WO2016076235A1 - 粉体塗料用組成物、粉体塗料および塗装物品 - Google Patents
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- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
- C08K2003/2241—Titanium dioxide
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- C09D127/20—Homopolymers or copolymers of hexafluoropropene
Definitions
- the present invention relates to a composition for powder coating, a powder coating using the composition, and a coated article.
- Acrylic resin, polyester resin, epoxy resin or the like is mainly used as a raw material for the powder coating material.
- a coating film formed with a powder coating material using these as raw materials is inferior in water repellency and oil repellency, and it cannot be said that it is sufficient in terms of stain resistance.
- Patent Document 1 a method of blending a fluorosilicone additive in the powder coating
- Patent Document 2 a method of blending a fluorine leveling agent in the powder coating
- Patent Document 3 a method of blending a resin containing a fluorine element and a silicon element into a powder coating
- the coating films formed from the powder coatings described in Patent Documents 1 to 3 are still insufficient in water repellency and oil repellency.
- the surface of the coating is rubbed assuming removal of contaminants, or if the coating is immersed in water assuming an environment where the coating is always in contact with water, There is a problem that oil repellency is greatly reduced.
- a coating film is formed around a damp water with the powder coating described in Patent Documents 1 to 3, there is a problem that mold, algae, etc. are generated and easily adhere to the surface of the coating film.
- the object of the present invention is excellent in water repellency and oil repellency, and can maintain excellent water repellency and oil repellency even when the surface is rubbed or provided in an environment in contact with water.
- Powder coating composition capable of forming a coating film having excellent bioadhesion resistance, which is difficult for organisms to adhere, etc., a powder coating using the powder coating composition, and a powder coating It is to provide a coated article having a coated film.
- a composition for powder coating material comprising a polymer (A) composed of at least one selected from the following polymer (A1) and polyvinylidene fluoride and the following polymer (B).
- Polymer (A1) A fluorine-containing non-block copolymer having units based on a fluoroolefin and units based on a monomer having a crosslinkable group.
- Polymer (B) a fluorine-containing block copolymer having a segment ( ⁇ ) having a fluorine atom content of 20% by mass or more and a segment ( ⁇ ) having a fluorine atom content of less than 20% by mass.
- the difference in the numerical value of the fluorine atom content ratio expressed by mass% of the segment ( ⁇ ) and the segment ( ⁇ ) is 10 or more, and at least one of the segment ( ⁇ ) and the segment ( ⁇ ) A fluorine-containing block copolymer, wherein is a segment having a hydroxyl group.
- the present invention it is excellent in water repellency and oil repellency, and can maintain excellent water repellency and oil repellency even when the surface is rubbed or provided in an environment in contact with water.
- Powder coating composition capable of forming a coating film having excellent bioadhesion resistance, which is difficult for organisms to adhere, etc., a powder coating using the powder coating composition, and a powder coating A coated article having the coated film can be provided.
- Fluorine-containing block copolymer is composed of a plurality of types of segments having different types of units or different unit compositions in the case of the same type, and at least one segment has a fluorine atom A high molecular compound is meant.
- the “fluorinated non-block copolymer” is a polymer compound having a fluorine atom in the molecule, and means a copolymer other than the above “fluorinated block copolymer”.
- Fluoromonomer means a monomer having a fluorine atom.
- Non-fluorine monomer means a monomer having no fluorine atom.
- the “fluoroalkyl group” is an alkyl group in which all or part of hydrogen of the alkyl group is substituted with fluorine.
- the “fluoroalkenyl group” is an alkenyl group in which all or a part of hydrogen of the alkenyl group is substituted with fluorine.
- (Meth) acrylate” is a general term for acrylate and methacrylate
- “(meth) acryl” is a general term for “acrylic” and “methacrylic”.
- the “unit” means a part derived from a monomer that exists in the polymer and constitutes the polymer.
- a portion derived from addition polymerization of a monomer having a carbon-carbon unsaturated double bond is also referred to as “unit based on monomer”.
- the unit based on the monomer is a divalent unit generated by cleavage of the unsaturated double bond.
- what unitally converted the structure of a unit after polymer formation is also called a unit.
- a unit derived from an individual monomer or a unit based on a monomer is referred to by a name obtained by adding “unit” to the monomer name.
- the powder coating composition of the present invention is a powder coating composition containing a polymer (A) and a polymer (B), and the polymer (A) is a polymer (A1) and polyvinylidene fluoride. It consists of at least one polymer selected from The polymer (A1) has fluorine-containing units (hereinafter referred to as units (a1)) and units based on monomers having a crosslinkable group (hereinafter referred to as units (a2)). It is a non-block copolymer, and the polymer (B) is a specific fluorine-containing block copolymer described later.
- the polymer (A) is at least one polymer selected from the polymer (A1) and polyvinylidene fluoride.
- the composition for powder coatings of this invention may contain both a polymer (A1) and a polyvinylidene fluoride, it is also preferable to contain only one according to the objective.
- the powder coating composition of the present invention more preferably contains only the polymer (A1) as the polymer (A).
- the polymer (A1) is a fluorine-containing non-block copolymer having a unit (a1) and a unit (a2).
- the polymer (A1) may have a unit (hereinafter referred to as a unit (a3)) based on a monomer other than the monomer having a fluoroolefin and a crosslinkable group, if necessary.
- the polymer (A1) which is a fluorine-containing non-block copolymer is, for example, a fluorine-containing alternating copolymer, a fluorine-containing random copolymer or the like.
- the fluoroolefin forming the unit (a1) is a compound in which one or more hydrogen atoms of the olefin (general formula C n H 2n ) are substituted with fluorine atoms.
- the number of carbon atoms of the fluoroolefin is preferably 2-8, more preferably 2-4, and particularly preferably 2.
- the ratio of the number of fluorine atoms to the total number of fluorine atoms and hydrogen atoms in the fluoroolefin is preferably 25% or more, more preferably 50% or more, and may be 100%. If the number of fluorine atoms is 25% or more, it is easy to form a coating film having excellent weather resistance.
- one or more hydrogen atoms not substituted with fluorine atoms may be substituted with chlorine atoms.
- the fluoroolefin has a chlorine atom, it is easy to disperse a pigment (colored organic pigment such as titanium oxide pigment, cyanine blue, cyanine green) in the fluorine-containing non-block copolymer (A1).
- the glass transition temperature of a fluorine-containing non-block copolymer (A1) can be designed to 30 degreeC or more, and blocking of a coating film can be suppressed.
- the fluoroolefin is selected from the group consisting of tetrafluoroethylene (hereinafter also referred to as “TFE”), chlorotrifluoroethylene (hereinafter also referred to as “CTFE”), hexafluoropropylene, vinylidene fluoride, and vinyl fluoride. 1 type or more is preferable, and TFE and CTFE are particularly preferable.
- a fluoro olefin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
- As the fluoroolefin unit a unit directly formed by polymerization of fluoroolefin is preferable.
- the crosslinkable group is a hydroxyl group, a carboxy group, an amino group, an epoxy group, an oxetanyl group, an alkoxysilyl group. And monomers having at least one group.
- the monomer (m2) is preferably a monomer having a hydroxyl group or a monomer having a carboxy group, and more preferably a monomer having a hydroxyl group.
- the composition for powder coating material is an isocyanate as a curing agent to be described later.
- a system curing agent particularly a blocked isocyanate curing agent
- the curing rate is excellent.
- a titanium oxide pigment or the like can be easily dispersed and a highly glossy coating film can be obtained.
- a monomer (m2) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
- the monomer having a hydroxyl group may be a fluorinated monomer or a non-fluorinated monomer, and is preferably a non-fluorinated monomer.
- the monomer include allyl alcohol, hydroxyalkyl vinyl ether (2-hydroxyethyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, cyclohexanediol monovinyl ether, etc.), hydroxyalkyl allyl ether (2-hydroxyethyl allyl ether, etc.).
- vinyl hydroxyalkanoates such as vinyl hydroxypropionate
- hydroxyalkyl (meth) acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate).
- Monomers having a hydroxyl group may be used alone or in combination of two or more.
- the unit having a hydroxyl group may be a unit having a hydroxyl group introduced by reactive group conversion of the polymer.
- the monomer having a carboxy group may be a fluorinated monomer or a non-fluorinated monomer, and is preferably a non-fluorinated monomer.
- the monomer include monomers such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, 10-undecylene (undecenoic acid), 9-octadecenoic acid (oleic acid), fumaric acid and maleic acid. It is done.
- the monomer which has a carboxy group may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
- the unit having a carboxy group may be formed, for example, by converting the hydroxyl group of a polymer having a unit having a hydroxyl group into a carboxy group by the following method.
- a. A method in which an acid anhydride is reacted with a hydroxyl group of a polymer having a hydroxyl group in an organic solvent to form an ester bond and a carboxy group.
- b. A method of melt-kneading a polymer having a hydroxyl group and an acid anhydride, and reacting the acid anhydride with the hydroxyl group to form an ester bond and a carboxy group.
- the carboxy group introduced by this method is derived from an acid anhydride.
- a part of hydroxyl group may remain in a polymer.
- Examples of the acid anhydride include dibasic acid anhydrides.
- Dibasic acid anhydrides include succinic anhydride, glutaric anhydride, itaconic anhydride, 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride (hexahydrophthalic anhydride), cis-4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, Examples thereof include phthalic anhydride, 4-methylhexahydrophthalic anhydride, 1,8-naphthalic anhydride, maleic anhydride and the like.
- the monomer forming the unit (a3) may be a fluorine monomer or a non-fluorine monomer, and is preferably a non-fluorine monomer.
- the monomer (m3) is preferably a vinyl monomer, that is, a compound having a carbon-carbon double bond.
- a vinyl monomer is excellent in the alternating copolymerization property with a fluoro olefin, and can make a polymerization yield high. Moreover, even when it remains unreacted, it has little influence on the coating film and can be easily removed in the manufacturing process.
- the vinyl monomer include vinyl ether compounds, allyl ether compounds, vinyl carboxylates, allyl carboxylates, and olefin compounds.
- vinyl ether compound examples include cycloalkyl vinyl ether (cyclohexyl vinyl ether (hereinafter also referred to as “CHVE”)), alkyl vinyl ether (nonyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, hexyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, tert-butyl ether). Butyl vinyl ether).
- alkyl allyl ether examples include alkyl allyl ether (ethyl allyl ether, hexyl allyl ether, etc.).
- vinyl carboxylates examples include vinyl esters of carboxylic acids (acetic acid, butyric acid, pivalic acid, benzoic acid, propionic acid, etc.). Further, as vinyl ester of carboxylic acid having a branched alkyl group, commercially available Veova-9, Veova-10 (both manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.) and the like may be used. Examples of allyl carboxylates include allyl esters of carboxylic acids (acetic acid, butyric acid, pivalic acid, benzoic acid, propionic acid, etc.). Examples of the olefin include ethylene, propylene, isobutylene and the like.
- the glass transition temperature of the polymer (A1) can be designed to be 30 ° C. or higher, and cycloalkyl vinyl ether is preferable, and CHVE is particularly preferable from the viewpoint that blocking of the coating film can be suppressed.
- the monomer (m3) those having a linear or branched alkyl group having 3 or more carbon atoms are preferred from the viewpoint of excellent flexibility of the coating film.
- a monomer (m3) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
- the combination of monomers constituting the fluorine-containing non-block copolymer (A1) includes weather resistance, adhesion, flexibility, From the viewpoint of blocking resistance, the following combination (1) is preferable, and the combination (2) is particularly preferable.
- Combination (1) Fluoroolefin: TFE or CTFE, Monomer having a hydroxyl group: hydroxyalkyl vinyl ether, Monomer (m3): one or more selected from cycloalkyl vinyl ether, alkyl vinyl ether and vinyl carboxylate.
- the proportion of the fluoroolefin unit is preferably 30 to 70 mol%, particularly preferably 40 to 60 mol%, based on the total units (100 mol%) in the copolymer (A1). If a fluoro olefin unit is more than the said lower limit, a coating film is excellent in a weather resistance, and if it is below the said upper limit, the antifouling property, water resistance, acid resistance, and alkali resistance of a coating film are more excellent.
- the proportion of the unit (a2) is preferably from 0.5 to 20 mol%, particularly preferably from 1 to 15 mol%, based on the total units (100 mol%) in the polymer (A1).
- the proportion of the unit (a2) is not less than the above lower limit value, the antifouling property, water resistance, acid resistance, and alkali resistance of the coating film are more excellent.
- the ratio of the unit (a2) is not more than the above upper limit value, the scratch resistance of the coating film is excellent.
- the proportion of the unit (a3) is preferably from 20 to 60 mol%, particularly preferably from 30 to 50 mol%, based on all the units (100 mol%) in the polymer (A1). If the ratio of the unit (a3) is not less than the above lower limit value, the glass transition temperature of the polymer (A1) is appropriate, and it is easy to produce a powder coating material. If the ratio of a unit (a3) is below the said upper limit, blocking of a coating film will be suppressed more and it will be excellent in a softness
- the content of each unit in the polymer (A1) can be determined by a proton NMR method, a carbon NMR method, or the like.
- the number average molecular weight of the polymer (A1) is preferably 3,000 to 50,000, more preferably 5,000 to 30,000. If the number average molecular weight of a polymer (A1) is more than the said lower limit, it will be excellent in the water resistance of a coating film, and salt water resistance. If the number average molecular weight of a polymer (A1) is below the said upper limit, it will be excellent in the surface smoothness of a coating film.
- a number average molecular weight and the below-mentioned mass average molecular weight are the values calculated
- the hydroxyl value of the polymer (A1) having a hydroxyl group is preferably 5 to 100 mgKOH / g, and more preferably 10 to 80 mgKOH / g.
- the hydroxyl value is at least the above lower limit value, the antifouling property, water resistance, acid resistance and alkali resistance of the coating film are more excellent.
- the hydroxyl value is less than or equal to the above upper limit, the crack resistance of the coating film is excellent under a temperature cycle at a high temperature of 100 ° C. or higher and a low temperature of 10 ° C. or lower.
- the hydroxyl value is measured according to JIS K 1557-1: 2007 (ISO 14900: 2001) or JIS K 0070: 1992.
- the glass transition temperature of the polymer (A1) is preferably 30 to 150 ° C, more preferably 35 to 120 ° C, and particularly preferably 35 to 100 ° C. If the glass transition temperature of a polymer (A1) is more than the said lower limit, it will be easy to manufacture a powder coating material. If the glass transition temperature of a polymer (A1) is below the said upper limit, the surface smoothness of a coating film will be excellent.
- a glass transition temperature is a midpoint glass transition temperature measured by the differential scanning calorimetry (DSC) method.
- the melting point of the polymer (A1) is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower, and particularly preferably 180 ° C. or lower. If the melting point of a polymer (A1) is below the said upper limit, it will be excellent in the surface smoothness of a coating film. In the present specification, the melting point is a value obtained using a differential scanning calorimeter.
- PVDF Polyvinylidene fluoride
- the mass average molecular weight (Mw) of PVDF is preferably 100,000 to 500,000, more preferably 150,000 to 400,000.
- the number average molecular weight (Mn) of PVDF is preferably 50,000 to 400,000, more preferably 100,000 to 300,000.
- the mass average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are not less than the lower limit of the above range, it is easy to pulverize and control the powder particle diameter when forming a powder coating.
- the mass average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are not more than the upper limit of the above range, the pigment dispersibility and the like are excellent, and the spreading property to the base material is good.
- a coating film excellent in adhesion and anticorrosion properties can be obtained.
- the melting point of PVDF is preferably 100 to 250 ° C, particularly preferably 140 to 200 ° C.
- the melting point of PVDF can be controlled by adjusting its molecular weight.
- the polymer (B) is a component that imparts excellent water repellency, oil repellency, bioadhesion resistance, and the like to the coating film.
- the polymer (B) is a fluorine-containing block copolymer composed of two segments having different fluorine atom content ratios (mass basis). Of the two segments, the segment ( ⁇ ) has a fluorine atom content ratio of 20% by mass or more with respect to all atoms (100% by mass) constituting the segment ( ⁇ ), and the segment ( ⁇ ) contains fluorine.
- the atomic content is less than 20% by mass with respect to all atoms (100% by mass) constituting the segment ( ⁇ ).
- the difference between the numerical values of the fluorine atom content ratios expressed by mass% of both segments is 10 or more.
- at least one of the segment ( ⁇ ) and the segment ( ⁇ ) is a segment having a hydroxyl group. Each segment has a different type of unit or a different unit composition when the same type.
- the hydroxyl group of the copolymer (B) is preferably present at least in the segment ( ⁇ ), and the segment ( ⁇ ) preferably has no hydroxyl group.
- the segment ( ⁇ ) when the hydroxyl group is present in the segment ( ⁇ ), the segment ( ⁇ ) is easily oriented on the surface layer of the coating film, and water repellency, oil repellency, and bioadhesion resistance are easily exhibited.
- the polymer (B) may have a crosslinkable group other than a hydroxyl group such as a carboxy group or an amino group.
- the polymer (B) may have the site
- the segment ( ⁇ ) is considered to impart excellent water repellency, oil repellency and bioadhesion resistance to the coating film because the fluorine atom content is in the above range and is high.
- the segment ( ⁇ ) is a segment having a fluorine atom content ratio smaller than that of the segment ( ⁇ ), and is considered to contribute to affinity with the polymer (A) and adhesion to the substrate. It is considered that when the affinity and the adhesion to the substrate are excellent, the water repellency, oil repellency and bioadhesion resistance of the coating film are sufficiently maintained.
- the polymer (B) has a hydroxyl group, and this hydroxyl group is considered to react with the crosslinkable group when other components contained in the powder coating composition have a crosslinkable group or the like.
- the coating film formed using the powder coating composition containing the polymer (B) has excellent water repellency even when the surface is rubbed or provided in an environment in contact with water. -It is considered that the oil repellency can be maintained, and that it has excellent biofouling resistance to which organisms such as mold and algae are difficult to adhere.
- the segment ( ⁇ ) is a homopolymer of a fluorine monomer, a copolymer composed of two or more fluorine monomers, or at least one fluorine monomer and a non-fluorine monomer It is preferable to be composed of a copolymer with at least one of the above.
- the segment ( ⁇ ) is a homopolymer of a non-fluorine monomer, a copolymer composed of two or more non-fluorine monomers, or at least one non-fluorine monomer and a fluorine-based monomer. It is preferably composed of a copolymer with at least one of the monomers.
- the segment ( ⁇ ) is composed of a copolymer of a fluorinated monomer and a non-fluorinated monomer, and the segment ( ⁇ ) is a copolymer of a non-fluorinated monomer and a fluorinated monomer. If the fluorinated monomer and the non-fluorinated monomer in both segments are the same monomer, the unit compositions of the segments ( ⁇ ) and ( ⁇ ) are different.
- the fluorine-based monomer is preferably a monomer having a structure represented by the following formula (I) or (II).
- R F OArCH 2 OCOC (R 3 ) CH 2 ...
- a fluorine-type monomer may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
- R F is a fluoroalkyl group or fluoroalkenyl group having 3 to 21 carbon atoms, preferably a fluoroalkyl group or fluoroalkenyl group having 6 to 10 carbon atoms.
- the ratio of the number of fluorine atoms to the total number of fluorine atoms and hydrogen atoms in the fluoroalkyl group and fluoroalkenyl group is preferably 50% or more, more preferably 80% or more, and particularly preferably 100%.
- a fluoroalkyl group and a fluoroalkenyl group having 100% of the number of fluorine atoms are a perfluoroalkyl group and a perfluoroalkenyl group.
- the carbon atom at the R 2 side terminal of R F is a carbon atom to which a fluorine atom or a fluoroalkyl group is bonded.
- R 2 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which does not have a fluorine atom, and does not have a fluorine atom.
- An alkylene group having 1 to 4 carbon atoms is preferred. When the carbon number is not more than the upper limit of the above range, the chain does not become too long and the polymerization conversion rate is difficult to decrease.
- R 3 is hydrogen or a methyl group.
- Ar has a substituent (for example, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, hydroxyl group, ester group, ketone group, amino group, amide group, imide group, nitro group, carboxylic acid group, thiol group, ether group, etc.).
- a substituent for example, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, hydroxyl group, ester group, ketone group, amino group, amide group, imide group, nitro group, carboxylic acid group, thiol group, ether group, etc.
- a phenylene group is particularly preferable.
- monomers represented by the above formula (I) include monomers represented by the following formulas (a-1) to (a-7), and —OCOCH ⁇ CH 2 in these monomers. And monomers having a structure substituted with OCOC (CH 3 ) ⁇ CH 2 .
- monomers represented by the formula (II) include monomers of the following formulas (f-1) and (f-2), and —OCOCH ⁇ CH 2 in these monomers is OCOC.
- a monomer having a structure substituted with (CH 3 ) ⁇ CH 2 is exemplified.
- the monomer used in the unit constituting the segment ( ⁇ ) is a single monomer represented by the above formula (I). At least one body is preferred. Among them, the above formulas (a-1), (a-2), (a-3), (a-4), (a-6), and (a-7) and At least one monomer having a structure in which OCOCH ⁇ CH 2 is substituted with OCOC (CH 3 ) ⁇ CH 2 is preferable.
- the segment ( ⁇ ) has a hydroxyl group
- the segment ( ⁇ ) is constituted by copolymerizing a monomer having a hydroxyl group, which is a non-fluorine monomer described later, with the above-mentioned fluorine-based monomer. can do.
- the segment ( ⁇ ) is for the purpose of adjusting the softening temperature of the segment ( ⁇ ), introducing a crosslinkable group into the segment ( ⁇ ), improving the affinity for the polymer (A) and the adhesion to the substrate, etc.
- You may have a unit based on a non-fluorine-type monomer.
- the non-fluorine monomer is excellent while ensuring affinity with the polymer (A) and adhesion to the substrate.
- an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 12 to 20 carbon atoms (hereinafter also referred to as “long chain (meth) acrylate”) is preferred.
- a non-fluorine-type monomer may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
- Examples of long chain (meth) acrylates include dodecyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate, pentadecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic.
- Examples include octadecyl acid and behenyl (meth) acrylate, and hexadecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate and behenyl (meth) acrylate are particularly preferable.
- segment ( ⁇ ) only the unit based on the above formula (a-2) can be given to the coating film because it can provide excellent water repellency, oil repellency, and bioadhesion resistance, and these characteristics are sustained.
- the segment ( ⁇ ) is a segment composed of a unit based on the above formula (a-2) and a unit based on octadecyl (meth) acrylate
- the above formula (a-) is 99.9 to 20% by mass
- the unit based on octadecyl (meth) acrylate is 80 to 0.1% by mass
- the unit based on the above formula (a-2) is 99. More preferably, the unit is 5 to 30% by mass and the unit based on octadecyl (meth) acrylate is 70 to 0.5% by mass.
- the segment ( ⁇ ) has a fluorine atom content of 20% by mass or more, preferably 25% by mass or more, particularly preferably 30% by mass or more, based on all atoms constituting the segment. Most preferably, it is at least mass%. If it is less than the lower limit of the above range, the coating film cannot be provided with excellent water repellency, oil repellency, and bioadhesion resistance.
- the content ratio of units based on the fluorine-based monomer in the total unit (100% by mass) in the segment ( ⁇ ) is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and 35% by mass or more. It is particularly preferable that it may be 100% by mass.
- Non-fluorinated monomers include all known monomers capable of radical polymerization that do not have fluorine atoms. Among them, as the non-fluorinated monomer constituting the segment ( ⁇ ), a sufficient polymerization conversion rate is obtained, and the affinity with the polymer (A) and the adhesion to the substrate are ensured, From the point of not impairing the water repellency, oil repellency and bioadhesion resistance expressed by the polymer (B), compounds of the following formula (III) and other non-fluorinated monomers exemplified below can be mentioned.
- a non-fluorine-type monomer may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
- R 4 represents an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms or an alkyl group having a substituent, a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, a cycloalkyl group having a substituent, a phenyl group or a phenyl group having a substituent, and R 4 5 is a hydrogen atom or a methyl group.
- the substituent include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a hydroxyl group, an ester group, a ketone group, an amino group, an amide group, an imide group, a nitro group, a carboxylic acid group, a thiol group, and an ether group.
- formula (III) examples include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n- (meth) acrylate.
- Non-fluorinated monomers other than those described above include, for example, (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N, N-dipropyl (meth) acrylamide, N , N-diisopropyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N, N-dibutyl (meth) acrylamide, itaconic acid diamide, (meth) acrylonitrile, and other nitrogen-containing monomers; (meth) acrylamidopropylsulfone Sulfonic acid group-containing monomers such as acid, acrylamide tert-butyl sulfonic acid, ethyl acrylate sulfonic acid, (meth) allyl sulfonic acid; mono 2- (meth) acryloyloxyethyl acid phosphate, (meth) acrylic
- Fumarate monomers monomethyl itaconate, dimethyl itaconate, monoethyl itaconate, diethyl itaconate, monopropyl itaconate, dipropyl itaconate, monobutyl itaconate, dibutyl itaconate, monoisobutyl itaconate, itaconate
- Itaconic acid ester monomers such as diisobutyl konate
- maleimide monomers such as maleimide, N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-propylmaleimide, N-butylmaleimide, N-hexylmaleimide (the nitrogen atom of maleimide)
- the polymer (B) preferably has a hydroxyl group in the segment ( ⁇ ) as described above.
- the segment ( ⁇ ) having a hydroxyl group preferably has a unit based on a monomer having a hydroxyl group.
- a hydroxyl group-containing vinyl monomer such as the compound exemplified above as a hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester is preferable.
- hydroxyethyl (meth) acrylate and hydroxypropyl (meth) acrylate are preferred.
- non-fluorinated monomers other than the hydroxyl group-containing vinyl monomer preferred are methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, (meth ) Isopropyl acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate , Octadecyl (meth) acrylate, behenyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide,
- segment ( ⁇ ) a sufficient polymerization conversion rate is obtained, and the water repellency expressed by the polymer (B) is ensured while ensuring the affinity with the polymer (A) and the adhesion to the substrate.
- segment ( ⁇ ) is a segment composed of a unit based on methyl (meth) acrylate, a unit based on butyl (meth) acrylate, and a unit based on hydroxyethyl (meth) acrylate, the total of these units is 100 mass.
- % Of units based on methyl (meth) acrylate 10 to 50% by weight of units based on butyl (meth) acrylate and 5 to 5 units based on hydroxyethyl (meth) acrylate It is preferably 25% by mass, units based on methyl (meth) acrylate are 25 to 45% by mass, units based on butyl (meth) acrylate are based on 20 to 40% by mass and hydroxyethyl (meth) acrylate More preferably, the unit is 10 to 20% by mass.
- the segment ( ⁇ ) is a segment composed of units based on hydroxyethyl (meth) acrylate and units based on octadecyl (meth) acrylate
- the total amount of these units is 100% by mass with respect to (meth) acrylic acid.
- the unit based on hydroxyethyl is 0.1 to 50% by mass and the unit based on octadecyl (meth) acrylate is 50 to 99.9% by mass, and the unit based on hydroxyethyl (meth) acrylate is 0.8%. More preferably, the unit based on 5 to 40% by weight and octadecyl (meth) acrylate is 60 to 99.5% by weight.
- the fluorine atom content is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and more preferably 0% by mass with respect to all atoms (100% by mass) constituting the segment. %.
- the amount is not more than the upper limit of the above range, the affinity for the polymer (A) and the adhesion to the substrate are excellent. In addition, water repellency, oil repellency, and bio-adhesion resistance are not easily lowered.
- the difference of the numerical value of the content rate of the fluorine atom represented by the mass% of the segment ( ⁇ ) and the segment ( ⁇ ) is 10 or more. That is, the content ratio of fluorine atoms in the total atoms (100 mass%) in the segment ( ⁇ ) is X mass%, and the content ratio of fluorine atoms in the total atoms (100 mass%) in the segment ( ⁇ ) is Y mass. Assuming%, XY is 10 or more. XY is preferably 30 or more, and more preferably 50 or more.
- the function of the polymer (B) can be adjusted by changing the unit type and the unit ratio.
- the proportion of units based on the non-fluorinated monomer in the total unit (100% by mass) in the segment ( ⁇ ) is preferably 50% by mass or more, more preferably 65% by mass or more, and 80
- the content is particularly preferably at least mass%, and may be 100 mass%.
- the proportion of units based on the hydroxyl group-containing vinyl monomer in all the units (100% by mass) in the polymer (B) is preferably 2 to 35% by mass, more preferably 5 to 30% by mass. 20% by mass is particularly preferred. If it is more than the lower limit of the said range, while a coating film fully hardens
- the ratio of the unit may exceed the upper limit of the above range, but if it exceeds, the effect of sufficiently curing the coating and the effect of sufficiently maintaining the properties of the coating will not be further improved.
- the hydroxyl value of the polymer (B) is preferably 10 to 100 mgKOH / g, more preferably 15 to 90 mgKOH / g, and particularly preferably 45 to 65 mgKOH / g.
- the proportion of the segment ( ⁇ ) in the polymer (B) is preferably 5 to 90% by mass, more preferably 10 to 80% by mass, particularly preferably 15 to 70% by mass, and most preferably 20 to 60% by mass.
- segment ( ⁇ ) is at least the lower limit of the above range, sufficient water repellency, oil repellency and bioadhesion resistance can be imparted to the coating film.
- the amount is not more than the upper limit of the above range, the affinity for the polymer (A) and the adhesion to the substrate are excellent, whereby the water repellency, oil repellency and bioadhesion resistance of the coating are sufficiently maintained.
- the number average molecular weight (Mn) of the polymer (B) is preferably from 5,000 to 100,000, more preferably from 10,000 to 300,000, and particularly preferably from 10,000 to 100,000. When it is at least the lower limit of the above range, the formed coating film sufficiently exhibits the performance based on fluorine.
- a polymer (B) can be manufactured without a problem as it is below the upper limit of the said range.
- the polymer (B) can be produced by using polymeric peroxide as a polymerization initiator.
- the polymer peroxide is a compound having two or more peroxy bonds in one molecule, and one or more of various polymer peroxides described in Japanese Patent Publication No. 05-59942 can be used.
- the polymer (B) can be produced by using a polymer peroxide by an ordinary bulk polymerization method, suspension polymerization method, solution polymerization method, emulsion polymerization method or the like.
- a polymer peroxide for example, as a first step, polymer peroxide is used as a polymerization initiator, and a non-fluorinated monomer including a hydroxyl group-containing vinyl monomer is polymerized in a solution so that a peroxy bond is formed in the chain.
- An introduced peroxy bond-containing non-fluorinated polymer (segment ( ⁇ )) is obtained.
- the non-fluorine monomer in the first step is used in the second step
- the fluorine monomer in the second step is used in the first step
- the composition for powder coatings of this invention may contain resin (C) other than those which do not correspond to any of a polymer (A) and a polymer (B).
- the resin (C) is preferably at least one non-fluorinated resin selected from acrylic resins, polyester resins, polyurethane resins, epoxy resins, and silicone resins.
- a polyester resin is used as the resin (C)
- a coating film excellent in processability and impact resistance can be easily obtained
- an acrylic resin is used, a coating film having excellent weather resistance and scratch resistance and a high glossiness can be obtained.
- an epoxy resin it is easy to obtain a coating film excellent in chemical resistance and excellent in corrosion resistance and rust resistance of the substrate.
- the resin (C) when a polyurethane resin is used as the resin (C), when a sealing material is formed on the coating film, it is easy to obtain a coating film with excellent adhesion to the sealing material and excellent workability. It is easy to obtain a coating film excellent in stain resistance such as graffiti.
- the acrylic resin is a polymer having a (meth) acrylate unit.
- the acrylic resin may have a reactive functional group such as a carboxy group, a hydroxyl group, or a sulfo group.
- the glass transition temperature of the acrylic resin is preferably 30 to 60 ° C. If the glass transition temperature is equal to or higher than the lower limit, the coating film is difficult to block. If the glass transition temperature of an acrylic resin is below the said upper limit, the surface smoothness of a coating film will be more excellent.
- the number average molecular weight of the acrylic resin is preferably 5,000 to 100,000, particularly preferably 30,000 to 100,000. If the number average molecular weight of the acrylic resin is not less than the above lower limit, the coating film is difficult to block. If the number average molecular weight of an acrylic resin is below the said value, the surface smoothness of a coating film will improve further.
- the mass average molecular weight of the acrylic resin is preferably 6,000 to 150,000, more preferably 40,000 to 150,000, and particularly preferably 60,000 to 150,000. If the mass average molecular weight of the acrylic resin is not less than the lower limit, the coating film is difficult to block. If the mass average molecular weight of the acrylic resin is not more than the above upper limit value, the surface smoothness of the coating film is further improved.
- the acid value of the acrylic resin is preferably 0.1 to 300 mgKOH / g. If the acid value of the acrylic resin is not less than the above lower limit, there is an effect of improving dispersibility when a pigment or the like is blended in the powder coating material. If the acid value of an acrylic resin is below the said upper limit, a coating film is excellent in moisture resistance.
- the acrylic resin has a hydroxyl group, the hydroxyl value of the acrylic resin is preferably 1 to 250 mgKOH / g from the viewpoint of adhesion to the substrate. The acid value is determined according to JIS K 0070: 1992 or JIS K 5601-2-1: 1999.
- polyester resin examples include those having a polycarboxylic acid unit and a polyhydric alcohol unit, and optionally having units other than these two types of units (for example, hydroxycarboxylic acid units).
- the linear polyester resin is composed of only divalent units such as a divalent unit derived from a polyvalent carboxylic acid and a divalent unit derived from a polyhydric alcohol, excluding terminal units.
- the branched polyester resin has at least one trivalent or higher unit, and is substantially composed of only a divalent unit other than the trivalent or higher unit and the terminal unit.
- the polyester resin a linear polymer or a branched polymer having a small number of branches is preferable, and a linear polymer is particularly preferable. Since a branched polymer having many branches tends to have a high softening point and melting temperature, when the polyester resin is a branched polymer, the softening point is preferably 200 ° C. or lower. As the polyester resin, a polyester resin that is solid at normal temperature and has a softening point of 100 to 150 ° C. is preferable.
- the number average molecular weight of the polyester resin is preferably 5,000 or less from the viewpoint that the melt viscosity of the coating film can be appropriately lowered.
- the mass average molecular weight of the polyester resin is preferably from 2,000 to 20,000, and particularly preferably from 2,000 to 10,000, from the viewpoint that the melt viscosity of the coating film can be appropriately lowered.
- the polyester resin those having a number average molecular weight of 5,000 or less and a mass average molecular weight of 2,000 to 20,000 are more preferable, the number average molecular weight is 5,000 or less, and the mass average molecular weight. Particularly preferred are those having a 2,000 to 10,000.
- the polyester resin may have a crosslinkable group that can react with the curing agent.
- At least a part of the terminal unit of the polymer chain of the polyester resin is preferably a monovalent polyvalent carboxylic acid unit or a monovalent polyhydric alcohol unit.
- the free carboxy contained in the unit In the latter case, the free hydroxyl group of the unit functions as a crosslinkable group.
- the unit having a crosslinkable group may be a unit other than the terminal unit.
- a divalent polyhydric alcohol unit derived from a polyhydric alcohol having 3 or more hydroxyl groups is a unit having a free hydroxyl group
- the polyester resin has a divalent or more unit having a crosslinkable group. You may do it.
- the crosslinkable group in the polyester resin is preferably a hydroxyl group from the viewpoint of excellent water resistance, alkali resistance, and acid resistance of the coating film.
- the polyester resin usually has a hydroxyl group and a carboxy group, and the polyester resin is preferably a polyester resin mainly having a hydroxyl group.
- the hydroxyl value of the polyester resin is preferably 20 to 100 mgKOH / g, particularly preferably 20 to 80 mgKOH / g.
- the acid value of the polyester resin is preferably from 0.5 to 80 mgKOH / g, particularly preferably from 0.5 to 50 mgKOH / g.
- the polyester resin is derived from an aromatic polyvalent carboxylic acid having 8 to 15 carbon atoms from the viewpoint of excellent impact resistance of the coating film, and excellent dispersibility when a pigment is added to the powder coating.
- a polyester resin having units and units derived from a polyhydric alcohol having 2 to 10 carbon atoms is preferred.
- the polyvalent carboxylic acid unit a unit derived from an aromatic polyvalent carboxylic acid having 8 to 15 carbon atoms is preferable.
- An aromatic polyvalent carboxylic acid having 8 to 15 carbon atoms is a compound having an aromatic ring and two or more carboxy groups, and the carboxy group is bonded to a carbon atom of the aromatic ring.
- the anhydride which has a structure which two carboxyl groups dehydrated may be sufficient.
- the aromatic ring a benzene ring or a naphthalene ring is preferable, and a benzene ring is particularly preferable. In the case of a benzene ring, two may exist per molecule.
- the number of carboxy groups in the aromatic polyvalent carboxylic acid is preferably 2 to 4 and particularly preferably 2.
- an isophthalic acid unit is preferable from the viewpoint of excellent weather resistance of the coating film.
- the polyhydric alcohol unit is preferably a unit derived from a polyhydric alcohol having 2 to 10 carbon atoms.
- the polyhydric alcohol having 2 to 10 carbon atoms is a compound having two or more hydroxyl groups.
- As the polyhydric alcohol aliphatic polyhydric alcohols and alicyclic polyhydric alcohols are preferable, and aliphatic polyhydric alcohols are particularly preferable.
- the number of hydroxyl groups in the polyhydric alcohol is preferably 2-4, and particularly preferably 2.
- the polyhydric alcohol unit has excellent adhesion to the base material, and even when heat history (thermal cycle) is applied due to excellent flexibility, the heat resistance of the powder coating film is excellent.
- Units derived from 3 to 8 polyhydric alcohols are preferred, and units derived from polyhydric alcohols having 4 to 6 carbon atoms are particularly preferred.
- Epoxy resin examples include bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin.
- the curing agent When the resin component contained in the powder coating has a crosslinkable group, the curing agent is contained in the powder coating and reacts with the crosslinkable group to crosslink or increase the molecular weight of the resin component to be cured.
- the curing agent has two or more crosslinkable groups capable of reacting with a crosslinkable group (hydroxyl group, carboxy group, etc.) of the resin component.
- the crosslinkable group of the curing agent is preferably a crosslinkable group that can react when the powder coating is heated and melted because it is not preferable to react with the crosslinkable group of the resin component at room temperature.
- a blocked isocyanate group is preferable to an isocyanate group having high crosslinkability at room temperature. In the blocked isocyanate group, when the powder coating is heated and melted, the blocking agent is released to form an isocyanate group, and the isocyanate group acts as a crosslinkable group.
- a known compound can be used as the curing agent.
- a blocked isocyanate curing agent an amine curing agent (a melamine resin, guanamine resin, sulfoamide having an amino group to which a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group is bonded). Resin, urea resin, aniline resin, etc.), ⁇ -hydroxyalkylamide type curing agents, and epoxy type curing agents (triglycidyl isocyanurate, etc.).
- a blocked isocyanate curing agent is particularly preferred from the viewpoints of adhesion to a substrate, processability of a product after forming a coating film, and excellent water resistance of the coating film.
- the curing agent may be a ⁇ -hydroxyalkylamide curing agent or an epoxy.
- a system hardening agent is preferable.
- curing agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
- the blocked isocyanate curing agent is preferably a solid at room temperature.
- a polyisocyanate obtained by reacting an aliphatic, aromatic or araliphatic diisocyanate with a low molecular weight compound having active hydrogen is reacted with a blocking agent and masked. What was manufactured is preferable.
- Diisocyanates include tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane isocyanate, xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 4,4'-methylene bis (cyclohexyl isocyanate), methylcyclohexane diisocyanate, bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, isophorone diisocyanate, dimer Examples include acid diisocyanate and lysine diisocyanate.
- Low molecular weight compounds having active hydrogen include water, ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, glycerin, sorbitol, ethylenediamine, ethanolamine, diethanolamine, hexamethylenediamine, isocyanurate, uretidione, hydroxyl group-containing low molecular weight polyester, poly Examples include caprolactone.
- the blocking agent examples include alcohols (methanol, ethanol, benzyl alcohol, etc.), phenols (phenol, crezone, etc.), lactams (caprolactam, butyrolactam, etc.), and oximes (cyclohexanone, oxime, methyl ethyl ketoxime, etc.).
- the powder coating composition may contain a curing catalyst as necessary.
- the curing catalyst accelerates the curing reaction and imparts good chemical performance and physical performance to the coating film.
- the curing catalyst is preferably a tin catalyst (tin octylate, tributyltin laurate, dibutyltin dilaurate, etc.).
- a curing catalyst may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
- the powder coating material may contain one or more kinds of various additives such as an ultraviolet absorber and a pigment as other components as required.
- an organic ultraviolet absorber or an inorganic ultraviolet absorber can be used as the ultraviolet absorber.
- An ultraviolet absorber may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
- additives examples include light stabilizers (hindered amine light stabilizers, etc.), matting agents (ultrafine powder synthetic silica, etc.), surfactants (nonionic surfactants, cationic surfactants, or anionic surfactants), Leveling agent, surface conditioning agent (improves the surface smoothness of the coating film), degassing agent (air entrained in the powder, gas from the curing agent, moisture, etc. (Normally, it is solid, but when melted, it has a very low viscosity.), Filler, heat stabilizer, thickener, dispersant, antistatic agent, rust inhibitor, silane coupling Agents, antifouling agents, antifouling treatment agents, pigments and the like.
- the pigment is preferably at least one selected from the group consisting of bright pigments, rust preventive pigments, colored pigments and extender pigments.
- the content of the polymer (B) in the powder coating composition is preferably 0.1 to 100 parts by weight, more preferably 2 to 80 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the polymer (A). 3 to 60 parts by mass is particularly preferable. If content of a polymer (B) is more than the lower limit of the said range, a coating film is excellent in water repellency, oil repellency, and bio-adhesion resistance. If it is below the upper limit of the said range, the problem that adhesives, such as a sealing material, do not closely_contact
- the content of the polymer (B) is 0 with respect to a total of 100 parts by mass of the polymer (A) and the resin (C). 1 to 100 parts by mass is preferable, 2 to 80 parts by mass is more preferable, and 3 to 60 parts by mass is particularly preferable. If content of a polymer (B) is more than the lower limit of the said range, a coating film is excellent in water repellency, oil repellency, and bio-adhesion resistance. If it is below the upper limit of the said range, the problem that adhesives, such as a sealing material, do not closely_contact
- the mass ratio ((A) / (C)) between the polymer (A) and the resin (C) is preferably 90/10 to 10/90, 85/15 to 15/85 is more preferable, and 80/20 to 20/80 is particularly preferable. If mass ratio is in the said range, while the weather resistance of the coating film formed is excellent, the cost of a coating film can be suppressed.
- the amount can be appropriately set.
- the content of the curing agent in the powder coating composition is 1 to 50 with respect to 100 parts by mass of the total of the polymer (A1) and the polymer (B) in the powder coating composition. Part by mass is preferable, and 3 to 30 parts by mass is particularly preferable.
- the curing agent is a blocked isocyanate curing agent
- the content of the blocked isocyanate curing agent in the powder coating composition is such that the molar ratio of isocyanate groups to hydroxyl groups in the powder coating composition is 0.05.
- An amount of ⁇ 1.5 is preferred, and an amount of 0.8 to 1.2 is particularly preferred.
- the molar ratio is not less than the above lower limit, the degree of curing of the coating is increased, and the hardness and chemical resistance of the coating film are excellent.
- the molar ratio is not more than the above upper limit value, the coating film is not easily brittle, and the coating film has excellent heat resistance, chemical resistance, moisture resistance, and the like.
- the amount can be appropriately set.
- the content of the curing catalyst in the powder coating composition is 0.0001 based on 100 parts by mass of the total of the polymer (A1) and the polymer (B) in the powder coating composition. Up to 10.0 parts by mass is preferred. If the content of the curing catalyst is not less than the above lower limit value, the catalytic effect can be sufficiently obtained. If the content of the curing catalyst is not more than the above upper limit value, the gas such as air entrained in the powder coating is easily released during the melting and curing process of the powder coating, and the heat resistance of the coating film caused by the gas remaining There is little decrease in water resistance, weather resistance and water resistance.
- the amount can be appropriately set.
- the content of the pigment in the powder coating composition is 20 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the polymer (A) and the polymer (B) in the powder coating composition. 50 to 150 parts by mass are preferable.
- the total amount of these is the sum of the polymer (A) and the polymer (B) with respect to the total amount of the powder coating composition. , Preferably within a range of 30% by mass or more.
- the composition for powder coating can be produced by a known method. Specifically, a polymer (A) and a polymer (B), and a resin (C), a curing agent, a curing catalyst, and various additives, which are blended as necessary, are combined with a high-speed mixer, a V-type mixer, an inversion A powder coating composition is obtained by mixing with a mixer or the like. Each component is preferably pulverized and powdered in advance.
- the obtained powder coating composition is melt-kneaded with a single-screw extruder, twin-screw extruder, planetary gear, etc., and the kneaded product obtained by melt-kneading is pulverized with a pulverizer such as a pin mill, hammer mill, jet mill or the like. To do. Thereafter, the pulverized product obtained by pulverization is classified as necessary. Thereby, the powder which consists of a composition for powder coatings is obtained. It is preferable that the kneaded material is pelletized after cooling.
- the powder coating material of this invention contains the powder which consists of a composition for powder coating materials of this invention.
- the powder coating of the present invention preferably contains 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more of the powder comprising the composition for powder coating of the present invention, and consists of 100% by mass of the powder. It may be.
- Examples of the components other than the powder composed of the composition for powder coating of the present invention contained in the powder coating of the present invention are exemplified as the components that may be included in the powder coating composition as necessary. And one or more of the other components.
- the coated article of the present invention has a coating film made of the powder coating of the present invention on the surface of the substrate, and the powder coating of the present invention is coated on the substrate, After forming a coating film in a molten state, it can be formed by a method of cooling it. When the components in the powder coating are reactive, a curing reaction occurs.
- a molten coating film composed of a powder coating melt may be formed at the same time as the powder coating is applied to the substrate, and the powder coating is applied to the substrate and then heated on the substrate. It may be formed by melting.
- the powder coating has reactivity, since the curing reaction of the reactive component starts almost simultaneously with the heating and melting of the powder coating, the heating and melting of the powder coating and the adhesion to the substrate are almost It is necessary to carry out heating melting of the powder coating material at the same time or after the powder coating material adheres to the substrate.
- the material of the substrate examples include metals such as aluminum, iron, zinc, tin, titanium, lead, special steel, stainless steel, copper, magnesium, and brass, and can be selected according to the application of the coated article.
- the substrate may include two or more of the exemplified metals.
- aluminum is preferable because it is lightweight and has excellent corrosion resistance and strength.
- the shape, size, etc. of the substrate are not particularly limited.
- coating methods include electrostatic coating, electrostatic spraying, electrostatic dipping, spraying, fluid dipping, spraying, spraying, thermal spraying, plasma spraying, and the like. Even when the coating film is thinned, an electrostatic coating method using a powder coating gun is preferred from the viewpoint that a coating film excellent in surface smoothness is easily obtained and that the coating film is concealed.
- the molten coating film is cooled to room temperature (20 to 25 ° C.) to form a coating film on the substrate. Cooling may be either rapid cooling or slow cooling.
- the thickness of the coating film is preferably from 20 to 1,000 ⁇ m, more preferably from 20 to 500 ⁇ m, and particularly preferably from 20 to 300 ⁇ m, but can be appropriately set according to the weather resistance required for the coating film.
- the water contact angle of the coating film is preferably 95 to 160 °, more preferably 96 to 150 °, and particularly preferably 97 to 140 °. If the water contact angle is at least the lower limit of the above range, the water repellency is excellent. If it is below the upper limit of the said range, the problem that adhesives, such as a sealing material, do not closely_contact
- the contact angle of hexadecane in the coating film is preferably 20 to 80 °, more preferably 30 to 75 °, and particularly preferably 40 to 70 °. If the contact angle is not less than the lower limit of the above range, the oil repellency is excellent. If it is below the upper limit of the said range, the problem that adhesives, such as a sealing material, do not closely_contact
- the coating film formed from the powder coating containing the powder comprising the composition for powder coating of the present invention has water repellency / repellency even when the surface is rubbed or provided in an environment in contact with water. It is oily and has excellent bio-adhesion resistance that prevents mold and algae from attaching. Therefore, specific applications of the coated article having the coating film include water wall materials such as kitchens, bathrooms, washrooms, toilets, surface materials for storage furniture such as cupboards, road signs such as traffic lights, and aluminum composite panels.
- the number average molecular weight (Mn) and the mass average molecular weight (Mw) are values determined in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC). (Hydroxyl value) It measured according to JIS K 0070: 1992.
- the obtained fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group is a polymer in the category of the polymer (A1) in the present invention.
- This fluorine-containing copolymer is hereinafter referred to as “polymer (A1-1)”.
- the polymer (A1-1) had a Tg of 54 ° C., an Mn of 12,000, and a hydroxyl value of 51.3 mgKOH / g.
- the obtained fluorine-containing random copolymer is a polymer having the same unit structure as the polymer (B) in the present invention, but is not a copolymer having a block structure.
- the obtained fluorine-containing random copolymer is hereinafter referred to as “polymer (BX-1)”.
- the obtained aqueous dispersion was frozen and coagulated at ⁇ 25 ° C., dehydrated and washed, and then vacuum dried at 80 ° C. to obtain 209.2 g of an MMA copolymer (white powder).
- the resulting MMA copolymer had a Tg of 56.6 ° C., a mass average molecular weight (Mw) of 92,000, and a number average molecular weight (Mn) of 43,000.
- the obtained MMA copolymer is hereinafter referred to as resin (C-2).
- PVDF-1 The following PVDF commercially available was obtained and used. Hereinafter, this PVDF is referred to as “PVDF-1”.
- Product name “PVDF DS203” manufactured by SHENZHOU NEWMATERIAL CO., LTD) Mass average molecular weight (Mw): 270,000 Number average molecular weight (Mn): 160,000 Melting point: 170 ° C.
- polyester resin The following commercially available polyester resins were obtained and used. Hereinafter, this polyester resin is referred to as “resin (C-1)”.
- this curing agent is referred to as “curing agent-1”.
- this curing catalyst is referred to as “curing catalyst-1”.
- Titanium oxide pigment Taipure R960 (trade name, manufactured by DuPont, titanium oxide content: 89% by mass)
- Degassing agent benzoin Surface modifier: manufactured by BYK-Chemie, Inc., trade name: BYK-360P
- Examples 1 to 8 All the components shown in Table 1 were mixed for about 10 to 30 minutes using a high-speed mixer (manufactured by Amagasaki Co., Ltd.) to obtain a powdery mixture (composition for powder coating).
- the (powder coating composition) was melt kneaded at a barrel set temperature of 120 ° C. using a twin-screw extruder (manufactured by Thermo Prism, 16 mm extruder) to obtain pellets.
- the pellets are pulverized at room temperature using a pulverizer (manufactured by FRITSCH, product name: rotor speed mill P14), classified by 150 mesh, and made of a powder coating composition having an average particle size of about 40 ⁇ m.
- the barrel set temperature was set to 200 ° C. instead of 120 ° C., and the pellets were pulverized by a freeze-drying method using dry ice.
- the average particle size of the powder composed of the composition for powder coating is a value determined by a 50% average volume particle size distribution measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer (manufactured by Sympatec, product name: Helos-Rodos). is there.
- a cured film coating film was obtained as described later, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 1.
- “the amount of polymer (B-1) (parts by mass)” means the amount of polymer (B-1) (100 parts by mass in total of polymer (A1-1) and PVDF-1). Part by mass).
- ⁇ Contact angle of coating film (water)> The contact angle when water droplets were dropped on the coating film in the air was measured using a contact angle meter (Kyowa Interface Science Co., Ltd., CA-X type). It shows that it is excellent in water repellency, so that a contact angle is large. 1.
- Initial water contact angle The water contact angle of the coating film of the test piece was measured in air and judged according to the following criteria. ⁇ (Good): Contact angle is 95 ° to 160 ° X (defect): Contact angle is less than 95 ° Water contact angle after water immersion According to JIS K 5600-6-2, the test piece was immersed in ion-exchanged water at 25 ° C. for 2 weeks.
- the powder coating of the present invention is particularly suitable for water walls such as kitchens, bathrooms, washrooms and toilets, surface materials for storage furniture such as cupboards, road signs such as traffic lights, aluminum composite panels, and aluminum panels for curtain walls.
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Abstract
撥水性・撥油性に優れ、表面が擦られたり水と接触する環境下に設けられたりした場合でも、優れた撥水性・撥油性を維持でき、カビ、藻等の生物が付着しにくい優れた耐生物付着性も有する塗膜を形成できる粉体塗料用組成物、粉体塗料、塗装物品の提供。 重合体(A1)およびポリビニリデンフルオリドから選択される少なくとも1種からなる重合体(A)と下記重合体(B)とを含む粉体塗料用組成物。重合体(A1)は、フルオロオレフィンに基づく単位と架橋性基を有する単量体に基づく単位とを有する含フッ素非ブロック共重合体であり、重合体(B)は、フッ素原子の含有割合が20質量%以上のセグメント(α)とフッ素原子の含有割合が20質量%未満のセグメント(β)とを有し、セグメント(α)およびセグメント(β)の質量%で表したフッ素原子の含有割合の数値の差が10以上であり、セグメント(α)およびセグメント(β)のうちの少なくとも一方が水酸基を有するセグメントである、含フッ素ブロック共重合体である。
Description
本発明は、粉体塗料用組成物とこれを用いた粉体塗料および塗装物品に関する。
従来、住宅建築物におけるキッチン、浴室、洗面室、便所などの水廻り壁材や、戸棚などの収納家具の表面材には、耐汚染性(撥水性・撥油性)、耐擦傷性、耐水性、耐薬品性、硬度などの諸物性に優れた塗膜が設けられることが多い。
一方、近年、シックハウス症候群が問題となっており、住宅建築物に設けられる塗膜を形成する塗料として、有機溶剤(VOC)を全く含まない粉体塗料への期待が高まっている。
一方、近年、シックハウス症候群が問題となっており、住宅建築物に設けられる塗膜を形成する塗料として、有機溶剤(VOC)を全く含まない粉体塗料への期待が高まっている。
粉体塗料の原料には、主として、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が用いられている。
しかし、これらを原料とする粉体塗料で形成された塗膜は、撥水性・撥油性に劣り、耐汚染性の点で充分とは言えなかった。
しかし、これらを原料とする粉体塗料で形成された塗膜は、撥水性・撥油性に劣り、耐汚染性の点で充分とは言えなかった。
そこで、塗膜の撥水性・撥油性を高めるために、粉体塗料にフルオロシリコーン添加剤を配合する方法(特許文献1参照。)、粉体塗料にフッ素系レべリング剤を配合する方法(特許文献2参照。)、粉体塗料にフッ素元素及びケイ素元素を含有する樹脂を配合する方法(特許文献3参照)等が提案されている。
しかし、特許文献1~3に記載の粉体塗料から形成された塗膜は、撥水性・撥油性が未だ不充分である。また、汚染物質の除去を想定して塗膜表面を擦った場合や、塗膜が常に水と接触する環境を想定して塗膜を水に浸漬させた場合には、塗膜の撥水性・撥油性が大きく低下するという問題がある。
また、特許文献1~3に記載の粉体塗料により、湿気の多い水廻り等に塗膜を形成すると、カビ、藻等が発生して塗膜の表面に付着しやすいという問題があった。
また、特許文献1~3に記載の粉体塗料により、湿気の多い水廻り等に塗膜を形成すると、カビ、藻等が発生して塗膜の表面に付着しやすいという問題があった。
本発明の目的は、撥水性・撥油性に優れ、表面が擦られたり、水と接触する環境下に設けられたりした場合でも、優れた撥水性・撥油性を維持でき、かつ、カビ、藻等の生物が付着しにくい優れた耐生物付着性をも有する塗膜を形成できる粉体塗料用組成物と、該粉体塗料用組成物を用いた粉体塗料と、該粉体塗料により形成された塗膜を有する塗装物品を提供することである。
本発明は、以下の[1]~[14]の構成を有する。
[1]下記重合体(A1)およびポリビニリデンフルオリドから選択される少なくとも1種からなる重合体(A)と下記重合体(B)とを含む粉体塗料用組成物。
重合体(A1):フルオロオレフィンに基づく単位と、架橋性基を有する単量体に基づく単位とを有する含フッ素非ブロック共重合体。
重合体(B):フッ素原子の含有割合が20質量%以上であるセグメント(α)とフッ素原子の含有割合が20質量%未満であるセグメント(β)とを有する含フッ素ブロック共重合体であって、前記セグメント(α)および前記セグメント(β)の質量%で表したフッ素原子の含有割合の数値の差が10以上であり、前記セグメント(α)および前記セグメント(β)のうちの少なくとも一方が水酸基を有するセグメントである、含フッ素ブロック共重合体。
[1]下記重合体(A1)およびポリビニリデンフルオリドから選択される少なくとも1種からなる重合体(A)と下記重合体(B)とを含む粉体塗料用組成物。
重合体(A1):フルオロオレフィンに基づく単位と、架橋性基を有する単量体に基づく単位とを有する含フッ素非ブロック共重合体。
重合体(B):フッ素原子の含有割合が20質量%以上であるセグメント(α)とフッ素原子の含有割合が20質量%未満であるセグメント(β)とを有する含フッ素ブロック共重合体であって、前記セグメント(α)および前記セグメント(β)の質量%で表したフッ素原子の含有割合の数値の差が10以上であり、前記セグメント(α)および前記セグメント(β)のうちの少なくとも一方が水酸基を有するセグメントである、含フッ素ブロック共重合体。
[2]前記重合体(B)の含有量が、前記重合体(A)の100質量部に対して、0.1~100質量部である、[1]の粉体塗料用組成物。
[3]前記重合体(A1)における架橋性基を有する単量体に基づく単位が、水酸基を有する単量体に基づく単位である、[1]または[2]に記載の粉体塗料用組成物。
[4]前記セグメント(α)が、炭素数3~21のペルフルオロアルキル基を有する単量体に基づく単位を有する、[1]~[3]のいずれかの粉体塗料用組成物。
[5]重合体(B)における水酸基を有するセグメントが、水酸基を有する単量体に基づく単位を有する、[1]~[4]のいずれかの粉体塗料用組成物。
[6]重合体(B)における水酸基を有するセグメントが前記セグメント(β)である、[1]~[5]のいずれかの粉体塗料用組成物。
[7]前記重合体(A)および前記重合体(B)以外の樹脂である樹脂(C)をさらに含む、[1]~[6]のいずれかの粉体塗料用組成物。
[8]前記樹脂(C)が、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、およびシリコーン樹脂から選択される少なくとも1種である、[7]の粉体塗料用組成物。
[9]前記樹脂(C)が水酸基またはカルボキシ基を有する樹脂である、[7]または[8]の粉体塗料用組成物。
[3]前記重合体(A1)における架橋性基を有する単量体に基づく単位が、水酸基を有する単量体に基づく単位である、[1]または[2]に記載の粉体塗料用組成物。
[4]前記セグメント(α)が、炭素数3~21のペルフルオロアルキル基を有する単量体に基づく単位を有する、[1]~[3]のいずれかの粉体塗料用組成物。
[5]重合体(B)における水酸基を有するセグメントが、水酸基を有する単量体に基づく単位を有する、[1]~[4]のいずれかの粉体塗料用組成物。
[6]重合体(B)における水酸基を有するセグメントが前記セグメント(β)である、[1]~[5]のいずれかの粉体塗料用組成物。
[7]前記重合体(A)および前記重合体(B)以外の樹脂である樹脂(C)をさらに含む、[1]~[6]のいずれかの粉体塗料用組成物。
[8]前記樹脂(C)が、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、およびシリコーン樹脂から選択される少なくとも1種である、[7]の粉体塗料用組成物。
[9]前記樹脂(C)が水酸基またはカルボキシ基を有する樹脂である、[7]または[8]の粉体塗料用組成物。
[10]前記粉体塗料用組成物が、さらに硬化剤を含む、[1]~[9]のいずれかの粉体塗料用組成物。
[11]前記[1]~[10]のいずれかの粉体塗料用組成物からなる粉体を含む、粉体塗料。
[12]基材の表面に、[11]の粉体塗料から形成された塗膜を有する、塗装物品。
[13]前記塗膜の水接触角が、95~160°である、[12]の塗装物品。
[14]前記基材の材質がアルミニウムである、[12]または[13]の塗装物品。
[11]前記[1]~[10]のいずれかの粉体塗料用組成物からなる粉体を含む、粉体塗料。
[12]基材の表面に、[11]の粉体塗料から形成された塗膜を有する、塗装物品。
[13]前記塗膜の水接触角が、95~160°である、[12]の塗装物品。
[14]前記基材の材質がアルミニウムである、[12]または[13]の塗装物品。
本発明によれば、撥水性・撥油性に優れ、表面が擦られたり、水と接触する環境下に設けられたりした場合でも、優れた撥水性・撥油性を維持でき、かつ、カビ、藻等の生物が付着しにくい優れた耐生物付着性をも有する塗膜を形成できる粉体塗料用組成物と、該粉体塗料用組成物を用いた粉体塗料と、該粉体塗料により形成された塗膜を有する塗装物品を提供できる。
以下の用語の定義は、本明細書および特許請求の範囲にわたって適用される。
「含フッ素ブロック共重合体」とは、含有する単位の種類が異なるか、同じ種類の場合には単位の組成が異なる複数種のセグメントから構成され、かつ、少なくとも1つのセグメントがフッ素原子を有する高分子化合物を意味する。
「含フッ素非ブロック共重合体」とは、分子中にフッ素原子を有する高分子化合物であって、上記「含フッ素ブロック共重合体」以外の共重合体を意味する。
「フッ素系単量体」とは、フッ素原子を有する単量体を意味する。
「非フッ素系単量体」とは、フッ素原子を有しない単量体を意味する。
「フルオロアルキル基」とは、アルキル基の水素の全てあるいは一部がフッ素に置換されたアルキル基である。
「フルオロアルケニル基」とは、アルケニル基の水素の全てあるいは一部がフッ素に置換されたアルケニル基である。
「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートの総称で、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」と「メタクリル」の総称である。
「単位」とは、重合体中に存在して重合体を構成する、単量体に由来する部分を意味する。炭素-炭素不飽和二重結合を有する単量体の付加重合により生じる、該単量体に由来する部分を「単量体に基づく単位」ともいう。該単量体に基づく単位は該不飽和二重結合が開裂して生じた2価の単位である。また、ある単位の構造を重合体形成後に化学的に変換したものも単位という。
なお、以下、場合により、個々の単量体に由来する単位や単量体に基づく単位をその単量体名に「単位」を付した名称で呼ぶ。
「含フッ素ブロック共重合体」とは、含有する単位の種類が異なるか、同じ種類の場合には単位の組成が異なる複数種のセグメントから構成され、かつ、少なくとも1つのセグメントがフッ素原子を有する高分子化合物を意味する。
「含フッ素非ブロック共重合体」とは、分子中にフッ素原子を有する高分子化合物であって、上記「含フッ素ブロック共重合体」以外の共重合体を意味する。
「フッ素系単量体」とは、フッ素原子を有する単量体を意味する。
「非フッ素系単量体」とは、フッ素原子を有しない単量体を意味する。
「フルオロアルキル基」とは、アルキル基の水素の全てあるいは一部がフッ素に置換されたアルキル基である。
「フルオロアルケニル基」とは、アルケニル基の水素の全てあるいは一部がフッ素に置換されたアルケニル基である。
「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートの総称で、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」と「メタクリル」の総称である。
「単位」とは、重合体中に存在して重合体を構成する、単量体に由来する部分を意味する。炭素-炭素不飽和二重結合を有する単量体の付加重合により生じる、該単量体に由来する部分を「単量体に基づく単位」ともいう。該単量体に基づく単位は該不飽和二重結合が開裂して生じた2価の単位である。また、ある単位の構造を重合体形成後に化学的に変換したものも単位という。
なお、以下、場合により、個々の単量体に由来する単位や単量体に基づく単位をその単量体名に「単位」を付した名称で呼ぶ。
〔粉体塗料用組成物〕
本発明の粉体塗料用組成物は、重合体(A)と重合体(B)とを含む粉体塗料用組成物であり、重合体(A)は重合体(A1)およびポリビニリデンフルオリドから選択される少なくとも1種の重合体からなる。重合体(A1)は、フルオロオレフィンに基づく単位(以下、単位(a1)という。)と、架橋性基を有する単量体に基づく単位(以下、単位(a2)という。)とを有する含フッ素非ブロック共重合体であり、重合体(B)は後述の特定の含フッ素ブロック共重合体である。
本発明の粉体塗料用組成物は、重合体(A)と重合体(B)とを含む粉体塗料用組成物であり、重合体(A)は重合体(A1)およびポリビニリデンフルオリドから選択される少なくとも1種の重合体からなる。重合体(A1)は、フルオロオレフィンに基づく単位(以下、単位(a1)という。)と、架橋性基を有する単量体に基づく単位(以下、単位(a2)という。)とを有する含フッ素非ブロック共重合体であり、重合体(B)は後述の特定の含フッ素ブロック共重合体である。
重合体(A)は重合体(A1)およびポリビニリデンフルオリドから選択される少なくとも1種の重合体である。
本発明の粉体塗料用組成物は、重合体(A1)とポリビニリデンフルオリドの両方を含有してもよいが、目的に応じて一方のみを含有することも好ましい。本発明の粉体塗料用組成物は、重合体(A)として重合体(A1)のみを含有することがより好ましい。
本発明の粉体塗料用組成物は、重合体(A1)とポリビニリデンフルオリドの両方を含有してもよいが、目的に応じて一方のみを含有することも好ましい。本発明の粉体塗料用組成物は、重合体(A)として重合体(A1)のみを含有することがより好ましい。
(重合体(A1))
重合体(A1)は、単位(a1)と、単位(a2)とを有する含フッ素非ブロック共重合体である。重合体(A1)は、必要に応じて、フルオロオレフィンおよび架橋性基を有する単量体以外の単量体に基づく単位(以下、単位(a3)という。)を有していてもよい。含フッ素非ブロック共重合体である重合体(A1)は、たとえば含フッ素交互共重合体、含フッ素ランダム共重合体等である。
重合体(A1)は、単位(a1)と、単位(a2)とを有する含フッ素非ブロック共重合体である。重合体(A1)は、必要に応じて、フルオロオレフィンおよび架橋性基を有する単量体以外の単量体に基づく単位(以下、単位(a3)という。)を有していてもよい。含フッ素非ブロック共重合体である重合体(A1)は、たとえば含フッ素交互共重合体、含フッ素ランダム共重合体等である。
<単位(a1)>
単位(a1)を形成するフルオロオレフィンは、オレフィン(一般式CnH2n)の水素原子の1個以上がフッ素原子で置換された化合物である。
フルオロオレフィンの炭素数は、2~8が好ましく、2~4がより好ましく、2が特に好ましい。
フルオロオレフィンにおけるフッ素原子と水素原子の合計数に対するフッ素原子の数の割合は、25%以上が好ましく、50%以上がより好ましく、100%であってもよい。フッ素原子の数が25%以上であれば、耐候性に優れる塗膜を形成しやすい。フルオロオレフィンにおいては、フッ素原子で置換されていない水素原子の1個以上が塩素原子で置換されていてもよい。フルオロオレフィンが塩素原子を有すると、含フッ素非ブロック共重合体(A1)に顔料(酸化チタン顔料、シアニンブルー、シアニングリーン等の有色の有機顔料。)を分散させやすい。また、含フッ素非ブロック共重合体(A1)のガラス転移温度を、30℃以上に設計でき、塗膜のブロッキングを抑えることができる。
単位(a1)を形成するフルオロオレフィンは、オレフィン(一般式CnH2n)の水素原子の1個以上がフッ素原子で置換された化合物である。
フルオロオレフィンの炭素数は、2~8が好ましく、2~4がより好ましく、2が特に好ましい。
フルオロオレフィンにおけるフッ素原子と水素原子の合計数に対するフッ素原子の数の割合は、25%以上が好ましく、50%以上がより好ましく、100%であってもよい。フッ素原子の数が25%以上であれば、耐候性に優れる塗膜を形成しやすい。フルオロオレフィンにおいては、フッ素原子で置換されていない水素原子の1個以上が塩素原子で置換されていてもよい。フルオロオレフィンが塩素原子を有すると、含フッ素非ブロック共重合体(A1)に顔料(酸化チタン顔料、シアニンブルー、シアニングリーン等の有色の有機顔料。)を分散させやすい。また、含フッ素非ブロック共重合体(A1)のガラス転移温度を、30℃以上に設計でき、塗膜のブロッキングを抑えることができる。
フルオロオレフィンとしては、テトラフルオロエチレン(以下、「TFE」ともいう。)、クロロトリフルオロエチレン(以下、「CTFE」ともいう。)、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフルオリドおよびビニルフルオリドからなる群から選ばれる1種以上が好ましく、TFE、CTFEが特に好ましい。
フルオロオレフィンは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
フルオロオレフィン単位としては、フルオロオレフィンの重合により直接形成される単位が好ましい。
フルオロオレフィンは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
フルオロオレフィン単位としては、フルオロオレフィンの重合により直接形成される単位が好ましい。
<単位(a2)>
単位(a2)を形成する架橋性基を有する単量体(以下、単量体(m2)という。)としては、架橋性基として水酸基、カルボキシ基、アミノ基、エポキシ基、オキセタニル基、アルコキシシリル基の少なくとも1種を有する単量体が挙げられる。単量体(m2)は、架橋性に優れる点から、水酸基を有する単量体、カルボキシ基を有する単量体が好ましく、水酸基を有する単量体がより好ましい。
単位(a2)を有する重合体(A1)を用いると、防汚性、耐水性、耐酸性、耐アルカリ性に優れる塗膜を形成できる。また、重合体(A1)が、水酸基を有する単量体に基づく単位およびカルボキシ基を有する単量体に基づく単位の少なくとも1種を有すると、粉体塗料用組成物が後述する硬化剤としてイソシアネート系硬化剤(特にブロック化イソシアネート系硬化剤)を含む場合に、硬化速度に優れる。また、たとえば酸化チタン顔料等を分散させやすく、高光沢の塗膜が得られる点で好ましい。
単量体(m2)は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
単位(a2)を形成する架橋性基を有する単量体(以下、単量体(m2)という。)としては、架橋性基として水酸基、カルボキシ基、アミノ基、エポキシ基、オキセタニル基、アルコキシシリル基の少なくとも1種を有する単量体が挙げられる。単量体(m2)は、架橋性に優れる点から、水酸基を有する単量体、カルボキシ基を有する単量体が好ましく、水酸基を有する単量体がより好ましい。
単位(a2)を有する重合体(A1)を用いると、防汚性、耐水性、耐酸性、耐アルカリ性に優れる塗膜を形成できる。また、重合体(A1)が、水酸基を有する単量体に基づく単位およびカルボキシ基を有する単量体に基づく単位の少なくとも1種を有すると、粉体塗料用組成物が後述する硬化剤としてイソシアネート系硬化剤(特にブロック化イソシアネート系硬化剤)を含む場合に、硬化速度に優れる。また、たとえば酸化チタン顔料等を分散させやすく、高光沢の塗膜が得られる点で好ましい。
単量体(m2)は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
水酸基を有する単量体としては、フッ素系単量体でも、非フッ素系単量体でもよく、非フッ素系単量体が好ましい。該単量体としては、たとえば、アリルアルコール、ヒドロキシアルキルビニルエーテル(2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、4-ヒドロキシブチルビニルエーテル、シクロヘキサンジオールモノビニルエーテル等。)、ヒドロキシアルキルアリルエーテル(2-ヒドロキシエチルアリルエーテル等。)、ヒドロキシアルカン酸ビニル(ヒドロキシプロピオン酸ビニル等。)、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート(ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等。)等が挙げられる。
水酸基を有する単量体は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
水酸基を有する単量体は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
水酸基を有する単位は、重合体の反応性基変換で水酸基を導入した単位であってもよい。たとえば、単位(a1)と、水酸基以外の架橋性基を有する単量体に基づく単位(a2)と、必要に応じて単位(a3)とを有する重合体に、前記架橋性基と反応する第2の架橋性基と水酸基とを有する化合物を反応させることにより、水酸基を有する単位としてもよい。
カルボキシ基を有する単量体としては、フッ素系単量体でも、非フッ素系単量体でもよく、非フッ素系単量体が好ましい。該単量体としては、たとえば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、10-ウンデシレン(ウンデセン)酸、9-オクタデセン酸(オレイン酸)、フマール酸、マレイン酸等の単量体が挙げられる。
カルボキシ基を有する単量体は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
カルボキシ基を有する単量体は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
カルボキシ基を有する単位は、たとえば、水酸基を有する単位を有する重合体の該水酸基を、下記の方法でカルボキシ基に変換して、形成してもよい。
a.有機溶媒中、水酸基を有する重合体の水酸基に、酸無水物を反応させてエステル結合およびカルボキシ基を形成させる方法。
b.水酸基を有する重合体と酸無水物とを溶融混練し、前記水酸基に酸無水物を反応させてエステル結合およびカルボキシ基を形成させる方法。
a.有機溶媒中、水酸基を有する重合体の水酸基に、酸無水物を反応させてエステル結合およびカルボキシ基を形成させる方法。
b.水酸基を有する重合体と酸無水物とを溶融混練し、前記水酸基に酸無水物を反応させてエステル結合およびカルボキシ基を形成させる方法。
該方法で導入したカルボキシ基は、酸無水物に由来する。なお、カルボキシ基を上記方法で形成させた後に、重合体に水酸基の一部が残存していてもよい。
酸無水物としては、二塩基性酸無水物が挙げられる。
二塩基性酸無水物としては、無水コハク酸、無水グルタル酸、無水イタコン酸、無水1,2-シクロヘキサンジカルボン酸(ヘキサヒドロ無水フタル酸)、無水cis-4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸、無水フタル酸、4-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水1,8-ナフタル酸、無水マレイン酸等が挙げられる。
二塩基性酸無水物としては、無水コハク酸、無水グルタル酸、無水イタコン酸、無水1,2-シクロヘキサンジカルボン酸(ヘキサヒドロ無水フタル酸)、無水cis-4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸、無水フタル酸、4-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水1,8-ナフタル酸、無水マレイン酸等が挙げられる。
<単位(a3)>
単位(a3)を形成する単量体(以下、単量体(m3)という。)としては、フッ素系単量体でも、非フッ素系単量体でもよく、非フッ素系単量体が好ましい。単量体(m3)としては、ビニル単量体、すなわち、炭素-炭素二重結合を有する化合物が好ましい。ビニル単量体は、フルオロオレフィンとの交互共重合性に優れ、重合収率が高くできる。また、未反応で残存した場合でも、塗膜への影響が少なく、かつ、製造工程で容易に除去できる。
ビニル単量体としては、たとえば、ビニルエーテル化合物、アリルエーテル化合物、カルボン酸ビニル、カルボン酸アリル、オレフィン化合物等が挙げられる。
単位(a3)を形成する単量体(以下、単量体(m3)という。)としては、フッ素系単量体でも、非フッ素系単量体でもよく、非フッ素系単量体が好ましい。単量体(m3)としては、ビニル単量体、すなわち、炭素-炭素二重結合を有する化合物が好ましい。ビニル単量体は、フルオロオレフィンとの交互共重合性に優れ、重合収率が高くできる。また、未反応で残存した場合でも、塗膜への影響が少なく、かつ、製造工程で容易に除去できる。
ビニル単量体としては、たとえば、ビニルエーテル化合物、アリルエーテル化合物、カルボン酸ビニル、カルボン酸アリル、オレフィン化合物等が挙げられる。
ビニルエーテル化合物としては、たとえば、シクロアルキルビニルエーテル(シクロヘキシルビニルエーテル(以下、「CHVE」ともいう。)等)、アルキルビニルエーテル(ノニルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、tert-ブチルビニルエーテル等)が挙げられる。
アリルエーテル化合物としては、たとえば、アルキルアリルエーテル(エチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル等)が挙げられる。
アリルエーテル化合物としては、たとえば、アルキルアリルエーテル(エチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル等)が挙げられる。
カルボン酸ビニルとしては、たとえば、カルボン酸(酢酸、酪酸、ピバリン酸、安息香酸、プロピオン酸等)のビニルエステルが挙げられる。また、分枝鎖状のアルキル基を有するカルボン酸のビニルエステルとして、市販されているベオバ-9、ベオバ-10(いずれもシェル化学社製、商品名)等を用いてもよい。
カルボン酸アリルとしては、たとえば、カルボン酸(酢酸、酪酸、ピバリン酸、安息香酸、プロピオン酸等)のアリルエステルが挙げられる。
オレフィンとしては、たとえば、エチレン、プロピレン、イソブチレン等が挙げられる。
カルボン酸アリルとしては、たとえば、カルボン酸(酢酸、酪酸、ピバリン酸、安息香酸、プロピオン酸等)のアリルエステルが挙げられる。
オレフィンとしては、たとえば、エチレン、プロピレン、イソブチレン等が挙げられる。
単量体(m3)としては、重合体(A1)のガラス転移温度を30℃以上に設計でき、塗膜のブロッキングを抑えることができる点からは、シクロアルキルビニルエーテルが好ましく、CHVEが特に好ましい。
単量体(m3)としては、塗膜の柔軟性に優れる点からは、炭素数3以上の直鎖状または分岐状のアルキル基を有するものが好ましい。
単量体(m3)は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
単量体(m3)としては、塗膜の柔軟性に優れる点からは、炭素数3以上の直鎖状または分岐状のアルキル基を有するものが好ましい。
単量体(m3)は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
架橋性基を有する単量体が、水酸基を有する単量体である場合、含フッ素非ブロック共重合体(A1)を構成する単量体の組み合わせとしては、耐候性、密着性、柔軟性、耐ブロッキング性の点から、下記の組み合わせ(1)が好ましく、組み合わせ(2)が特に好ましい。
組み合わせ(1)
フルオロオレフィン:TFEまたはCTFE、
水酸基を有する単量体:ヒドロキシアルキルビニルエーテル、
単量体(m3):シクロアルキルビニルエーテル、アルキルビニルエーテルおよびカルボン酸ビニルから選ばれる1種以上。
組み合わせ(2)
フルオロオレフィン:CTFE、
水酸基を有する単量体:ヒドロキシアルキルビニルエーテル、
単量体(m3):CHVE。
組み合わせ(1)
フルオロオレフィン:TFEまたはCTFE、
水酸基を有する単量体:ヒドロキシアルキルビニルエーテル、
単量体(m3):シクロアルキルビニルエーテル、アルキルビニルエーテルおよびカルボン酸ビニルから選ばれる1種以上。
組み合わせ(2)
フルオロオレフィン:CTFE、
水酸基を有する単量体:ヒドロキシアルキルビニルエーテル、
単量体(m3):CHVE。
フルオロオレフィン単位の割合は、共重合体(A1)中の全単位(100モル%)のうち、30~70モル%が好ましく、40~60モル%が特に好ましい。
フルオロオレフィン単位が上記下限値以上であれば、塗膜は耐候性に優れ、上記上限値以下であれば、塗膜の防汚性、耐水性、耐酸性、耐アルカリ性がより優れる。
フルオロオレフィン単位が上記下限値以上であれば、塗膜は耐候性に優れ、上記上限値以下であれば、塗膜の防汚性、耐水性、耐酸性、耐アルカリ性がより優れる。
単位(a2)の割合は、重合体(A1)中の全単位(100モル%)のうち、0.5~20モル%が好ましく、1~15モル%が特に好ましい。
単位(a2)の割合が上記下限値以上であれば、塗膜の防汚性、耐水性、耐酸性、耐アルカリ性がより優れる。単位(a2)の割合が上記上限値以下であれば、塗膜の耐擦り傷性が優れる。
単位(a2)の割合が上記下限値以上であれば、塗膜の防汚性、耐水性、耐酸性、耐アルカリ性がより優れる。単位(a2)の割合が上記上限値以下であれば、塗膜の耐擦り傷性が優れる。
単位(a3)の割合は、重合体(A1)中の全単位(100モル%)のうち、20~60モル%が好ましく、30~50モル%が特に好ましい。
単位(a3)の割合が上記下限値以上であれば、重合体(A1)のガラス転移温度が適切で、粉体塗料を製造しやすい。単位(a3)の割合が上記上限値以下であれば、塗膜のブロッキングがより抑制され、柔軟性により優れる。
単位(a3)の割合が上記下限値以上であれば、重合体(A1)のガラス転移温度が適切で、粉体塗料を製造しやすい。単位(a3)の割合が上記上限値以下であれば、塗膜のブロッキングがより抑制され、柔軟性により優れる。
重合体(A1)における各単位の含有量は、プロトンNMR法やカーボンNMR法等により求めることができる。
重合体(A1)の数平均分子量は、3,000~50,000が好ましく、5,000~30,000がより好ましい。重合体(A1)の数平均分子量が前記下限値以上であれば、塗膜の耐水性、耐塩水性に優れる。重合体(A1)の数平均分子量が前記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性に優れる。
なお、本明細書において、数平均分子量および後述の質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法によってポリスチレン換算で求めた値である。
なお、本明細書において、数平均分子量および後述の質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法によってポリスチレン換算で求めた値である。
水酸基を有する重合体(A1)の水酸基価は、5~100mgKOH/gが好ましく、10~80mgKOH/gがより好ましい。水酸基価が上記下限値以上であれば、塗膜の防汚性、耐水性、耐酸性、耐アルカリ性がより優れる。水酸基価が上記上限値以下であれば、100℃以上の高温と10℃以下の低温での温度サイクル下での塗膜の耐クラック性が優れる。
なお、本明細書において水酸基価の測定は、JIS K 1557-1:2007(ISO 14900:2001)、もしくは、JIS K 0070:1992に準じて行う。
なお、本明細書において水酸基価の測定は、JIS K 1557-1:2007(ISO 14900:2001)、もしくは、JIS K 0070:1992に準じて行う。
重合体(A1)のガラス転移温度は、30~150℃が好ましく、35~120℃がより好ましく、35~100℃が特に好ましい。重合体(A1)のガラス転移温度が上記下限値以上であれば、粉体塗料を製造しやすい。重合体(A1)のガラス転移温度が上記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性が優れる。
なお、本明細書において、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)法で測定した中間点ガラス転移温度である。
なお、本明細書において、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)法で測定した中間点ガラス転移温度である。
重合体(A1)の融点は、300℃以下が好ましく、200℃以下がより好ましく、180℃以下が特に好ましい。重合体(A1)の融点が前記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性に優れる。
なお、本明細書において、融点は、示差走査熱量計を用いて求めた値である。
なお、本明細書において、融点は、示差走査熱量計を用いて求めた値である。
(ポリビニリデンフルオリド)
ポリビニリデンフルオリド(以下、「PVDF」ともいう。)を含む粉体塗料から形成された塗膜は、柔軟性や耐衝撃性により優れる。
PVDFは、フッ化ビニリデン(以下、「VDF」ともいう。)に基づく単位からなる重合体である。
ポリビニリデンフルオリド(以下、「PVDF」ともいう。)を含む粉体塗料から形成された塗膜は、柔軟性や耐衝撃性により優れる。
PVDFは、フッ化ビニリデン(以下、「VDF」ともいう。)に基づく単位からなる重合体である。
PVDFの質量平均分子量(Mw)は、100,000~500,000が好ましく、150,000~400,000がより好ましい。PVDFの数平均分子量(Mn)は、50,000~400,000が好ましく、100,000~300,000がより好ましい。
質量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)が上記範囲の下限値以上であれば、粉体塗料化する際に、粉砕しやすく、粉体粒子径がコントロールしやすい。質量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)が上記範囲の上限値以下であれば、顔料分散性等に優れ、基材への塗り広がり性が良好となり、結果的に、基材との密着性や防食性に優れた塗膜が得られる。
質量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)が上記範囲の下限値以上であれば、粉体塗料化する際に、粉砕しやすく、粉体粒子径がコントロールしやすい。質量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)が上記範囲の上限値以下であれば、顔料分散性等に優れ、基材への塗り広がり性が良好となり、結果的に、基材との密着性や防食性に優れた塗膜が得られる。
PVDFの融点は、100~250℃が好ましく、140~200℃が特に好ましい。融点が上記範囲の下限値以上であれば、粉体塗料化する際に、粉砕しやすく、粉体粒子径がコントロールしやすい。融点が上記範囲の上限値以下であれば、より表面平滑性に優れる塗膜を形成できる。PVDFの融点は、その分子量を調整すること等により制御できる。
(重合体(B))
重合体(B)は、塗膜に対して、優れた撥水性・撥油性・耐生物付着性等を付与する成分である。
該重合体(B)は、フッ素原子の含有割合(質量基準)が異なる2つのセグメントから構成される含フッ素ブロック共重合体である。2つのセグメントのうち、セグメント(α)は、フッ素原子の含有割合が該セグメント(α)を構成する全原子(100質量%)に対して20質量%以上であり、セグメント(β)は、フッ素原子の含有割合が該セグメント(β)を構成する全原子(100質量%)に対して20質量%未満である。加えて、両セグメントの質量%で表したフッ素原子の含有割合の数値の差が10以上である。さらに、セグメント(α)およびセグメント(β)のうちの少なくとも一方は水酸基を有するセグメントである。
なお、各セグメントは、含有する単位の種類が異なるか、同じ種類の場合には単位の組成が異なる。
重合体(B)は、塗膜に対して、優れた撥水性・撥油性・耐生物付着性等を付与する成分である。
該重合体(B)は、フッ素原子の含有割合(質量基準)が異なる2つのセグメントから構成される含フッ素ブロック共重合体である。2つのセグメントのうち、セグメント(α)は、フッ素原子の含有割合が該セグメント(α)を構成する全原子(100質量%)に対して20質量%以上であり、セグメント(β)は、フッ素原子の含有割合が該セグメント(β)を構成する全原子(100質量%)に対して20質量%未満である。加えて、両セグメントの質量%で表したフッ素原子の含有割合の数値の差が10以上である。さらに、セグメント(α)およびセグメント(β)のうちの少なくとも一方は水酸基を有するセグメントである。
なお、各セグメントは、含有する単位の種類が異なるか、同じ種類の場合には単位の組成が異なる。
共重合体(B)の水酸基は少なくともセグメント(β)に存在することが好ましく、さらに、セグメント(α)には水酸基を有しないことが好ましい。重合体(B)において水酸基がセグメント(β)に存在することにより、塗膜の表層にセグメント(α)が配向しやすくなり、撥水性・撥油性・耐生物付着性が発現しやすくなる。
なお、重合体(B)は、水酸基を有していれば、カルボキシ基、アミノ基等の水酸基以外の架橋性基を有していてもよい。
また、重合体(B)は、セグメント(α)およびセグメント(β)以外に、該重合体(B)の製造時に使用した重合開始剤に基づく部位等を有していてもよい。
なお、重合体(B)は、水酸基を有していれば、カルボキシ基、アミノ基等の水酸基以外の架橋性基を有していてもよい。
また、重合体(B)は、セグメント(α)およびセグメント(β)以外に、該重合体(B)の製造時に使用した重合開始剤に基づく部位等を有していてもよい。
セグメント(α)は、フッ素原子の含有割合が上記範囲であり高いため、塗膜に対して優れた撥水性・撥油性・耐生物付着性を付与すると考えられる。
セグメント(β)は、フッ素原子の含有割合がセグメント(α)よりも小さいセグメントであり、重合体(A)との親和性や基材との密着性に寄与すると考えられる。該親和性および基材への密着性が優れると、それにより、塗膜の撥水性・撥油性・耐生物付着性が充分に持続すると考えられる。
また、重合体(B)は、水酸基を有し、該水酸基は、粉体塗料用組成物に含まれる他の成分が架橋性基等を有する場合に、該架橋性基と反応すると考えられる。重合体(B)の水酸基が架橋することにより、塗膜が充分に硬化するとともに、形成された塗膜は、その特性(撥水性・撥油性・耐生物付着性等。)を充分に維持できると考えられる。そのため、重合体(B)を含有する粉体塗料用組成物を用いて形成された塗膜は、表面が擦られたり、水と接触する環境下に設けられたりした場合でも、優れた撥水性・撥油性を維持でき、かつ、カビ、藻等の生物が付着しにくい優れた耐生物付着性を有すると考えられる。
セグメント(β)は、フッ素原子の含有割合がセグメント(α)よりも小さいセグメントであり、重合体(A)との親和性や基材との密着性に寄与すると考えられる。該親和性および基材への密着性が優れると、それにより、塗膜の撥水性・撥油性・耐生物付着性が充分に持続すると考えられる。
また、重合体(B)は、水酸基を有し、該水酸基は、粉体塗料用組成物に含まれる他の成分が架橋性基等を有する場合に、該架橋性基と反応すると考えられる。重合体(B)の水酸基が架橋することにより、塗膜が充分に硬化するとともに、形成された塗膜は、その特性(撥水性・撥油性・耐生物付着性等。)を充分に維持できると考えられる。そのため、重合体(B)を含有する粉体塗料用組成物を用いて形成された塗膜は、表面が擦られたり、水と接触する環境下に設けられたりした場合でも、優れた撥水性・撥油性を維持でき、かつ、カビ、藻等の生物が付着しにくい優れた耐生物付着性を有すると考えられる。
セグメント(α)は、フッ素系単量体の単独重合体、フッ素系単量体の2種以上から構成される共重合体、またはフッ素系単量体の少なくとも1種と非フッ素系単量体の少なくとも1種との共重合体で、構成されることが好ましい。セグメント(β)は、非フッ素系単量体の単独重合体、非フッ素系単量体の2種以上から構成される共重合体、または非フッ素系単量体の少なくとも1種とフッ素系単量体の少なくとも1種との共重合体で、構成されることが好ましい。
セグメント(α)がフッ素系単量体と非フッ素系単量体との共重合体から構成され、かつ、セグメント(β)が非フッ素系単量体とフッ素系単量体との共重合体から構成される場合、たとえ両セグメントのフッ素系単量体と非フッ素系単量体とが同じ単量体であっても、セグメント(α)と(β)との単位組成は異なる。
セグメント(α)がフッ素系単量体と非フッ素系単量体との共重合体から構成され、かつ、セグメント(β)が非フッ素系単量体とフッ素系単量体との共重合体から構成される場合、たとえ両セグメントのフッ素系単量体と非フッ素系単量体とが同じ単量体であっても、セグメント(α)と(β)との単位組成は異なる。
フッ素系単量体は、下記式(I)または(II)で示される構造の単量体であることが好ましい。
RFR2OCOC(R3)=CH2…(I)
RFOArCH2OCOC(R3)=CH2…(II)
フッ素系単量体は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
RFR2OCOC(R3)=CH2…(I)
RFOArCH2OCOC(R3)=CH2…(II)
フッ素系単量体は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
上記式(I)、(II)において、RFは炭素数が3~21のフルオロアルキル基またはフルオロアルケニル基であり、好ましくは炭素数が6~10のフルオロアルキル基またはフルオロアルケニル基である。炭素数が上記範囲の下限値以上であると、フッ素に基づく性能が発現しやすく、炭素数が上記範囲の上限値以下であると、長鎖になりすぎず、重合転化率が低下しにくい。
フルオロアルキル基およびフルオロアルケニル基におけるフッ素原子と水素原子の合計数に対するフッ素原子の数の割合は50%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、100%であることが特に好ましい。フッ素原子の数の割合が100%のフルオロアルキル基およびフルオロアルケニル基はペルフルオロアルキル基およびペルフルオロアルケニル基である。
なお、RFのR2側末端の炭素原子は、フッ素原子またはフルオロアルキル基が結合した炭素原子である。
フルオロアルキル基およびフルオロアルケニル基におけるフッ素原子と水素原子の合計数に対するフッ素原子の数の割合は50%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、100%であることが特に好ましい。フッ素原子の数の割合が100%のフルオロアルキル基およびフルオロアルケニル基はペルフルオロアルキル基およびペルフルオロアルケニル基である。
なお、RFのR2側末端の炭素原子は、フッ素原子またはフルオロアルキル基が結合した炭素原子である。
R2はフッ素原子を有しない炭素数1~10のアルキレン基であり、フッ素原子を有しない。好ましくは炭素数1~4のアルキレン基である。炭素数が上記範囲の上限値以下であると、長鎖になりすぎず、重合転化率が低下しにくい。
R3は水素またはメチル基である。
R3は水素またはメチル基である。
Arは置換基(たとえば、炭素数1~10のアルキル基、水酸基、エステル基、ケトン基、アミノ基、アミド基、イミド基、ニトロ基、カルボン酸基、チオール基、エーテル基等。)を有してもよいアリーレン基である。特にフェニレン基が好ましい。
上記式(I)で示される単量体の具体例として、下記式(a-1)から式(a-7)までの単量体、および、これらの単量体における-OCOCH=CH2がOCOC(CH3)=CH2に置換された構造の単量体が挙げられる。
F(CF2)6(CH2)2OCOCH=CH2…(a-1)
F(CF2)8(CH2)2OCOCH=CH2…(a-2)
F(CF2)10(CH2)2OCOCH=CH2…(a-3)
F(CF2)12(CH2)2OCOCH=CH2…(a-4)
H(CF2)8CH2OCOCH=CH2…(a-5)
(CF3)2CF(CF2)6(CH2)2OCOCH=CH2…(a-6)
(CF3)2CF(CF2)8(CH2)2OCOCH=CH2…(a-7)
F(CF2)8(CH2)2OCOCH=CH2…(a-2)
F(CF2)10(CH2)2OCOCH=CH2…(a-3)
F(CF2)12(CH2)2OCOCH=CH2…(a-4)
H(CF2)8CH2OCOCH=CH2…(a-5)
(CF3)2CF(CF2)6(CH2)2OCOCH=CH2…(a-6)
(CF3)2CF(CF2)8(CH2)2OCOCH=CH2…(a-7)
上記式(II)で表される単量体の具体例として、下記式(f-1)および(f-2)の単量体、および、これらの単量体における-OCOCH=CH2がOCOC(CH3)=CH2に置換された構造の単量体が挙げられる。
上記以外のフッ素系単量体としては、たとえばF(CF2)6CH2OCH=CH2、F(CF2)8CH2OCH=CH2、F(CF2)10CH2OCH=CH2、F(CF2)6CH2OCF=CF2、F(CF2)8CH2OCF=CF2、F(CF2)10CH2OCF=CF2、F(CF2)6CH=CH2、F(CF2)8CH=CH2、F(CF2)10CH=CH2、F(CF2)6CF=CF2、F(CF2)8CF=CF2、F(CF2)10CF=CF2、CH2=CF2、CF2=CF2等の単量体が挙げられる。
塗膜に優れた撥水性・撥油性・耐生物付着性を付与する観点からは、セグメント(α)を構成する単位に用いられる単量体としては、上記式(I)で表される単量体の少なくとも1種が好ましい。
なかでも、上記式(a-1)、(a-2)、(a-3)、(a-4)、(a-6)、および(a-7)と、これらの単量体における-OCOCH=CH2がOCOC(CH3)=CH2に置換された構造の単量体の少なくとも1種が好ましい。
なお、セグメント(α)が水酸基を有する場合には、後述の非フッ素系単量体である、水酸基を有する単量体を上記のフッ素系単量体と共重合させてセグメント(α)を構成することができる。
なかでも、上記式(a-1)、(a-2)、(a-3)、(a-4)、(a-6)、および(a-7)と、これらの単量体における-OCOCH=CH2がOCOC(CH3)=CH2に置換された構造の単量体の少なくとも1種が好ましい。
なお、セグメント(α)が水酸基を有する場合には、後述の非フッ素系単量体である、水酸基を有する単量体を上記のフッ素系単量体と共重合させてセグメント(α)を構成することができる。
セグメント(α)は、セグメント(α)の軟化温度の調整、セグメント(α)への架橋性基の導入、重合体(A)に対する親和性および基材への密着性の向上等を目的として、非フッ素系単量体に基づく単位を有してもよい。
セグメント(α)が非フッ素系単量体に基づく単位を有する場合、該非フッ素系単量体としては、重合体(A)との親和性や基材への密着性を確保しつつ、優れた撥水性・撥油性・耐生物付着性を維持する観点からは、炭素数12~20のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル(以下、「長鎖(メタ)アクリレート」ともいう。)が好ましい。非フッ素系単量体は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
長鎖(メタ)アクリレートとしては、たとえば、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ベヘニルが挙げられ、なかでも、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ベヘニルが特に好ましい。
セグメント(α)としては、塗膜に対して優れた撥水性・撥油性・耐生物付着性を付与でき、かつ、これらの特性が持続する点から、上記式(a-2)に基づく単位のみからなるセグメント、または、上記式(a-2)に基づく単位と(メタ)アクリル酸オクタデシルに基づく単位とからなるセグメントが好ましい。
セグメント(α)が、上記式(a-2)に基づく単位と(メタ)アクリル酸オクタデシルに基づく単位とからなるセグメントである場合、これら単位の合計100質量%に対して、上記式(a-2)に基づく単位が99.9~20質量%、(メタ)アクリル酸オクタデシルに基づく単位が80~0.1質量%であることが好ましく、上記式(a-2)に基づく単位が99.5~30質量%、(メタ)アクリル酸オクタデシルに基づく単位が70~0.5質量%であることがより好ましい。
セグメント(α)が、上記式(a-2)に基づく単位と(メタ)アクリル酸オクタデシルに基づく単位とからなるセグメントである場合、これら単位の合計100質量%に対して、上記式(a-2)に基づく単位が99.9~20質量%、(メタ)アクリル酸オクタデシルに基づく単位が80~0.1質量%であることが好ましく、上記式(a-2)に基づく単位が99.5~30質量%、(メタ)アクリル酸オクタデシルに基づく単位が70~0.5質量%であることがより好ましい。
セグメント(α)は、フッ素原子の含有割合が該セグメントを構成する全原子に対して20質量%以上であり、25質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることが特に好ましく50質量%以上であることが最も好ましい。上記範囲の下限値未満では、塗膜に優れた撥水性・撥油性・耐生物付着性を付与できない。
セグメント(α)中の全単位(100質量%)に占めるフッ素系単量体に基づく単位の含有割合は、20質量%以上が好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、35質量%以上であることが特に好ましく、100質量%であってもよい。
セグメント(α)中の全単位(100質量%)に占めるフッ素系単量体に基づく単位の含有割合は、20質量%以上が好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、35質量%以上であることが特に好ましく、100質量%であってもよい。
非フッ素系単量体には、フッ素原子を有しないラジカル重合可能な公知の単量体の全てが含まれる。
なかでも、セグメント(β)を構成する非フッ素系単量体としては、充分な重合転化率が得られ、かつ、重合体(A)との親和性や基材への密着性を確保し、重合体(B)の発現する撥水性・撥油性・耐生物付着性を損なわない点から、下記式(III)の化合物、および下記に例示するその他の非フッ素系単量体が挙げられる。非フッ素系単量体は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
なかでも、セグメント(β)を構成する非フッ素系単量体としては、充分な重合転化率が得られ、かつ、重合体(A)との親和性や基材への密着性を確保し、重合体(B)の発現する撥水性・撥油性・耐生物付着性を損なわない点から、下記式(III)の化合物、および下記に例示するその他の非フッ素系単量体が挙げられる。非フッ素系単量体は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
R4OCOCR5=CH2…(III)
R4は炭素数1~22のアルキル基または置換基を有するアルキル基、炭素数3~15のシクロアルキル基または置換基を有するシクロアルキル基またはフェニル基または置換基を有するフェニル基を表し、R5は水素原子またはメチル基である。
置換基としては、炭素数1~10のアルキル基、水酸基、エステル基、ケトン基、アミノ基、アミド基、イミド基、ニトロ基、カルボン酸基、チオール基、エーテル基等が挙げられる。
置換基としては、炭素数1~10のアルキル基、水酸基、エステル基、ケトン基、アミノ基、アミド基、イミド基、ニトロ基、カルボン酸基、チオール基、エーテル基等が挙げられる。
上記式(III)の具体例としては、たとえば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジルなどの(メタ)アクリル酸アルキル;(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、モノ(メタ)アクリル酸ジエチレングリコール、モノ(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、モノ(メタ)アクリル酸ジプロピレングリコールなどの水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸グリシジル;(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジンなどの含窒素(メタ)アクリル酸エステル;2-ヒドロキシ-4-[2-(メタ)アクリルオキシエトキシ]ベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-[3-(メタ)アクリルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ]ベンゾフェノン、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルの四級アンモニウム塩のような(メタ)アクリル酸から誘導される四級アンモニウム塩などの単量体が挙げられる。
上記以外の非フッ素系単量体としては、たとえば、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジイソプロピル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジブチル(メタ)アクリルアミド、イタコン酸ジアミド、(メタ)アクリルニトリルなどの含窒素単量体;(メタ)アクリルアミドプロピルスルホン酸、アクリルアミドtert-ブチルスルホン酸、アクリル酸エチルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸などのスルホン酸基含有単量体;モノ2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸などのカルボン酸基含有単量体;ビニルピリジン、安息香酸ビニル、スチレン、α-メチルスチレン、メチルスチレン、tert-ブチルスチレン、メトキシスチレン、ビニルフェノール、スチレンスルホン酸塩などの芳香族ビニル単量体;ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、ドデシル酸ビニル、ステアリン酸ビニル、2-エチルヘキサン酸ビニルなどのビニルエステル単量体;フマル酸ジイソプロピル、フマル酸ジイソブチルなどのフマル酸エステル単量体;イタコン酸モノメチル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸モノプロピル、イタコン酸ジプロピル、イタコン酸モノブチル、イタコン酸ジブチル、イタコン酸モノイソブチル、イタコン酸ジイソブチルなどのイタコン酸エステル単量体;マレイミド、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-プロピルマレイミド、N-ブチルマレイミド、N-ヘキシルマレイミドなどのマレイミド系単量体(マレイミドの窒素原子に結合している水素原子を除いた1価の基を有する単量体);ビニルナフタレン、ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、ブタジエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、シアン化ビニリデン、アリルアルコール、(メタ)アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。
重合体(B)は、上述のようにセグメント(β)に水酸基を有することが好ましい。水酸基を有するセグメント(β)は、水酸基を有する単量体に基づく単位を有することが好ましい。水酸基を有する単量体としては、先に水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルとして例示した化合物等の水酸基含有ビニル単量体が好ましい。なかでも、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、および(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピルが好ましい。
水酸基含有ビニル単量体以外の非フッ素系単量体のうち好ましいものとしては、上記のうち、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、(メタ)アクリルニトリル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、スチレンが挙げられる。
さらに、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-(メタ)アクリロイルモルホリン、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリルニトリル、酢酸ビニル、スチレン、メトキシスチレン、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-フェニルマレイミド、フマル酸ジイソプロピル、フマル酸ジtert-ブチル、フマル酸ジシクロヘキシル、フマル酸ジベンジル、イタコン酸ジメチル等が最も好ましい。
セグメント(β)としては、充分な重合転化率が得られ、かつ、重合体(A)との親和性や基材への密着性を確保しつつ、重合体(B)の発現する撥水性・撥油性・耐生物付着性を損なわない点から、(メタ)アクリル酸メチルに基づく単位と、(メタ)アクリル酸ブチルに基づく単位と、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルに基づく単位とからなるセグメント、または、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルに基づく単位と(メタ)アクリル酸オクタデシルに基づく単位とからなるセグメントが好ましい。
セグメント(β)が、(メタ)アクリル酸メチルに基づく単位と(メタ)アクリル酸ブチルに基づく単位と(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルに基づく単位とからなるセグメントである場合、これら単位の合計100質量%に対して、(メタ)アクリル酸メチルに基づく単位が10~50質量%、(メタ)アクリル酸ブチルに基づく単位が10~50質量%および(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルに基づく単位が5~25質量%であることが好ましく、(メタ)アクリル酸メチルに基づく単位が25~45質量%、(メタ)アクリル酸ブチルに基づく単位が20~40質量%および(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルに基づく単位が10~20質量%であることがより好ましい。
セグメント(β)が、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルに基づく単位と(メタ)アクリル酸オクタデシルに基づく単位とからなるセグメントである場合、これら単位の合計100質量%に対して、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルに基づく単位が0.1~50質量%および(メタ)アクリル酸オクタデシルに基づく単位が50~99.9質量%であることが好ましく、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルに基づく単位が0.5~40質量%および(メタ)アクリル酸オクタデシルに基づく単位が60~99.5質量%であることがより好ましい。
セグメント(β)が、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルに基づく単位と(メタ)アクリル酸オクタデシルに基づく単位とからなるセグメントである場合、これら単位の合計100質量%に対して、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルに基づく単位が0.1~50質量%および(メタ)アクリル酸オクタデシルに基づく単位が50~99.9質量%であることが好ましく、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルに基づく単位が0.5~40質量%および(メタ)アクリル酸オクタデシルに基づく単位が60~99.5質量%であることがより好ましい。
セグメント(β)は、フッ素原子の含有割合が該セグメントを構成する全原子(100質量%)に対して10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、0質量%であってよい。上記範囲の上限値以下であると、重合体(A)への親和性と基材に対する密着性が優れる。また、撥水性・撥油性・耐生物付着性も低下しにくい。
セグメント(α)およびセグメント(β)の質量%で表したフッ素原子の含有割合の数値の差が10以上である。すなわち、セグメント(α)中の全原子(100質量%)に占めるフッ素原子の含有割合をX質量%、セグメント(β)中の全原子(100質量%)に占めるフッ素原子の含有割合をY質量%とすると、X-Yは10以上である。
X-Yは30以上であることが好ましく、50以上であることがより好ましい。
セグメント(α)およびセグメント(β)において、単位の種類、単位の割合を変えることにより、重合体(B)の機能を調整できる。
セグメント(β)中の全単位(100質量%)に占める非フッ素系単量体に基づく単位の割合は、50質量%以上であることが好ましく、65質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが特に好ましく、100質量%であってもよい。
X-Yは30以上であることが好ましく、50以上であることがより好ましい。
セグメント(α)およびセグメント(β)において、単位の種類、単位の割合を変えることにより、重合体(B)の機能を調整できる。
セグメント(β)中の全単位(100質量%)に占める非フッ素系単量体に基づく単位の割合は、50質量%以上であることが好ましく、65質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが特に好ましく、100質量%であってもよい。
重合体(B)中の全単位(100質量%)中に占める、水酸基含有ビニル単量体に基づく単位の割合は、2~35質量%が好ましく、5~30質量%がより好ましく、5~20質量%が特に好ましい。上記範囲の下限値以上であれば、塗膜が充分に硬化するとともに、形成された塗膜は、その特性を充分に維持できる。該単位の割合は、上記範囲の上限値を超えてもよいが、超えても、塗膜を充分に硬化させる効果、塗膜の特性を充分に維持する効果はそれ以上は向上しない。
重合体(B)の水酸基価は、同様の理由から、10~100mgKOH/gが好ましく、15~90mgKOH/gがより好ましく、45~65mgKOH/gが特に好ましい。
重合体(B)の水酸基価は、同様の理由から、10~100mgKOH/gが好ましく、15~90mgKOH/gがより好ましく、45~65mgKOH/gが特に好ましい。
重合体(B)中に占めるセグメント(α)の割合は5~90質量%が好ましく、10~80質量%がより好ましく、15~70質量%が特に好ましく、20~60質量%が最も好ましい。セグメント(α)が上記範囲の下限値以上であると、塗膜に充分な撥水性・撥油性・耐生物付着性を付与できる。上記範囲の上限値以下であると、重合体(A)への親和性と基材に対する密着性が優れ、それにより、塗膜の撥水性・撥油性・耐生物付着性が充分に持続する。
重合体(B)の数平均分子量(Mn)は、5,000~100,0000が好ましく、10,000~300,000がより好ましく、10,000~100,000が特に好ましい。上記範囲の下限値以上であると、形成される塗膜は、フッ素に基づく性能が充分に発揮される。上記範囲の上限値以下であると、重合体(B)を問題なく製造できる。
重合体(B)は、重合開始剤として、ポリメリックペルオキシドを用いることにより製造できる。ポリメリックペルオキシドとは、1分子中に2個以上のペルオキシ結合を持つ化合物であって、特公平05-59942号公報等に記載されている各種ポリメリックペルオキシドの1種以上を使用できる。
重合体(B)は、ポリメリックペルオキシドを用いて、通常の塊状重合法、懸濁重合法、溶液重合法、エマルション重合法等で製造できる。
溶液重合法の場合、たとえば第一工程として、ポリメリックペルオキシドを重合開始剤として用い、水酸基含有ビニル単量体を含む非フッ素系単量体を溶液中で重合することにより、連鎖中にペルオキシ結合が導入されたペルオキシ結合含有非フッ素系重合体(セグメント(β))を得る。次に、第二工程において、第一工程で得られた溶液中に、フッ素系単量体を加えて重合を行うと、ペルオキシ結合含有非フッ素系重合体中のペルオキシ結合が開裂し、セグメント(α)が形成される。これにより効率よく重合体(B)を得ることができる。
溶液重合法の場合、たとえば第一工程として、ポリメリックペルオキシドを重合開始剤として用い、水酸基含有ビニル単量体を含む非フッ素系単量体を溶液中で重合することにより、連鎖中にペルオキシ結合が導入されたペルオキシ結合含有非フッ素系重合体(セグメント(β))を得る。次に、第二工程において、第一工程で得られた溶液中に、フッ素系単量体を加えて重合を行うと、ペルオキシ結合含有非フッ素系重合体中のペルオキシ結合が開裂し、セグメント(α)が形成される。これにより効率よく重合体(B)を得ることができる。
なお、上記のような二段階重合において、第一工程の非フッ素系単量体を第二工程に用い、第二工程のフッ素系単量体を第一工程に用いて、重合体(B)を得てもよい。
(樹脂(C))
本発明の粉体塗料用組成物は、重合体(A)および重合体(B)のいずれにも該当しない、それら以外の樹脂(C)を含んでもよい。
樹脂(C)としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、およびシリコーン樹脂から選択される少なくとも1種の非フッ素系樹脂が好ましい。
樹脂(C)としてポリエステル樹脂を用いると、加工性、耐衝撃性に優れた塗膜が得られやすく、アクリル樹脂を用いると、耐候性、擦り傷性に優れ、高光沢性の塗膜が得られやすく、エポキシ樹脂を用いると、耐薬品性に優れ、基材の防食性、防錆性に優れた塗膜が得られやすい。樹脂(C)としてポリウレタン樹脂を用いると、塗膜の上にシーリング材を形成した場合に、シーリング材との密着性に優れ、施工性に優れた塗膜が得られやすく、シリコーン樹脂を用いると、落書き等の耐汚染性に優れた塗膜が得られやすい。
本発明の粉体塗料用組成物は、重合体(A)および重合体(B)のいずれにも該当しない、それら以外の樹脂(C)を含んでもよい。
樹脂(C)としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、およびシリコーン樹脂から選択される少なくとも1種の非フッ素系樹脂が好ましい。
樹脂(C)としてポリエステル樹脂を用いると、加工性、耐衝撃性に優れた塗膜が得られやすく、アクリル樹脂を用いると、耐候性、擦り傷性に優れ、高光沢性の塗膜が得られやすく、エポキシ樹脂を用いると、耐薬品性に優れ、基材の防食性、防錆性に優れた塗膜が得られやすい。樹脂(C)としてポリウレタン樹脂を用いると、塗膜の上にシーリング材を形成した場合に、シーリング材との密着性に優れ、施工性に優れた塗膜が得られやすく、シリコーン樹脂を用いると、落書き等の耐汚染性に優れた塗膜が得られやすい。
<アクリル樹脂>
アクリル樹脂は、(メタ)アクリレート単位を有する重合体である。アクリル樹脂は、カルボキシ基、水酸基、スルホ基等の反応性官能基を有するものであってよい。
アクリル樹脂のガラス転移温度は、30~60℃が好ましい。ガラス転移温度が上記下限値以上であれば、塗膜がブロッキングしにくい。アクリル樹脂のガラス転移温度が上記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性がより優れる。
アクリル樹脂は、(メタ)アクリレート単位を有する重合体である。アクリル樹脂は、カルボキシ基、水酸基、スルホ基等の反応性官能基を有するものであってよい。
アクリル樹脂のガラス転移温度は、30~60℃が好ましい。ガラス転移温度が上記下限値以上であれば、塗膜がブロッキングしにくい。アクリル樹脂のガラス転移温度が上記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性がより優れる。
アクリル樹脂の数平均分子量は、5,000~10万が好ましく、3万~10万が特に好ましい。アクリル樹脂の数平均分子量が上記下限値以上であれば、塗膜がブロッキングしにくい。アクリル樹脂の数平均分子量が上記値以下であれば、塗膜の表面平滑性がさらに向上する。
アクリル樹脂の質量平均分子量は、6,000~15万が好ましく、4万~15万がより好ましく、6万~15万が特に好ましい。アクリル樹脂の質量平均分子量が前記下限値以上であれば、塗膜がブロッキングしにくい。アクリル樹脂の質量平均分子量が前記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性がさらに優れる。
アクリル樹脂の質量平均分子量は、6,000~15万が好ましく、4万~15万がより好ましく、6万~15万が特に好ましい。アクリル樹脂の質量平均分子量が前記下限値以上であれば、塗膜がブロッキングしにくい。アクリル樹脂の質量平均分子量が前記上限値以下であれば、塗膜の表面平滑性がさらに優れる。
アクリル樹脂がカルボキシ基を有する場合、アクリル樹脂の酸価は、0.1~300mgKOH/gが好ましい。アクリル樹脂の酸価が上記下限値以上であれば、粉体塗料に顔料等を配合した場合に、その分散性向上効果がある。アクリル樹脂の酸価が上記上限値以下であれば、塗膜が耐湿性に優れる。アクリル樹脂が水酸基を有する場合、アクリル樹脂の水酸基価は、基材への密着性の点から、1~250mgKOH/gが好ましい。
なお、酸価は、JIS K 0070:1992、もしくは、JIS K 5601-2-1:1999に準じて行う。
なお、酸価は、JIS K 0070:1992、もしくは、JIS K 5601-2-1:1999に準じて行う。
<ポリエステル樹脂>
ポリエステル樹脂としては、多価カルボン酸単位と多価アルコール単位とを有し、必要に応じてこれら2種の単位以外の単位(たとえば、ヒドロキシカルボン酸単位等)を有するものが挙げられる。
ポリエステル樹脂としては、多価カルボン酸単位と多価アルコール単位とを有し、必要に応じてこれら2種の単位以外の単位(たとえば、ヒドロキシカルボン酸単位等)を有するものが挙げられる。
線状のポリエステル樹脂は、末端単位を除き、多価カルボン酸に由来する2価の単位、多価アルコールに由来する2価の単位等の2価の単位のみからなる。分岐状のポリエステル樹脂は少なくとも1個の3価以上の単位を有し、その3価以上の単位と末端単位以外は実質的に2価の単位のみからなる。
ポリエステル樹脂としては、線状重合体、または少数の分岐を有する分岐重合体が好ましく、線状重合体が特に好ましい。分岐の多い分岐重合体は軟化点や溶融温度が高くなりやすいことからポリエステル樹脂が分岐重合体である場合、軟化点は200℃以下が好ましい。ポリエステル樹脂としては、常温で固体状であり、軟化点が100~150℃であるポリエステル樹脂が好ましい。
ポリエステル樹脂の数平均分子量は、塗膜の溶融粘度を適度に低くできる点から、5,000以下が好ましい。ポリエステル樹脂の質量平均分子量は、塗膜の溶融粘度を適度に低くできる点で2,000~20,000が好ましく、2,000~10,000が特に好ましい。ポリエステル樹脂としては、数平均分子量が5,000以下であり、かつ質量平均分子量が2,000~20,000であるものがさらに好ましく、数平均分子量が5,000以下であり、かつ質量平均分子量が2,000~10,000であるものが特に好ましい。
ポリエステル樹脂は、硬化剤と反応し得る架橋性基を有してもよい。ポリエステル樹脂の重合体鎖の末端単位の少なくとも一部は、1価の多価カルボン酸単位であるか1価の多価アルコール単位であることが好ましく、前者の場合はその単位が有するフリーのカルボキシ基が、後者の場合はその単位が有するフリーの水酸基が架橋性基として機能する。架橋性基を有する単位は末端単位以外の単位であってもよい。たとえば、3以上の水酸基を有する多価アルコールに由来する2価の多価アルコール単位は、フリーの水酸基を有する単位であることから、ポリエステル樹脂は該架橋性基を有する2価以上の単位を有していてもよい。
ポリエステル樹脂における架橋性基としては、塗膜の耐水性、耐アルカリ性、耐酸性に優れる点から、水酸基が好ましい。ポリエステル樹脂は通常水酸基とカルボキシ基を有し、ポリエステル樹脂としては主として水酸基を有するポリエステル樹脂が好ましい。
ポリエステル樹脂の水酸基価は、20~100mgKOH/gが好ましく、20~80mgKOH/gが特に好ましい。ポリエステル樹脂の酸価は、0.5~80mgKOH/gが好ましく、0.5~50mgKOH/gが特に好ましい。
ポリエステル樹脂の水酸基価は、20~100mgKOH/gが好ましく、20~80mgKOH/gが特に好ましい。ポリエステル樹脂の酸価は、0.5~80mgKOH/gが好ましく、0.5~50mgKOH/gが特に好ましい。
ポリエステル樹脂としては、塗膜の耐衝撃性に優れる点、粉体塗料に顔料等を配合した場合にはその分散性に優れる点から、炭素数8~15の芳香族多価カルボン酸に由来する単位と炭素数2~10の多価アルコールに由来する単位とを有するポリエステル樹脂が好ましい。
多価カルボン酸単位としては、炭素数8~15の芳香族多価カルボン酸に由来する単位が好ましい。炭素数8~15の芳香族多価カルボン酸は、芳香環と2個以上のカルボキシ基を有する化合物であり、カルボキシ基は芳香環の炭素原子に結合している。また、2個のカルボキシル基が脱水した構造を有する無水物であってもよい。
芳香環としては、ベンゼン環またはナフタレン環が好ましく、ベンゼン環が特に好ましい。ベンゼン環の場合は1分子に2個存在していてもよい。
芳香族多価カルボン酸におけるカルボキシ基の数は、2~4個が好ましく、2個が特に好ましい。
多価カルボン酸単位としては、塗膜の耐候性が優れる点から、イソフタル酸単位が好ましい。
芳香環としては、ベンゼン環またはナフタレン環が好ましく、ベンゼン環が特に好ましい。ベンゼン環の場合は1分子に2個存在していてもよい。
芳香族多価カルボン酸におけるカルボキシ基の数は、2~4個が好ましく、2個が特に好ましい。
多価カルボン酸単位としては、塗膜の耐候性が優れる点から、イソフタル酸単位が好ましい。
多価アルコール単位としては、炭素数2~10の多価アルコールに由来する単位が好ましい。炭素数2~10の多価アルコールは、2個以上の水酸基を有する化合物である。多価アルコールとしては、脂肪族多価アルコール、脂環族多価アルコールが好ましく、脂肪族多価アルコールが特に好ましい。多価アルコールにおける水酸基の数は、2~4個が好ましく、2個が特に好ましい。
多価アルコール単位としては、基材との密着性に優れ、また、柔軟性に優れることで熱履歴(熱サイクル)がかかった場合でも、粉体塗膜の耐熱性が優れる点から、炭素数3~8の多価アルコールに由来する単位が好ましく、炭素数4~6の多価アルコールに由来する単位が特に好ましい。
<エポキシ樹脂>
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等が挙げられる。
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等が挙げられる。
<ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂>
ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂としては、公知の樹脂をそれぞれ使用できる。
ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂としては、公知の樹脂をそれぞれ使用できる。
(硬化剤)
硬化剤は、粉体塗料に含まれる樹脂成分が架橋性基を有する場合、粉体塗料に含まれ、架橋性基と反応し、樹脂成分を架橋したり高分子量化したりして、硬化させる。
硬化剤は、樹脂成分が有する架橋性基(水酸基、カルボキシ基等。)に反応し得る架橋性基を2個以上有する。
硬化剤の架橋性基は、常温で樹脂成分の架橋性基に反応しやすいものは好ましくない点から、粉体塗料が加熱溶融された際に反応し得る架橋性基であることが好ましい。たとえば、常温で高い架橋性を有するイソシアネート基よりもブロック化イソシアネート基が好ましい。ブロック化イソシアネート基は、粉体塗料が加熱溶融された際にブロック剤が脱離してイソシアネート基となり、該イソシアネート基が架橋性基として作用する。
硬化剤は、粉体塗料に含まれる樹脂成分が架橋性基を有する場合、粉体塗料に含まれ、架橋性基と反応し、樹脂成分を架橋したり高分子量化したりして、硬化させる。
硬化剤は、樹脂成分が有する架橋性基(水酸基、カルボキシ基等。)に反応し得る架橋性基を2個以上有する。
硬化剤の架橋性基は、常温で樹脂成分の架橋性基に反応しやすいものは好ましくない点から、粉体塗料が加熱溶融された際に反応し得る架橋性基であることが好ましい。たとえば、常温で高い架橋性を有するイソシアネート基よりもブロック化イソシアネート基が好ましい。ブロック化イソシアネート基は、粉体塗料が加熱溶融された際にブロック剤が脱離してイソシアネート基となり、該イソシアネート基が架橋性基として作用する。
硬化剤としては、公知の化合物を用いることができ、たとえば、ブロック化イソシアネート系硬化剤、アミン系硬化剤(ヒドロキシメチル基やアルコキシメチル基が結合したアミノ基を有する、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、スルホアミド樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂等)、β-ヒドロキシアルキルアミド系硬化剤、エポキシ系硬化剤(トリグリシジルイソシアヌレート等)が挙げられる。基材との密着性、塗膜を形成した後の製品の加工性、塗膜の耐水性に優れる点から、ブロック化イソシアネート系硬化剤が特に好ましい。
重合体(A1)が、元々有していた水酸基に酸無水物を反応させる方法により形成されたカルボキシ基を有する重合体である場合、硬化剤としては、β-ヒドロキシアルキルアミド系硬化剤やエポキシ系硬化剤が好ましい。
硬化剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
重合体(A1)が、元々有していた水酸基に酸無水物を反応させる方法により形成されたカルボキシ基を有する重合体である場合、硬化剤としては、β-ヒドロキシアルキルアミド系硬化剤やエポキシ系硬化剤が好ましい。
硬化剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ブロック化イソシアネート系硬化剤としては、室温で固体のものが好ましい。
ブロック化イソシアネート系硬化剤としては、脂肪族、芳香族または芳香脂肪族のジイソシアネートと、活性水素を有する低分子化合物とを反応させて得たポリイソシアネートを、ブロック剤と反応させ、マスキングすることによって製造したものが好ましい。
ブロック化イソシアネート系硬化剤としては、脂肪族、芳香族または芳香脂肪族のジイソシアネートと、活性水素を有する低分子化合物とを反応させて得たポリイソシアネートを、ブロック剤と反応させ、マスキングすることによって製造したものが好ましい。
ジイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、リジンジイソシアネート等が挙げられる。
活性水素を有する低分子化合物としては、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ソルビトール、エチレンジアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソシアヌレート、ウレチジオン、水酸基を有する低分子量ポリエステル、ポリカプロラクトン等が挙げられる。
ブロック剤としては、アルコール類(メタノール、エタノール、ベンジルアルコール等)、フェノール類(フェノール、クレゾーン等)、ラクタム類(カプロラクタム、ブチロラクタム等)、オキシム類(シクロヘキサノン、オキシム、メチルエチルケトオキシム等)が挙げられる。
(硬化触媒)
粉体塗料用組成物は、必要に応じて硬化触媒を含んでもよい。硬化触媒は、硬化反応を促進し、塗膜に良好な化学性能および物理性能を付与するものである。
ブロック化イソシアネート系硬化剤を用いる場合、硬化触媒としては、スズ触媒(オクチル酸スズ、トリブチルスズラウレート、ジブチルスズジラウレート等)が好ましい。
硬化触媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
粉体塗料用組成物は、必要に応じて硬化触媒を含んでもよい。硬化触媒は、硬化反応を促進し、塗膜に良好な化学性能および物理性能を付与するものである。
ブロック化イソシアネート系硬化剤を用いる場合、硬化触媒としては、スズ触媒(オクチル酸スズ、トリブチルスズラウレート、ジブチルスズジラウレート等)が好ましい。
硬化触媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(他の成分)
粉体塗料は、必要に応じて、紫外線吸収剤、顔料等の各種添加剤の1種以上を他の成分として含んでよい。
粉体塗料は、必要に応じて、紫外線吸収剤、顔料等の各種添加剤の1種以上を他の成分として含んでよい。
紫外線吸収剤としては、有機系紫外線吸収剤、無機系紫外線吸収剤のいずれの紫外線吸収剤も用いることができる。
紫外線吸収剤は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
紫外線吸収剤は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
各種添加剤としては、たとえば、光安定剤(ヒンダードアミン光安定剤等)、つや消し剤(超微粉合成シリカ等)、界面活性剤(ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、またはアニオン界面活性剤)、レベリング剤、表面調整剤(塗膜の表面平滑性を向上させる。)、脱ガス剤(粉体に巻き込まれる空気、硬化剤からの気体、水分等が塗膜内部に留まらないよう、塗膜外へ出す作用がある。なお、通常は、固体だが、溶融すると非常に低粘度になる。)、充填剤、熱安定剤、増粘剤、分散剤、帯電防止剤、防錆剤、シランカップリング剤、防汚剤、低汚染化処理剤、顔料等が挙げられる。
顔料としては、光輝顔料、防錆顔料、着色顔料および体質顔料からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
(各成分の含有量)
粉体塗料用組成物中の重合体(B)の含有量は、重合体(A)の100質量部に対して、0.1~100質量部が好ましく、2~80質量部がより好ましく、3~60質量部が特に好ましい。重合体(B)の含有量が上記範囲の下限値以上であれば、塗膜は、撥水性・撥油性・耐生物付着性に優れる。上記範囲の上限値以下であれば、基材の施工時にシーリング材等の接着剤が密着しないという問題が発生しにくい。
ただし、粉体塗料用組成物が樹脂(C)を含む場合には、重合体(B)の含有量は、重合体(A)と樹脂(C)との合計100質量部に対して、0.1~100質量部が好ましく、2~80質量部がより好ましく、3~60質量部が特に好ましい。重合体(B)の含有量が上記範囲の下限値以上であれば、塗膜は、撥水性・撥油性・耐生物付着性に優れる。上記範囲の上限値以下であれば、基材の施工時にシーリング材等の接着剤が密着しないという問題が発生しにくい。
粉体塗料用組成物が樹脂(C)を含む場合、重合体(A)と樹脂(C)との質量比((A)/(C))は、90/10~10/90が好ましく、85/15~15/85がより好ましく、80/20~20/80が特に好ましい。質量比が上記範囲内であれば、形成される塗膜の耐候性が優れるとともに、塗膜のコストを抑えることができる。
粉体塗料用組成物中の重合体(B)の含有量は、重合体(A)の100質量部に対して、0.1~100質量部が好ましく、2~80質量部がより好ましく、3~60質量部が特に好ましい。重合体(B)の含有量が上記範囲の下限値以上であれば、塗膜は、撥水性・撥油性・耐生物付着性に優れる。上記範囲の上限値以下であれば、基材の施工時にシーリング材等の接着剤が密着しないという問題が発生しにくい。
ただし、粉体塗料用組成物が樹脂(C)を含む場合には、重合体(B)の含有量は、重合体(A)と樹脂(C)との合計100質量部に対して、0.1~100質量部が好ましく、2~80質量部がより好ましく、3~60質量部が特に好ましい。重合体(B)の含有量が上記範囲の下限値以上であれば、塗膜は、撥水性・撥油性・耐生物付着性に優れる。上記範囲の上限値以下であれば、基材の施工時にシーリング材等の接着剤が密着しないという問題が発生しにくい。
粉体塗料用組成物が樹脂(C)を含む場合、重合体(A)と樹脂(C)との質量比((A)/(C))は、90/10~10/90が好ましく、85/15~15/85がより好ましく、80/20~20/80が特に好ましい。質量比が上記範囲内であれば、形成される塗膜の耐候性が優れるとともに、塗膜のコストを抑えることができる。
粉体塗料用組成物が硬化剤を含む場合、その量は適宜設定できる。たとえば、粉体塗料用組成物中の硬化剤の含有量は、粉体塗料用組成物中の重合体(A1)と重合体(B)との合計の100質量部に対して、1~50質量部が好ましく、3~30質量部が特に好ましい。
硬化剤がブロック化イソシアネート系硬化剤の場合、粉体塗料用組成物中のブロック化イソシアネート系硬化剤の含有量は、粉体塗料用組成物中の水酸基に対するイソシアネート基のモル比が0.05~1.5となる量が好ましく、0.8~1.2となる量が特に好ましい。該モル比が上記下限値以上であれば、塗料の硬化度が高くなり、塗膜の硬度、耐薬品性等が優れる。該モル比が上記上限値以下であれば、塗膜が脆くなりにくく、しかも、塗膜の耐熱性、耐薬品性、耐湿性等が優れる。
硬化剤がブロック化イソシアネート系硬化剤の場合、粉体塗料用組成物中のブロック化イソシアネート系硬化剤の含有量は、粉体塗料用組成物中の水酸基に対するイソシアネート基のモル比が0.05~1.5となる量が好ましく、0.8~1.2となる量が特に好ましい。該モル比が上記下限値以上であれば、塗料の硬化度が高くなり、塗膜の硬度、耐薬品性等が優れる。該モル比が上記上限値以下であれば、塗膜が脆くなりにくく、しかも、塗膜の耐熱性、耐薬品性、耐湿性等が優れる。
粉体塗料用組成物が硬化触媒を含む場合、その量は適宜設定できる。たとえば、粉体塗料用組成物中の硬化触媒の含有量は、粉体塗料用組成物中の重合体(A1)と重合体(B)との合計の100質量部に対して、0.0001~10.0質量部が好ましい。硬化触媒の含有量が上記下限値以上であれば、触媒効果が充分に得られやすい。硬化触媒の含有量が上記上限値以下であれば、粉体塗料の溶融、硬化過程で粉体塗料中に巻き込まれた空気等の気体が抜けやすく、気体が残存することで生じる塗膜の耐熱性、耐候性および耐水性の低下が少ない。
粉体塗料用組成物が顔料を含む場合、その量は適宜設定できる。たとえば、粉体塗料用組成物中の顔料の含有量は、粉体塗料用組成物中の重合体(A)と重合体(B)の合計100質量部に対して、20~200質量部が好ましく、50~150質量部が特に好ましい。
紫外線吸収剤、顔料等の各種添加剤が粉体塗料用組成物に含まれる場合、これらの総量は、粉体塗料用組成物の全量に対する重合体(A)と重合体(B)の合計が、30質量%以上となる範囲内で含まれることが好ましい。
〔粉体塗料用組成物の製造方法〕
粉体塗料用組成物は、公知の方法で製造できる。
具体的には、重合体(A)と重合体(B)と、必要に応じて配合される樹脂(C)、硬化剤、硬化触媒および各種添加剤とを、高速ミキサ、V型ミキサ、反転ミキサ等で混合してすることにより、粉体塗料用組成物が得られる。各成分は、あらかじめ粉砕して粉末状にしておくことが好ましい。
粉体塗料用組成物は、公知の方法で製造できる。
具体的には、重合体(A)と重合体(B)と、必要に応じて配合される樹脂(C)、硬化剤、硬化触媒および各種添加剤とを、高速ミキサ、V型ミキサ、反転ミキサ等で混合してすることにより、粉体塗料用組成物が得られる。各成分は、あらかじめ粉砕して粉末状にしておくことが好ましい。
得られた粉体塗料用組成物を1軸押出機、2軸押出機、遊星ギア等で溶融混練し、溶融混練で得られた混練物をピンミル、ハンマーミル、ジェットミル等の粉砕機で粉砕する。その後、必要に応じて、粉砕して得られた粉砕物を分級する。これにより粉体塗料用組成物からなる粉体が得られる。混練物は、冷却後、ペレットとしておくことが好ましい。
〔粉体塗料〕
本発明の粉体塗料は、本発明の粉体塗料用組成物からなる粉体を含む。本発明の粉体塗料は、本発明の粉体塗料用組成物からなる粉体を50質量%以上含むことが好ましく、70質量%以上含むことが好ましく、該粉体の100質量%からなるものであってもよい。
本発明の粉体塗料に含まれる、本発明の粉体塗料用組成物からなる粉体以外の成分としては、先に、粉体塗料用組成物が必要に応じて含んでもよい成分として例示した、その他の成分の1種以上等が挙げられる。
本発明の粉体塗料は、本発明の粉体塗料用組成物からなる粉体を含む。本発明の粉体塗料は、本発明の粉体塗料用組成物からなる粉体を50質量%以上含むことが好ましく、70質量%以上含むことが好ましく、該粉体の100質量%からなるものであってもよい。
本発明の粉体塗料に含まれる、本発明の粉体塗料用組成物からなる粉体以外の成分としては、先に、粉体塗料用組成物が必要に応じて含んでもよい成分として例示した、その他の成分の1種以上等が挙げられる。
〔塗装物品〕
本発明の塗装物品は、基材の表面に、本発明の粉体塗料からなる塗膜を有するものであって、本発明の粉体塗料を基材に塗装し、粉体塗料の溶融物からなる溶融状態の塗膜を形成した後、これを冷却する方法により形成できる。粉体塗料中の成分が反応性を有する場合には、硬化反応が起こる。
本発明の塗装物品は、基材の表面に、本発明の粉体塗料からなる塗膜を有するものであって、本発明の粉体塗料を基材に塗装し、粉体塗料の溶融物からなる溶融状態の塗膜を形成した後、これを冷却する方法により形成できる。粉体塗料中の成分が反応性を有する場合には、硬化反応が起こる。
粉体塗料の溶融物からなる溶融状態の塗膜は、基材への粉体塗料の塗装と同時に形成してもよく、基材に粉体塗料を付着させた後に基材上でこれを加熱溶融させて形成してもよい。
粉体塗料が反応性を有する場合、該粉体塗料が加熱溶融されるとほぼ同時に、反応性の成分の硬化反応が開始するため、粉体塗料の加熱溶融と基材への付着は、ほぼ同時に行うか、粉体塗料の基材への付着の後に粉体塗料の加熱溶融を行う必要がある。
粉体塗料が反応性を有する場合、該粉体塗料が加熱溶融されるとほぼ同時に、反応性の成分の硬化反応が開始するため、粉体塗料の加熱溶融と基材への付着は、ほぼ同時に行うか、粉体塗料の基材への付着の後に粉体塗料の加熱溶融を行う必要がある。
基材の材質としては、たとえば、アルミニウム、鉄、亜鉛、錫、チタン、鉛、特殊鋼、ステンレス、銅、マグネシウム、黄銅等の金属が挙げられ、塗装物品の用途等に応じて選択できる。基材は、例示した金属の2種以上を含むものであってもよい。
基材の材質としては、軽量で、防食性および強度に優れる点から、アルミニウムが好ましい。
基材の形状、サイズ等は、特に限定はされない。
基材の材質としては、軽量で、防食性および強度に優れる点から、アルミニウムが好ましい。
基材の形状、サイズ等は、特に限定はされない。
塗装方法としては、静電塗装法、静電吹付法、静電浸漬法、噴霧法、流動浸漬法、吹付法、スプレー法、溶射法、プラズマ溶射法等が挙げられる。塗膜を薄膜化した場合でも、表面の平滑性に優れた塗膜が得られやすく、さらに、塗膜の隠ぺい性に優れる点からは、粉体塗装ガンを用いた静電塗装法が好ましい。
溶融状態の塗膜を室温(20~25℃)まで冷却して、基材上に塗膜を形成する。
冷却は、急冷および徐冷のいずれでもよい。
塗膜の厚さは、20~1,000μmが好ましく、20~500μmがより好ましく、20~300μmが特に好ましいが、塗膜に要求される耐候性等に応じて、適宜設定できる。
冷却は、急冷および徐冷のいずれでもよい。
塗膜の厚さは、20~1,000μmが好ましく、20~500μmがより好ましく、20~300μmが特に好ましいが、塗膜に要求される耐候性等に応じて、適宜設定できる。
塗膜の水接触角は、95~160°であることが好ましく、96~150°がより好ましく、97~140°が特に好ましい。水接触角が上記範囲の下限値以上であれば、撥水性に優れる。上記範囲の上限値以下であれば、基材の施工時にシーリング材等の接着剤が密着しないという問題が発生しにくい。
塗膜のヘキサデカンの接触角は、20~80°であることが好ましく、30~75°がより好ましく、40~70°が特に好ましい。接触角が上記範囲の下限値以上であれば、撥油性に優れる。上記範囲の上限値以下であれば、基材の施工時にシーリング材等の接着剤が密着しないという問題が発生しにくい。
塗膜のヘキサデカンの接触角は、20~80°であることが好ましく、30~75°がより好ましく、40~70°が特に好ましい。接触角が上記範囲の下限値以上であれば、撥油性に優れる。上記範囲の上限値以下であれば、基材の施工時にシーリング材等の接着剤が密着しないという問題が発生しにくい。
本発明の粉体塗料用組成物からなる粉体を含む粉体塗料から形成された塗膜は、表面が擦られたり、水と接触する環境下に設けられたりした場合でも、撥水性・撥油性が持続し、かつ、カビや藻が付着しにくい耐生物付着性にも優れている。そのため、該塗膜を有する塗装物品の具体的用途としては、キッチン、浴室、洗面室、便所などの水廻り壁材や、戸棚などの収納家具の表面材、信号機などの道路標識、アルミニウムコンポジットパネル、カーテンウォール用アルミニウムパネル、カーテンウォール用アルミニウムフレーム、アルミニウムウィンドウフレーム等の建築用の外装部材、石油タンク、天然ガスタンク、窯業建材、住宅外装材、自動車部材、航空機用部材、鉄道車輌部材、太陽電池バックシート部材、風力発電タワー、風力発電ブレード等の外装部材等が挙げられる。
以下に、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
なお、以下の例のうち、例1~5は実施例で、例6~8は比較例である。
〔各種評価方法〕
(含フッ素共重合体の共重合組成)
1H-NMRおよび13C-NMRにより求めた。
(ガラス転移温度(Tg))
ガラス転移温度(Tg)は、示差熱量測定装置(DSC)により測定した値である。
(数平均分子量(Mn)および質量平均分子量(Mw))
数平均分子量(Mn)および質量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ法(GPC)によりポリスチレン換算で求めた値である。(水酸基価)
JIS K 0070:1992に準じて測定した。
なお、以下の例のうち、例1~5は実施例で、例6~8は比較例である。
〔各種評価方法〕
(含フッ素共重合体の共重合組成)
1H-NMRおよび13C-NMRにより求めた。
(ガラス転移温度(Tg))
ガラス転移温度(Tg)は、示差熱量測定装置(DSC)により測定した値である。
(数平均分子量(Mn)および質量平均分子量(Mw))
数平均分子量(Mn)および質量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ法(GPC)によりポリスチレン換算で求めた値である。(水酸基価)
JIS K 0070:1992に準じて測定した。
〔製造例1:含フッ素共重合体の製造〕
内容積250mLのステンレス鋼製撹拌機付きオートクレーブに、シクロヘキシルビニルエーテル(CHVE)の51.2g、ヒドロキシブチルビニルエーテル(HBVE)の13.3g、キシレンの55.8g、エタノールの15.7g、炭酸カリウムの1.1g、tert-ブチルパーオキシピバレート(PBPV)の50質量%キシレン溶液の0.7g、およびクロロトリフルオロエチレン(CTFE)の63gを導入した。次いで徐々に昇温し、55℃に達した後、20時間保持した。その後65℃に昇温し5時間保持した。その後冷却し、ろ過を行って残渣を除去し、水酸基を有する含フッ素共重合体の119.9gを得た。得られた水酸基を有する含フッ素共重合体は、本発明における重合体(A1)の範疇の重合体である。この含フッ素共重合体を、以下、「重合体(A1-1)」という。
重合体(A1-1)の共重合組成は、CTFE単位/HBVE単位/CHVE単位=50.0/11.0/39.0(モル%)であった。また、重合体(A1-1)のTgは54℃、Mnは12,000、水酸基価は、51.3mgKOH/gであった。
内容積250mLのステンレス鋼製撹拌機付きオートクレーブに、シクロヘキシルビニルエーテル(CHVE)の51.2g、ヒドロキシブチルビニルエーテル(HBVE)の13.3g、キシレンの55.8g、エタノールの15.7g、炭酸カリウムの1.1g、tert-ブチルパーオキシピバレート(PBPV)の50質量%キシレン溶液の0.7g、およびクロロトリフルオロエチレン(CTFE)の63gを導入した。次いで徐々に昇温し、55℃に達した後、20時間保持した。その後65℃に昇温し5時間保持した。その後冷却し、ろ過を行って残渣を除去し、水酸基を有する含フッ素共重合体の119.9gを得た。得られた水酸基を有する含フッ素共重合体は、本発明における重合体(A1)の範疇の重合体である。この含フッ素共重合体を、以下、「重合体(A1-1)」という。
重合体(A1-1)の共重合組成は、CTFE単位/HBVE単位/CHVE単位=50.0/11.0/39.0(モル%)であった。また、重合体(A1-1)のTgは54℃、Mnは12,000、水酸基価は、51.3mgKOH/gであった。
〔製造例2:比較のための重合体の製造〕
温度計、撹拌機及び還流冷却器を備えた反応器に、2-ブタノンの100gを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら、65℃に加熱した。そこへ、2-ブタノンの93g、メタクリル酸メチルの25.0g、メタクリル酸ブチルの15.0g、メタクリル酸2-ヒドロキシエチルの8.0g、CH2=CHCOO(CH2)2(CF2)7CF3の50.0g、t-ブチルパーオキシピバレートの2.0gとからなる混合物を、2時間かけて仕込み、さらに、75℃で8時間重合反応を行い、水酸基を有する含フッ素ランダム共重合体を得た。得られた含フッ素ランダム共重合体のMnは15,000であった。
得られた含フッ素ランダム共重合体は本発明における重合体(B)と同様の単位構成を有する重合体であるが、ブロック構造を有する共重合体ではない。得られた含フッ素ランダム共重合体を、以下「重合体(BX-1)」という。
温度計、撹拌機及び還流冷却器を備えた反応器に、2-ブタノンの100gを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら、65℃に加熱した。そこへ、2-ブタノンの93g、メタクリル酸メチルの25.0g、メタクリル酸ブチルの15.0g、メタクリル酸2-ヒドロキシエチルの8.0g、CH2=CHCOO(CH2)2(CF2)7CF3の50.0g、t-ブチルパーオキシピバレートの2.0gとからなる混合物を、2時間かけて仕込み、さらに、75℃で8時間重合反応を行い、水酸基を有する含フッ素ランダム共重合体を得た。得られた含フッ素ランダム共重合体のMnは15,000であった。
得られた含フッ素ランダム共重合体は本発明における重合体(B)と同様の単位構成を有する重合体であるが、ブロック構造を有する共重合体ではない。得られた含フッ素ランダム共重合体を、以下「重合体(BX-1)」という。
〔製造例3:アクリル樹脂の製造〕
冷却管、温度計を備えた内容量1リットルの四つ口フラスコに、脱イオン水の200mL、コハク酸エステル誘導体の反応性乳化剤JS2(三洋化成工業社製)の2g、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(EO10)の2gを添加し、窒素気流下において温浴中で80℃に達したところで、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液20mLを添加し、次いで、メタクリル酸メチルの140.2gと、メタクリル酸エチルの80.0gと、連鎖移動剤としてのn-ラウリルメルカプタンの0.2gとの混合物を1時間かけて滴下した。直後に過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液の2mLを添加し反応を開始した。3時間後に、槽内温度を85℃に上げ、1時間保持した後、300メッシュの金網で濾過して青白色の水性分散液を得た。得られた水性分散液を-25℃で凍結凝析し、脱水洗浄後、80℃で真空乾燥し、MMA系共重合体(白色のパウダー)の209.2gを得た。得られたMMA系共重合体のTgは56.6℃、質量平均分子量(Mw)は、92,000、数平均分子量(Mn)は、43,000であった。
得られたMMA共重合体を、以下樹脂(C-2)という。
冷却管、温度計を備えた内容量1リットルの四つ口フラスコに、脱イオン水の200mL、コハク酸エステル誘導体の反応性乳化剤JS2(三洋化成工業社製)の2g、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(EO10)の2gを添加し、窒素気流下において温浴中で80℃に達したところで、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液20mLを添加し、次いで、メタクリル酸メチルの140.2gと、メタクリル酸エチルの80.0gと、連鎖移動剤としてのn-ラウリルメルカプタンの0.2gとの混合物を1時間かけて滴下した。直後に過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液の2mLを添加し反応を開始した。3時間後に、槽内温度を85℃に上げ、1時間保持した後、300メッシュの金網で濾過して青白色の水性分散液を得た。得られた水性分散液を-25℃で凍結凝析し、脱水洗浄後、80℃で真空乾燥し、MMA系共重合体(白色のパウダー)の209.2gを得た。得られたMMA系共重合体のTgは56.6℃、質量平均分子量(Mw)は、92,000、数平均分子量(Mn)は、43,000であった。
得られたMMA共重合体を、以下樹脂(C-2)という。
〔粉体塗料用組成物の製造に用いた成分〕
<PVDF>
市販の下記PVDFを入手して使用した。以下、このPVDFを「PVDF-1」という。
製品名「PVDF DS203」(SHENZHOU NEWMATERIAL CO., LTD(東岳社)製)
質量平均分子量(Mw):27万
数平均分子量(Mn):16万
融点:170℃
<PVDF>
市販の下記PVDFを入手して使用した。以下、このPVDFを「PVDF-1」という。
製品名「PVDF DS203」(SHENZHOU NEWMATERIAL CO., LTD(東岳社)製)
質量平均分子量(Mw):27万
数平均分子量(Mn):16万
融点:170℃
<重合体(B)>
市販の下記含フッ素ブロック共重合体を入手して使用した。以下、このブロック共重合体を「重合体(B-1)」という。
製品名「モディパー(登録商標)F606」(日油社製)
水酸基価:55mgKOH/g
セグメント(α):CH2=CHCOO(CH2)2(CF2)5CF3単位100質量%(フッ素原子の含有割合がセグメント(α)を構成する全原子に対して57.2質量%)。
セグメント(β):メタクリル酸メチル/メタクリル酸ノルマルブチル/メタクリル酸2-ヒドロキシエチル=38.8/43.2/18.0(質量比)(フッ素原子の含有割合がセグメント(β)を構成する全原子に対して0質量%)。
セグメント(α)/セグメント(β)=28.5/71.5(質量比)。
(ただし、重合体(B-1)は、重合開始剤に基づく部位を有し、セグメント(α)/セグメント(β)/重合開始剤に基づく部位=28.0/71.0/1.0(質量比)である。)。
市販の下記含フッ素ブロック共重合体を入手して使用した。以下、このブロック共重合体を「重合体(B-1)」という。
製品名「モディパー(登録商標)F606」(日油社製)
水酸基価:55mgKOH/g
セグメント(α):CH2=CHCOO(CH2)2(CF2)5CF3単位100質量%(フッ素原子の含有割合がセグメント(α)を構成する全原子に対して57.2質量%)。
セグメント(β):メタクリル酸メチル/メタクリル酸ノルマルブチル/メタクリル酸2-ヒドロキシエチル=38.8/43.2/18.0(質量比)(フッ素原子の含有割合がセグメント(β)を構成する全原子に対して0質量%)。
セグメント(α)/セグメント(β)=28.5/71.5(質量比)。
(ただし、重合体(B-1)は、重合開始剤に基づく部位を有し、セグメント(α)/セグメント(β)/重合開始剤に基づく部位=28.0/71.0/1.0(質量比)である。)。
<ポリエステル樹脂>
市販の下記ポリエステル樹脂を入手して使用した。以下、このポリエステル樹脂を「樹脂(C-1)」という。
製品名「CRYLCOAT(登録商標) 4890-0」(ダイセルオルネクス社製、構成単位(モル比):イソフタル酸/ネオペンチルグリコール=49/51)
質量平均分子量(Mw):4,400
数平均分子量(Mn):2,500
水酸基価:30mgKOH/g
市販の下記ポリエステル樹脂を入手して使用した。以下、このポリエステル樹脂を「樹脂(C-1)」という。
製品名「CRYLCOAT(登録商標) 4890-0」(ダイセルオルネクス社製、構成単位(モル比):イソフタル酸/ネオペンチルグリコール=49/51)
質量平均分子量(Mw):4,400
数平均分子量(Mn):2,500
水酸基価:30mgKOH/g
<硬化剤>
ブロック化イソシアネート系硬化剤(エボニック社製「ベスタゴン(登録商標) B1530」)。以下、この硬化剤を「硬化剤-1」という。
<硬化触媒>
ジブチルスズジラウレートのキシレン溶液(10,000倍希釈品)。以下、この硬化触媒を「硬化触媒-1」という。
ブロック化イソシアネート系硬化剤(エボニック社製「ベスタゴン(登録商標) B1530」)。以下、この硬化剤を「硬化剤-1」という。
<硬化触媒>
ジブチルスズジラウレートのキシレン溶液(10,000倍希釈品)。以下、この硬化触媒を「硬化触媒-1」という。
(添加剤)
酸化チタン顔料:タイピュアR960(商品名、デュポン社製、酸化チタン含有量:89質量%)
脱ガス剤:ベンゾイン
表面調整剤:ビックケミー社製、商品名:BYK-360P
酸化チタン顔料:タイピュアR960(商品名、デュポン社製、酸化チタン含有量:89質量%)
脱ガス剤:ベンゾイン
表面調整剤:ビックケミー社製、商品名:BYK-360P
〔例1~8〕
表1に記載の全成分を、高速ミキサー(佑崎有限公司社製)を用いて、10~30分程度混合し、粉末状の混合物(粉体塗料用組成物)を得た。該(粉体塗料用組成物)を2軸押出し機(サーモプリズム社製、16mm押出し機)を用いて、120℃のバレル設定温度にて溶融混練を行い、ペレットを得た。該ペレットを粉砕機(FRITSCH社製、製品名:ロータースピードミルP14)を用いて常温で粉砕し、150メッシュによる分級を行い、平均粒子径が約40μmの粉体塗料用組成物からなる粉体を得た。
ただし、PVDFを用いた例5のみ、バレル設定温度は120℃ではなく200℃とし、ペレットの粉砕は、ドライアイスを使用した凍結乾燥法で実施した。
粉体塗料用組成物からなる粉体の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定機(Sympatec社製、製品名:Helos-Rodos)で測定し、50%平均体積粒度分布により求めた値である。
得られた粉体塗料用組成物からなる粉体を粉体塗料として用いて、後述のように硬化膜(塗膜)を得て、各種評価を行った。結果を表1に示す。
なお、表1中「重合体(B-1)の量(質量部)」とは、重合体(A1-1)とPVDF-1の合計100質量部に対する重合体(B-1)の量(質量部)をいう。
表1に記載の全成分を、高速ミキサー(佑崎有限公司社製)を用いて、10~30分程度混合し、粉末状の混合物(粉体塗料用組成物)を得た。該(粉体塗料用組成物)を2軸押出し機(サーモプリズム社製、16mm押出し機)を用いて、120℃のバレル設定温度にて溶融混練を行い、ペレットを得た。該ペレットを粉砕機(FRITSCH社製、製品名:ロータースピードミルP14)を用いて常温で粉砕し、150メッシュによる分級を行い、平均粒子径が約40μmの粉体塗料用組成物からなる粉体を得た。
ただし、PVDFを用いた例5のみ、バレル設定温度は120℃ではなく200℃とし、ペレットの粉砕は、ドライアイスを使用した凍結乾燥法で実施した。
粉体塗料用組成物からなる粉体の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定機(Sympatec社製、製品名:Helos-Rodos)で測定し、50%平均体積粒度分布により求めた値である。
得られた粉体塗料用組成物からなる粉体を粉体塗料として用いて、後述のように硬化膜(塗膜)を得て、各種評価を行った。結果を表1に示す。
なお、表1中「重合体(B-1)の量(質量部)」とは、重合体(A1-1)とPVDF-1の合計100質量部に対する重合体(B-1)の量(質量部)をいう。
(塗膜の評価)
<試験片の作成>
上記粉体塗料を用い、クロメート処理を行ったアルミニウム板(基板)の一面に、静電塗装機(小野田セメント社製、商品名:GX3600C)を用いて静電塗装を行い、200℃雰囲気中で20分間保持し、次いで、放置して室温まで冷却し、厚さ55~65μmの硬化膜付きアルミニウム板を得た。得られた硬化膜付きアルミニウム板を試験片として以下の試験を実施した。結果を表1に示す。
ただし、PVDFを用いた例5のみ、保持温度は200℃ではなく250℃とした。
<試験片の作成>
上記粉体塗料を用い、クロメート処理を行ったアルミニウム板(基板)の一面に、静電塗装機(小野田セメント社製、商品名:GX3600C)を用いて静電塗装を行い、200℃雰囲気中で20分間保持し、次いで、放置して室温まで冷却し、厚さ55~65μmの硬化膜付きアルミニウム板を得た。得られた硬化膜付きアルミニウム板を試験片として以下の試験を実施した。結果を表1に示す。
ただし、PVDFを用いた例5のみ、保持温度は200℃ではなく250℃とした。
<塗膜の接触角(水)>
空気中にて塗膜に水の液滴を落とした際の接触角を接触角計(協和界面科学社製、CA-X型)を用いて測定した。接触角が大きいほど、撥水性に優れることを示す。
1.初期の水接触角
空気中にて試験片の塗膜の水接触角を測定し、以下の基準で判定した。
○(良好):接触角が、95°~160°
×(不良):接触角が、95°未満
2.水浸漬後の水接触角
JIS K 5600-6-2に準拠し、試験片を25℃のイオン交換水中に2週間浸漬させた。その後、試験片を取り出し、室温で24時間乾燥後、空気中にて塗膜の水接触角を測定し、以下の基準で判定した。
○(良好):接触角が、95°~160°
×(不良):接触角が、95°未満
3.ワイプ後の水接触角
試験片の塗膜表面に、綿棒をこすりつけて、30回往復させた。その後、空気中にて塗膜の水接触角を測定し、以下の基準で判定した。
○(良好):接触角が、95°~160°
×(不良):接触角が、95°未満
<塗膜の初期の接触角(ヘキサデカン)>
上記接触角計を用いて、空気中にて試験片の塗膜の接触角(ヘキサデカン)を測定し、以下の基準で判定した。接触角が大きいほど、撥油性に優れることを示す。
○(良好):接触角が、20°~80°
×(不良):接触角が、20°未満
空気中にて塗膜に水の液滴を落とした際の接触角を接触角計(協和界面科学社製、CA-X型)を用いて測定した。接触角が大きいほど、撥水性に優れることを示す。
1.初期の水接触角
空気中にて試験片の塗膜の水接触角を測定し、以下の基準で判定した。
○(良好):接触角が、95°~160°
×(不良):接触角が、95°未満
2.水浸漬後の水接触角
JIS K 5600-6-2に準拠し、試験片を25℃のイオン交換水中に2週間浸漬させた。その後、試験片を取り出し、室温で24時間乾燥後、空気中にて塗膜の水接触角を測定し、以下の基準で判定した。
○(良好):接触角が、95°~160°
×(不良):接触角が、95°未満
3.ワイプ後の水接触角
試験片の塗膜表面に、綿棒をこすりつけて、30回往復させた。その後、空気中にて塗膜の水接触角を測定し、以下の基準で判定した。
○(良好):接触角が、95°~160°
×(不良):接触角が、95°未満
<塗膜の初期の接触角(ヘキサデカン)>
上記接触角計を用いて、空気中にて試験片の塗膜の接触角(ヘキサデカン)を測定し、以下の基準で判定した。接触角が大きいほど、撥油性に優れることを示す。
○(良好):接触角が、20°~80°
×(不良):接触角が、20°未満
<耐汚染性(1)>
インスタントコーヒー(AGF社製、商品名:Blendy)の10gと、クリープ(森永乳業社製、商品名:Creap)の10gを90℃のお湯80gで溶かしたものを50℃になるまで冷やし、その後、この液を試験片の塗膜側に10滴置き、時計皿で蓋をし、1週間静置した。イオン交換水を用いて水洗し、乾燥させて、塗膜表面の状態を目視にて以下の基準で評価した。
◎:汚染なし
○:軽微な汚染
△:かなりの汚染
×:強い汚染
インスタントコーヒー(AGF社製、商品名:Blendy)の10gと、クリープ(森永乳業社製、商品名:Creap)の10gを90℃のお湯80gで溶かしたものを50℃になるまで冷やし、その後、この液を試験片の塗膜側に10滴置き、時計皿で蓋をし、1週間静置した。イオン交換水を用いて水洗し、乾燥させて、塗膜表面の状態を目視にて以下の基準で評価した。
◎:汚染なし
○:軽微な汚染
△:かなりの汚染
×:強い汚染
<耐汚染性(2)>
カーボン粉末(三菱化学(株)社製、商品名「MA100」)の10gをイオン交換水の90gで希釈し、ガラスビーズを用いて、分散、混合した。
得られたカーボン分散液を試験片の塗膜表面に、スポイトで約50g/m2になるように滴下し、50℃で2時間加熱し、乾燥させた。
乾燥後の試験片を流水にさらしながら、ハケでなぞり、洗浄した。塗膜表面の状態を目視にて以下の基準で評価した。
◎:汚染なし
○:軽微な汚染
△:かなりの汚染
×:強い汚染
カーボン粉末(三菱化学(株)社製、商品名「MA100」)の10gをイオン交換水の90gで希釈し、ガラスビーズを用いて、分散、混合した。
得られたカーボン分散液を試験片の塗膜表面に、スポイトで約50g/m2になるように滴下し、50℃で2時間加熱し、乾燥させた。
乾燥後の試験片を流水にさらしながら、ハケでなぞり、洗浄した。塗膜表面の状態を目視にて以下の基準で評価した。
◎:汚染なし
○:軽微な汚染
△:かなりの汚染
×:強い汚染
<耐生物付着性>
沖縄県那覇市の屋外に、塗膜付きアルミニウム板を設置し、設置5年後における塗膜の表面に発生するカビの発生度合いを目視で確認し、下記基準で評価した。
○(良好):塗膜の表面に目立ったカビの発生は確認されなかった。
×(不良):塗膜の表面の全体にカビが発生していた。
沖縄県那覇市の屋外に、塗膜付きアルミニウム板を設置し、設置5年後における塗膜の表面に発生するカビの発生度合いを目視で確認し、下記基準で評価した。
○(良好):塗膜の表面に目立ったカビの発生は確認されなかった。
×(不良):塗膜の表面の全体にカビが発生していた。
表1の結果に示されるように、重合体(B-1)を含む粉体塗料用組成物からなる粉体(粉体塗料)を用いた例1~5によれば、初期だけでなく、水浸漬後およびワイプ後にも水接触角が優れる塗膜を形成できた。また、これらの塗膜は、耐汚染性、耐生物付着性にも優れていた。
一方、重合体(B-1)を含まない粉体塗料用組成物、重合体(B-1)の代わりに重合体(BX-1)を含む粉体塗料用組成物からなる粉体で形成された塗膜は、接触角(水、ヘキサデカン)が低く、耐汚染性(1)、(2)および耐生物付着性のいずれもが、劣っていた。
一方、重合体(B-1)を含まない粉体塗料用組成物、重合体(B-1)の代わりに重合体(BX-1)を含む粉体塗料用組成物からなる粉体で形成された塗膜は、接触角(水、ヘキサデカン)が低く、耐汚染性(1)、(2)および耐生物付着性のいずれもが、劣っていた。
本発明の粉体塗料は、特に、キッチン、浴室、洗面室、便所などの水廻り壁材や、戸棚などの収納家具の表面材、信号機などの道路標識、アルミニウムコンポジットパネル、カーテンウォール用アルミニウムパネル、カーテンウォール用アルミニウムフレーム、アルミニウムウィンドウフレーム等の建築用の外装部材、石油タンク、天然ガスタンク、窯業建材、住宅外装材、自動車部材、航空機用部材、鉄道車輌部材、太陽電池バックシート部材、風力発電タワー、風力発電ブレード等の外装部材の塗装に有用である。
なお、2014年11月11日に出願された日本特許出願2014-229271号の明細書、特許請求の範囲および要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
なお、2014年11月11日に出願された日本特許出願2014-229271号の明細書、特許請求の範囲および要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
Claims (14)
- 下記重合体(A1)およびポリビニリデンフルオリドから選択される少なくとも1種からなる重合体(A)と下記重合体(B)とを含む粉体塗料用組成物。
重合体(A1):フルオロオレフィンに基づく単位と、架橋性基を有する単量体に基づく単位とを有する含フッ素非ブロック共重合体。
重合体(B):フッ素原子の含有割合が20質量%以上であるセグメント(α)とフッ素原子の含有割合が20質量%未満であるセグメント(β)とを有する含フッ素ブロック共重合体であって、前記セグメント(α)および前記セグメント(β)の質量%で表したフッ素原子の含有割合の数値の差が10以上であり、前記セグメント(α)および前記セグメント(β)のうちの少なくとも一方が水酸基を有するセグメントである、含フッ素ブロック共重合体。 - 前記重合体(B)の含有量が、前記重合体(A)の100質量部に対して、0.1~100質量部である、請求項1に記載の粉体塗料用組成物。
- 前記重合体(A1)における架橋性基を有する単量体に基づく単位が、水酸基を有する単量体に基づく単位である、請求項1または2に記載の粉体塗料用組成物。
- 前記セグメント(α)が、炭素数3~21のペルフルオロアルキル基を有する単量体に基づく単位を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の粉体塗料用組成物。
- 重合体(B)における水酸基を有するセグメントが、水酸基を有する単量体に基づく単位を有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の粉体塗料用組成物。
- 重合体(B)における水酸基を有するセグメントが前記セグメント(β)である、請求項1~5のいずれか一項に記載の粉体塗料用組成物。
- 前記重合体(A)および前記重合体(B)以外の樹脂である樹脂(C)をさらに含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の粉体塗料用組成物。
- 前記樹脂(C)が、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、およびシリコーン樹脂から選択される少なくとも1種である、請求項7に記載の粉体塗料用組成物。
- 前記樹脂(C)が水酸基またはカルボキシ基を有する樹脂である、請求項7または8に記載の粉体塗料用組成物。
- 前記粉体塗料用組成物が、さらに硬化剤を含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の粉体塗料用組成物。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載の粉体塗料用組成物からなる粉体を含む、粉体塗料。
- 基材の表面に、請求項11に記載の粉体塗料から形成された塗膜を有する、塗装物品。
- 前記塗膜の水接触角が、95~160°である、請求項12に記載の塗装物品。
- 前記基材の材質がアルミニウムである、請求項12または13に記載の塗装物品。
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