistance retention against rainwater and the like, and in particular, a stain-resistant paint suitable for forming a top coat film of a glossy coated metal plate having a semi-gloss or less. It is to provide a composition.
- a resin containing a polyester resin component containing a specific hydroxyl group-containing polyester resin and a melamine resin component containing a butyl etherified melamine resin A coating composition containing a specific organosilicate and / or its condensate component and a fluorine atom-containing non-aqueous dispersion type resin component in the binder (especially, gloss less than semi-gloss (60 ° gloss is about 50 or less)) It was found that a coating film excellent in retention of contamination resistance against rain water and the like can be formed, and the present invention has been completed.
- the present invention includes the following inventions: Item 1, (A) A polyester resin component containing 50 to 100% by mass of a hydroxyl group-containing polyester resin (A1) having a number average molecular weight of 5000 to 30000 and a hydroxyl value of 5 to 100 mgKOH / g as a solid content, A polyester resin component obtained by a reaction of (a1) a polybasic acid component and (a2) an alcohol component; (B) a melamine resin component containing 30 to 100% by mass of butyl etherified melamine resin (B1) as a solid content, (C) Organosilicate represented by the following general formula and / or its condensate component: General formula: (R 1 ) n —Si— (OR 2 ) 4-n [Wherein, R 1 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or a phenyl group which may be substituted with an epoxy group or a mercapto group, R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atom
- component (D) a coating composition containing a fluorine atom-containing non-aqueous dispersion type resin, Based on the total solid content of component (A) and component (B), The content of the component (C) is 1 to 20% by mass, Component (D) content is 5-30% by mass An antifouling paint composition characterized by the above.
- the fluorine atom-containing non-aqueous dispersion resin (D) is obtained by copolymerizing a polymerizable unsaturated monomer in a mixed liquid of a fluorine atom-containing dispersion stabilizer (D1a) and an organic solvent (D1b).
- D1a fluorine atom-containing dispersion stabilizer
- D1b organic solvent
- Item 2 The antifouling paint composition according to Item 1, which is a non-aqueous dispersion type resin that can be prepared by forming polymer particles (D1c) insoluble in the liquid.
- the fluorine atom-containing dispersion stabilizer (D1a) is a polymer obtained by copolymerizing a polymerizable unsaturated monomer containing a fluoroalkyl group-containing (meth) acrylate and / or a fluoroolefin The antifouling paint composition described in 1.
- the total content of the alicyclic polybasic acid (a1-1) in the polybasic acid component (a1) is the total amount of the polybasic acid component (a1).
- Item 2 The antifouling paint composition according to Item 1, which is in the range of 50 to 100 mol% based on
- the polyester resin component (A) is 50 to 90% by mass, and the melamine resin component (B) is solid.
- Item 5 The antifouling paint composition according to any one of Items 1 to 3, which is contained in an amount of 10 to 50% by mass.
- Item 6 The contamination-resistant paint composition according to any one of Items 1 to 4, further comprising a matting agent (E).
- Item 7 A step of forming a primer coating with a chromium-free primer coating on one side or both sides of a metal plate, and a top coating with at least one of the primer coatings with a stain-resistant coating composition according to Item 1.
- a method of forming a coating film comprising a step of forming a coating film.
- Item 8 A step of forming a primer coating with a chromium-free primer coating on one or both surfaces of a metal plate, and a top coating with a stain-resistant coating composition according to Item 1 on at least one of the primer coatings
- the antifouling paint composition of the present invention comprises a resin binder containing a polyester resin component containing a specific hydroxyl group-containing polyester resin and a melamine resin component containing a butyl etherified melamine resin, a specific organosilicate and / or condensation thereof.
- the coating film with the stain resistant coating composition of the present invention can form a coating film having excellent anti-staining property against rainwater etc., particularly when the coating film is semi-glossy or glossy. Although it is not clear, I think as follows.
- anti-staining paints that combine fluorine atom-containing polymers and silicate compounds (silicone compounds) with the aim of synergistic action of water repellency and oil repellency due to the characteristics of fluorine atoms and hydrophilization with the generated silanol.
- fluorine atom-containing polymers and silicate compounds silicone compounds
- the antifouling component in the antifouling coating composition of the present invention is an organosilicate and / or a condensate component thereof, and a fluorine atom-containing non-aqueous dispersion type resin component, and a fluorine atom-containing polymer and a silicate compound are used in combination. Is.
- the fluorine atom-containing non-aqueous dispersion type resin component is a polymer particle in a form in which it is dispersed in an insoluble state in an organic solvent containing a dispersion stabilizer.
- a fluorine atom-containing polymer and a silicate compound silicate compound
- both the fluorine atom-containing component and the silicate component are uniformly present on the surface of the coating film. This is considered to be because a good distribution state is obtained.
- a glossy film that is less than semi-glossy with a matting agent, etc. has a more uneven surface shape, better water wetting, and is exposed to more severe conditions regarding hydrolysis resistance. Therefore, when the conventional polyester paint system is used, the deterioration of the painted surface (choking, etc.) is accelerated, and the appearance is not good.
- the coating film obtained by the stain-resistant coating composition of the present invention is highly resistant to stains by fully exhibiting the synergistic effect of water repellency, oil repellency due to the characteristics of fluorine atoms and hydrophilization due to the generated silanol. Since it is excellent, it is considered that excellent appearance and stain resistance retention can be exhibited as compared with conventional polyester paint systems.
- the antifouling paint composition of the present invention comprises the following polyester resin component (A), melamine resin component (B), organosilicate and / or its condensate component (C), and fluorine atom-containing non-aqueous dispersion. It is a coating composition containing a mold resin component (D).
- the polyester resin component (A) comprises the following hydroxyl group-containing polyester resin (A1) in a solid content of 50 to 50% based on the total solid content of the polyester resin component (A). Contains 100% by mass.
- the hydroxyl-containing polyester resin (A1) which is an essential component of the polyester resin component (A), is usually an esterification reaction or ester with the following polybasic acid component (a1) and alcohol component (a2). It can be produced by an exchange reaction.
- polybasic acid component (a1) a compound usually used as a polybasic acid component in the production of a polyester resin can be used.
- polybasic acid component (a1) for example, an alicyclic polybasic acid (a1-1), an aliphatic polybasic acid (a1-2), an aromatic polybasic acid (a1-3), etc. should be used. Can do.
- the alicyclic polybasic acid (a1-1) is generally a compound having one or more alicyclic structures (for example, 4 to 6 membered rings) and two or more carboxyl groups in one molecule, An acid anhydride and an esterified product of the compound.
- Examples of the alicyclic polybasic acid (a1-1) include 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid.
- Alicyclics such as acid, 3-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid
- Polyhydric carboxylic acids; anhydrides of these alicyclic polyvalent carboxylic acids; lower alkyl esterified products of these alicyclic polyvalent carboxylic acids herein, “lower alkyl” in this specification means, for example, carbon number 1 Refers to about 5 alkyls).
- the alicyclic polybasic acid (a1-1) can be used alone or in combination of two or more.
- 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-Cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid and 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride can be preferably used.
- 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid and 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid anhydride can be particularly preferably used from the viewpoint of hydrolysis resistance.
- the total content of the alicyclic polybasic acid (a1-1) is selected from the viewpoints of hydrolysis resistance and stain resistance of the polybasic acid component (a1). Based on the total amount, it is preferably in the range of 50 to 100 mol%, particularly 70 to 100 mol%, more particularly 80 to 100 mol%.
- the aliphatic polybasic acid (a1-2) is generally an aliphatic compound having two or more carboxyl groups in one molecule, an acid anhydride of the aliphatic compound, an esterified product of the aliphatic compound, and the like.
- succinic acid glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, brassylic acid, octadecanedioic acid, citric acid, etc.
- Carboxylic acid anhydrides of these aliphatic polyvalent carboxylic acids; lower alkyl esterified products of these aliphatic polyvalent carboxylic acids.
- the aliphatic polybasic acid (a1-2) can be used alone or in combination of two or more.
- a dicarboxylic acid having an alkyl chain having 4 to 18 carbon atoms examples include adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, brassic acid, and octadecanedioic acid.
- adipic acid can be preferably used.
- the aromatic polybasic acid (a1-3) is generally an aromatic compound having two or more carboxyl groups in one molecule, an acid anhydride of the aromatic compound, an esterified product of the aromatic compound, and the like.
- aromatic polyvalent carboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, trimellitic acid, and pyromellitic acid
- Carboxylic anhydrides lower alkyl esterified products of these aromatic polycarboxylic acids.
- the aromatic polybasic acid (a1-3) can be used alone or in combination of two or more.
- examples of the acid component include coconut oil fatty acid, cottonseed oil fatty acid, hemp seed oil fatty acid, rice bran oil fatty acid, fish oil fatty acid, tall oil fatty acid, soybean oil fatty acid, linseed oil fatty acid, tung oil fatty acid, rapeseed Fatty acids such as oil fatty acids, castor oil fatty acids, dehydrated castor oil fatty acids, safflower oil fatty acids; lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, benzoic acid, p-tert-butylbenzoic acid Examples thereof include monocarboxylic acids such as acid, cyclohexane acid, and 10-phenyloctadecanoic acid; hydroxycarboxylic acids such as lactic acid, citric acid, 3-hydroxybutanoic acid, and 3-hydroxy-4-ethoxybenzoic acid
- Fatty acid (a3) is a monovalent carboxylic acid of a linear hydrocarbon, such as coconut oil fatty acid, cottonseed oil fatty acid, hemp seed oil fatty acid, rice bran oil fatty acid, fish oil fatty acid, tall oil fatty acid, soybean oil fatty acid, linseed oil fatty acid Fatty acids such as paulownia oil fatty acid, rapeseed oil fatty acid, castor oil fatty acid, dehydrated castor oil fatty acid, safflower oil fatty acid; lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, etc. it can.
- the said fatty acid can be used individually or in combination of 2 or more types.
- the iodine value is a numerical value serving as an index representing the degree of unsaturation of the compound, and is represented by the number of g of iodine absorbed by 100 g of the sample.
- the measurement can be performed according to the standard of JIS K 5421.
- coconut oil fatty acid lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, especially coconut oil fatty acid can be suitably used as the fatty acid (a3).
- the alcohol component (a2) a polyhydric alcohol having two or more hydroxyl groups in one molecule can be suitably used.
- the polyhydric alcohol include alicyclic diol (a2-1), aliphatic diol (a2-2), and aromatic diol (a2-3).
- the alicyclic diol (a2-1) is generally a compound having one or more alicyclic structures (for example, 4 to 6 membered rings) and two hydroxyl groups in one molecule.
- Examples of the alicyclic diol (a2-1) include dihydric alcohols such as 1,4-cyclohexanedimethanol, tricyclodecane dimethanol, hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol F, and the like.
- Examples include polylactone diols to which a lactone compound such as ⁇ -caprolactone is added, and these can be used alone or in combination of two or more.
- the aliphatic diol (a2-2) is generally an aliphatic compound having two hydroxyl groups in one molecule.
- Examples of the aliphatic diol (a2-2) include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, trimethylene glycol, tetraethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,3-butane.
- the aromatic diol (a2-3) is generally an aromatic compound having two hydroxyl groups in one molecule.
- Examples of the aromatic diol (a2-3) include ester diol compounds such as bis (hydroxyethyl) terephthalate; alkylene oxide adducts of bisphenol A, and these are used alone or in combination of two or more. be able to.
- polyhydric alcohols other than the alicyclic diol (a2-1), aliphatic diol (a2-2), and aromatic diol (a2-3) include polyglycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polybutylene glycol.
- Ether diol compounds glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, diglycerin, triglycerin, 1,2,6-hexanetriol, pentaerythritol, dipentaerythritol, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, sorbitol, mannitol And trihydric or higher alcohols such as polylactone polyol compounds obtained by adding a lactone compound such as ⁇ -caprolactone to these trihydric or higher alcohols.
- trivalent or higher alcohols can be suitably used from the viewpoint of increasing the molecular weight and improving the reactivity of the modification reaction with the fatty acid (a3) when the fatty acid (a3) is used.
- trihydric or higher polyhydric alcohol examples include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, diglycerin, triglycerin, 1,2,6-hexanetriol, pentaerythritol, dipentaerythritol, sorbitol, mannitol and the like.
- trimethylolpropane is particularly preferable.
- the total content of the trihydric or higher polyhydric alcohol in the alcohol component (a2) is 10 to 70 mol%, particularly 20%, based on the total amount of the alcohol component (a2). It is preferably in the range of ⁇ 65 mol%, more preferably in the range of 30 ⁇ 60 mol%.
- Examples of the alcohol component (a2) other than the polyhydric alcohol include monoalcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, stearyl alcohol, and 2-phenoxyethanol; propylene oxide, butylene oxide, and synthetic highly branched saturated fatty acids.
- An alcohol compound obtained by reacting a monoepoxy compound with an acid such as glycidyl ester (trade name “Cardura E10” manufactured by HEXION Specialty Chemicals) and the like can be used as necessary.
- the production of the hydroxyl group-containing polyester resin (A1) is not particularly limited, and can be performed according to a usual method.
- the acid component having the polybasic acid component (a1) as an essential component and the alcohol component (a2) are reacted in a nitrogen stream at 150 to 250 ° C. for 5 to 10 hours to produce an esterification reaction or a transesterification reaction. Can be manufactured.
- the acid component and alcohol component (a2) may be added at once, or may be added in several portions. Moreover, after synthesize
- a catalyst may be used to promote the reaction.
- known catalysts such as dibutyltin oxide, antimony trioxide, zinc acetate, manganese acetate, cobalt acetate, calcium acetate, lead acetate, tetrabutyl titanate, and tetraisopropyl titanate can be used.
- the hydroxyl group-containing polyester resin (A1) can be modified with a fatty acid, a monoepoxy compound, a polyisocyanate compound or the like during the preparation of the resin, or after the esterification reaction or the transesterification reaction.
- fatty acid examples include coconut oil fatty acid, cottonseed oil fatty acid, hemp seed oil fatty acid, rice bran oil fatty acid, fish oil fatty acid, tall oil fatty acid, soybean oil fatty acid, linseed oil fatty acid, tung oil fatty acid, rapeseed oil fatty acid, castor oil fatty acid, dehydrated castor An oil fatty acid, safflower oil fatty acid, etc. can be mentioned.
- a glycidyl ester of a synthetic highly branched saturated fatty acid (trade name “Cardura E10” manufactured by HEXION Specialty Chemicals) can be suitably used.
- polyisocyanate compound examples include aliphatic diisocyanate compounds such as lysine diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and trimethylhexane diisocyanate; hydrogenated xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, methylcyclohexane-2,4-diisocyanate, methylcyclohexane-2,6 Alicyclic diisocyanate compounds such as diisocyanate, 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), 1,3- (isocyanatomethyl) cyclohexane; aromatic diisocyanate compounds such as tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate; lysine Organic polyisocyanate such as triisocyanate or higher polyisocyanate such as triisocyanate As such, or an adduct of each of these organic polyisocyanate
- the number average molecular weight of the hydroxyl group-containing polyester resin (A1) is from 5,000 to 30,000, particularly from 7,000 to 25,000, more particularly from 10,000 to 20,000, from the viewpoints of the processability and smoothness of the resulting coating film. It is preferable to have
- the number average molecular weight and the weight average molecular weight are values obtained by converting the number average molecular weight and the weight average molecular weight measured using a gel permeation chromatograph (GPC) based on the molecular weight of standard polystyrene. is there.
- GPC gel permeation chromatograph
- HLC8120GPC trade name, manufactured by Tosoh Corporation
- TSK-gel G4000 HXL “TSK-gel G3000 HXL ”
- Four TSK-gel G2500 HXL ”and“ TSK-gel G2000 HXL ” (trade names, all manufactured by Tosoh Corporation) were used.
- Mobile phase tetrahydrofuran, measuring temperature 40 ° C., flow rate 1 mL / min, detector RI Can be measured under the following conditions.
- the hydroxyl value of the hydroxyl group-containing polyester resin (A1) is from 5 to 100 mgKOH / g, particularly from 10 to 90 mgKOH / g, more particularly from 40 to 80 mgKOH / g, from the viewpoint of curability of the resulting coating film. It is preferable to have a valence.
- the acid value of the hydroxyl group-containing polyester resin (A1) is preferably in the range of 30 mgKOH / g or less, more preferably 20 mgKOH / g or less, from the viewpoints of processability and water resistance.
- Adjustment of the number average molecular weight, the hydroxyl value, and the acid value of the hydroxyl group-containing polyester resin (A1) is, for example, an acid component (polybasic acid component (a1) having the polybasic acid component (a1) as an essential component and as necessary.
- the equivalent ratio (COOH / OH) of the carboxyl group in the acid component containing the polybasic acid component (a1) as an essential component to the hydroxyl group in the alcohol component (a2) is generally 0.5 to 0.98. It is preferable to be within the range.
- the hydroxyl group-containing polyester resin (A1) preferably has a glass transition temperature in the range of 0 to 50 ° C., preferably 10 to 40 ° C., from the viewpoint of the hardness and workability of the resulting coating film.
- the glass transition temperature (Tg) is a value (glass transition temperature) measured by differential thermal analysis (DSC).
- the hydroxyl group-containing polyester resin (A1) is an oil in the range of 3 to 30%, preferably 5 to 20%, from the viewpoint of the weather resistance of the resulting coating film. It is preferred to have a length.
- the oil length is a mass% of the fatty acid component (a3) with respect to the total amount of the acid component and the alcohol component (a2) having the polybasic acid component (a1) and the fatty acid (a3) as essential components as essential components. .
- polyester resin component (A) a polyester resin (A2) other than the hydroxyl group-containing polyester resin (A1) can also be included.
- the polyester resin (A2) is a polyester resin obtained by an esterification reaction or transesterification reaction of an acid component and an alcohol component (a2) having the polybasic acid component (a1) as an essential component by a conventional method.
- the acid component and alcohol component (a2) having the component (a1) as essential components those exemplified for the hydroxyl group-containing polyester resin (A1), and the method exemplified for the hydroxyl group-containing polyester resin (A1) Similarly, it can be manufactured.
- the solid content of the hydroxyl group-containing polyester resin (A1) is 50 to 100% by mass from the viewpoint of stain resistance of the resulting coating film. Is within the range. It is preferably in the range of 60 to 100% by mass, more preferably 70 to 100% by mass.
- the melamine resin component (B) contains the following butyl etherified melamine resin (B1) in a solid content of 30 to 100% by mass with respect to the total solid content of the melamine resin component (B). .
- butyletherified melamine resin is a methylolated melamine resin that is an addition reaction product (either a monomer or a multimer) of melamine and an aldehyde component such as formaldehyde or paraformaldehyde. It is a melamine resin obtained by etherifying a part or all of the methylol groups therein with n-butyl alcohol or isobutyl alcohol.
- the butyl etherified melamine resin includes a melamine resin obtained by etherifying some or all of the methylol groups in the methylolated melamine resin with n-butyl alcohol, a melamine resin etherified with isobutyl alcohol, n-butyl alcohol and Any melamine resin etherified with isobutyl alcohol is included.
- the number average molecular weight of the butyl etherified melamine resin is preferably in the range of 800 to 8000, particularly preferably in the range of 1000 to 5000, from the viewpoint of the processability and stain resistance of the resulting coating film.
- the butyl etherified melamine resin (B1) can be used alone or as a mixture of two or more.
- butyl etherified melamine resin (B1) examples include, for example, Uban 20SE, Uban 225 (all of which are trade names, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), Super Becamine J820-60, Super Becamine L-117- 60, Super Becamine L-109-65, Super Becamine 47-508-60, Super Becamine L-118-60, Super Becamine G821-60 (all of which are manufactured by DIC Corporation, trade name), etc. Can be mentioned.
- melamine resin component (B) As the melamine resin component (B), a melamine resin (melamine resin (B2)) other than the butyl etherified melamine resin (B1) can be included.
- a methylol group in a methylolated melamine resin which is an addition reaction product of melamine and an aldehyde component such as formaldehyde or paraformaldehyde (which may be either a monomer or a multimer).
- Melamine resin partly or entirely etherified with one or more alcohols other than n-butyl alcohol and isobutyl alcohol, n-butyl alcohol and / or isobutyl alcohol, and other than n-butyl alcohol and isobutyl alcohol Mention may be made of melamine resins etherified with one or more alcohols.
- alcohols other than n-butyl alcohol and isobutyl alcohol used for etherification include monohydric alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, 2-ethylbutanol and 2-ethylhexanol.
- Specific examples of the melamine resin (B2) include melamine resin etherified with methyl alcohol (methyl etherified melamine resin), melamine resin etherified with methyl alcohol and butyl alcohol (methyl / butyl mixed etherified melamine resin), and the like. It is done.
- Examples of the melamine resin etherified with methyl alcohol include Sumimar M-100, Sumimar M-40S, Sumimar M-55 (all trade names, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Cymel 300, Cymel 303, Cymel 325, Cymel 327, Cymel 350, Cymel 370, Cymel 730, Cymel 736, Cymel 738 (all are trade names manufactured by Nippon Cytec Industries, Inc.), Mellan 522, Mellan 523 (all are Hitachi Chemical Industries, Ltd.) Co., Ltd., trade name), Nicarak MS17, Nicarak MS15, Nicarak MS001, Nicarak MX430, Nicarak MX650 (all are Sanwa Chemical Co., Ltd., trade name), Resimin 740, Resimin 741, Resimin 747 (all above, all Monsan Company Ltd., methyl etherified melamine resins trade name).
- Examples of melamine resins etherified with methyl alcohol and butyl alcohol include Cymel 232, Cymel 235, Cymel 202, Cymel 238, Cymel 254, v266, Cymel 272, Cymel 1130, Cymel XV-514, Cymel XV805 (all in Japan) Cytec Industries Co., Ltd., trade name), Sumimar M66B (Sumitomo Chemical Co., trade name), Resimin 753, Resimin 755 (all of which are made by Monsanto, trade name), etc. Mention may be made of etherified melamine resins.
- the solid content of the butyl etherified melamine resin (B1) is based on the total solid content of the melamine resin component (B), from the viewpoint of the workability of the resulting coating film and the stain resistance retention, It is within the range of 30 to 100% by mass. It is preferably in the range of 50 to 100% by mass, more preferably 70 to 100% by mass.
- the butyl etherified melamine resin (B1) has a lower polarity than the methyl etherified melamine resin, methyl / butyl mixed etherified melamine resin and the like, and has good compatibility with the polyester resin (A) as the base resin. Therefore, the coating film obtained from the antifouling paint composition containing the butyl etherified melamine resin (B1) has excellent uniformity of crosslinking.
- the butyl etherified melamine resin (B1) is less likely to be localized on the surface layer in the coating film than the methyl etherified melamine resin and the methyl / butyl mixed etherified melamine resin. Therefore, the coating film obtained from the stain-resistant coating composition containing the butyl etherified melamine resin (B1) has excellent weather resistance.
- a curing catalyst can be used as necessary.
- a sulfonic acid compound or a neutralized product of a sulfonic acid compound can be generally used.
- Examples of the sulfonic acid compound include p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, dinonylnaphthalenesulfonic acid, dinonylnaphthalenedisulfonic acid, and the like.
- Examples of the neutralizing agent in the neutralized product of the sulfonic acid compound include basic compounds such as primary amine, secondary amine, tertiary amine, ammonia, caustic soda, and caustic potash.
- the ratio of the polyester resin component (A) and the melamine resin component (B) is based on the total amount of the polyester resin component (A) and the melamine resin component (B).
- the component (A) is 50 to 90% by mass, particularly 60 to 80% by mass
- the melamine resin component (B) is 10 to 50% by mass, particularly 20 to 40% by mass
- the resulting coating film is cured. From the viewpoint of resistance, contamination resistance, mechanical strength, workability, solvent resistance, corrosion resistance, weather resistance, and the like.
- (C) Organosilicate and / or its condensate component (C) component of the present invention, General formula: (R 1 ) n —Si— (OR 2 ) 4-n [Wherein, R 1 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or a phenyl group which may be substituted with an epoxy group or a mercapto group, R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n is 0 or 1. ] It is the organosilicate represented by these, and / or its condensate.
- the component (C) used in the coating composition of the present invention is blended in order to efficiently exhibit a hydrophilic effect on the substrate surface after coating. From the viewpoint of this effect, the condensation of the above-described organosilicate. More preferred.
- R 1 in the above general formula examples include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, pentyl, hexyl, heptyl, n-octyl, 2-ethylhexyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, Examples include tetradecyl, hexadecyl, octadecyl, glycidyl, methylglycidyl (2-methylglycidyl), mercaptomethyl, 2-mercaptoethyl, 2-mercaptopropyl, 3-mercaptopropyl, 4-mercaptobutyl, phenyl, p-mercaptophenyl groups, etc. be able to.
- organosilicate of component (C) include tetrafunctional silanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetrabutoxysilane, tetraisobutoxysilane; methyltrimethoxysilane, methyl Triethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, methyltriisobutoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltripropoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, phenyltri n-butoxysilane, phenyltriisobutoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane,
- the organosilicate condensate can be produced by a conventional method.
- examples of commercially available products include MKC silicate MS51, MS56, MS57, MS56S, MS56SB5, MS58B15, MS58B30, ES40, EMS31, BTS (all of which are Mitsubishi Chemical Co., Ltd., trade name), Methyl silicate 51, Ethyl silicate 40, Ethyl silicate 40T, Ethyl silicate 48 (all are trade names, produced by Colcoat Co., Ltd.), KR500, KR9218, X-41-1805, X-41-1810, X-41-1818, X-41-1053, X-41-1056 (all are trade names manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and the like.
- organosilicate condensates can be obtained by single hydrolysis or by partial hydrolysis condensation using a combination of two or more.
- the organosilicate condensate is a branched or linear condensate, and the degree of condensation is preferably 2 to 100, preferably 2 to 20.
- the (C) component organosilicate or organosilicate condensate may be used alone or in combination of two or more.
- the organosilicate represented by the above general formula and / or its condensate it has a methoxy group and an alkoxy group having 2 to 6 carbon atoms as an OR 2 group, and a methoxy group / an alkoxy group having 2 to 6 carbon atoms; It is preferable that the ratio of the number is in the range of 95/5 to 30/70 from the viewpoint of pot life after the preparation of the paint.
- the solid content of the component (C) is 1 to 20% by mass, preferably 1 to 10%, based on the total solid content of the components (A) and (B). % By mass, more preferably 3 to 7% by mass.
- the component (D) of the coating composition of the present invention is a fluorine atom-containing non-aqueous dispersion (NAD) resin.
- the fluorine atom-containing non-aqueous dispersion resin can also be referred to as a fluorine atom-containing non-aqueous dispersion.
- a non-aqueous dispersion resin (D1) in which polymer particles are dispersed in an organic solvent liquid containing a fluorine atom-containing dispersion stabilizer and an organic solvent containing a dispersion stabilizer
- a non-aqueous dispersion type resin (D2) in which polymer particles containing a fluoroalkyl group-containing (meth) acrylate as a constituent component are dispersed in the liquid.
- (meth) acrylate refers to acrylate or methacrylate.
- non-aqueous dispersion type resin a polymerizable unsaturated monomer is copolymerized in a mixed solution of a fluorine atom-containing dispersion stabilizer (D1a) and an organic solvent (D1b) to be insoluble in the mixed solution.
- Non-water-dispersed resin that can be prepared by forming polymer particles (D1c) is exemplified.
- the non-aqueous dispersion resin (D1) is a non-aqueous dispersion resin containing a dispersion medium, polymer particles (dispersion particles) and a dispersion stabilizer, and the dispersion stabilizer is a dispersion stabilizer containing a fluorine atom.
- the non-aqueous dispersion resin (D1) is a non-aqueous dispersion in which polymer particles are dispersed in an organic solvent liquid containing a fluorine atom-containing dispersion stabilizer, and the fluorine atom-containing dispersion stabilizer (D1a)
- D1a fluorine atom-containing dispersion stabilizer
- a non-aqueous dispersion in which polymer particles (D1c) insoluble in the organic solvent (D1b) contained therein are dispersed may be used.
- the dispersion stabilizer (D1a) contains a fluorine atom and is a dispersion stabilizer for stably dispersing the polymer particles (D1c) in the organic solvent (D1b).
- the dispersion stabilizer (D1a) is preferably one that is mutually soluble with the organic solvent (D1b) and is not compatible with the polymer particles (D1c).
- the polymer can contain one or more functional groups selected from a hydroxyl group, a carboxyl group, an epoxy group, a silanol group, an alkoxysilyl group and the like per molecule.
- fluoroalkyl group-containing (meth) acrylate examples include, for example, General formula CH 2 ⁇ C (R) —COO— (CH 2 ) n —Rf [R is a hydrogen atom or a methyl group, n is an integer of 1 to 10, and Rf is a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 21 carbon atoms]
- Rf is a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 21 carbon atoms
- the compound shown by can be mention
- the “fluoroalkyl group” is a group in which part or all of hydrogen of a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 21 carbon atoms is substituted with a fluorine atom.
- F-acrylates include perfluoromethyl methyl acrylate, perfluoromethyl methyl methacrylate, perfluorobutyl ethyl acrylate, perfluorobutyl ethyl methacrylate, perfluoroisononyl ethyl acrylate, perfluoroisononyl ethyl methacrylate, perfluorooctyl ethyl.
- fluoroolefin examples include tetrafluoroethylene, hexafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, and trifluoroethylene.
- the polymerizable unsaturated monomer for obtaining the dispersion stabilizer (D1a) one or more selected from the group consisting of the F-acrylate and the fluoroolefin can be used.
- the dispersion stabilizer (D1a) is a polymer of one or more selected from the group consisting of F-acrylates and fluoroolefins, or one or more selected from the group consisting of F-acrylates and fluoroolefins And other polymerizable unsaturated monomers can be polymerized.
- Other polymerizable unsaturated monomers are not particularly limited as long as they are radical polymerizable unsaturated monomers. For example, the following polymerizable unsaturated monomers can be mentioned.
- Acrylic acid or methacrylic acid ester (i): methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, isopropyl acrylate, isopropyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate C 1-20 alkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid such as isobornyl acrylate, isobornyl methacrylate, hexyl acrylate, hexyl methacrylate, octyl acrylate, octyl methacrylate, lauryl acrylate, lauryl methacrylate; , C 3 ⁇ 20 cycloalkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid cyclohexyl methacrylate; allyl acrylate, acrylic acid and allyl methacrylate or meta C 2 ⁇ 8 alkenyl esters of
- Glycidyl group-containing unsaturated monomer (ii) glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate and the like.
- hydroxyalkyl vinyl ethers such as hydroxybutyl vinyl ether
- hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate C 2 ⁇ 8 hydroxyalkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid such as hydroxyethyl methacrylate: hydroxyl group-containing unsaturated monomer (iii) Alcohol, methallyl alcohol; etc.
- Unsaturated monomer (vii) having two or more polymerizable unsaturated bonds ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate and the like.
- the dispersion stabilizer (D1a) both in the system obtained by copolymerizing F-acrylate and / or fluoroolefin and other polymerizable unsaturated monomer (F-acrylate and / or fluoro).
- the ratio of the olefin and the other two components of the polymerizable unsaturated monomer can be arbitrarily selected. From the viewpoint of stain resistance, it is preferable that the F-acrylate and / or fluoroolefin is 100 to 1% by mass, particularly 30 to 5% by mass, based on the total solid content of the two components.
- the other polymerizable unsaturated monomer is preferably in the range of 0 to 99% by mass, particularly 70 to 95% by mass as a solid content.
- the polymerization reaction of one or more selected from F-acrylate and fluoroolefin, or the copolymerization reaction of these with other polymerizable unsaturated monomers is preferably performed in the presence of a radical polymerization initiator.
- a radical polymerization initiator include azo compounds such as 2,2-azoisobutyronitrile and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), benzoyl peroxide, lauryl peroxide, tert-butyl peroxide.
- peroxides such as octoate.
- initiators are used in an amount of 0.2 to 10 as solids with respect to the total solids of F-acrylate and / or fluoroolefin and other polymerizable unsaturated monomers used as necessary. It is preferable to be in the range of mass%, particularly 0.5 to 5 mass%.
- dispersion stabilizer (D1a) in the polymerization reaction for preparing the dispersion stabilizer (D1a), as other polymerizable unsaturated monomer, (ii) glycidyl group-containing unsaturated monomer, (iii) hydroxyl group-containing unsaturated monomer, (iv) alkoxysilyl group-containing Dispersion stability having functional groups such as glycidyl group, hydroxyl group, alkoxysilyl group, carboxyl group, isocyanate group by using unsaturated monomer, (v) unsaturated carboxylic acid, (vi) isocyanate group-containing unsaturated monomer, etc.
- An agent can be obtained.
- the dispersion stabilizer having a hydroxyl group reacts with the polymer particles (D1c) having a hydroxyl group and reacts with the melamine resin component (B) and the organosilicate and / or the condensate component (C) thereof to form a tertiary.
- An originally crosslinked cured coating film can be formed.
- the dispersion stabilizer (D1a) one having an average of 0.1 or more polymerizable unsaturated bonds in one molecule can be suitably used. If the dispersion stabilizer (D1a) has a polymerizable unsaturated bond, a covalent bond can be formed with the polymer particles (D1c), so that the storage stability of the non-aqueous dispersion resin can be improved. This is preferable because the mechanical stability and stain resistance are improved.
- a polymerizable unsaturated monomer containing another functional group that reacts with the functional group is added to the functional group present in the dispersion stabilizer.
- the method of making it react can be mentioned.
- a dispersion stabilizer (D1a) containing a carboxyl group with a glycidyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (for example, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, allyl glycidyl ether, etc.)
- the dispersion stabilizer is polymerizable unsaturated. Bonds can be introduced.
- the dispersion stabilizer (D1a) containing a glycidyl group may be reacted with a carboxyl group-containing polymerizable monomer (for example, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, etc.).
- a polymerizable monomer for example, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, etc.
- a polymerizable unsaturated bond can be introduced into the stabilizer.
- examples of such a combination of functional groups include an acid anhydride group and a hydroxyl group, an acid anhydride group and a mercaptan group, and an isocyanate group and a hydroxyl group.
- a fluorine atom-containing resin fluorine resin, for example, a resin obtained by copolymerizing F-acrylate and / or fluoroolefin and other polymerizable unsaturated monomer
- a dispersion stabilizer having a polymerizable unsaturated bond introduced into a fluororesin can be preferably used.
- fluororesin include commercially available fluororesins such as Lumiflon LF800 (Asahi Glass Co., Ltd.).
- the molecular weight of the dispersion stabilizer (D1a) is not particularly limited, but the number average molecular weight is preferably in the range of 1000 to 60000, particularly 2000 to 30000.
- organic solvent (D1b) a fluoroalkyl group-containing (meth) acrylate and / or fluoroolefin used for preparing the dispersion stabilizer (D1a) and the polymer particles (D1c), and other polymerizable unsaturation
- a polymerizable unsaturated monomer such as a monomer can be dissolved, but those that do not substantially dissolve the polymer particles (D1c) obtained from the polymerizable unsaturated monomer can be used.
- the dispersion stabilizer (D1a) and polymer particles (D1c) to be used are arbitrarily selected depending on the composition, molecular weight and other characteristic values.
- aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane and octane
- benzene Aromatic hydrocarbons such as xylene, toluene, cyclohexane
- ester compounds such as methyl acetate, ethyl acetate, isobutyl acetate, acyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether, 2-ethylhexyl acetate, diethylene glycol monomethyl ether
- cellosolve butyl cellosolve, isopropyl ether Ether compounds such as ethylene glycol monomethyl ether and diethylene glycol monobutyl ether
- ethyl alcohol isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, i-butyl alcohol, octyl Alcohol
- an organic solvent mainly composed of an aliphatic hydrocarbon organic solvent and an organic solvent such as an aromatic hydrocarbon, alcohol, ether compound, ester compound or ketone compound examples include mineral spirits obtained by fractional distillation of crude oil (for example, those specified in JIS K 22014).
- the non-aqueous dispersion type resin (D1) is, for example, insoluble in the mixed solution by copolymerizing a polymerizable unsaturated monomer in a mixed solution of the fluorine atom-containing dispersion stabilizer (D1a) and the organic solvent (D1b). It can be prepared by forming polymer particles (D1c).
- the polymerizable unsaturated monomer for obtaining the polymer particles (D1c) is not particularly limited as long as it is a radical polymerizable unsaturated monomer. Specifically, acrylic acid or methacrylic acid ester (i), glycidyl group-containing unsaturated monomer (ii), hydroxyl group exemplified as “other polymerizable unsaturated monomer” in the fluorine atom-containing dispersion stabilizer (D1a).
- the polymerization reaction of the polymerizable unsaturated monomer for obtaining the polymer particles (D1c) is preferably performed in the presence of a radical polymerization initiator.
- a radical polymerization initiator examples include azo compounds such as 2,2-azoisobutyronitrile and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), benzoyl peroxide, lauryl peroxide, tert- Examples thereof include peroxides such as butyl peroctoate, and the amount of these initiators used is 0.2 to 10% by mass, particularly 0.5 to 5% by mass, based on the total amount of polymerizable unsaturated monomers. It is preferable to be within the range.
- the polymer particles (D1c) include, as polymerizable unsaturated monomers, the aforementioned glycidyl group-containing unsaturated monomer (ii), hydroxyl group-containing unsaturated monomer (iii), alkoxysilyl group-containing unsaturated monomer (iv), unsaturated carboxylic acid.
- polymerizable unsaturated monomers the aforementioned glycidyl group-containing unsaturated monomer (ii), hydroxyl group-containing unsaturated monomer (iii), alkoxysilyl group-containing unsaturated monomer (iv), unsaturated carboxylic acid.
- the polymer particles having a hydroxyl group react with the melamine resin component (B) and the organosilicate and / or its condensate component (C) together with the dispersion stabilizer (D1a) having a hydroxyl group in three dimensions.
- a crosslinked cured coating film can be formed.
- the number average molecular weight of the polymer particles (D1c) is preferably 10,000 or more, particularly preferably 20,000 or more from the viewpoint of stain resistance.
- polymer particles (D1c) polymer particles crosslinked in the particles can be suitably used from the viewpoint of improving the stain resistance.
- a carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer for example, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, etc.
- a glycidyl group-containing polymerizable unsaturated monomer for example, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, Allyl glycidyl ether, etc.
- the polymer particles crosslinked in the particle are prepared by addition reaction of the carboxyl group and glycidyl group of each polymerizable unsaturated monomer. be able to.
- Examples of such combinations of functional groups include combinations of an acid anhydride group and a hydroxyl group, an acid anhydride group and a mercaptan group, an isocyanate group and a hydroxyl group, in addition to a carboxyl group and a glycidyl group.
- the ratio of the dispersion stabilizer (D1a) and the polymer particles (D1c) can be arbitrarily selected.
- the storage stability and stain resistance of the non-aqueous dispersion type resin (D1) can be selected.
- the dispersion stabilizer (D1a) is 3 to 70% by mass, particularly 5 to 60% by mass
- the polymer particles (D1c) are 97 to 30% by mass, particularly 95 to 95%, based on the total amount of the two components. It is preferably within the range of 40% by mass.
- the total concentration of the dispersion stabilizer (D1a) and the polymer particles (D1c) is 30 to 70 based on the total amount of the dispersion stabilizer (D1a), the organic solvent (D1b), and the polymer particles (D1c). It is preferably in the range of 40% by mass, especially 40-60% by mass.
- the polymerization reaction of the polymerizable unsaturated monomer for obtaining the polymer particles (D1c) in the organic solvent (D1b) containing the dispersion stabilizer (D1a) is generally about 1 to 15 at a temperature of about 60 to 160 ° C. Can be done in time.
- the non-aqueous dispersion resin (D1) thus obtained is extremely excellent in dispersion stability, particularly in terms of the polymer particles (D1c).
- the average particle size of the non-aqueous dispersion resin (D1) is preferably in the range of 20 to 500 nm, particularly 50 to 400 nm, and more particularly 100 to 300 nm from the viewpoint of stain resistance.
- the average particle size is a value obtained by diluting a sample with xylene using a submicron particle size distribution measuring apparatus “COULTER N4 type” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) and measuring at 20 ° C. .
- the non-aqueous dispersion resin (D2) is a non-aqueous dispersion resin in which polymer particles containing a fluoroalkyl group-containing (meth) acrylate as a constituent component are dispersed in an organic solvent liquid containing a dispersion stabilizer.
- Specific examples of the non-aqueous dispersion type resin (D2) include a fluoroalkyl group-containing (meth) acrylate and other polymerizable unsaturated monomers in a mixed solution of the dispersion stabilizer (D2a) and the organic solvent (D2b).
- a non-aqueous dispersion type resin that can be prepared by forming polymer particles (D2c) insoluble in the mixed solution are examples of the non-aqueous dispersion type resin (D2) include a fluoroalkyl group-containing (meth) acrylate and other polymerizable unsaturated monomers in a mixed solution of the dispersion stabilizer (D2a) and the organic solvent (D
- the non-aqueous dispersion resin (D2) is a non-aqueous dispersion in which polymer particles (D2c) insoluble in the dispersion stabilizer and the organic solvent are dispersed in the organic solvent (D2b) containing the dispersion stabilizer (D2a).
- the resin particles may be a non-aqueous dispersion resin in which the polymer particles (D2c) are made of a copolymer of a fluoroalkyl group-containing (meth) acrylate and another polymerizable unsaturated monomer.
- the dispersion stabilizer (D2a) is for stably dispersing the polymer particles (D2c) in the organic solvent (D2b).
- the dispersion stabilizer (D2a) is mutually dissolved in the organic solvent (D2b), and the polymer particles (D2c) Those incompatible with each other are preferred.
- acrylic resin vinyl resin, polyester resin, alkyd resin, urethane resin, fluorine-containing resin and the like can be mentioned.
- these resins can contain one or more functional groups selected from a hydroxyl group, a carboxyl group, an epoxy group, a silanol group, an alkoxysilane group and the like per molecule.
- dispersion stabilizer (D2a) those having an average of 0.1 or more polymerizable unsaturated bonds per molecule can be suitably used.
- a method for introducing a polymerizable unsaturated bond for example, a glycidyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (for example, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, allyl glycidyl ether) is added to a dispersion stabilizer containing a carboxyl group.
- a carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer for example, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, etc.
- a carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer for example, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, etc.
- the method of making it react can be mentioned.
- combinations of such functional groups may include acid anhydride groups and hydroxyl groups, acid anhydride groups and mercaptan groups, and combinations of isocyanate groups and hydroxyl groups.
- a polymerizable unsaturated bond is introduced into the dispersion stabilizer (D2a)
- a covalent bond can be formed with the polymer particles (D2c). It is preferable because the mechanical stability, stain resistance and the like can be improved.
- the molecular weight of the dispersion stabilizer (D2a) is not particularly limited, but the number average molecular weight is preferably in the range of 1000 to 60000, particularly 2000 to 30000.
- Organic solvent (D2b) dissolves polymerizable unsaturated monomers such as fluoroalkyl group-containing (meth) acrylate and other polymerizable unsaturated monomers for preparing dispersion stabilizer (D2a) and polymer particles (D2c). However, those which do not substantially dissolve the polymer particles (D2c) obtained from the polymerizable unsaturated monomer can be used.
- the dispersion stabilizer (D2a) and polymer particles (D2c) to be used are arbitrarily selected according to the characteristic values such as the composition and molecular weight, and the organic solvent (D2b) is exemplified as the organic solvent (D1b).
- the organic solvent (D2b) is exemplified as the organic solvent (D1b).
- an organic solvent mainly composed of an aliphatic hydrocarbon organic solvent and an organic solvent such as an aromatic hydrocarbon, alcohol, ether compound, ester compound or ketone compound examples include mineral spirits obtained by fractional distillation of crude oil (for example, those specified in JIS K 2201-4).
- the non-aqueous dispersion resin (D2) is a mixture of a fluoroalkyl group-containing (meth) acrylate and another polymerizable unsaturated monomer in a mixed solution of a dispersion stabilizer (D2a) and an organic solvent (D2b). It can adjust by making it polymerize and forming a polymer particle (D2c) insoluble in this liquid mixture.
- Examples of the fluoroalkyl group-containing (meth) acrylate (F-acrylate) for obtaining the polymer particles (D2c) include: General formula CH 2 ⁇ C (R) —COO— (CH 2 ) n —Rf [R is a hydrogen atom or a methyl group, n is an integer of 1 to 10, and Rf is a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 21 carbon atoms]
- the compound shown by can be mention
- those exemplified for the dispersion stabilizer (D1a) can be used in the same manner.
- any radically polymerizable unsaturated monomer other than the F-acrylate can be used without any particular limitation.
- Other polymerizable unsaturated monomers (iv) other than vinyl aromatic compounds (viii) and (i) to (viii) can be used in the same manner.
- the ratio of F-acrylate to other polymerizable unsaturated monomers can be arbitrarily selected. From the viewpoint of stain resistance, the ratio of the F-acrylate and the other polymerizable unsaturated monomers can be selected based on the total amount of the two components. It is preferable that the acrylate is 90 to 1% by mass, particularly 30 to 5% by mass, and the other polymerizable unsaturated monomer is 10 to 99% by mass, particularly 70 to 95% by mass.
- the copolymerization reaction of F-acrylate and other polymerizable unsaturated monomer is preferably performed in the presence of a radical polymerization initiator.
- a radical polymerization initiator examples include azo compounds such as 2,2-azoisobutyronitrile and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), benzoyl peroxide, lauryl peroxide, tert-butyl peroxide. These initiators are used in amounts of 0.2 to 10% by weight, particularly 0.5%, based on the total amount of F-acrylate and other polymerizable unsaturated monomers. It is preferably in the range of ⁇ 5% by weight.
- the polymer particles (D2c) include, as polymerizable unsaturated monomers, the glycidyl group-containing unsaturated monomer (ii), the hydroxyl group-containing unsaturated monomer (iii), the alkoxysilyl group-containing unsaturated monomer (iv), and the unsaturated carboxylic acid.
- an acid (v) an isocyanate group-containing unsaturated monomer (vi), or the like, polymer particles having these functional groups can be obtained.
- the polymer particles having a hydroxyl group react with the melamine resin component (B) and the organosilicate and / or its condensate component (C) together with the dispersion stabilizer (D2a) having a hydroxyl group in three dimensions.
- a crosslinked cured coating film can be formed.
- the number average molecular weight of the polymer particles (D2c) is preferably 10,000 or more, particularly preferably 20,000 or more, from the viewpoint of contamination resistance.
- polymer particles (D2c) polymer particles crosslinked in the particles can be preferably used from the viewpoint of improving the stain resistance.
- intraparticle crosslinked polymer particles for example, a method in which a combination of polymerizable unsaturated monomers having functional groups that react with each other is used as a component of the polymerizable unsaturated monomer, the polymerizable unsaturated bond is changed.
- the method etc. which use the unsaturated monomer (vii) which has 2 or more as a structural component of a polymerizable unsaturated monomer can be mention
- a carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer for example, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, etc.
- a glycidyl group-containing polymerizable unsaturated monomer for example, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, Allyl glycidyl ether, etc.
- the polymer particles crosslinked in the particle are prepared by addition reaction of the carboxyl group and glycidyl group of each polymerizable unsaturated monomer. be able to.
- Examples of such combinations of functional groups include combinations of an acid anhydride group and a hydroxyl group, an acid anhydride group and a mercaptan group, an isocyanate group and a hydroxyl group, in addition to a carboxyl group and a glycidyl group.
- the ratio of the dispersion stabilizer (D2a) and the polymer particles (D2c) can be arbitrarily selected.
- the storage stability and stain resistance of the non-aqueous dispersion type resin (D2) can be selected.
- the dispersion stabilizer (D2a) is 3 to 70% by mass, particularly 5 to 60% by mass
- the polymer particles (D2c) are 97 to 30% by mass, particularly 95 to 95%. It is preferably within the range of 40% by mass.
- the total concentration of the dispersion stabilizer (D2a) and the polymer particles (D2c) is 30 to 70 based on the total amount of the dispersion stabilizer (D2a), the organic solvent (D2b), and the polymer particles (D2c). It is preferably in the range of 40% by mass, especially 40-60% by mass.
- the polymerization reaction of F-acrylate and other polymerizable unsaturated monomers for obtaining polymer particles (D2c) in an organic solvent (D2b) containing a dispersion stabilizer (D2a) is generally about 60 to 160 ° C. For about 1 to 20 hours.
- the non-aqueous dispersion resin (D2) obtained in this way is extremely excellent in dispersion stability.
- the average particle diameter of the non-aqueous dispersion resin (D2) is preferably in the range of 20 to 500 nm, particularly 50 to 400 nm, and more particularly 100 to 300 nm from the viewpoint of stain resistance.
- fluorine atom-containing non-aqueous dispersion resin component (D) instead of or together with the non-aqueous dispersion resin (D1) in which polymer particles are dispersed in an organic solvent liquid containing a fluorine atom-containing dispersion stabilizer
- a non-aqueous dispersion resin (D2) in which polymer particles containing a fluoroalkyl group-containing (meth) acrylate as a constituent component are dispersed in an organic solvent liquid containing a stabilizer can be used.
- the amount of the component (D) is 5 to 30% by mass, preferably 10 to 30% by mass, based on the total amount of the components (A) and (B). More preferably, it is in the range of 15 to 25% by mass.
- component (D) When the amount of component is in the above range, the effect of component (D) is exhibited, and the initial stain resistance of the coating film, retention of stain resistance, mechanical strength of the coating film, and durability Is also preferable.
- a surfactant and boric acid exhibiting acidity within a range not inhibiting the effects of the present invention.
- paints such as hydrolysis accelerators such as contained compounds, extender pigments such as colored pigments, silica fine particles, organic resin powders, inorganic aggregates, pigment dispersants, UV absorbers, UV stabilizers, antifoaming agents and surface conditioners
- Known materials conventionally used for paints such as agents and solvents can also be used.
- the solvent is preferably a solvent having good solubility in each of the component (C) and the component (D).
- a solvent having good solubility in each of the component (C) and the component (D) By using such a solvent, each of the component (C) and the component (D) is dispersed without coarsening, and a coating film particularly excellent in stain resistance can be formed.
- the acidic surfactant or boric acid-containing compound has an action of promoting hydrolysis of the organosilicate and / or its condensate component (C).
- Hydrolysis accelerators such as acidic surfactants and boric acid-containing compounds, when used in combination, can shorten the pot life of the coating composition of the present invention, but can be used from the viewpoint of improving stain resistance.
- the surfactant exhibiting acidity examples include phosphate ester salts such as polyoxyethylene phosphate ester and alkyl phosphate ester salt; for example, alkyl or alkylbenzene sulfonate salts such as sodium lauryl sulfonate and sodium dodecylbenzene sulfonate, Alkyl naphthalene sulfonates such as sodium isopropyl naphthalene sulfonate, sulfonates such as alkyl diphenyl ether sulfonate; sulfate esters such as alkyl or alkyl benzene sulfate, (poly) oxyethylene alkyl phenyl ether sulfate; eg alkyl sulfosuccinic acid
- the surfactant include carboxylate salts such as salts.
- boric acid-containing compound examples include trialkyl borate such as trimethyl borate, triethyl borate, and tributyl borate; boric acid and the like.
- the blending amount of these hydrolysis accelerators is 30% by mass or less, particularly 0.5 to 20% by mass, more particularly 1 to 10% by mass, based on the total amount of the component (A) and the component (B). Preferably there is.
- the extender pigment examples include silica fine particles, talc, mica powder, and barita.
- the amount of the extender is 0.1 to 20% by mass, particularly 0.5 to 15% by mass, more particularly 1 to 10% by mass, based on the total amount of the component (A) and the component (B). preferable.
- the matting agent (E) can be used in the coating composition of the present invention for the purpose of adjusting the gloss so that the obtained coating film has a finished appearance such as matte or semi-gloss.
- the matting agent (E) is used for lowering the gloss of the resulting coating film, and may be either an organic matting agent or an inorganic matting agent. Or two or more types can be used in combination.
- the stain resistant paint composition of the present invention can form a paint film having excellent finish of stain resistance and corrosion resistance, in particular, in a paint film having a finished appearance with reduced gloss such as matte and semi-gloss. .
- Examples of the organic matting agent include organic resin fine particles that are not completely melted by baking at the time of forming the coating film.
- the organic resin fine particles usually have an average particle diameter in the range of 3 to 80 ⁇ m, preferably 5 to 60 ⁇ m, from the viewpoint of coating film appearance, coating workability, and the like.
- Examples of organic matting agents include fluorine resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, polyamides, acrylic resins, polyurethanes, phenol resins, silicone resins, polypropylene, and polyamides such as nylon 11 and nylon 12. be able to.
- inorganic matting agents examples include silica, mica, alumina, talc, clay, calcium carbonate, barium sulfate and the like.
- the matting agent (E) can be used alone or in combination of two or more.
- the blending amount of the matting agent (E) is preferably from 0.1 to 30% by mass, particularly preferably from 0.5 to 20% by mass, based on the total amount of the component (A) and the component (B).
- the antifouling coating composition of the present invention can be produced by uniformly mixing the above components (A) to (D) and, if necessary, the above other components.
- the pigment component is prepared by previously mixing and dispersing a part of the resin component (A) and / or a pigment dispersant to prepare a pigment paste, and mixing the pigment paste with the remaining components. it can.
- the coating composition of the present invention may be a one-pack type paint, but the two-component mixture is prepared immediately before use by separating the organosilicate and / or its condensate as component (C) from other components. It can also be a mold paint. From the viewpoint of storability and the like, a two-component paint is preferred.
- the paint composition is adjusted to a desired viscosity by adding an organic solvent or the like as necessary, and then air spray, electrostatic air spray, roll coater, Using a flow coater, dipping type coating machine, brush, bar coater, applicator, etc., the coating film thickness after drying is usually 0.5 to 300 ⁇ m, preferably 5 to 50 ⁇ m, and usually 80 to Examples include a method of curing by heating at a temperature of 300 ° C. for about 5 seconds to 1 hour. As the coating method, spray coating or roll coater coating is preferable among the above methods.
- the coating film forming method of the present invention comprises forming a primer coating film with a chromium-free primer coating which does not contain a chromium-containing rust-preventing component on one or both surfaces of a metal plate. It is a coating film forming method characterized by forming a top coating film with the antifouling paint composition of the present invention on at least one surface of a film.
- the method for forming a coating film according to the present invention includes a step of forming a primer coating film on one or both surfaces of a metal plate with a primer coating using a chromium-free primer coating, and at least one of the formed primer coating films. Furthermore, it is a coating film forming method characterized by including the process of forming a top coat film with the said contamination
- the present invention also provides a method for producing a coated metal plate including the steps of the method for forming a coating film and a coated metal plate obtained by the method for forming a coating film or the method for producing a coated metal plate.
- the coating film forming method of the present invention can be used for both pre-coating and post-coating.
- Preferable examples of use include coating on the above-mentioned outdoor base materials (for example, buildings, display objects, guard fences, appliances, machines, etc.).
- Examples of the metal plate to be coated in the coating film forming method of the present invention include cold rolled steel plate, hot dip galvanized steel plate, electrogalvanized steel plate, alloy galvanized steel plate (iron-zinc, aluminum-zinc, nickel-zinc, etc. Alloy galvanized steel plate), aluminum plate, stainless steel plate, copper plate, copper plated steel plate, tin plated steel plate and the like.
- the primer When painting on metals, the primer can be applied as it is if the metal surface, which is the material to be coated, is not contaminated with oil or other contaminants, but in order to improve the adhesion and corrosion resistance with the coating film. It is desirable to apply a known metal surface treatment. These known surface treatment methods include phosphate surface treatment, chromate surface treatment, zirconium surface treatment and the like.
- a chromium-free primer coating characterized by not containing a chromium-containing rust preventive component is used from the viewpoint of environmental protection. If the said primer is a chromium free primer coating, the well-known primer used in the coloring color steel plate coating field
- the chrome-free primer coating is appropriately selected depending on the type of material to be coated and the type of metal surface treatment. Epoxy-based and polyester-based primer coatings and their modified primer coatings are particularly suitable, and workability is particularly required. In this case, a polyester primer paint is suitable.
- a specific means for forming the primer coating film there is exemplified a means for applying a primer coating and then heating and curing as necessary.
- the primer coating is applied by a known coating method such as roll coating or spray coating so that the primer coating thickness is 1 to 30 ⁇ m, preferably 2 to 20 ⁇ m.
- the atmospheric temperature is 80 to 300 ° C. For 5 seconds to 1 hour to cure. In the case of pre-coating, it is preferable to cure by heating for 15 seconds to 120 seconds under the condition that the maximum material reaching temperature is 140 to 250 ° C.
- the layer structure of the primer coating is not particularly limited.
- the primer coating may be a single layer or a second primer coating (intermediate coating) formed on the first primer coating. It may be a layer.
- the primer film has two layers, the first primer film has an anticorrosion function, and the second primer film (intermediate film) has processability and chipping resistance.
- the primer coating can also have different functions.
- a top coating film is formed from at least one of the primer coating films formed on one side or both sides of the metal plate by the stain resistant coating composition of the present invention.
- the top coat film is formed so as to overlap on at least one side of the formed primer coat film.
- “on at least one of the primer coatings” refers to the top of the primer coating formed on one side when the primer coating is formed on one side of the metal plate, When a primer coating is formed on both sides of the upper surface, it is formed on or on the primer coating formed on one side of the metal plate among the primer coatings formed on both sides. It points on the applied primer coating.
- a means for coating the antifouling paint composition of the present invention and then heating and curing as necessary is exemplified.
- the coating method include curtain coating, roll coater coating, dip coating, and spray coating.
- the film thickness is usually applied so that the coating thickness after drying is in the range of 5 to 50 ⁇ m, preferably 8 to 25 ⁇ m.
- the coating method is not limited, but curtain coating and roll coater coating are preferred from the economical viewpoint of pre-coated steel sheet coating.
- a bottom feed method (so-called natural reverse coating or natural coating) using two rolls is preferable from the viewpoint of practicality.
- a top feed or bottom feed method using three rolls can be performed from the viewpoint of achieving the best uniformity of the coating surface.
- the curing condition of the top coating film by the coating composition of the present invention is usually about 15 seconds to 30 minutes at the maximum material reaching temperature of 120 to 260 ° C. In the field of pre-coating, which is applied by coil coating or the like, it is usually performed at a material reaching maximum temperature of 160 to 260 ° C. for a baking time of 15 to 90 seconds.
- the obtained resin had a number average molecular weight of 15000, a hydroxyl value of 75 mgKOH / g, an oil length of 14.7%, and an iodine value of 5>.
- Production Examples 2-3 Solutions of each of the hydroxyl group-containing polyester resins (A1-2) to (A1-3) having a solid content of 65% were obtained in the same manner as in Production Example 1 with the formulation shown in Table 1 below.
- the composition ratio of each component in Table 1 is a molar ratio.
- Production Example 5 A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, condenser, and oxygen gas inlet was charged with 45.4 parts of mineral spirit, heated to 120 ° C. under a nitrogen atmosphere, and 2-perfluorooctylethyl methacrylate 15 Parts, isobornyl acrylate 30 parts, 2-ethylhexyl acrylate 10 parts, 2-ethylhexyl methacrylate 37 parts, 2-hydroxyethyl methacrylate 5 parts, acrylic acid 3 parts and 2,2'-azobisisobutyronitrile (polymerization started) Agent) A mixture of 7 parts was added dropwise over 3 hours.
- Dispersion Stabilizer (D2a) A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, condenser, and nitrogen / oxygen gas inlet is charged with 45.4 parts of mineral spirit, heated to 120 ° C. in a nitrogen atmosphere, and 30 parts of isobornyl acrylate. A mixture of 10 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 52 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, 5 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 3 parts of acrylic acid and 7 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile (polymerization initiator) The solution was added dropwise over 3 hours.
- the temperature was raised to 100 ° C., 125 parts of dispersion stabilizer (D1a-1), 40 parts of methyl methacrylate, 29 parts of methyl acrylate, 25 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, 5 parts of glycidyl methacrylate, 1 part of methacrylic acid and 2,2 ′
- a mixture of 1 part azobisisobutyronitrile was added dropwise over 3 hours.
- the mixture was aged for 30 minutes while bubbling nitrogen gas at 100 ° C., and then a mixture of 30 parts of mineral spirit and 0.5 part of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added dropwise over 1 hour. Thereafter, the mixture was further aged for 1 hour to obtain a non-aqueous dispersion resin (D1-1) (mass solid content concentration 50%).
- the special values of the obtained non-aqueous dispersion resin (D1-1) are also shown in Table 2.
- Non-aqueous dispersion resins (D1-2) to (D1-10) and (D2-1) were obtained in the same manner as in Production Example 7 with the formulation shown in Table 2 below.
- the special values of the obtained non-aqueous dispersion resins (D1-2) to (D1-10) and (D2-1) are shown together in Table 2.
- Antifouling paint composition No. 23 to 28 are coating compositions for comparative examples.
- KP color 8620 primer manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., polyester-based primer for precoated steel sheet
- a molten 55% aluminum-galvanized steel sheet galvalume steel sheet having a thickness of 0.35 mm subjected to chemical conversion treatment
- the dry film thickness was 5 ⁇ m
- heated so that the maximum material arrival temperature was 220 ° C. was baked for 40 seconds to obtain a primer-coated steel sheet.
- each of the anti-stain coating compositions obtained as described above is applied with a bar coater so that the dry film thickness is about 15 ⁇ m, so that the maximum material temperature reaches 230 ° C.
- Each coated steel sheet was obtained by heating and baking for 50 seconds. The following performance test was done about each obtained coated steel plate.
- test results are also shown in Table 3 and Table 4.
- the quantity of each component in Table 3 and Table 4 is solid content mass.
- the white pigment, titanium dioxide was dispersed.
- a mixed solvent of cyclohexanone / swazol 1500 manufactured by Maruzen Petroleum Co., Ltd., aromatic high-boiling solvent
- 60/40 mass ratio
- Hydroxyl-containing polyester resin Arachid 7018, trade name, manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd., number average molecular weight 18000, hydroxyl value 6-12 mgKOH / g, acid value 5 mgKOH / g>, glass transition temperature 50 ° C. (DSC ), A hydroxyl group-containing oil-free polyester resin whose acid components are three components of terephthalic acid, isophthalic acid and sebacic acid.
- Super Becamine J820-60 Trade name “Super Becamine J-820-60”, manufactured by DIC Corporation, n-butyl etherified melamine resin solution.
- Cymel 303 Low molecular weight methylated melamine resin manufactured by Nippon Cytec Industries Co., Ltd. The content of hexakis (methoxymethyl) melamine is 60% by weight or more.
- Sumidur BL3175 a methyl ethyl ketone oxime block compound of trimethylolpropane adduct type hexamethylene diisocyanate manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.
- MS56S Trade name “MKC silicate MS56S” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, methyl esterified silicate which is a condensate of tetramethoxysilane.
- MS58B30 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, trade name “MKC silicate MS58B30”, methyl / butyl mixed esterified silicate which is a condensate of tetraalkoxysilane, and the ratio of methyl / butyl number is 70/30.
- Lumiflon LF800 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., trade name, fluororesin (fluoroethylene / vinyl ether alternating copolymer), hydroxyl value 38 mgKOH / g, acid value 2 mgKOH / g, number average molecular weight 8100, resin mass solid content 60%.
- Thyroid 161W manufactured by GRACE GMBH, trade name, organically treated silica fine powder, oil absorption 170 ml / 100 g.
- Nacure 5225 Isopropanol solution of neutralized secondary amine of dodecylbenzenesulfonic acid, manufactured by King Industries, USA.
- the degree of neutralization of dodecylbenzenesulfonic acid / amine is about 1.1 (molar ratio).
- the active ingredient is about 33% by weight, of which dodecylbenzenesulfonic acid / amine (mass ratio) is about 8/25.
- the numerical values in Table 2 are parts by mass of solid content of dodecylbenzenesulfonic acid.
- 60 ° gloss according to the 60 ° specular gloss specified in JIS K-5400 ⁇ 7.6 (1990), the 60 ° specular reflectance was measured.
- Outdoor exposure test An outdoor exposure test specimen (100 x 300 mm) is mounted on the installation stand that models the eaves so that the coating film faces the north side, and exposed on the roof of Kansai Paint Co., Ltd. in Kanzaki-cho, Amagasaki City. The test was conducted, and the stain resistance and rain-stain stain resistance (rain-stained stains) were evaluated according to the following criteria. Contamination resistance was measured by using a multi-light source spectrocolorimeter MSC-5N manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. based on JIS Z8370. Rain resistance stain resistance was judged visually.
- Contamination resistance evaluated according to the following criteria by ⁇ E before and after the outdoor exposure test: S: ⁇ E is less than 2, A: ⁇ E is 2 or more and less than 3, B: ⁇ E is 3 or more and less than 5 C: ⁇ E is 5 or more.
- Rain-stain stain resistance Rain-strip traces after outdoor exposure tests were evaluated according to the following criteria: S: Rain traces are not seen, A: A slight trace of rain streak is observed, but it can be easily wiped off with gauze soaked with water. B: There are considerable traces of rain streaks, and it cannot be wiped off completely with gauze soaked with water. C: Rain traces remain dark and can hardly be wiped off with gauze soaked with water
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Abstract
本発明は、雨水等に対する耐汚染性及び耐食性の保持性に優れた塗膜を形成できる耐汚染塗料組成物、特に、半艶以下の光沢の塗装金属板の上塗塗膜形成に適した耐汚染塗料組成物を提供することを課題とする。 斯かる課題を解決する発明として、特定の水酸基含有ポリエステル樹脂を含有するポリエステル樹脂成分とブチルエーテル化メラミン樹脂を含有するメラミン樹脂成分とを含有する樹脂バインダに、特定のオルガノシリケート及び/又はその縮合物成分、及びフッ素原子含有非水分散型樹脂成分を含有する塗料組成物を提供する。
Description
本発明は、主に雨水等に対する経時における耐汚染性の保持性に優れた塗膜を形成できる耐汚染塗料組成物、特に塗装金属板の上塗塗膜形成に適した耐汚染塗料組成物、該耐汚染塗料組成物を用いた耐雨水汚染性に優れた塗膜の形成方法、及び該耐汚染塗料組成物による硬化塗膜が形成された塗装金属板に関する。
従来、屋外の基材(例えば建造物、表示物、ガードフェンス、器具、機械等)には、装飾又は保護を目的として耐候性に優れた屋外用塗料が塗装されている。屋外用として使用されている塗料としてはポリウレタン樹脂含有塗料、フッ素樹脂含有塗料、シリコン樹脂含有塗料、アクリル樹脂含有塗料、ポリエステル含有塗料などが例示されるが、これらの塗装物は屋外に曝されることにより、砂塵、鉄粉、雨(酸性雨)、太陽光線等の影響によって塗装物表面が汚れ易くなり、塗膜外観が低下するという欠点がある。
本出願人は、この問題点を解決するため、水酸基含有フッ素樹脂及びアミノ樹脂架橋剤を反応硬化形有機樹脂として含有する有機溶剤系塗料組成物(1)又は水酸基含有フッ素樹脂および/または水酸基含有アクリル樹脂と(ブロック化)ポリイソシアネート化合物架橋剤とを反応硬化形有機樹脂として含有する有機溶剤含有塗料組成物(2)に対して、テトラアルキルシリケート及び/又はその縮合物を配合してなる塗料組成物であって、酸処理後の塗膜表面の水に対する接触角が70度以下であることを特徴とする耐汚れ性に優れた上塗塗料組成物を提案した(特許文献1参照 国際公開WO94/06870号公報)。
しかしながら、特許文献1の上塗塗料組成物は、屋外使用において、雨筋汚れ等、雨水等に対する耐汚染性の保持性が不十分であり、また、屋外使用における初期段階においても、雨水等に対する耐汚染性は十分でなかった。
また、汚れの原因となるものの付着を抑制し、汚れ落ちのよい耐汚染性塗料組成物として、(a)ポリエステル樹脂と、(b)架橋剤と、(c)水酸基又はカルボキシル基を含有するポリエステル変性ポリシロキサン化合物及び/又は水酸基又はカルボキシル基を含有するポリエーテル変性ポリシロキサン化合物と、(d)フッ素樹脂粒子と、を主成分とする耐汚染性塗料組成物が提案されている(特許文献2参照)。しかしながら、耐汚染性付与成分であるポリシロキサン化合物及びフッ素樹脂粒子を併用することによる耐汚染性向上効果が不十分であり、この耐汚染性塗料組成物から得られる塗膜の耐汚染性は不十分であった。
また、雨筋汚染に対する耐汚染性、加工性、塗膜外観に優れたプレコート鋼板用塗料組成物として、(A)5~300のヒドロキシル価、数平均分子量500~20000のポリオール樹脂、(B)アミノ樹脂、(C)アルコキシシラン化合物、(D)硬化触媒からなる熱硬化性樹脂組成物が提案されている。(特許文献3参照)しかしながら、この熱硬化性樹脂組成物から得られる塗膜の経時における長期の雨筋汚染に対する耐汚染性は、光沢のある塗膜とした場合は良好であるが、艶消し剤等を添加して半艶以下の光沢(60°光沢が50程度以下)の塗膜とした場合の耐汚染性、耐食性の保持性は不十分であった。
本発明は雨水等に対する耐汚染性及び耐食性の保持性に優れた塗膜を形成できる耐汚染塗料組成物、特に、半艶以下の光沢の塗装金属板の上塗塗膜形成に適した耐汚染塗料組成物を提供することである。
本発明者らは、従来の上記問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の水酸基含有ポリエステル樹脂を含有するポリエステル樹脂成分とブチルエーテル化メラミン樹脂を含有するメラミン樹脂成分とを含有する樹脂バインダに、特定のオルガノシリケート及び/又はその縮合物成分、及びフッ素原子含有非水分散型樹脂成分を含有する塗料組成物が、(特に、半艶以下の光沢(60°光沢が50程度以下)の塗膜において、)雨水等に対する耐汚染性の保持性に優れた塗膜を形成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち,本発明は以下の発明を包含する:
項1、(A)数平均分子量5000~30000、水酸基価5~100mgKOH/gである水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)を固形分として50~100質量%含有するポリエステル樹脂成分であって、該水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)が
(a1)多塩基酸成分及び
(a2)アルコール成分の反応によって得られるポリエステル樹脂成分、
(B)ブチルエーテル化メラミン樹脂(B1)を固形分として30~100質量%含有するメラミン樹脂成分、
(C)下記一般式で表されるオルガノシリケート及び/又はその縮合物成分:
一般式:(R1 )n-Si-(OR2)4-n
[式中、R1はエポキシ基又はメルカプト基で置換されていてもよい炭素数1~18のアルキル基又はフェニル基であり、R2は炭素数が1~6のアルキル基であり、nは0又は1である。]及び
(D)フッ素原子含有非水分散型樹脂
を含有する塗料組成物であって、
(A)成分及び(B)成分の固形分総量を基準にして、固形分として、
(C)成分の含有量が、1~20質量%であり、
(D)成分の含有量が、5~30質量%
であることを特徴とする耐汚染塗料組成物。
項1、(A)数平均分子量5000~30000、水酸基価5~100mgKOH/gである水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)を固形分として50~100質量%含有するポリエステル樹脂成分であって、該水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)が
(a1)多塩基酸成分及び
(a2)アルコール成分の反応によって得られるポリエステル樹脂成分、
(B)ブチルエーテル化メラミン樹脂(B1)を固形分として30~100質量%含有するメラミン樹脂成分、
(C)下記一般式で表されるオルガノシリケート及び/又はその縮合物成分:
一般式:(R1 )n-Si-(OR2)4-n
[式中、R1はエポキシ基又はメルカプト基で置換されていてもよい炭素数1~18のアルキル基又はフェニル基であり、R2は炭素数が1~6のアルキル基であり、nは0又は1である。]及び
(D)フッ素原子含有非水分散型樹脂
を含有する塗料組成物であって、
(A)成分及び(B)成分の固形分総量を基準にして、固形分として、
(C)成分の含有量が、1~20質量%であり、
(D)成分の含有量が、5~30質量%
であることを特徴とする耐汚染塗料組成物。
項2、フッ素原子含有非水分散型樹脂(D)が、フッ素原子含有分散安定剤(D1a)と有機溶剤(D1b)との混合液中で、重合性不飽和モノマーを共重合させて該混合液に不溶の重合体粒子(D1c)を形成させることにより調製することができる非水分散型樹脂である、項1に記載の耐汚染塗料組成物。
項3、フッ素原子含有分散安定剤(D1a)が、フルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート及び/又はフルオロオレフィンを含有する重合性不飽和モノマーを共重合することにより得られる重合体である、項2に記載の耐汚染塗料組成物。
項4、水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)を得る反応において、多塩基酸成分(a1)中の脂環族多塩基酸(a1-1)の合計含有量が、多塩基酸成分(a1)の総量を基準として、50~100mol%の範囲内である項1に記載の耐汚染塗料組成物。
項5、ポリエステル樹脂成分(A)及びメラミン樹脂成分(B)の固形分総量を基準にして、ポリエステル樹脂成分(A)を固形分として50~90質量%、及びメラミン樹脂成分(B)を固形分として10~50質量%含有する項1~3のいずれか1項に記載の耐汚染塗料組成物。
項6、さらに、艶消し剤(E)を含有する項1~4のいずれか1項に記載の耐汚染塗料組成物。
項7、金属板上の片面又は両面上に、クロムフリープライマー塗料によるプライマー塗膜を形成する工程、及び
プライマー塗膜の少なくとも一方の上に、項1項に記載の耐汚染塗料組成物による上塗塗膜を形成する工程
を含むことを特徴とする塗膜形成方法。
プライマー塗膜の少なくとも一方の上に、項1項に記載の耐汚染塗料組成物による上塗塗膜を形成する工程
を含むことを特徴とする塗膜形成方法。
項8、金属板上の片面又は両面上に、クロムフリープライマー塗料によるプライマー塗膜を形成する工程、及び
プライマー塗膜の少なくとも一方の上に、項1に記載の耐汚染塗料組成物による上塗塗膜を形成する工程
を含むこと特徴とする塗装金属板の製造方法。
プライマー塗膜の少なくとも一方の上に、項1に記載の耐汚染塗料組成物による上塗塗膜を形成する工程
を含むこと特徴とする塗装金属板の製造方法。
項9、項7または8に記載の方法により得られる、塗装金属板。
本発明の耐汚染塗料組成物は、特定の水酸基含有ポリエステル樹脂を含有するポリエステル樹脂成分とブチルエーテル化メラミン樹脂を含有するメラミン樹脂成分とを含有する樹脂バインダに、特定のオルガノシリケート及び/又はその縮合物成分、及びフッ素原子含有非水分散型樹脂成分を含有する塗料組成物であり、本塗料組成物により、特に、半艶以下の光沢(60°光沢が50程度以下)の塗膜において、雨水等に対する耐汚染性の保持性に優れた塗膜を形成することができる。
本発明の耐汚染塗料組成物による塗膜が、特に、半艶以下の光沢の塗膜とした場合において、雨水等に対する耐汚染性の保持性に優れた塗膜を形成することができる理由は、明らかではないが、以下のように考えている。
耐汚染性向上の目的で、フッ素原子の特性による撥水性、撥油性及び生成するシラノールによる親水化の相乗作用を狙い、フッ素原子含有重合体及びシリケート化合物(シリコーン化合物)を併用した耐汚染性塗料組成物がこれまでに多く提案されてきたが、併用による耐汚染性向上効果が不十分であった。これはフッ素原子含有成分及びシリケート成分がともに塗膜の表層に均一に存在していないためであると考えられる。
本発明の耐汚染塗料組成物における耐汚染性付与成分は、オルガノシリケート及び/又はその縮合物成分、及びフッ素原子含有非水分散型樹脂成分であり、フッ素原子含有重合体及びシリケート化合物を併用するものである。
本発明の塗料組成物においては、そのフッ素原子含有非水分散型樹脂成分が、分散安定剤を含有する有機溶剤中に、不溶の状態で分散している形態の重合体粒子であることから、これまでのフッ素原子含有重合体及びシリケート化合物(シリコーン化合物)を併用した耐汚染性塗料組成物に比べ、フッ素原子含有成分及びシリケート成分の両方が塗膜表面に均一に存在し、両者のより緻密で良好な分布状態が得られているためであると考えている。
艶消し剤等により半艶以下の光沢とした塗膜は、光沢のある塗膜に比べ、表面形状が凸凹であり、水の濡れが良く、耐加水分解性に関してより厳しい状況に曝されることから、従来のポリエステル塗料系とした場合、塗装表面の劣化(チョーキング等)が加速され、見栄えの悪い外観状態となりやすい。
本発明の耐汚染塗料組成物により得られる塗膜は、フッ素原子の特性による撥水性、撥油性及び生成するシラノールによる親水化の相乗作用が十分に発揮されることにより、耐汚染性に非常に優れていることから、従来のポリエステル塗料系に比較して、優れた外観及び耐汚染性の保持性を発揮することができるものと考えられる。
耐汚染塗料組成物
本発明の耐汚染塗料組成物は、下記のポリエステル樹脂成分(A)、メラミン樹脂成分(B)、オルガノシリケート及び/又はその縮合物成分(C)及びフッ素原子含有非水分散型樹脂成分(D)を含有する塗料組成物である。
本発明の耐汚染塗料組成物は、下記のポリエステル樹脂成分(A)、メラミン樹脂成分(B)、オルガノシリケート及び/又はその縮合物成分(C)及びフッ素原子含有非水分散型樹脂成分(D)を含有する塗料組成物である。
(A)ポリエステル樹脂成分
本発明の塗料組成物においてポリエステル樹脂成分(A)は、下記水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)を、ポリエステル樹脂成分(A)の固形分総量に対して、固形分として50~100質量%含有する。
本発明の塗料組成物においてポリエステル樹脂成分(A)は、下記水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)を、ポリエステル樹脂成分(A)の固形分総量に対して、固形分として50~100質量%含有する。
(A1)水酸基含有ポリエステル樹脂
ポリエステル樹脂成分(A)の必須成分である水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)は、通常、下記多塩基酸成分(a1)及びアルコール成分(a2)とのエステル化反応又はエステル交換反応によって製造することができる。
ポリエステル樹脂成分(A)の必須成分である水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)は、通常、下記多塩基酸成分(a1)及びアルコール成分(a2)とのエステル化反応又はエステル交換反応によって製造することができる。
上記多塩基酸成分(a1)としては、ポリエステル樹脂の製造に際して多塩基酸成分として通常使用される化合物を使用することができる。多塩基酸成分(a1)としては、例えば、脂環族多塩基酸(a1-1)、脂肪族多塩基酸(a1-2)、芳香族多塩基酸(a1-3)等を使用することができる。
脂環族多塩基酸(a1-1)は、一般に、1分子中に1個以上の脂環式構造(例えば、4~6員環)と2個以上のカルボキシル基を有する化合物、該化合物の酸無水物及び該化合物のエステル化物である。該脂環族多塩基酸(a1-1)としては、例えば、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸、3-メチル-1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、4-メチル-1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、1,3,5-シクロヘキサントリカルボン酸等の脂環族多価カルボン酸;これら脂環族多価カルボン酸の無水物;これら脂環族多価カルボン酸の低級アルキルエステル化物(ここで、本明細書において「低級アルキル」とは、例えば、炭素数1~5程度のアルキルを指す。)等が挙げられる。脂環族多塩基酸(a1-1)は単独でもしくは2種以上を組合せて使用することができる。
脂環族多塩基酸(a1-1)としては、特に、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物を好適に使用することができる。
上記のうち、耐加水分解性の観点から、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物を特に好適に使用することができる。
上記水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)を得る反応において、脂環族多塩基酸(a1-1)の合計含有量は、耐加水分解性及び耐汚染性の観点から、多塩基酸成分(a1)の総量を基準にして、50~100mol%、特に、70~100mol%、さらに特に、80~100mol%の範囲内であることが好ましい。
脂肪族多塩基酸(a1-2)は、一般に、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する脂肪族化合物、該脂肪族化合物の酸無水物、該脂肪族化合物のエステル化物等である。具体的には、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、オクタデカン二酸、クエン酸等の脂肪族多価カルボン酸;これら脂肪族多価カルボン酸の無水物;これら脂肪族多価カルボン酸の低級アルキルエステル化物等が挙げられる。脂肪族多塩基酸(a1-2)は単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
脂肪族多塩基酸(a1-2)としては、炭素数4~18のアルキル鎖を有するジカルボン酸を使用することが好ましい。上記炭素数4~18のアルキル鎖を有するジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、オクタデカン二酸等が挙げられ、なかでもアジピン酸を好適に使用することができる。
芳香族多塩基酸(a1-3)は、一般に、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物、該芳香族化合物の酸無水物、該芳香族化合物のエステル化物等である。具体的には、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸;これら芳香族多価カルボン酸の無水物;これら芳香族多価カルボン酸の低級アルキルエステル化物等が挙げられる。芳香族多塩基酸(a1-3)は単独でもしくは2種以上組合せて使用することができる。
上記多塩基酸(a1)以外に、酸成分として、例えば、ヤシ油脂肪酸、綿実油脂肪酸、麻実油脂肪酸、米ぬか油脂肪酸、魚油脂肪酸、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、桐油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸等の脂肪酸;ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、安息香酸、p-tert-ブチル安息香酸、シクロヘキサン酸、10-フェニルオクタデカン酸等のモノカルボン酸;乳酸、クエン酸、3-ヒドロキシブタン酸、3-ヒドロキシ-4-エトキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸等が挙げることができる。上記多塩基酸(a1)以外の酸成分は単独でもしくは2種以上組合せて使用することができる。
上記多塩基酸(a1)以外の酸成分のうち、脂肪酸(a3)を好適に使用することができる。脂肪酸(a3)は、直鎖炭化水素の1価のカルボン酸であり、例えば、ヤシ油脂肪酸、綿実油脂肪酸、麻実油脂肪酸、米ぬか油脂肪酸、魚油脂肪酸、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、桐油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸等の脂肪酸;ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等を挙げることができる。上記脂肪酸は単独でもしくは2種以上組み合わせて使用することができる。
これらのうち、耐侯性の観点から、不飽和度が低いもの、具体的には、ヨウ素価が20以下、特に10以下のものを好適に使用することができる。ヨウ素価は化合物の不飽和度を表わす指標となる数値であり、試料100gが吸収するヨウ素のg数で表わされる。測定はJIS K 5421の規格に従い行なうことができる。
上記不飽和度の観点から、脂肪酸(a3)としては、ヤシ油脂肪酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、特にヤシ油脂肪酸を好適に使用することができる。
アルコール成分(a2)としては、1分子中に2個以上の水酸基を有する多価アルコールを好適に使用することができる。上記多価アルコールとしては、例えば、脂環族ジオール(a2-1)、脂肪族ジオール(a2-2)、芳香族ジオール(a2-3)等を挙げることができる。
脂環族ジオール(a2-1)は、一般に、1分子中に1個以上の脂環式構造(例えば、4~6員環)と2個の水酸基を有する化合物である。該脂環族ジオール(a2-1)としては、例えば、1,4-シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF等の2価アルコール;これらの2価アルコールにε-カプロラクトン等のラクトン化合物を付加したポリラクトンジオール等が挙げられ、これらは単独でもしくは2種以上組合せて使用することができる。
脂肪族ジオール(a2-2)は、一般に、1分子中に2個の水酸基を有する脂肪族化合物である。該脂肪族ジオール(a2-2)としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、3-メチル-1,2-ブタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、2,3-ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、1,4-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、ネオペンチルグリコール等が挙げられ、これらは単独でもしくは2種以上組合せて使用することができる。
芳香族ジオール(a2-3)は、一般に、1分子中に2個の水酸基を有する芳香族化合物である。該芳香族ジオール(a2-3)としては、例えば、ビス(ヒドロキシエチル)テレフタレート等のエステルジオール化合物;ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられ、これらは単独でもしくは2種以上組合せて使用することができる。
前記脂環族ジオール(a2-1)、脂肪族ジオール(a2-2)及び芳香族ジオール(a2-3)以外の多価アルコールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等のポリエーテルジオール化合物;グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジグリセリン、トリグリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、ソルビトール、マンニット等の3価以上のアルコール;これらの3価以上のアルコールにε-カプロラクトン等のラクトン化合物を付加させたポリラクトンポリオール化合物等が挙げられる。
上記のうち、高分子量化及び脂肪酸(a3)を用いる場合の脂肪酸(a3)との変性反応の反応性向上の観点から、3価以上のアルコールを好適に使用することができる。
上記3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジグリセリン、トリグリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニット等の3価以上のアルコール;これらの3価以上のアルコールにε-カプロラクトン等のラクトン化合物を付加させたポリラクトンポリオール化合物;トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、トリス(2-ヒドロキシプロピル)イソシアヌレート、トリス(2-ヒドロキシブチル)イソシアヌレート等のトリス(ヒドロキシアルキル)イソシアヌレート等が挙げることができる。これらのうち、特に、トリメチロールプロパンが好ましい。
3価以上の多価アルコールを用いる場合、アルコール成分(a2)中の3価以上の多価アルコールの合計含有量は、アルコール成分(a2)の総量を基準にして、10~70mol%、特に20~65mol%、さらに特に好ましくは30~60mol%の範囲内であることが好ましい。
また、上記多価アルコール以外のアルコール成分(a2)として、例えば、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、ステアリルアルコール、2-フェノキシエタノール等のモノアルコール;プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、合成高分岐飽和脂肪酸のグリシジルエステル(商品名「カージュラE10」HEXION Specialty Chemicals社製)等のモノエポキシ化合物と酸とを反応させて得られたアルコール化合物等も必要に応じて使用することができる。
水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)の製造は、特に限定されるものではなく、通常の方法に従って行なうことができる。例えば、前記多塩基酸成分(a1)を必須成分とする酸成分とアルコール成分(a2)とを窒素気流中、150~250℃で、5~10時間反応させて、エステル化反応又はエステル交換反応を行なうことにより製造することができる。
上記エステル化反応又はエステル交換反応では、上記酸成分及びアルコール成分(a2)を一度に添加してもよいし、数回に分けて添加してもよい。また、はじめにカルボキシル基含有ポリエステル樹脂を合成した後、上記アルコール成分(a2)を用いて、該カルボキシル基含有ポリエステル樹脂中のカルボキシル基の一部をエステル化してもよい。さらに、はじめに水酸基含有ポリエステル樹脂を合成した後、酸無水物を反応させて、水酸基含有ポリエステル樹脂をハーフエステル化させてもよい。
前記エステル化又はエステル交換反応の際には、反応を促進させるために、触媒を用いてもよい。触媒としては、ジブチル錫オキサイド、三酸化アンチモン、酢酸亜鉛、酢酸マンガン、酢酸コバルト、酢酸カルシウム、酢酸鉛、テトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート等の既知の触媒を使用することができる。
また、水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)は、該樹脂の調製中、又はエステル化反応後もしくはエステル交換反応後に、脂肪酸、モノエポキシ化合物、ポリイソシアネート化合物等で変性することができる。
上記脂肪酸としては、例えば、ヤシ油脂肪酸、綿実油脂肪酸、麻実油脂肪酸、米ぬか油脂肪酸、魚油脂肪酸、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、桐油脂肪酸、ナタネ油脂肪酸、ヒマシ油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸等を挙げることができる。
上記モノエポキシ化合物としては、例えば、合成高分岐飽和脂肪酸のグリシジルエステル(商品名「カージュラE10」HEXION Specialty Chemicals社製)を好適に用いることができる。
上記ポリイソシアネート化合物としては、例えば、リジンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート化合物;水素添加キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチルシクロヘキサン-2,4-ジイソシアネート、メチルシクロヘキサン-2,6-ジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、1,3-(イソシアナトメチル)シクロヘキサン等の脂環族ジイソシアネート化合物;トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物;リジントリイソシアネート等の3価以上のポリイソシアネート等の有機ポリイソシアネートそれ自体、又はこれらの各有機ポリイソシアネートと多価アルコール、低分子量ポリエステル樹脂もしくは水等との付加物、あるいは上記した各有機ジイソシアネート同士の環化重合体(例えば、イソシアヌレート)、ビウレット型付加物等を挙げることができる。これらは、単独でもしくは2種以上組合せて使用することができる。
水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)の数平均分子量は、得られる塗膜の加工性、平滑性の観点から、5000~30000であり、特に7000~25000、さらに特に10000~20000の範囲内の数平均分子量を有することが好適である。
なお、本明細書において、数平均分子量及び重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)を用いて測定した数平均分子量及び重量平均分子量を、標準ポリスチレンの分子量を基準にして換算した値である。具体的には、ゲルパーミュエーションクロマトグラフとして、「HLC8120GPC」(商品名、東ソー(株)製)を使用し、カラムとして、「TSK-gel G4000HXL」、「TSK-gel G3000HXL」、「TSK-gel G2500HXL」及び「TSK-gel G2000HXL」(商品名、いずれも東ソー(株)製)の4本を使用し、移動相テトラヒドロフラン、測定温度40℃、流速1mL/min及び検出器RIの条件下で測定することができる。
水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)の水酸基価は、得られる塗膜の硬化性の観点から、5~100mgKOH/gであり、特に10~90mgKOH/g、さらに特に40~80mgKOH/gの範囲内の水酸基価を有することが好適である。
また、水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)の酸価は、加工性及び耐水性等の観点から、好ましくは30mgKOH/g以下、さらに好ましくは20mgKOH/g以下の範囲内であることが好適である。
水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)の数平均分子量、水酸基価及び酸価の調整は、例えば、前記多塩基酸成分(a1)を必須成分とする酸成分(多塩基酸成分(a1)および必要に応じて多塩基酸(a1)以外の酸成分)中のカルボキシル基と前記アルコール成分(a2)中の水酸基の当量比(COOH/OH)を調整する方法、又は前記エステル化反応又はエステル交換反応における反応温度や反応時間を調整する方法等によって行なうことができる。
上記多塩基酸成分(a1)を必須成分とする酸成分中のカルボキシル基とアルコール成分(a2)中の水酸基との当量比(COOH/OH)としては、一般に、0.5~0.98の範囲内であることが好適である。
また、水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)は、得られる塗膜の硬度、加工性などの観点から、0~50℃、好ましくは10~40℃の範囲内のガラス転移温度を有することが好適である。本明細書において、ガラス転移温度(Tg)は、示差熱分析(DSC)により測定される値(ガラス転移温度)である。
酸成分として、前記脂肪酸(a3)を使用する場合、水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)は、得られる塗膜の耐候性の観点から、3~30%、好ましくは5~20%の範囲内の油長を有することが好適である。ここで、油長とは、構成成分である多塩基酸成分(a1)及び脂肪酸(a3)を必須成分とする酸成分及びアルコール成分(a2)の総量に対する脂肪酸成分(a3)の質量%である。
ポリエステル樹脂成分(A)として、水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)以外のポリエステル樹脂(A2)も含めることができる。
ポリエステル樹脂(A2)は、常法により、多塩基酸成分(a1)を必須成分とする酸成分及びアルコール成分(a2)のエステル化反応又はエステル交換反応によって得られるポリエステル樹脂であり、多塩基酸成分(a1)を必須成分とする酸成分及びアルコール成分(a2)としては、上記水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)で例示したものを使用して、上記水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)で例示した方法と同様にして、製造することができる。
本発明において、ポリエステル樹脂成分(A)の固形分総量に対して、水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)の固形分含有量は、得られる塗膜の耐汚染性等の観点から、50~100質量%の範囲内である。好ましくは60~100質量%、さらに好ましくは70~100質量%の範囲内である。
メラミン樹脂成分(B)
本発明の塗料組成物において、メラミン樹脂成分(B)は、下記ブチルエーテル化メラミン樹脂(B1)を、メラミン樹脂成分(B)の固形分総量に対して、固形分として30~100質量%含有する。
本発明の塗料組成物において、メラミン樹脂成分(B)は、下記ブチルエーテル化メラミン樹脂(B1)を、メラミン樹脂成分(B)の固形分総量に対して、固形分として30~100質量%含有する。
(B1)ブチルエーテル化メラミン樹脂
ブチルエーテル化メラミン樹脂は、メラミンとホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドなどのアルデヒド成分との付加反応生成物(1量体及び多量体のいずれであってもよい)であるメチロール化メラミン樹脂中のメチロール基の一部又は全部を、n-ブチルアルコール又はイソブチルアルコールでエーテル化したメラミン樹脂である。ここで、ブチルエーテル化メラミン樹脂には、メチロール化メラミン樹脂中のメチロール基の一部又は全部を、n-ブチルアルコールでエーテル化したメラミン樹脂、イソブチルアルコールでエーテル化したメラミン樹脂、n-ブチルアルコール及びイソブチルアルコールでエーテル化したメラミン樹脂のいずれも含まれる。得られる塗膜の加工性、及び耐汚染性等の点から該ブチルエーテル化メラミン樹脂の数平均分子量が800~8000、特に、1000~5000の範囲内にあることが好ましい。ブチルエーテル化メラミン樹脂(B1)は、1種で又は2種以上の混合物として使用することができる。
ブチルエーテル化メラミン樹脂は、メラミンとホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドなどのアルデヒド成分との付加反応生成物(1量体及び多量体のいずれであってもよい)であるメチロール化メラミン樹脂中のメチロール基の一部又は全部を、n-ブチルアルコール又はイソブチルアルコールでエーテル化したメラミン樹脂である。ここで、ブチルエーテル化メラミン樹脂には、メチロール化メラミン樹脂中のメチロール基の一部又は全部を、n-ブチルアルコールでエーテル化したメラミン樹脂、イソブチルアルコールでエーテル化したメラミン樹脂、n-ブチルアルコール及びイソブチルアルコールでエーテル化したメラミン樹脂のいずれも含まれる。得られる塗膜の加工性、及び耐汚染性等の点から該ブチルエーテル化メラミン樹脂の数平均分子量が800~8000、特に、1000~5000の範囲内にあることが好ましい。ブチルエーテル化メラミン樹脂(B1)は、1種で又は2種以上の混合物として使用することができる。
ブチルエーテル化メラミン樹脂(B1)の市販品としては、例えば、ユーバン20SE、ユーバン225(以上、いずれも三井化学(株)製、商品名)、スーパーベッカミンJ820-60、スーパーベッカミンL-117-60、スーパーベッカミンL-109-65、スーパーベッカミン47-508-60、スーパーベッカミンL-118-60、スーパーベッカミンG821-60(以上、いずれもDIC(株)製、商品名)等を挙げることができる。
メラミン樹脂成分(B)としては、上記ブチルエーテル化メラミン樹脂(B1)以外のメラミン樹脂(メラミン樹脂(B2))を含めることができる。
具体的には、例えば、メラミンとホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドなどのアルデヒド成分との付加反応生成物(1量体及び多量体のいずれであってもよい)であるメチロール化メラミン樹脂中のメチロール基の一部又は全部を、n-ブチルアルコール及びイソブチルアルコール以外の1種又は2種以上のアルコールによってエーテル化したメラミン樹脂、n-ブチルアルコール及び/又はイソブチルアルコール、並びに、n-ブチルアルコール及びイソブチルアルコール以外の1種又は2種以上のアルコールによってエーテル化したメラミン樹脂を挙げることができる。エーテル化に用いられるn-ブチルアルコール及びイソブチルアルコール以外のアルコールの例としてはメチルアルコール、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、2-エチルブタノール、2-エチルヘキサノール等の1価アルコールを挙げることができる。メラミン樹脂(B2)の具体例として、メチルアルコールによりエーテルされたメラミン樹脂(メチルエーテル化メラミン樹脂)、メチルアルコール及びブチルアルコールによりエーテルされたメラミン樹脂(メチル/ブチル混合エーテル化メラミン樹脂)などが挙げられる。
メチルアルコールによりエーテルされたメラミン樹脂としては、例えば、スミマールM-100、スミマールM-40S、スミマールM-55(いずれも住友化学(株)製、商品名)、サイメル300、サイメル303、サイメル325、サイメル327、サイメル350、サイメル370、サイメル730、サイメル736、サイメル738(以上、いずれも日本サイテックインダストリイズ(株)製、商品名)、メラン522、メラン523(以上、いずれも日立化成工業(株)製、商品名)、ニカラックMS17、ニカラックMS15、ニカラックMS001、ニカラックMX430、ニカラックMX650(いずれも(株)三和ケミカル製、商品名)、レジミン740、レジミン741、レジミン747(以上、いずれもモンサント社製、商品名)等のメチルエーテル化メラミン樹脂を挙げることができる。
メチルアルコール及びブチルアルコールによりエーテルされたメラミン樹脂としては、例えば、サイメル232、サイメル235、サイメル202、サイメル238、サイメル254、v266、サイメル272、サイメル1130、サイメルXV-514、サイメルXV805(いずれも日本サイテックインダストリイズ(株)製、商品名)、スミマールM66B(住友化学(株)製、商品名)、レジミン753、レジミン755(以上、いずれもモンサント社製、商品名)等のメチル/ブチル混合エーテル化メラミン樹脂を挙げることができる。
本発明において、メラミン樹脂成分(B)の固形分総量に対して、ブチルエーテル化メラミン樹脂(B1)の固形分含有量は、得られる塗膜の加工性及び耐汚染性の保持性の観点から、30~100質量%の範囲内である。好ましくは50~100質量%、さらに好ましくは70~100質量%の範囲内である。
ブチルエーテル化メラミン樹脂(B1)は、メチルエーテル化メラミン樹脂、メチル/ブチル混合エーテル化メラミン樹脂などと比べ極性が低く、基体樹脂であるポリエステル樹脂(A)との相溶性が良好である。そのため、ブチルエーテル化メラミン樹脂(B1)を含有する耐汚染塗料組成物から得られる塗膜は、架橋の均一性が優れている。
また、ブチルエーテル化メラミン樹脂(B1)は、メチルエーテル化メラミン樹脂、メチル/ブチル混合エーテル化メラミン樹脂と比べ塗膜中の表層への局在化が生じにくい。そのため、ブチルエーテル化メラミン樹脂(B1)を含有する耐汚染塗料組成物から得られる塗膜は、耐侯性も優れている。
また、ポリエステル樹脂成分(A)とメラミン樹脂成分(B)との硬化反応を促進するため、必要に応じて、硬化触媒を使用することができる。この硬化反応を促進するための硬化触媒としては、一般に、スルホン酸化合物又はスルホン酸化合物の中和物が用いることができる。
スルホン酸化合物としては、p-トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン酸等を挙げることができる。スルホン酸化合物の中和物における中和剤としては、1級アミン、2級アミン、3級アミン、アンモニア、苛性ソーダ、苛性カリなどの塩基性化合物を挙げることができる。
本発明の耐汚染塗料組成物において、上記ポリエステル樹脂成分(A)及びメラミン樹脂成分(B)の比率は、ポリエステル樹脂成分(A)及びメラミン樹脂成分(B)の総量を基準にして、ポリエステル樹脂成分(A)が50~90質量%、特に、60~80質量%、メラミン樹脂成分(B)が10~50質量%、特に、20~40質量%であることが、得られる塗膜の硬化性、耐汚染性、機械的強度、加工性、耐溶剤性、耐食性、耐候性等の観点から好ましい。
(C)オルガノシリケート及び/又はその縮合物成分
本発明の(C)成分は、
一般式:(R1 )n -Si-(OR2 )4-n
[式中、R1はエポキシ基又はメルカプト基で置換されていてもよい炭素数1~18のアルキル基又はフェニル基であり、R2は炭素数が1~6のアルキル基であり、nは0または1である。]
で表わされるオルガノシリケート及び/又はその縮合物である。
本発明の(C)成分は、
一般式:(R1 )n -Si-(OR2 )4-n
[式中、R1はエポキシ基又はメルカプト基で置換されていてもよい炭素数1~18のアルキル基又はフェニル基であり、R2は炭素数が1~6のアルキル基であり、nは0または1である。]
で表わされるオルガノシリケート及び/又はその縮合物である。
本発明の塗料組成物に使用される(C)成分は、塗布後に効率よく基材表面で親水化効果を発揮するために配合されるものであり、この効果の観点から、上記オルガノシリケートの縮合物がより好ましい。
上記一般式におけるR1の具体例としては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、n-オクチル、2-エチルヘキシル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、グリシジル、メチルグリシジル(2-メチルグリシジル)、メルカプトメチル、2-メルカプトエチル、2-メルカプトプロピル、3-メルカプトプロピル、4-メルカプトブチル、フェニル、p-メルカプトフェニル基などを挙げることができる。
(C)成分のオルガノシリケートの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトライソブトキシシランなどの4官能シラン;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリn-ブトキシシラン、メチルトリイソブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリn-ブトキシシラン、フェニルトリイソブトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ラウリルトリメトキシシラン、ラウリルトリエトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトエチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン、メルカプトエチルトリエトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン等の3官能シランが挙げられる。上記オルガノシリケートの縮合物としては、これらの4官能もしくは3官能シランの1種又は2種以上の組合せでの縮合物などが挙げられる。
オルガノシリケートの縮合物は、常法により製造することができ、市販品としては、例えば、MKCシリケートMS51、MS56、MS57、MS56S、MS56SB5、MS58B15、MS58B30、ES40、EMS31、BTS(以上、いずれも三菱化学(株)製、商品名)、メチルシリケート51、エチルシリケート40、エチルシリケート40T、エチルシリケート48(以上、いずれもコルコート(株)製、商品名)、KR500、KR9218、X-41-1805、X-41-1810、X-41-1818、X-41-1053、X-41-1056(以上、いずれも信越化学工業(株)製、商品名)等を挙げることができる。また、これらのオルガノシリケートの縮合物を単体で、又は2種以上を組合せて部分加水分解縮合することによっても得ることができる。オルガノシリケートの縮合物は、分枝状もしくは直鎖状の縮合物であって、縮合度が2~100、好ましくは2~20であることが好適である。本発明の塗料組成物においては、(C)成分のオルガノシリケートやオルガノシリケートの縮合物は、単独で用いてもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。
前記一般式で表わされるオルガノシリケート及び/又はその縮合物において、OR2基としてメトキシ基と炭素原子数2~6のアルコキシ基とを有し、メトキシ基/炭素原子数2~6のアルコキシ基との数の比が95/5~30/70の範囲内であることが、塗料作成後の可使時間(ポットライフ)の観点から好適である。
本発明の塗料組成物において、(C)成分の固形分含有量は、(A)成分及び(B)成分の固形分総量を基準にして、1~20質量%であり、好ましくは1~10質量%、さらに好ましくは3~7質量%である。
(C)成分量が上記範囲内にあることによって、(C)成分配合を含有する効果が発揮され、得られる塗膜の初期耐汚染性、及び耐汚染性の保持性、並びに塗膜の機械的強度及び耐久性の面からも好適である。
(D)フッ素原子含有非水分散型樹脂成分
本発明の塗料組成物の(D)成分は、フッ素原子含有非水分散(Non Aqueous Dispersion、NAD)型樹脂である。フッ素原子含有非水分散型樹脂は、フッ素原子含有非水分散液と換言することもできる。該(D)成分としては、具体的には、フッ素原子含有分散安定剤を含む有機溶剤液中で重合体粒子が分散している非水分散型樹脂(D1)及び分散安定剤を含む有機溶剤液中でフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレートを構成成分とする重合体粒子が分散している非水分散型樹脂(D2)等をあげることができる。
本発明の塗料組成物の(D)成分は、フッ素原子含有非水分散(Non Aqueous Dispersion、NAD)型樹脂である。フッ素原子含有非水分散型樹脂は、フッ素原子含有非水分散液と換言することもできる。該(D)成分としては、具体的には、フッ素原子含有分散安定剤を含む有機溶剤液中で重合体粒子が分散している非水分散型樹脂(D1)及び分散安定剤を含む有機溶剤液中でフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレートを構成成分とする重合体粒子が分散している非水分散型樹脂(D2)等をあげることができる。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート又はメタクリレートを示す。
非水分散型樹脂(D1)の具体例として、フッ素原子含有分散安定剤(D1a)と有機溶剤(D1b)との混合液中で、重合性不飽和モノマーを共重合させて該混合液に不溶の重合体粒子(D1c)を形成させることにより調製することができる非水分散型樹脂が例示される。非水分散型樹脂(D1)は、分散媒、重合体粒子(分散粒子)および分散安定剤を含む非水分散型樹脂において、分散安定剤がフッ素原子を含有している分散安定剤である非水分散型樹脂、と換言することができるが、これに限定されるものではない。あるいは、非水分散型樹脂(D1)は、フッ素原子含有分散安定剤を含む有機溶剤液中で重合体粒子が分散している非水分散液であり、フッ素原子含有分散安定剤(D1a)を含有する有機溶剤(D1b)中で、これらに不溶の重合体粒子(D1c)が分散している非水分散液であってもよい。
分散安定剤(D1a)はフッ素原子を含有しており、重合体粒子(D1c)を有機溶剤(D1b)中で安定に分散させるための分散安定剤である。分散安定剤(D1a)は、有機溶剤(D1b)と相互に溶解し、重合体粒子(D1c)とは相溶しないものが好ましい。
分散安定剤(D1a)としては、例えば、フルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート(F-アクリレート)及び/又はフルオロオレフィンを含有する重合性不飽和モノマーを共重合することにより得られる重合体を適用することができる。該重合体には必要に応じて、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、シラノール基、アルコキシシリル基等から選ばれた官能基を1分子あたり1個以上含有させることができる。
分散安定剤(D1a)はフッ素原子を含有しており、重合体粒子(D1c)を有機溶剤(D1b)中で安定に分散させるための分散安定剤である。分散安定剤(D1a)は、有機溶剤(D1b)と相互に溶解し、重合体粒子(D1c)とは相溶しないものが好ましい。
分散安定剤(D1a)としては、例えば、フルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート(F-アクリレート)及び/又はフルオロオレフィンを含有する重合性不飽和モノマーを共重合することにより得られる重合体を適用することができる。該重合体には必要に応じて、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、シラノール基、アルコキシシリル基等から選ばれた官能基を1分子あたり1個以上含有させることができる。
上記のフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート(F-アクリレート)としては、例えば、
一般式 CH2 =C(R)-COO-(CH2)n -Rf
[Rは水素原子またはメチル基、nは1~10の整数、Rfは炭素数1~21個の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基である]
で示される化合物をあげることができる。ここで「フルオロアルキル基」は炭素原子数1~21個の直鎖状または分岐状の炭化水素基の水素の一部もしくは全部がフッ素原子に置換した基である。かかるF-アクリレートとして、例えば、パーフルオロメチルメチルアクリレート、パーフルオロメチルメチルメタクリレート、パーフルオロブチルエチルアクリレート、パーフルオロブチルエチルメタクリレート、パーフルオロイソノニルエチルアクリレート、パーフルオロイソノニルエチルメタクリレート、パーフルオロオクチルエチルアクリレート、パーフルオロオクチルエチルメタクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルアクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルメタクリレート、1H,1H,5H-オクタフルオロペンチルアクリレート、1H,1H,5H-オクタフルオロペンチルメタクリレート等をあげることができる。
一般式 CH2 =C(R)-COO-(CH2)n -Rf
[Rは水素原子またはメチル基、nは1~10の整数、Rfは炭素数1~21個の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基である]
で示される化合物をあげることができる。ここで「フルオロアルキル基」は炭素原子数1~21個の直鎖状または分岐状の炭化水素基の水素の一部もしくは全部がフッ素原子に置換した基である。かかるF-アクリレートとして、例えば、パーフルオロメチルメチルアクリレート、パーフルオロメチルメチルメタクリレート、パーフルオロブチルエチルアクリレート、パーフルオロブチルエチルメタクリレート、パーフルオロイソノニルエチルアクリレート、パーフルオロイソノニルエチルメタクリレート、パーフルオロオクチルエチルアクリレート、パーフルオロオクチルエチルメタクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルアクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルメタクリレート、1H,1H,5H-オクタフルオロペンチルアクリレート、1H,1H,5H-オクタフルオロペンチルメタクリレート等をあげることができる。
また、フルオロオレフィンとしては、例えば、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレンなどをあげることができる。分散安定剤(D1a)を得るための重合性不飽和モノマーとして、上記F-アクリレート及び上記フルオロオレフィンからなる群から選ばれる1種もしくは2種以上を使用することができる。
分散安定剤(D1a)は、F-アクリレート及びフルオロオレフィンからなる群から選ばれる1種もしくは2種以上を重合させるか、またはF-アクリレート及びフルオロオレフィンからなる群から選ばれる1種もしくは2種以上とその他の重合性不飽和モノマーとを重合させることにより調製することができる。その他の重合性不飽和モノマーとしては、ラジカル重合性の不飽和モノマーであれば特に制限されない。例えば以下の重合性不飽和モノマーを挙げることができる。
アクリル酸又はメタクリル酸のエステル(i):アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸イソボルニル、メタクリル酸イソボルニル、アクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸ラウリル等のアクリル酸又はメタクリル酸のC1~20アルキルエステル;アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル等のアクリル酸又はメタクリル酸のC3~20シクロアルキルエステル;アリルアクリレート、アリルメタクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸のC2~8アルケニルエステル;アリルオキシエチルアクリレート、アリルオキシエチルメタクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸のC3~20アルケニルオキシアルキルエステル;等。
グリシジル基含有不飽和モノマー(ii):グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等。
水酸基含有不飽和モノマー(iii):ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸のC2~8ヒドロキシアルキルエステル;ヒドロキシブチルビニルエーテル等のヒドロキシアルキルビニルエーテル;アリルアルコール、メタアリルアルコール;等。
アルコキシシリル基含有不飽和モノマー(iv):γ-アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、β-アクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、γ-メタクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、γ-アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2-メトキシエトキシ)シラン等。
不飽和カルボン酸(v):アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸等。
イソシアネート基含有不飽和モノマー(vi):イソシアナトエチルアクリレート、m-イソプロペニル-α,α-ジメチルベンジルイソシアネート等。
重合性不飽和結合を2個以上有する不飽和モノマー(vii):エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等。
ビニル芳香族化合物(viii):スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、p-クロルスチレンビニルピリジン等。
(i)~(viii)以外のその他の重合性不飽和モノマー(iv):アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メチルイソプロペニルケトン、酢酸ビニル、ベオバモノマー(シェル化学社製、商品名)、ビニルプロピオネート、ビニルピバレート、プロピオン酸ビニル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、エチレン、プロピレン、ブタジエン、N,N-ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート、アクリルアミド、ビニルピリジン等。
分散安定剤(D1a)を調製するための重合反応において、F-アクリレート及び/又はフルオロオレフィンとその他の重合性不飽和モノマーとを共重合してなる系での両者(F-アクリレート及び/又はフルオロオレフィン、並びに、その他の重合性不飽和モノマーの2成分)の比率は任意に選択することができる。耐汚染性の観点から、該両成分の固形分総量を基準にして、F-アクリレート及び/又はフルオロオレフィンが、固形分として、100~1質量%、特に30~5質量%であることが好ましく、その他の重合性不飽和モノマーが、固形分として、0~99質量%、特に70~95質量%の範囲内であることが好ましい。
F-アクリレート及びフルオロオレフィンから選ばれた1種もしくは2種以上の重合反応、又はこれらとその他の重合性不飽和モノマーとの共重合反応はラジカル重合開始剤の存在下で行うことが好ましい。ラジカル重合開始剤としては、例えば2,2-アゾイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物、ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、tert-ブチルパーオクトエートなどの過酸化物があげられる。これらの開始剤の使用量は、F-アクリレート及び/又はフルオロオレフィンと必要に応じて使用されるその他の重合性不飽和モノマーとの固形分総量に対して、固形分として、0.2~10質量%、特に、0.5~5質量%の範囲内であることが好ましい。
分散安定剤(D1a)を調製するための重合反応において、その他の重合性不飽和モノマーとして、(ii)グリシジル基含有不飽和モノマー、(iii)水酸基含有不飽和モノマー、(iv)アルコキシシリル基含有不飽和モノマー、(v)不飽和カルボン酸、(vi)イソシアネート基含有不飽和モノマー等を使用することにより、グリシジル基、水酸基、アルコキシシリル基、カルボキシル基、イソシアネート基等の官能基を有する分散安定剤を得ることができる。特に、水酸基を有する分散安定剤は、水酸基を有せしめた重合体粒子(D1c)と共に前記メラミン樹脂成分(B)及び、前記オルガノシリケート及び/又はその縮合物成分(C)と反応して、三次元に架橋した硬化塗膜を形成することができる。
分散安定剤(D1a)としては、1分子中に平均して0.1個以上の重合性不飽和結合を有するものを好適に使用することができる。分散安定剤(D1a)に重合性不飽和結合を有せしめておくと、重合体粒子(D1c)との間に共有結合を形成させることができるので、非水分散型樹脂の貯蔵安定性、機械的安定性、耐汚染性等が向上するので好ましい。
分散安定剤(D1a)に重合性不飽和結合を導入する方法としては、該分散安定剤中に存在せしめた官能基に該官能基と反応する他の官能基を含有する重合性不飽和モノマーを反応させる方法を挙げることができる。例えば、カルボキシル基を含有する分散安定剤(D1a)にグリシジル基含有重合性不飽和モノマー(例えばグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル等)を反応させることによって、該分散安定剤に重合性不飽和結合を導入することができる。また、逆に、グリシジル基を含有する分散安定剤(D1a)にカルボキシル基含有重合性モノマー(例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等)を反応させることによっても、該分散安定剤に重合性不飽和結合を導入することができる。このような官能基の組合せとしては、上記の他に、酸無水物基と水酸基、酸無水物基とメルカプタン基、イソシアネート基と水酸基等を挙げることができる。
分散安定剤(D1a)として、フッ素原子含有を含有する樹脂(フッ素樹脂、例えばF-アクリレート及び/又はフルオロオレフィンとその他の重合性不飽和モノマーとを共重合して得られる樹脂)、または、該フッ素樹脂に重合性不飽和結合を導入した分散安定剤を好適に用いることができる。このようなフッ素樹脂として、ルミフロンLF800(旭硝子(株))等の市販のフッ素樹脂を挙げることができる。
分散安定剤(D1a)の分子量は、特に制限されないが、数平均分子量で1000~60000、特に2000~30000の範囲内であるのが好ましい。
有機溶剤(D1b)としては、上記分散安定剤(D1a)及び重合体粒子(D1c)を調製するために使用するフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート及び/又はフルオロオレフィン、並びにその他の重合性不飽和モノマー等の重合性不飽和モノマーを溶解するが、該重合性不飽和モノマーから得られる重合体粒子(D1c)を実質的に溶解しないものを使用することができる。
したがって、使用する分散安定剤(D1a)及び重合体粒子(D1c)の組成や分子量等の特性値等によって任意に選択されるが、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、キシレン、トルエン、シクロヘキサン等の芳香族炭化水素;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソブチル、酢酸アシル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、2-エチルヘキシルアセテート、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル等のエステル化合物;セロソルブ、ブチルセロソルブ、イソプロピルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のエーテル化合物;エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、i-ブチルアルコール、オクチルアルコール、ヘキシルアルコール等のアルコール;メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、メチルエチルケトン、イソホロン、アセトフェノン、エチルイソアミルケトン、メチルイソアミルケトン、エチルブチルケトン等のケトン化合物等の有機溶剤を挙げることができる。一般には、脂肪族炭化水素有機溶剤を主体にし、これに適宜芳香族炭化水素、アルコール、エーテル化合物、エステル化合物又はケトン化合物等の有機溶剤を組合せたものを使用することが好ましい。このような好ましい有機溶剤として、原油を分留して得られるミネラルスピリット(例えば、JIS K 2201 4号に規定するもの。)が挙げられる。
非水分散型樹脂(D1)は、例えば、フッ素原子含有分散安定剤(D1a)と有機溶剤(D1b)との混合液中で、重合性不飽和モノマーを共重合させて該混合液に不溶の重合体粒子(D1c)を形成させることにより調製することができる。
非水分散型樹脂(D1)は、例えば、フッ素原子含有分散安定剤(D1a)と有機溶剤(D1b)との混合液中で、重合性不飽和モノマーを共重合させて該混合液に不溶の重合体粒子(D1c)を形成させることにより調製することができる。
重合体粒子(D1c)を得るための重合性不飽和モノマーはラジカル重合性の不飽和モノマーであれば特に制限されない。具体的には上記フッ素原子含有分散安定剤(D1a)で「その他の重合性不飽和モノマー」として例示した、アクリル酸又はメタクリル酸のエステル(i)、グリシジル基含有不飽和モノマー(ii)、水酸基含有不飽和モノマー(iii)、アルコキシシリル基含有不飽和モノマー(iv)、不飽和カルボン酸(v)、イソシアネート基含有不飽和モノマー(vi)、重合性不飽和結合を2個以上有する不飽和モノマー(vii)、ビニル芳香族化合物(viii)、(i)~(viii)以外のその他の重合性不飽和モノマー(iv)等をあげることができる。さらに、重合体粒子(D1c)を調製するための重合性不飽和モノマーとして、前記F-アクリレートを使用することもできる。
重合体粒子(D1c)を得るための上記重合性不飽和モノマーの重合反応はラジカル重合開始剤の存在下で行うことが好ましい。ラジカル重合性開始剤としては、例えば、2,2-アゾイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物、ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、tert-ブチルパーオクトエート等の過酸化物があげられ、これらの開始剤の使用量は重合性不飽和モノマーの総量を基準にして、0.2~10質量%、特に、0.5~5質量%の範囲内であることが好ましい。
重合体粒子(D1c)は、重合性不飽和モノマーとして、前記したグリシジル基含有不飽和モノマー(ii)、水酸基含有不飽和モノマー(iii)、アルコキシシリル基含有不飽和モノマー(iv)、不飽和カルボン酸(v)、イソシアネート基含有不飽和モノマー(vi)等を使用することにより、これらの官能基を有する重合体粒子(D1c)を得ることができる。
特に、水酸基を有する重合体粒子は、水酸基を有せしめた分散安定剤(D1a)と共に前記メラミン樹脂成分(B)及び、オルガノシリケート及び/又はその縮合物成分(C)と反応して三次元に架橋した硬化塗膜を形成することができる。
重合体粒子(D1c)の数平均分子量は、耐汚染性の観点から、10000以上、特に、20000以上の範囲内であることが好ましい。
重合体粒子(D1c)として、耐汚染性向上の観点から、粒子内架橋した重合体粒子を好適に使用することができる。
粒子内架橋した重合体粒子とするには、例えば、相互に反応する官能基を有する重合性不飽和モノマーの組合せを重合性不飽和モノマーの構成成分として使用する方法、重合性不飽和結合を2個以上有する不飽和モノマー(vii)を重合性不飽和モノマーの構成成分として使用する方法等をあげることができる。
上記のうち、重合反応の安定性の観点から、相互に反応する官能基を有する重合性不飽和モノマーの組合せを重合性不飽和モノマーの構成成分として使用する方法を好適に使用することができる。
具体的には、例えば、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等)とグリシジル基含有重合性不飽和モノマー(例えばグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル等)を重合性不飽和モノマーの構成成分として使用し、それぞれの重合性不飽和モノマーが有するカルボキシル基とグリシジル基とを付加反応させることにより、粒子内架橋した重合体粒子を調整することができる。
このような官能基の組合せとしては、カルボキシル基とグリシジル基の他に、酸無水物基と水酸基、酸無水物基とメルカプタン基、イソシアネート基と水酸基等の組合せを挙げることができる。
非水分散型樹脂(D1)において、分散安定剤(D1a)と重合体粒子(D1c)との比率は任意に選択できるが、非水分散型樹脂(D1)の貯蔵安定性と耐汚染性の観点から、該両成分の総量に基づいて、分散安定剤(D1a)が、3~70質量%、特に5~60質量%、重合体粒子(D1c)が、97~30質量%、特に95~40質量%の範囲内であることが好ましい。
また、分散安定剤(D1a)と重合体粒子(D1c)との合計濃度は、分散安定剤(D1a)、有機溶剤(D1b)及び重合体粒子(D1c)の総量を基準にして、30~70質量%、特に40~60質量%の範囲内であることが好ましい。
分散安定剤(D1a)を含有する有機溶剤(D1b)中における、重合体粒子(D1c)を得るための重合性不飽和モノマーの重合反応は、一般に60~160℃程度の温度で約1~15時間で行なうことができる。このようにして得られる非水分散型樹脂(D1)は、特に重合体粒子(D1c)の点において、極めて分散安定性に優れている。
非水分散型樹脂(D1)の平均粒子径は、耐汚染性の観点から、20~500nm、特に50~400nm、さらに特に、100~300nmの範囲内であることが好ましい。
本明細書において、平均粒子径とは、サブミクロン粒度分布測定装置「COULTER N4型」(ベックマン・コールター社製)を用いて、試料をキシレンで希釈し20℃の条件下で測定した値である。
非水分散型樹脂(D2)は、分散安定剤を含む有機溶剤液中でフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレートを構成成分とする重合体粒子が分散している非水分散型樹脂である。非水分散型樹脂(D2)の具体例としては、分散安定剤(D2a)と有機溶剤(D2b)との混合液中で、フルオロアルキル基含有(メタ)アクリレートとその他の重合性不飽和モノマーとを共重合させて該混合液に不溶の重合体粒子(D2c)を形成させることにより調整することができる非水分散型樹脂を挙げることができる。非水分散型樹脂(D2)は、分散安定剤(D2a)を含有する有機溶剤(D2b)中で該分散安定剤および有機溶剤に不溶の重合体粒子(D2c)が分散している非水分散型樹脂であって、該重合体粒子(D2c)がフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレートとその他の重合性不飽和モノマーとの共重合体からなる非水分散型樹脂であってもよい。
分散安定剤(D2a)は、重合体粒子(D2c)を有機溶剤(D2b)中で安定に分散させるためのものであり、有機溶剤(D2b)と相互に溶解し、重合体粒子(D2c)とは相溶しないものが好ましい。
具体的には、例えば、アクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、フッ素含有樹脂等を挙げることができる。これらの樹脂には必要に応じて、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、シラノ-ル基、アルコキシシラン基等から選ばれた官能基を1分子あたり1個以上含有させることができる。
さらに、分散安定剤(D2a)としては、1分子あたり平均0.1個以上の重合性不飽和結合を有するものを好適に使用することができる。重合性不飽和結合を導入する方法としては、例えば、カルボキシル基を含有する分散安定剤に、グリシジル基含有重合性不飽和モノマー(例えばグリシジルアクリレ-ト、グリシジルメタクリレ-ト、アリルグリシジルエ-テル等)を反応させる方法、また、逆に、グリシジル基を含有する分散安定剤に、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等)を反応させる方法等を挙げることができる。このような官能基の組合せとしては、上記の他に、酸無水物基と水酸基、酸無水物基とメルカプタン基、イソシアネ-ト基と水酸基の組合せ等を挙げることができる。
分散安定剤(D2a)に重合性不飽和結合を導入しておくと、重合体粒子(D2c)との間に共有結合が形成させることができるので、非水分散型樹脂の貯蔵安定性、機械的安定性、耐汚染性等を向上させることができるので好ましい。
分散安定剤(D2a)の分子量は特に制限されないが、数平均分子量で1000~60000、特に2000~30000の範囲内であるのが好ましい。
有機溶剤(D2b)は上記分散安定剤(D2a)及び重合体粒子(D2c)を調製するためのフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレートやその他の重合性不飽和モノマー等の重合性不飽和モノマーを溶解するが、該重合性不飽和モノマーから得られる重合体粒子(D2c)を実質的に溶解しないものを使用することができる。
したがって、使用する分散安定剤(D2a)及び重合体粒子(D2c)の組成や分子量等の特性値によって任意に選択され、有機溶剤(D2b)としては、例えば、前記有機溶剤(D1b)として、例示したものを同様に使用することができる。一般には、脂肪族炭化水素有機溶剤を主体にし、これに適宜芳香族炭化水素、アルコール、エーテル化合物、エステル化合物又はケトン化合物等の有機溶剤を組合せたものを使用することが好ましい。このような好ましい有機溶剤として、原油を分留して得られるミネラルスピリット(例えば、JIS K 2201 4号に規定するもの。)が挙げられる。
非水分散型樹脂(D2)は、例えば、分散安定剤(D2a)と有機溶剤(D2b)との混合液中で、フルオロアルキル基含有(メタ)アクリレートとその他の重合性不飽和モノマーとを共重合させて該混合液に不溶の重合体粒子(D2c)を形成させることにより調整することができる。
重合体粒子(D2c)を得るためのフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート(F-アクリレート)としては、例えば、
一般式 CH2 =C(R)-COO-(CH2)n -Rf
[Rは水素原子またはメチル基、nは1~10の整数、Rfは炭素数1~21個の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基である]
で示される化合物をあげることができる。ここで「フルオロアルキル基」は炭素原子数1~21個の直鎖状または分岐状の炭化水素基の水素の一部もしくは全部がフッ素原子に置換した基である。具体的には、前記分散安定剤(D1a)で例示したものを同様に使用することができる。
一般式 CH2 =C(R)-COO-(CH2)n -Rf
[Rは水素原子またはメチル基、nは1~10の整数、Rfは炭素数1~21個の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基である]
で示される化合物をあげることができる。ここで「フルオロアルキル基」は炭素原子数1~21個の直鎖状または分岐状の炭化水素基の水素の一部もしくは全部がフッ素原子に置換した基である。具体的には、前記分散安定剤(D1a)で例示したものを同様に使用することができる。
その他の重合性不飽和モノマーとしては、上記F-アクリレート以外のラジカル重合性の不飽和モノマーであれば特に制限なく使用することができる。
具体的には前記分散安定剤(D1a)で「その他の重合性不飽和モノマー」として例示した、アクリル酸又はメタクリル酸のエステル(i)、グリシジル基含有不飽和モノマー(ii)、水酸基含有不飽和モノマー(iii)、アルコキシシリル基含有不飽和モノマー(iv)、不飽和カルボン酸(v)、イソシアネート基含有不飽和モノマー(vi)、重合性不飽和結合を2個以上有する不飽和モノマー(vii)、ビニル芳香族化合物(viii)、(i)~(viii)以外のその他の重合性不飽和モノマー(iv)等を同様に使用することができる。
重合体粒子(D2c)において、F-アクリレートとその他の重合性不飽和モノマーとの比率は任意に選択することができるが、耐汚染性の観点から、該両成分の総量を基準にして、F-アクリレートが90~1質量%、特に30~5質量%、その他の重合性不飽和モノマーが、10~99質量%、特に70~95質量%の範囲内であることが好ましい。
F-アクリレートとその他の重合性不飽和モノマーとの共重合反応はラジカル重合開始剤の存在下で行うことが好ましい。ラジカル重合開始剤としては、例えば2,2-アゾイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物、ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、tert-ブチルパーオクトエート等の過酸化物があげられ、これらの開始剤の使用量はF-アクリレートとその他の重合性不飽和モノマーとの総量に対して、0.2~10重量%、特に、0.5~5重量%の範囲内であることが好ましい。
重合体粒子(D2c)は、重合性不飽和モノマーとして、前記したグリシジル基含有不飽和モノマー(ii)、水酸基含有不飽和モノマー(iii)、アルコキシシリル基含有不飽和モノマー(iv)、不飽和カルボン酸(v)、イソシアネート基含有不飽和モノマー(vi)等を使用することにより、これらの官能基を有する重合体粒子を得ることができる。
特に、水酸基を有する重合体粒子は、水酸基を有せしめた分散安定剤(D2a)と共に前記メラミン樹脂成分(B)及び、オルガノシリケート及び/又はその縮合物成分(C)と反応して三次元に架橋した硬化塗膜を形成することができる。
重合体粒子(D2c)の数平均分子量は、耐汚染性の観点から、10000以上、特に、20000以上の範囲内であることが好ましい。
重合体粒子(D2c)として、耐汚染性向上の観点から、粒子内架橋した重合体粒子を好適に使用することができる。
粒子内架橋した重合体粒子とするには、例えば、相互に反応する官能基を有する重合性不飽和モノマーの組合せを重合性不飽和モノマーの構成成分として使用する方法、前記重合性不飽和結合を2個以上有する不飽和モノマー(vii)を重合性不飽和モノマーの構成成分として使用する方法等をあげることができる。
上記のうち、重合反応の安定性の観点から、相互に反応する官能基を有する重合性不飽和モノマーの組合せを重合性不飽和モノマーの構成成分として使用する方法を好適に使用することができる。
具体的には、例えば、カルボキシル基含有重合性不飽和モノマー(例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等)とグリシジル基含有重合性不飽和モノマー(例えばグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル等)を重合性不飽和モノマーの構成成分として使用し、それぞれの重合性不飽和モノマーが有するカルボキシル基とグリシジル基とを付加反応させることにより、粒子内架橋した重合体粒子を調整することができる。
このような官能基の組合せとしては、カルボキシル基とグリシジル基の他に、酸無水物基と水酸基、酸無水物基とメルカプタン基、イソシアネート基と水酸基等の組合せを挙げることができる。
非水分散型樹脂(D2)において、分散安定剤(D2a)と重合体粒子(D2c)との比率は任意に選択できるが、非水分散型樹脂(D2)の貯蔵安定性と耐汚染性の観点から、該両成分の総量に基づいて、分散安定剤(D2a)が、3~70質量%、特に5~60質量%、重合体粒子(D2c)が、97~30質量%、特に95~40質量%の範囲内であることが好ましい。
また、分散安定剤(D2a)と重合体粒子(D2c)との合計濃度は、分散安定剤(D2a)、有機溶剤(D2b)及び重合体粒子(D2c)の総量を基準にして、30~70質量%、特に40~60質量%の範囲内であることが好ましい。
分散安定剤(D2a)を含有する有機溶剤(D2b)中における、重合体粒子(D2c)を得るためのF-アクリレートとその他の重合性不飽和モノマーとの重合反応は、一般に60~160℃程度の温度で約1~20時間で行なうことができる。このようにして得られる非水分散型樹脂(D2)は極めて分散安定性に優れている。
非水分散型樹脂(D2)の平均粒子径は、耐汚染性の観点から、20~500nm、特に50~400nm、さらに特に、100~300nmの範囲内であることが好ましい。
フッ素原子含有非水分散型樹脂成分(D)として、フッ素原子含有分散安定剤を含む有機溶剤液中で重合体粒子が分散している非水分散型樹脂(D1)に代えてもしくはとともに、分散安定剤を含む有機溶剤液中でフルオロアルキル基含有(メタ)アクリレートを構成成分とする重合体粒子が分散している非水分散型樹脂(D2)を使用することができる。
本発明の塗料組成物において、(D)成分の量は、(A)成分及び(B)成分の総量を基準にして、固形分として、5~30質量%、好ましくは10~30質量%、さらに好ましくは15~25質量%の範囲内である。
(D)成分量が上記範囲内にあることによって、(D)成分の効果が発揮され、塗膜の初期耐汚染性、耐汚染性の保持性や塗膜の機械的強度、耐久性の面からも好適である。
本発明の塗料組成物において、前記した(A)、(B)、(C)及び(D)成分の他に、本発明の効果を阻害しない範囲内において、酸性を示す界面活性剤やホウ酸含有化合物などの加水分解促進剤、着色顔料、シリカ微粒子等の体質顔料、有機樹脂粉末、無機質骨材、顔料分散剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、消泡剤や表面調整剤等の塗料添加剤、溶剤等従来から塗料に使用されている公知の材料も使用することができる。
上記溶剤は、(C)成分及び(D)成分の各々に対する溶解性が良好である溶剤であることが好ましい。このような溶剤を用いることで、(C)成分及び(D)成分の各々が粗大化することなく分散し、特に耐汚染性に優れた塗膜を形成することができる。
上記酸性を示す界面活性剤やホウ酸含有化合物は、上記オルガノシリケート及び/又はその縮合物成分(C)の加水分解を促進させる作用を有するものである。酸性を示す界面活性剤やホウ酸含有化合物等の加水分解促進剤は、併用すると本発明の塗料組成物のポットライフが短くなるが、耐汚染性向上の観点から使用することができる。
酸性を示す界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンリン酸エステル、アルキルリン酸エステル塩などのリン酸エステル塩;例えばラウリルスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキル又はアルキルベンゼンスルホン酸塩、イソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩などスルホン酸塩;例えばアルキル又はアルキルベンゼン硫酸塩、(ポリ)オキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩などの硫酸エステル塩;例えばアルキルスルホコハク酸塩などのカルボン酸塩系などの界面活性剤が挙げられる。ホウ酸含有化合物としては、例えば、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリブチルなどのホウ酸トリアルキル;ホウ酸などが挙げられる。これらの加水分解促進剤の配合量は、前記(A)成分及び(B)成分の総量に対し、30質量%以下、特に、0.5~20質量%、さらに特に、1~10質量%であることが好ましい。
上記体質顔料としては、シリカ微粒子、タルク、マイカ粉、バリタ等を挙げることができる。体質顔料の配合量は、前記(A)成分及び(B)成分の総量に対し、0.1~20質量%、特に0.5~15質量%、さらに特に1~10質量%であることが好ましい。
また、本発明の塗料組成物には、得られる塗膜を、艶消し、半艶等の仕上り外観とするための光沢調整の目的で艶消し剤(E)を使用することができる。艶消し剤(E)は得られる塗膜の光沢を低下させるために使用されるものであり、有機系艶消し剤及び無機系艶消し剤のいずれであってもよく、また、これらは、単独で又は2種以上を組合せて使用することができる。
本発明の耐汚染塗料組成物は、艶消し、半艶等の光沢を低下させた仕上り外観の塗膜において、特に、耐汚染性、耐食性の保持性に優れた塗膜を形成させることができる。
有機系艶消し剤としては、例えば、塗膜形成時の焼付けによって完全には溶融しない有機樹脂微粒子を挙げることができる。この有機樹脂微粒子は、通常、平均粒子径が3~80μm、好ましくは5~60μmの範囲内にあることが塗膜外観、塗装作業性等の観点から好適である。有機系艶消し剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂、ポリアミド、アクリル樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、シリコン樹脂、ポリプロピレン、及びナイロン11やナイロン12等のポリアミド等を挙げることができる。
無機系艶消し剤としては、シリカ、マイカ、アルミナ、タルク、クレー、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等を挙げることができる。
上記艶消し剤(E)は、単独で又は2種以上を組合せて使用することができる。艶消し剤(E)の配合量は、前記(A)成分及び(B)成分の総量に対し、0.1~30質量%、特に0.5~20質量%であることが好ましい。
本発明の耐汚染塗料組成物は、上記(A)~(D)成分、及び必要に応じて、上記その他の成分を均一に混合することによって製造することができる。好ましくは、顔料分を予め、樹脂成分(A)の一部及び/又は顔料分散剤と混合、分散して顔料ペーストを作成し、該顔料ペーストを残りの成分と混合することによって製造することができる。
本発明の塗料組成物は、一液型塗料とすることもできるが、(C)成分であるオルガノシリケート及び/又はその縮合物を他の成分と分離しておき、使用直前に混合する二液型塗料とすることもできる。貯蔵性の観点等から、二液型塗料とすることが好適である。
本発明の耐汚染塗料組成物を塗装する方法としては、塗料組成物を必要に応じて有機溶剤等を添加することにより所望の粘度に調整した後、エアスプレー、静電エアスプレー、ロールコーター、フローコーター、ディッピング形式による塗装機、刷毛、バーコーター、アプリケーターなどを用いて乾燥後の塗膜の膜厚が通常0.5~300μm、好ましくは5~50μmになるように塗布し、通常80~300℃の温度で5秒間~1時間程度加熱して硬化させる方法等が挙げられる。なお、塗装方法としては、上記の方法のうち、スプレー塗装やロールコーター塗装が好適である。
塗膜形成方法
本発明の塗膜形成方法は、金属板上の片面又は両面上に、クロム含有防錆成分を含有しないことを特徴とするクロムフリープライマー塗料によるプライマー塗膜を形成し、プライマー塗膜の少なくとも一方の片面上に、上記本発明の耐汚染塗料組成物による上塗塗膜を形成してなることを特徴とする塗膜形成方法である。
本発明の塗膜形成方法は、金属板上の片面又は両面上に、クロム含有防錆成分を含有しないことを特徴とするクロムフリープライマー塗料によるプライマー塗膜を形成し、プライマー塗膜の少なくとも一方の片面上に、上記本発明の耐汚染塗料組成物による上塗塗膜を形成してなることを特徴とする塗膜形成方法である。
換言すると、本発明の塗膜形成方法は、金属板上の片面又は両面上に、クロムフリープライマー塗料によるプライマー塗料によりプライマー塗膜を形成する工程、及び
前記形成されたプライマー塗膜の少なくとも一方の上に、上記本発明の耐汚染塗料組成物により上塗塗膜を形成する工程
を含むことを特徴とする塗膜形成方法である。
前記形成されたプライマー塗膜の少なくとも一方の上に、上記本発明の耐汚染塗料組成物により上塗塗膜を形成する工程
を含むことを特徴とする塗膜形成方法である。
また、上記塗膜形成方法の各工程を含む塗装金属板の製造方法、及び上記塗膜形成方法もしくは塗装金属板の製造方法により得られる塗装金属板も本発明により提供される。
本発明の塗膜形成方法は、プレコート塗装にもポストコート塗装にも用いることができる。好適な使用例として、前述の屋外の基材(例えば建造物、表示物、ガードフェンス、器具、機械等)への塗装などが挙げられる。
本発明の塗膜形成方法における被塗物である金属板としては、冷延鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板、合金亜鉛メッキ鋼板(鉄-亜鉛、アルミニウ-亜鉛、ニッケル-亜鉛などの合金亜鉛メッキ鋼板)、アルミニウム板、ステンレス鋼板、銅板、銅メッキ鋼板、錫メッキ鋼板等が挙げられる。
金属類に塗装する場合に被塗装材である金属表面が油等汚染物質で汚染されていなければそのままプライマーを塗装してもかまわないが、塗膜との間の付着性、耐食性を改善するために公知の金属表面処理を施すのが望ましい。これら公知の表面処理方法としてリン酸塩系表面処理、クロム酸塩系表面処理、ジルコニウム系表面処理などが挙げられる。
本発明において、金属板上にプライマー塗膜を形成するプライマーとして、環境保護の観点から、クロム含有防錆成分を含有しないことを特徴とするクロムフリープライマー塗料を使用する。上記プライマーは、クロムフリープライマー塗料であれば、着色カラー鋼板塗装分野、産業用機械塗装分野、金属部品塗装分野等で用いられる公知のプライマーを適用することができる。
クロムフリープライマー塗料は、被塗装材の種類、金属表面処理の種類によって適宜選択されるが、特にエポキシ系、ポリエステル系プライマー塗料及びそれらの変性プライマー塗料が好適であり、加工性が特に要求される場合はポリエステル系プライマー塗料が好適である。プライマー塗膜を形成する具体的な手段として、プライマー塗料を塗装し、その後必要に応じて加熱して硬化させる手段が例示される。この場合、プライマー塗料は、プライマー塗膜厚が、1~30μm、好ましくは2~20μmとなるようにロール塗装、スプレー塗装等公知の塗装方法により塗装され、通常、雰囲気温度80~300℃の温度で5秒間~1時間程度加熱して硬化させる。プレコート塗装する場合には、好ましくは、素材到達最高温度が140~250℃となる条件で15秒間~120秒間加熱して硬化させることが好ましい。
プライマー塗膜の層構造は特に限定されるものではなく、例えば、一層であってもよいし、第1のプライマー塗膜の上に第2のプライマー塗膜(中塗塗膜)が形成された二層であってもよい。プライマー塗膜を二層とする場合、第1のプライマー塗膜に防食機能を持たせ、第2のプライマー塗膜(中塗塗膜)に、加工性、耐チッピング性能を持たせるなど、二層のプライマー塗膜に異なる機能を持たせることもできる。
次いで、本発明の塗膜形成方法においては、上記金属板上の片面もしくは両面上に形成されたプライマー塗膜の少なくとも一方の上に、本発明の耐汚染塗料組成物により上塗塗膜が形成される。すなわち、上塗塗膜は、形成されたプライマー塗膜の少なくとも片面上に重ねて形成される。ここで、「プライマー塗膜の少なくとも一方の上」とは、金属板上の片面上にプライマー塗膜が形成された場合は、該片面上に形成されたプライマー塗膜の上を指し、金属板上の両面上にプライマー塗膜が形成された場合は、該両面上に形成されたプライマー塗膜のうち金属板上の片面上に形成されたプライマー塗膜の上、もしくは、該両面上に形成されたプライマー塗膜の上を指す。
上塗塗膜を形成する具体的な手段として、本発明の耐汚染塗料組成物を塗装し、その後必要に応じて加熱して硬化させる手段が例示される。塗装方法としては、カーテン塗装、ロールコーター塗装、浸漬塗装、スプレー塗装等を挙げることができる。膜厚は、通常、乾燥後の塗膜厚が5~50μm、好ましくは8~25μmの範囲内となるように塗装される。
本発明の塗料組成物をプレコート塗装する場合、その塗装方法に制限はないがプレコート鋼板塗装の経済性からカーテン塗装、ロールコーター塗装が好ましい。ロールコーター塗装を適用する場合には、実用性の観点から、2本ロールによるボトムフィード方式(いわゆるナチュラルリバース塗装、ナチュラル塗装)が好ましい。あるいは、塗面の均一性を最良のものにするとの観点から、3本ロールによるトップフィードもしくはボトムフィード方式を行うこともできる。
本発明の塗料組成物による上塗塗膜の硬化条件は、通常、素材到達最高温度120~260℃で15秒間~30分間程度である。コイルコーティングなどによって塗装するプレコート塗装分野においては、通常、素材到達最高温度160~260℃で焼付時間15~90秒間の範囲で行なわれる。
以下、製造例、実施例によって本発明をより具体的に説明する。本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、以下、「部」および「%」はいずれも質量基準によるものである。
水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)の製造
製造例1
温度計、攪拌機、加熱装置及び精留塔を備えたフラスコ内に下記原材料を仕込んだ:
1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物 150.9部(0.98モル)
ネオペンチルグリコール 38.9部(0.37モル)
ブチルエチルプロパンジオール 9.6部(0.06モル)
トリメチロールプロパン 77.8部(0.57モル)
ヤシ油脂肪酸 44.1部(0.21モル)
ジブチル錫オキサイド(触媒) 0.03部
製造例1
温度計、攪拌機、加熱装置及び精留塔を備えたフラスコ内に下記原材料を仕込んだ:
1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物 150.9部(0.98モル)
ネオペンチルグリコール 38.9部(0.37モル)
ブチルエチルプロパンジオール 9.6部(0.06モル)
トリメチロールプロパン 77.8部(0.57モル)
ヤシ油脂肪酸 44.1部(0.21モル)
ジブチル錫オキサイド(触媒) 0.03部
次いで内容物を攪拌しながら160℃まで昇温し、160℃から230℃まで3時間かけて徐々に昇温し、230℃で30分間反応を続けた後、精留塔を水分離器と置換し、副生する縮合水の除去を促進するため、全仕込み量に対して5%のキシレンを加えて230℃でさらに反応を進め、酸価が4mgKOH/gとなったところで加熱を止め、スワゾール1500(炭化水素系溶剤)を加えて希釈し、固形分65%の水酸基含有ポリエステル樹脂(A1-1)溶液を得た。
得られた樹脂は、数平均分子量15000、水酸基価75mgKOH/g、油長14.7%、ヨウ素価5>を有していた。
製造例2~3
下記表1に示す配合にて、製造例1と同様にして、固形分65%の各水酸基含有ポリエステル樹脂(A1-2)~(A1-3)の溶液を得た。表1の各成分の組成比はモル比である。
下記表1に示す配合にて、製造例1と同様にして、固形分65%の各水酸基含有ポリエステル樹脂(A1-2)~(A1-3)の溶液を得た。表1の各成分の組成比はモル比である。
各樹脂の数平均分子量、水酸基価、油長及びヨウ素価を併せて表1に示す。
フッ素原子含有非水分散型樹脂成分(D)の製造
分散安定剤(D1a)の製造
製造例4
撹拌装置、温度計、冷却管、酸素ガス導入口を備えた四ツ口フラスコに、ルミフロンLF800(旭硝子(株)製フッ素樹脂(フルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体)、水酸基価38mgKOH/g、酸価2mgKOH/g、数平均分子量8100、樹脂質量固形分60%)1834部、グリシジルメタクリレート:15.4部、ターシャリブチルピロカテコール(重合禁止剤)0.55部、ジメチルエタノールアミン(反応触媒)1.1部を仕込んだ後、内容物を攪拌し酸素雰囲気下で120℃に昇温し、反応(ルミフロンLF800のカルボキシル基とグリシジルメタクリレートのグリシジル基との反応)を進めた。固形分酸価が0.4mgKOH/g以下となったところで加熱を止め、反応を終了させ、分散安定剤(D1a-1)(水酸基価38mgKOH/g、数平均分子量8100、樹脂質量固形分60%、)を得た。
分散安定剤(D1a)の製造
製造例4
撹拌装置、温度計、冷却管、酸素ガス導入口を備えた四ツ口フラスコに、ルミフロンLF800(旭硝子(株)製フッ素樹脂(フルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体)、水酸基価38mgKOH/g、酸価2mgKOH/g、数平均分子量8100、樹脂質量固形分60%)1834部、グリシジルメタクリレート:15.4部、ターシャリブチルピロカテコール(重合禁止剤)0.55部、ジメチルエタノールアミン(反応触媒)1.1部を仕込んだ後、内容物を攪拌し酸素雰囲気下で120℃に昇温し、反応(ルミフロンLF800のカルボキシル基とグリシジルメタクリレートのグリシジル基との反応)を進めた。固形分酸価が0.4mgKOH/g以下となったところで加熱を止め、反応を終了させ、分散安定剤(D1a-1)(水酸基価38mgKOH/g、数平均分子量8100、樹脂質量固形分60%、)を得た。
製造例5
撹拌装置、温度計、冷却管、酸素ガス導入口を備えた四ツ口フラスコに、ミネラルスピリット45.4部を仕込み、窒素雰囲気下で120℃に昇温し、2-パーフルオロオクチルエチルメタクリレート15部、イソボルニルアクリレート30部、2-エチルヘキシルアクリレート10部、2-エチルヘキシルメタクリレート37部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート5部、アクリル酸3部及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(重合開始剤)7部からなる混合物を3時間かけて滴下した。次いで、120℃で窒素ガスを通気しながら30分間熟成させた後、更に、ミネラルスピリット8.3部及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.5部の混合物を1時間かけて滴下した。その後、更に2時間熟成させた後、酸素雰囲気下でターシャリブチルピロカテコール(重合禁止剤)0.01部、グリシジルメタクリレート2.17部及びジメチルエタノールアミン(反応触媒)0.09部を投入し反応を進めた。固形分酸価が16.0mgKOH/g以下となったところで加熱を止め、反応を終了させ、分散安定剤(D1a-2)(水酸基価22mgKOH/g、数平均分子量6000、樹脂質量固形分60%)を得た。
撹拌装置、温度計、冷却管、酸素ガス導入口を備えた四ツ口フラスコに、ミネラルスピリット45.4部を仕込み、窒素雰囲気下で120℃に昇温し、2-パーフルオロオクチルエチルメタクリレート15部、イソボルニルアクリレート30部、2-エチルヘキシルアクリレート10部、2-エチルヘキシルメタクリレート37部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート5部、アクリル酸3部及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(重合開始剤)7部からなる混合物を3時間かけて滴下した。次いで、120℃で窒素ガスを通気しながら30分間熟成させた後、更に、ミネラルスピリット8.3部及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.5部の混合物を1時間かけて滴下した。その後、更に2時間熟成させた後、酸素雰囲気下でターシャリブチルピロカテコール(重合禁止剤)0.01部、グリシジルメタクリレート2.17部及びジメチルエタノールアミン(反応触媒)0.09部を投入し反応を進めた。固形分酸価が16.0mgKOH/g以下となったところで加熱を止め、反応を終了させ、分散安定剤(D1a-2)(水酸基価22mgKOH/g、数平均分子量6000、樹脂質量固形分60%)を得た。
分散安定剤(D2a)の製造
製造例6
撹拌装置、温度計、冷却管、窒素・酸素ガス導入口を備えた四ツ口フラスコに、ミネラルスピリット45.4部を仕込み、窒素雰囲気下で120℃に昇温し、イソボルニルアクリレート30部、2-エチルヘキシルアクリレート10部、2-エチルヘキシルメタクリレート52部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート5部、アクリル酸3部及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(重合開始剤)7部からなる混合物を3時間かけて滴下した。次いで、120℃で窒素ガスを通気しながら30分間熟成させた後、更に、ミネラルスピリット8.3部及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.5部の混合物を1時間かけて滴下した。その後、更に2時間熟成させた後、酸素雰囲気下でターシャリブチルピロカテコール(重合禁止剤)0.01部、グリシジルメタクリレート2.17部及びジメチルエタノールアミン(反応触媒)0.09部を投入し反応を進めた。固形分酸価が16.0mgKOH/g以下となったところで加熱を止め、反応を終了させ、分散安定剤(D2a-1)(水酸基価22mgKOH/g、数平均分子量6000、樹脂質量固形分60%)を得た。
製造例6
撹拌装置、温度計、冷却管、窒素・酸素ガス導入口を備えた四ツ口フラスコに、ミネラルスピリット45.4部を仕込み、窒素雰囲気下で120℃に昇温し、イソボルニルアクリレート30部、2-エチルヘキシルアクリレート10部、2-エチルヘキシルメタクリレート52部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート5部、アクリル酸3部及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(重合開始剤)7部からなる混合物を3時間かけて滴下した。次いで、120℃で窒素ガスを通気しながら30分間熟成させた後、更に、ミネラルスピリット8.3部及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.5部の混合物を1時間かけて滴下した。その後、更に2時間熟成させた後、酸素雰囲気下でターシャリブチルピロカテコール(重合禁止剤)0.01部、グリシジルメタクリレート2.17部及びジメチルエタノールアミン(反応触媒)0.09部を投入し反応を進めた。固形分酸価が16.0mgKOH/g以下となったところで加熱を止め、反応を終了させ、分散安定剤(D2a-1)(水酸基価22mgKOH/g、数平均分子量6000、樹脂質量固形分60%)を得た。
非水分散型樹脂(D1)の製造
製造例7
撹拌装置、温度計、冷却管、窒素ガス導入口を備えた四ツ口フラスコに、分散安定剤(D1a-1)41.7部、ミネラルスピリット56部、ヘプタン46部を仕込み、窒素雰囲気下で100℃に昇温し、分散安定剤(D1a-1)125部、メチルメタクリレート40部、メチルアクリレート29部、2-ヒドロキシエチルアクリレート25部、グリシジルメタクリレート5部、メタクリル酸1部及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル1部からなる混合物を3時間かけて滴下した。次いで100℃で窒素ガスを通気しながら30分間熟成させた後、更に、ミネラルスピリット30部及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.5部の混合物を1時間かけて滴下した。その後、更に1時間熟成させることにより、非水分散型樹脂(D1-1)(質量固形分濃度50%)を得た。得られた非水分散型樹脂(D1-1)の特数値を併せて表2に示す。
製造例7
撹拌装置、温度計、冷却管、窒素ガス導入口を備えた四ツ口フラスコに、分散安定剤(D1a-1)41.7部、ミネラルスピリット56部、ヘプタン46部を仕込み、窒素雰囲気下で100℃に昇温し、分散安定剤(D1a-1)125部、メチルメタクリレート40部、メチルアクリレート29部、2-ヒドロキシエチルアクリレート25部、グリシジルメタクリレート5部、メタクリル酸1部及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル1部からなる混合物を3時間かけて滴下した。次いで100℃で窒素ガスを通気しながら30分間熟成させた後、更に、ミネラルスピリット30部及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.5部の混合物を1時間かけて滴下した。その後、更に1時間熟成させることにより、非水分散型樹脂(D1-1)(質量固形分濃度50%)を得た。得られた非水分散型樹脂(D1-1)の特数値を併せて表2に示す。
製造例8~17
下記表2に示す配合にて、製造例7と同様にして、非水分散型樹脂(D1-2)~(D1-10)及び(D2-1)を得た。得られた各非水分散型樹脂(D1-2)~(D1-10)及び(D2-1)の特数値を併せて表2に示す。
下記表2に示す配合にて、製造例7と同様にして、非水分散型樹脂(D1-2)~(D1-10)及び(D2-1)を得た。得られた各非水分散型樹脂(D1-2)~(D1-10)及び(D2-1)の特数値を併せて表2に示す。
耐汚染塗料組成物の製造及び性能試験
実施例1~22及び比較例1~6
後記表3及び表4に示す組成にて塗料化を行い、各耐汚染塗料組成物No.1~28を得た。耐汚染塗料組成物No.23~28は比較例用の塗料組成物である。
実施例1~22及び比較例1~6
後記表3及び表4に示す組成にて塗料化を行い、各耐汚染塗料組成物No.1~28を得た。耐汚染塗料組成物No.23~28は比較例用の塗料組成物である。
化成処理が施された厚さ0.35mmの溶融55%アルミ-亜鉛めっき鋼板(ガルバリウム鋼板)の表面および裏面のそれぞれに、KPカラー8620プライマー(関西ペイント(株)製、プレコート鋼板用ポリエステル系プライマー)を乾燥膜厚が5μmとなるように塗装し、素材到達最高温度が220℃となるように加熱して40秒間焼付け、プライマー塗装鋼板を得た。このプライマー塗装鋼板の表面上に上記のようにして得た各耐汚染塗料組成物をバーコーターにて乾燥膜厚が約15μmとなるように塗装し、素材到達最高温度が230℃となるように加熱して50秒間焼付けて各塗装鋼板を得た。得られた各塗装鋼板について下記性能試験を行った。
試験結果を併せて表3及び表4に示す。なお表3及び表4における各成分の量は固形分質量である。なお、耐汚染塗料組成物の塗料化に際しては、白色顔料である二酸化チタンの分散を行った。また、シクロヘキサノン/スワゾール1500(丸善石油(株)製、芳香族石油系高沸点溶剤)=60/40(質量比)の混合溶剤を塗料組成物の粘度調整等のために使用した。塗装に際しては、塗料組成物粘度をフォードカップ#4で約100秒(25℃)に調整した。
なお、表3及び表4の(注1)~(注13)は以下のとおりである。
(注1)水酸基含有ポリエステル樹脂:アラキード7018、商品名、荒川化学工業(株)製、数平均分子量18000、水酸基価6~12mgKOH/g、酸価5mgKOH/g>、ガラス転移温度50℃(DSCによる測定)、酸成分がテレフタル酸、イソフタル酸及びセバチン酸の3成分である水酸基含有オイルフリーポリエステル樹脂。
(注2)ユーバン20SE-60:三井化学(株)製、ブチルエーテル化メラミン樹脂、重量平均分子量約4000。
(注3)スーパーベッカミンJ820-60:商品名「スーパーベッカミンJ-820-60」、DIC(株)製、n-ブチルエーテル化メラミン樹脂溶液。
(注4)サイメル303:日本サイテックインダストリイズ(株)製、低分子量メチル化メラミン樹脂。ヘキサキス(メトキシメチル)メラミンの含有量が60重量%以上。
(注5)スミジュールBL3175:住化バイエルウレタン(株)製、トリメチロールプロパンアダクト型ヘキサメチレンジイソシアネートのメチルエチルケトンオキシムブロック化合物。
(注6)MS56S:三菱化学(株)製、商品名「MKCシリケートMS56S」、テトラメトキシシランの縮合物であるメチルエステル化シリケート。
(注7)MS58B30:三菱化学(株)製、商品名「MKCシリケートMS58B30」、テトラアルコキシシランの縮合物であるメチル/ブチル混合エステル化シリケート、メチル/ブチル数の比率は70/30。
(注8)X-41-1805:信越化学工業(株)社製、商品名、メルカプトアルキル基含有トリアルコキシシランの縮合物、メルカプトアルキル基の炭素数は18以下、アルコキシ基の炭素数は6以下である。
(注9)DYNEON TF9205:ヘキストジャパン(株)社製、商品名、ポリテトラフルオロエチレンの粉末、粒径約5μm。
(注10)ルミフロンLF800:旭硝子(株)製、商品名、フッ素樹脂(フルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体)、水酸基価38mgKOH/g、酸価2mgKOH/g、数平均分子量8100、樹脂質量固形分60%。
(注11)サイロイド161W:GRACE GMBH社製、商品名、有機処理されたシリカ微粉末、吸油量170ml/100g。
(注12)Nacure5225:米国キング・インダストリーズ製、ドデシルベンゼンスルホン酸の第2級アミン中和物のイソプロパノール溶液。ドデシルベンゼンスルホン酸/アミンの中和度は約1.1(モル比)。有効成分約33重量%で、うち、ドデシルベンゼンスルホン酸/アミン(質量比)は約8/25。表2中の数値は、ドデシルベンゼンスルホン酸の固形分質量部である。
(注13)フォーメートTK-1:武田薬品工業(株)製の有機錫溶液である硬化触媒、ブロック化ポリイソシアネート化合物の解離触媒。
表3及び表4中における性能試験は以下の方法及び評価基準に従って行った。
60°光沢:JIS K-5400 7.6(1990)に規定の60度鏡面光沢度に従い、60度鏡面反射率を測定した。
屋外曝露試験:屋外曝露試験試験片(100×300mm)を、軒先をモデル化した設置台に、北側に塗膜を面するように取り付け、尼崎市神崎町の関西ペイント(株)屋上にて曝露試験を行い、耐汚染性及び耐雨筋汚染性(雨筋状の汚れ跡)を下記基準にて評価した。耐汚染性は曝露前後の色差(ΔE)をJIS Z8370に基づいて、スガ試験機(株)製の多光源分光測色計MSC-5Nを用いて測定した。耐雨筋汚染性は目視にて判定した。
耐汚染性:屋外曝露試験前後でのΔEにより以下の基準により評価した:
S:ΔEが2未満、
A:ΔEが2以上かつ3未満、
B:ΔEが3以上かつ5未満、
C:ΔEが5以上。
S:ΔEが2未満、
A:ΔEが2以上かつ3未満、
B:ΔEが3以上かつ5未満、
C:ΔEが5以上。
耐雨筋汚染性:屋外暴露試験後の雨筋跡を以下の基準により評価した:
S:雨筋跡が見られない、
A:雨筋跡がわずかに認められるが、水を染み込ませたガーゼで容易にふき取ることができる、
B:雨筋跡がかなり認められ、水を染み込ませたガーゼで完全にふき取ることができない、
C:雨筋跡が濃く残り、水を染み込ませたガーゼでふき取ることがほとんどできない
S:雨筋跡が見られない、
A:雨筋跡がわずかに認められるが、水を染み込ませたガーゼで容易にふき取ることができる、
B:雨筋跡がかなり認められ、水を染み込ませたガーゼで完全にふき取ることができない、
C:雨筋跡が濃く残り、水を染み込ませたガーゼでふき取ることがほとんどできない
加工性:20℃の室内において、塗面を外側にして試験板を180度折曲げて、折曲げ部分にワレが発生しなくなるT数を表示した。T数とは、折曲げ部分の内側に何もはさまずに180度折曲げを行なった場合を0T、試験板と同じ厚さの板を1枚はさんで折曲げた場合、1T、2枚の場合2T、3枚の場合3T、4枚の場合4T、5枚の場合5T、、6枚の場合6Tとした。結果を以下により判定した。
A:4T曲げ加工において、殆どワレが認められない
B:4T曲げ加工では明らかなワレが認められるが、6T曲げ加工において殆どワレが認められない
C:6T曲げ加工において、明らかなワレが認められる
A:4T曲げ加工において、殆どワレが認められない
B:4T曲げ加工では明らかなワレが認められるが、6T曲げ加工において殆どワレが認められない
C:6T曲げ加工において、明らかなワレが認められる
総合評価:
耐汚染塗料組成物においては、被塗物の加工性、得られる塗膜の耐汚染性及び耐雨筋汚染性の全てが高いことが重要である。従って、以下の基準にて総合評価を行なった。
S:加工性、耐汚染性及び耐雨筋汚染性の評価がすべてS又はAであり、かつ少なくとも1つがSである、
A:加工性、耐汚染性及び耐雨筋汚染性の評価がすべてAである、
B:加工性、耐汚染性及び耐雨筋汚染性の評価がすべてS、A又はBであり、かつ少なくとも1つがBである
C:加工性、耐汚染性及び耐雨筋汚染性の評価のうち少なくとも1つがCである。
耐汚染塗料組成物においては、被塗物の加工性、得られる塗膜の耐汚染性及び耐雨筋汚染性の全てが高いことが重要である。従って、以下の基準にて総合評価を行なった。
S:加工性、耐汚染性及び耐雨筋汚染性の評価がすべてS又はAであり、かつ少なくとも1つがSである、
A:加工性、耐汚染性及び耐雨筋汚染性の評価がすべてAである、
B:加工性、耐汚染性及び耐雨筋汚染性の評価がすべてS、A又はBであり、かつ少なくとも1つがBである
C:加工性、耐汚染性及び耐雨筋汚染性の評価のうち少なくとも1つがCである。
Claims (9)
- (A)数平均分子量5000~30000、水酸基価5~100mgKOH/gである水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)を固形分として50~100質量%含有するポリエステル樹脂成分であって、該水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)が
(a1)多塩基酸成分及び
(a2)アルコール成分の反応によって得られるポリエステル樹脂成分、
(B)ブチルエーテル化メラミン樹脂(B1)を固形分として30~100質量%含有するメラミン樹脂成分、
(C)下記一般式で表されるオルガノシリケート及び/又はその縮合物成分:
一般式:(R1 )n-Si-(OR2 )4-n
[式中、R1はエポキシ基又はメルカプト基で置換されていてもよい炭素数1~18のアルキル基又はフェニル基であり、R2は炭素数が1~6のアルキル基であり、nは0又は1である。]及び
(D)フッ素原子含有非水分散型樹脂
を含有する塗料組成物であって、
(A)成分及び(B)成分の固形分総量を基準にして、固形分として、
(C)成分の含有量が、1~20質量%であり、
(D)成分の含有量が、5~30質量%
であることを特徴とする耐汚染塗料組成物。 - フッ素原子含有非水分散型樹脂(D)が、フッ素原子含有分散安定剤(D1a)と有機溶剤(D1b)との混合液中で、重合性不飽和モノマーを共重合させて該混合液に不溶の重合体粒子(D1c)を形成させることにより調製することができる非水分散型樹脂である、請求項1に記載の耐汚染塗料組成物。
- フッ素原子含有分散安定剤(D1a)が、フルオロアルキル基含有(メタ)アクリレート及び/又はフルオロオレフィンを含有する重合性不飽和モノマーを共重合することにより得られる重合体である、請求項2に記載の耐汚染塗料組成物。
- 水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)を得る反応において、多塩基酸成分(a1)中の脂環族多塩基酸(a1-1)の合計含有量が、多塩基酸成分(a1)の総量を基準として、50~100mol%の範囲内である請求項1に記載の耐汚染塗料組成物。
- ポリエステル樹脂成分(A)及びメラミン樹脂成分(B)の固形分総量を基準にして、ポリエステル樹脂成分(A)を固形分として50~90質量%、及びメラミン樹脂成分(B)を固形分として10~50質量%含有する請求項1~3のいずれか1項に記載の耐汚染塗料組成物。
- さらに、艶消し剤(E)を含有する請求項1~4のいずれか1項に記載の耐汚染塗料組成物。
- 金属板上の片面又は両面上に、クロムフリープライマー塗料によるプライマー塗膜を形成する工程、及び
プライマー塗膜の少なくとも一方の上に、請求項1項に記載の耐汚染塗料組成物による上塗塗膜を形成する工程
を含むことを特徴とする塗膜形成方法。 - 金属板上の片面又は両面上に、クロムフリープライマー塗料によるプライマー塗膜を形成する工程、及び
プライマー塗膜の少なくとも一方の上に、請求項1に記載の耐汚染塗料組成物による上塗塗膜を形成する工程
を含むこと特徴とする塗装金属板の製造方法。 - 請求項7または8に記載の方法により得られる、塗装金属板。
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