JP2002226767A - 塗料用硬化性組成物及び塗装物 - Google Patents

塗料用硬化性組成物及び塗装物

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JP2002226767A
JP2002226767A JP2001029344A JP2001029344A JP2002226767A JP 2002226767 A JP2002226767 A JP 2002226767A JP 2001029344 A JP2001029344 A JP 2001029344A JP 2001029344 A JP2001029344 A JP 2001029344A JP 2002226767 A JP2002226767 A JP 2002226767A
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Hitoshi Tamai
仁 玉井
Toshiro Nanbu
俊郎 南部
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】低温時の初期硬化性を改善したアクリルウレタ
ン塗料を提供する。 【解決手段】水酸基を含有するアクリル共重合体(A)
成分100重量部と、イソシアナート化合物(B)成分
0.1〜100重量部、およびS原子を含有する錫系化
合物(C)成分0.01〜20重量部を含有する塗料用
硬化性組成物。及びこれに一般式1のケイ素化合物及び
/又はその部分加水分解縮合物(D)成分0.1〜20
0重量部を含有する塗料用組成物。 (RO)4−b−Si−(R (1) (R〜RはC2〜10のアルキル基、C6〜10の
アリール基及びC7〜10のアラルキル基からなる群よ
り選択された1個の炭化水素基bは0又は1。)並びに
同組成物を塗装してなる塗装物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、上塗り塗料用硬化
性組成物に関する。更に詳しくは、例えば、金属、セラ
ミックス、ガラス、セメント、窯業系成形物、プラスチ
ック、木材、紙、繊維等からなる建築物、家電用品、産
業機器等の塗装に好適に使用しうるアクリルウレタン系
上塗り塗料用硬化性組成物、及び、当該上塗り塗料用硬
化性組成物を塗装した塗装物に関する。
【0002】
【従来の技術】窯業系成形物、コンクリートや鉄鋼等か
らなる建築物、建材等の産業製品等の表面を、例えば、
フッ素樹脂塗料、アクリルウレタン樹脂塗料、アクリル
シリコーン樹脂塗料等の上塗り塗料で被覆することによ
って建築物等の外観をよくしたり、防食性や耐候性等を
向上させたりすることが行われている。
【0003】これらの上塗り塗料のうちは、フッ素樹脂
塗料、アクリルウレタン塗料については、耐候性、耐薬
品性、防食性を確保する目的で、イシアナート化合物を
配合し、水酸基との反応によって、塗膜内にウレタン結
合を生成させている。
【0004】しかしながら、アクリルウレタン塗料につ
いては、冬期低温で塗装した場合に塗装後の初期硬化性
が不十分であり、一回目の塗装後短時間で、塗り次ぎ、
重ね塗り等の次の作業を実施することが困難であり、作
業コストがアップする傾向があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような、冬期の塗
装の場合、作業の進行が遅延する一方、硬化性が不十分
なことにより、塗り重ね時にちぢみが発生する等の不具
合も発生する場合がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記現状に鑑
み、アクリルウレタン塗料に特定の錫化合物を配合する
ことで、低温での初期の硬化性改善するに至った。即
ち、本発明は、水酸基を含有するアクリル共重合体
(A)成分100重量部と、イソシアナート化合物
(B)成分0.1〜100重量部、およびS原子を含有
する錫系化合物(C)成分0.01〜20重量部を含有
することを特徴とする塗料用硬化性組成物である。
【0007】さらに、下記一般式(1); (R1O)4-b−Si−(R2b (1) (式中、R1 は、炭素数2〜10のアルキル基、炭素
数6〜10のアリール基及び炭素数7〜10のアラルキ
ル基からなる群より選択された1価の炭化水素基を表
す。R2は、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜
10のアリール基及び炭素数7〜10のアラルキル基か
らなる群より選択された1価の炭化水素基を表す。R1
及び/又はR2が複数存在する場合には、同一であって
も異なっていてもよい。bは0又は1を表す。)で表さ
れるケイ素化合物及び/又はその部分加水分解縮合物で
ある(D)成分を、水酸基含有アクリル系共重合体
(A)成分100重量部に対して0.1〜200重量部
含むことを特徴とする上塗り塗料用硬化性組成物であ
る。
【0008】又、上記塗料用組成物を塗装してなる塗装
物である。
【0009】本発明に使用されるS原子含有錫系化合物
は、通常のアクリルウレタン塗料に硬化促進剤として使
用されることがあるジブチル錫ジラウレートとは異な
り、0.1重量部以上使用しても、ポットライフを低下
させることがなく、通常のアクリルウレタンの硬化促進
剤よりも配合量をアップすることができ、低温時の初期
硬化性をさらに向上さることが可能となった。つまり、
従来のアクリルウレタン塗料より、低温硬化性とポット
ライフのバランスに優れる。さらに、従来のウレタン塗
料では、ガラス、窯業系基材に対する密着性が不十分で
あったが、本発明の塗料用組成物では飛躍的に向上させ
ることができる。
【0010】以下、本発明を詳述する。
【0011】
【発明の実施の形態】アクリルウレタン塗料と加水分解
性ケイ素基を有したアクリルシリコン塗料を併用して、
両者の特性を付与することをねらった塗料が開示されて
おり、その硬化触媒として、錫系化合物が開示されてい
る。例えば、特開2000-297242では、ウレタン結合を取
り入れたアクリルシリコン樹脂組成物の硬化触媒として
スズ系化合物を配合した例が開示されている。しかし、
ウレタン塗料の水酸基を有する成分として、加水分解性
ケイ素基を含有する単量体を用いないで合成されたアク
リル系共重合体を主成分として用いた場合、硬化触媒と
して、S原子含有錫化合物を用いることにより、組成物
の初期硬化性とポットライフのバランスに優れ、又、得
られた塗膜は基材に対する密着性が飛躍的に向上するも
のであることを見いだした。
【0012】本願組成物で得られるポットライフによ
り、本願組成物を塗料として用いた場合、塗装現場での
施工の問題点が改善される。
【0013】通常2液塗料は、主剤と硬化剤を使用直前
に配合して使用するものであるが、ポットライフが短い
と、頻繁に主剤と硬化剤の混合を行わなければならない
ので作業が繁雑となる。また、一方、ポットライフが長
いと、得られる塗膜の特性が充分でない場合が多く、ポ
ットライフと塗膜特性のバランスを取ることは非常に難
しいものである。
【0014】本願発明により、通常の1日の施工時間中
は本願組成物を使用することが出来る程適度にポットラ
イフが長い組成物を得ることが出来るようになり、その
場合、一日の作業の途中で配合し直す手間が省けること
になるので、労力が極めて軽減される効果を有するもの
である。
【0015】本発明の塗料用硬化性組成物には、水酸基
を含有するアクリル系共重合体(A)が含有される。
【0016】上記水酸基アクリル系共重合体(A)は、
実質的に、アクリル系単量体が共重合した主鎖からなる
ため、得られる本発明の上塗り塗料用硬化性組成物から
形成される塗膜の耐候性、耐薬品性等が優れたものとな
る。なお、上記アクリル系共重合体(A)が「実質的
に、アクリル系単量体が共重合した主鎖からなる」と
は、上記アクリル系共重合体(A)の主鎖を構成する単
量体単位のうちの50%以上、好ましくは70%以上
が、アクリル系単量体単位であることを意味する。
【0017】また、上記アクリル系共重合体(A)は、
水酸基が炭素原子に結合した形式で含有されているた
め、塗膜の耐水性、耐アルカリ性、耐酸性等が優れたも
のとなる。上記アクリル系共重合体(A)において、上
記一般式(1)で表される水酸基の数、塗膜の耐候性、
耐溶剤性等の耐久性等の観点から、アクリル系共重合体
(A)1分子あたり2個以上である。より好ましくは3
個以上である。
【0018】上記一般式(1)で表される炭素原子に結
合した水酸基は、アクリル系共重合体(A)の主鎖の末
端に結合していてもよく、側鎖に結合していてもよく、
主鎖の末端及び側鎖に結合していてもよい。
【0019】水酸基を含有するアクリル系共重合体
(A)としては、合成の容易さの点から、水酸基を含有
する単量体単位を共重合したものが好ましい。なお、ア
クリル系共重合体(A)中の上記単量体単位の含有割合
は、本発明の組成物を用いて形成される塗膜の耐久性が
優れる、強度が大きくなるという点から、1〜90重量
部、更には3〜80重量部、特には5〜70重量部であ
るのが好ましい。水酸基価では、5〜200mgKOH
/gであり、10〜150mgKOH/gが好ましく、
20〜100mgKOH/gが特に好ましい。
【0020】上記アクリル系共重合体(A)に含有され
る、炭素原子に結合した水酸基含有する単量体単位以外
の単量体単位としては、後述するアクリル系単量体由来
の単量体単位、後述する必要により用いられるその他の
単量体由来の単量体単位等であってよい。
【0021】上記アクリル系共重合体(A)は、数平均
分子量が、本発明の組成物を用いて形成される塗膜の耐
久性等の物性が優れるという点から、1000〜100
000であることが好ましく、より好ましくは3000
〜50000である。
【0022】本発明においては、上記アクリル系共重合
体(A)は、単独で用いてもよく、2種以上併用しても
よい。
【0023】上記アクリル系共重合体(A)の製造は、
例えば、重合性2重結合及び炭素原子に結合した水酸基
を含有する単量体(以下、モノマー(A−1)とい
う)、(メタ)アクリル酸及び/又はその誘導体(以
下、モノマー(A−2)という)並びに必要により用い
られるその他の単量体を重合することによって行うこと
ができる。また、上記モノマー群には、加水分解性シリ
ル基を有する単量体は含有されない。
【0024】上記モノマー(A−1)の具体例として
は、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−
ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロ
キシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチ
ル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチルビニル
エーテル、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、4
−ヒドロキシスチレンビニルトルエン、東亜合成化学工
業社製のアロニクス5700(商品名)、4−ヒドロキ
シスチレン、日本触媒化学工業社製のHE−10、HE
−20、HP−1及びHP−20(商品名)(以上、い
ずれも末端に水酸基を有するアクリル酸エステルオリゴ
マー)、日本油脂社製のブレンマ−PPシリーズ(商品
名)(ポリプロピレングリコールメタクリレート)、ブ
レンマーPEシリーズ(商品名)(ポリエチレングリコ
ールモノメタクリレート)、ブレンマーPEPシリーズ
(商品名)(ポリエチレングリコールポリプロピレング
リコールメタクリレート)、ブレンマーAP−400
(商品名)(ポリプロピレングリコールモノアクリレー
ト)、ブレンマーAE−350(商品名)(ポリエチレ
ングリコールモノアクリレート)及びブレンマーGLM
(商品名)(グリセロールモノメタクリレート)、N−
メチロール(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリ
ル酸のヒドロキシアルキルエステル類;水酸基含有化合
物とε−カプロラクトンとの反応により得られるε−カ
プロラクトン変性ヒドロキシアルキルビニル系共重合体
化合物であるPlaccel FA−1(商品名)、P
laccel FA−4(商品名)、Placcel
FM−1(商品名)、Placcel FM−4(商品
名)(以上ダイセル化学工業社製)、TONE M−2
01(商品名)(UCC社製);ポリカーボネート含有
ビニル系化合物(具体例としては、HEAC−1(商品
名)(ダイセル化学工業社製)等が挙げられる)が挙げ
られる。
【0025】水酸基を含有する単量体としては、2−ヒ
ドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ
プロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル
(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)
アクリレート、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、
N−メチロール(メタ)アクリルアミド、4−ヒドロキ
シスチレンビニルトルエンが好ましく、2−ヒドロキシ
エチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル
(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)
アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレ
ートが特に好ましい。
【0026】水酸基含有する単量体単位含有量として
は、1〜90重量%、更には3〜80重量%、特には5
〜70重量%含有されるように使用するのが好ましい。
水酸基価では、5〜200mgKOH/gであり、10
〜150mgKOH/gが好ましく、20〜100mg
KOH/gが特に好ましい。
【0027】上記モノマー(A−2)の具体例として
は、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メ
タ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、
オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル
(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、
ラウリル(メタ)アクリレート、パルミトイル(メタ)
アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、オク
タデカノイル(メタ)アクリレート、オレイル(メタ)
アクリレート、イコサノイル(メタ)アクリレートイソ
ブチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)ア
クリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、
ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メ
タ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリ
レート、ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレー
ト、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレー
ト、(メタ)アクリロニトリル、グリシジル(メタ)ア
クリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレー
ト、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、(メ
タ)アクリルアミド、α−エチル(メタ)アクリルアミ
ド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,
N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メ
タ)アクリルアミド(メタ)アクリロイルモルホリン、
マクロモノマーであるAS−6、AN−6、AA−6、
AB−6、AK−6(商品名)等の化合物(以上、東亜
合成化学工業社製)、(メタ)アクリル酸のヒドロキシ
アルキルエステル類とリン酸又はリン酸エステル類との
縮合生成物等のリン酸エステル基含有(メタ)アクリル
系化合物、ウレタン結合やシロキサン結合を含む(メ
タ)アクリレート等が挙げられる。これらのモノマー
(A−2)は単独で用いてもよく、2種以上併用しても
よい。
【0028】上記モノマー(A−2)使用量は、用いる
モノマー(A−1)の種類及び使用量に応じて適宜調節
すればよいが、通常、用いる重合成分全量の10〜95
重量%、更には15〜90重量%、特に20〜85重量
%であるのが好ましい。
【0029】また、本発明においては、得られる本発明
の組成物から形成される塗膜の耐候性を更に向上させる
目的で、例えば、ウレタン結合やシロキサン結合により
主鎖に結合したセグメント;モノマー(A−1)、モノ
マー(A−2)以外の単量体に由来するセグメント等
を、50重量%を超えない範囲でアクリル系共重合体
(A)の製造時に導入してもよい。
【0030】上記モノマー(A−1)、モノマー(A−
2)以外の単量体の具体例としては特に限定されず、例
えば、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレ
ン、スチレンスルホン酸、4−ヒドロキシスチレン、ビ
ニルトルエン等の芳香族炭化水素系ビニル化合物;マレ
イン酸、フマル酸、イタコン酸、(メタ)アクリル酸等
の不飽和カルボン酸、これらのアルカリ金属塩、アンモ
ニウム塩、アミン塩等の塩;無水マレイン酸等の不飽和
カルボン酸の酸無水物、これら酸無水物と炭素数1〜2
0の直鎖状若しくは分岐鎖を有するアルコール又はアミ
ンとのジエステル若しくはハーフエステル等の不飽和カ
ルボン酸のエステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル、ジアリルフタレート等のビニルエステルやアリル化
合物;ビニルピリジン、アミノエチルビニルエーテル等
のアミノ基含有ビニル系化合物;イタコン酸ジアミド、
クロトン酸アミド、マレイン酸ジアミド、フマル酸ジア
ミド、N−ビニルピロリドン等のアミド基含有ビニル系
化合物;2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、メチル
ビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、塩化
ビニル、塩化ビニリデン、クロロプレン、プロピレン、
ブタジエン、イソプレン、フルオロオレフィンマレイミ
ド、N−ビニルイミダゾール、ビニルスルホン酸等のそ
の他ビニル系化合物等が挙げられる。これらは単独で用
いてもよく、2種以上併用してもよい。
【0031】アクリル系共重合体(A)にはカルボキシ
ル基又はアミノ基等の基が含まれていてもよく、その場
合には、硬化性、密着性が向上する。しかし、重合体鎖
に結合しているカルボキシル基やアミノ基の場合、活性
が弱く、これらを硬化触媒のかわりに使用して硬化させ
ようとしても良好な特性の硬化物が得られない。
【0032】本発明の塗料用組成物において、更に、主
成分であるアクリル系共重合体(A)には、通常の溶液
重合より得ることができる。溶剤の種類としては、キシ
レン、トルエン系等の強溶剤可溶の樹脂、弱溶剤(ミネ
ラルスピリット)可溶の樹脂および非水系ディスパージ
ョン(NAD)の何れの形態もとることができる。
【0033】次に、上記アクリル系共重合体(A)の製
法の一例について説明する。
【0034】上記アクリル系共重合体(A)は、水酸基
含有単量体、アクル系単量体、その他の単量を用いて溶
液重合法等によって製造することができるが、合成の容
易さ等の点から、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ
系ラジカル重合開始剤を用いた溶液重合法によって製造
することが特に好ましい。
【0035】上記溶液重合法に用いられる溶剤は、非水
系のものであればとくに制限はなく、例えば、トルエ
ン、キシレン、n-ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水
素類;酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類;エ
チルセロソルブ、ブチルセロソロブ等のセロソルブ類;
セロソルブアセテート等のエーテルエステル類;メチル
エチルケトン、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン、
メチルイソブチルケトン、アセトン等のケトン類;メタ
ノール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール、イソ
ブタノール、ヘキサノール、オクタノール等のアルコー
ル類が挙げられる。
【0036】また、上記溶液重合の際には、必要に応じ
て、たとえばn-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメル
カプタン、n-ブチルメルカプタン、γ−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリ
エトキシシラン、(CH3O)3 Si-S-Si(OCH3)3 、(CH3O)3
Si-S8-Si(OCH3)3 等の連鎖移動剤を単独又は2種以上
併用することにより、得られるアクリル系共重合体
(A)の分子量を調節してもよい。かかる連鎖移動剤の
使用量は、用いる重合成分全量の0.05〜10重量
%、特には0.1〜8重量%であることが好ましい。
【0037】上記(B)成分イソシアナートとしては、
ヘキサメチレンジイソソアナ−ト、トリレンジイソアナ
ート、イソホンジイソシアナート等がある。ヘキサメチ
レンジイソシアナートについては、常温、加熱硬化用に
使用される。ヘキサンメチレンジイソシアナートの場
合、硬化性を向上させる目的で多量体化したものが使用
される。すなわち、イソシアヌレートタイプ、ビューレ
ットタイプ、ウレジオタイプのものがある。この中で、
硬化性および耐候性のバランス点から、イソシアヌレー
トタイプが好ましい。加熱硬化の場合には、トリレンジ
イソシナート、イソホロンジシソシアナートが使用され
る。上記(C)成分S原子含有錫化合物としては、錫原
子に直接S原子が結合していても、他の原子を介して錫
原子に結合していてもよく、構造としては特定されな
い。S原子を含む錫化合物とては、ブチル錫ビスイソノ
ニル−3−メルカプトプロピオネート、ジオクチル錫ビ
スイソノニル−3−メルカプトプロピオネート、オクチ
ルブチル錫ビスイソノニル−3−メルカプトプロピオネ
ート、ジブチル錫ビスイソオクチルチオグルコレート、
ジオクチル錫ビスイソオクチルチオグルコレート、オク
チルブチル錫ビスイソオクチルチオグルコレート、ビス
(ジブチル錫ビスイソノニルー3−メルカプトプロピオ
ネート)オキサイド等の分子内にS原子を有する有機錫
化合物、前記分子内にS原子を有する有機錫化合物とエ
ポキシ化大豆油の混合物を挙げることができる。その中
で、具体的商品としては、ネオスタンU340、ネオス
タンU350、ネオスタンU360等が好ましく、ネオ
スタンU340、ネオスタンU350が特に好ましい。
(何れも、日東化成社製) 本発明では、塗膜に耐汚染性を付与する目的で、前記ア
クリル系共重合体(A)に対して下記一般式(1); (R1O)4-b−Si−(R2b (1) (式中、R1は、炭素数2〜10のアルキル基、炭素数
6〜10のアリール基及び炭素数7〜10のアラルキル
基からなる群より選択された1価の炭化水素基を表す。
2は、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10
のアリール基及び炭素数7〜10のアラルキル基からな
る群より選択された1価の炭化水素基を表す。R1及び
/又はR2が複数存在する場合には、同一であっても異
なっていてもよい。bは0又は1を表す。)で表される
ケイ素化合物及び/又はその部分加水分解縮合物を配合
することが可能である。一般式(1)は水酸基含有アク
リル系共重合体(A)100重量部に対して0.1〜2
00重量部配合することして上塗り塗料用硬化性組成物
となす事が可能である。
【0038】さらに一般式(1)ので表されるケイ素化
合物及び/又はその部分加水分解縮合物である成分
(D)は、本発明の組成物から形成される塗膜の耐汚染
性を向上させると共に、該塗膜と被塗物との密着性を向
上させるための成分である。上記部分加水分解縮合物
は、上記一般式(1)で表されるケイ素化合物をアルコ
ール系溶剤中、酸性条件下で加水分解して得られるもの
である。上記ケイ素化合物及び/又はその部分加水分解
縮合物(D)をアクリル系共重合体(A)と混合させた
ものは常温硬化性及び加熱硬化性を有する組成物とな
り、該組成物を用いて形成される塗膜は優れた耐汚染性
を有する。その理由は定かではないが、おそらく、アク
リル系共重合体(A)と上記成分(D)との相対的硬化
速度の違いと相溶性に起因し、表面硬度及び親水性が向
上することが影響しているものと考えられる。
【0039】上記一般式(1)において、R1は、炭素
数1〜10のアルキル基、好ましくは、メチル基、エチ
ル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル
基、i−ブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基;炭素
数6〜10のアリール基、好ましくは、フェニル基等の
炭素数6〜9のアリール基、及び、炭素数7〜10のア
ラルキル基、好ましくは、ベンジル基等の炭素数7〜9
のアラルキル基からなる群から選ばれた1価の炭化水素
基である。上記アルキル基の炭素数が10を超える場合
には、ケイ素化合物の部分加水分解縮合物(D)の反応
性が低下する傾向がある。また、R1が上記アルキル
基、アリール基、アラルキル基以外であると、同様に、
ケイ素化合物の部分加水分解縮合物(D)の反応性が低
下する。
【0040】上記一般式(1)において、R2は、炭素
数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基
及び炭素数7〜10のアラルキル基からなる群より選択
された1価の炭化水素基を表す。上記アルキル基、アリ
ール基、アラルキル基は、それぞれ、上記R2について
例示したものと同様のものであってよい。
【0041】上記一般式(1)において、bは0または
1の整数を表す。従って、上記一般式(1)において、
bは、0または1であり、(R2O)4-bは4-bの値が3
または4であり、本発明の組成物から形成される塗膜の
硬化性が向上するという点からは、bが0であるのが好
ましい。
【0042】上記R1又はR2が複数存在する場合には、
同一であっても異なっていてもよい。
【0043】上記一般式(1)で表されるケイ素化合物
の具体例としては、例えば、メチルシリケ−ト、エチル
シリケ−ト、n−プロピルシリケ−ト、 i−プロピル
シリケ−ト、n−ブチルシリケ−ト等のテトラアルキル
シランの単量体、部分加水分解縮合物;メチルトリメト
キシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルメト
キシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチル−ト
リ−i−プロポキシシランメチル−トリ−n−プロポキ
シシラン、メチル−トリ−n−ブトキシシシランの単量
体、部分加水分解縮合物、メトキシーエトキシを複合的
に有するシリケート、メトキシ−ブトキシを複合的に有
するシリケート等のシランカップリング剤等が挙げられ
る。
【0044】また、上記一般式(1)で表されるケイ素
化合物の部分加水分解分解縮合物の具体例としては、例
えば、通常の方法で上記テトラアルキルシリケートやト
リアルコキシシランに水を添加し、縮合させて得られる
もの等が挙げられ、メトキシタイプのシリケートである
MSi51(コルコート社製)、MS56、MS57、
MS56S(三菱化学社製)、エトキシタイプのシリケ
−トであるESi40、ESi48(コルコート社
製)、シリケート40、シリケート45、シリケート4
8(多摩化学社製)等、メトキシ−エトキシ複合タイプ
のFR−3(メトキシ−エトキシ重量比率1/1多摩化
学社製)、メトキシ基/エトキシ基比率(重量比率)で
50%未満のシリケ−トであるYM298、mih02
8、mih032(多摩化学試作品)、メトキシ−ブト
キシ複合タイプのMS51B15、MS51B30(三
菱化学社製)のテトラアルコキシシランの部分加水分解
分解縮合物が挙げられる。
【0045】上記ケイ素化合物の部分加水分解分解縮合
物のうちでは、アクリル系共重合体(A)との相溶性の
バランスに優れ、かつ、得られる本発明の組成物の硬化
性が良好で、該組成物を用いて形成される塗膜の硬度に
優れ、汚染物質の付着を制御するという点から、分子量
1000〜100000のシリケート化合物、特に、る
分子量1000〜5000のMS56S(三菱化学社
製)、ESi48(コルコ−ト社製)、シリケート4
5、シリケート48、FR−3(何れも多摩化学社
製)、YM298、mih028、mih032(メト
キシ基/エトキシ基=15/85(重量%)多摩化学試
作品)等のテトラアルコキシシランの部分加水分解分解
縮合物を用いるのが配合量を低減できる点から更に好ま
しい。これらのケイ素化合物の部分加水分解分解縮合物
には、事前に脱水剤としてオルト酢酸メチルを加えてお
くことが、上記成分(A)と配合した後の貯蔵安定性等
の点から好ましい。
【0046】上記ケイ素化合物の部分加水分解分解縮合
物は、上記一般式(1)で表されるケイ素化合物をアル
コール系溶剤中、酸性条件下で加水分解して得られる。
上記アルコール系溶剤としては、例えば、メタノール、
エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソ
ブチルアルコール等が挙げられる。これらは単独で用い
てもよく、2種以上併用してもよい。これらのうちで
は、メタノール、エタノール、イソプロパノールが安定
性向上の点から好ましい。
【0047】上記酸性条件下とは(1)酸性物質を添加
する、(2)陽イオン交換樹脂で処理する等の条件をい
う。
【0048】(1)酸性物質としては、塩酸、硝酸、リ
ン酸、硫酸、亜硫酸、等の無機酸;モノメチルホスフェ
ート、モノエチルホスフェート、モノブチルホスフェー
ト、モノオクチルホスフェート、ジオクチルホスフェー
ト、ジデシルホスフェート等のリン酸エステル;ぎ酸、
酢酸、マレイン酸、アジピン酸、シュウ酸、コハク酸等
のカルボン酸化合物;ドデシルベンゼンスルホン酸、パ
ラトルエンスルホン酸、1−ナフタレンスルホン酸、2
−ナフタレンスルホン酸等のスルホン酸化合物等が挙げ
られる。これらの中で、酸処理後に酸を除去しやすい点
から、比較的沸点が低い塩酸、硝酸、亜硫酸、ぎ酸が好
ましい。
【0049】(2)陽イオン交換樹脂による処理として
は、例えば、アンバーリスト15(商品名)(ローム・
アンド・ハース社製)、デュオライトC−433(商品
名)(住友化学工業社製)等の陽イオン交換樹脂と水と
で処理した後、濾過やデカンテーション等により陽イオ
ン交換樹脂を除去する方法等が挙げられる。
【0050】上記成分(D)は単独で用いてもよく、2
種以上併用してもよい。
【0051】上記成分(D)は、0.1〜200重量部
配合される。上記成分(D)の使用量が0.1重量部未
満の場合には、得られる組成物を用いて形成した塗膜の
硬化性や耐汚染性の改良効果が不充分になり、また、2
00重量部を超えると塗膜の表面光沢等の外観性が低下
したり、クラック等が発生したりするようになる。好ま
しくは2〜100重量部、更に好ましくは3〜70重量
部である。上記成分(D)は、上記成分(A)との相溶
性を向上させるため、上記成分(A)の重合時に加える
ことができ、更に、上記成分(A)にホットブレンドす
ることができる。
【0052】上記(D)成分には、脱水剤を、ケイ素化
合物又はケイ素化合物の部分加水分解縮合物をアルコー
ル系溶剤中、酸性条件下で加水分解した後に、加えてお
くことが好ましい。この場合、上記脱水剤の配合量には
特に限定はないが、通常、ケイ素化合物の部分加水分解
縮合物の樹脂固形分100重量部に対して、脱水剤及び
アルキルアルコールの合計量が0.5〜20重量部程
度、さらには2〜10重量部程度であるのが好ましい。
【0053】上述の本発明において、S原子含有錫系
(C)に対して、硬化性とポットライフのバランスを取
る目的で、メルカプト基含有炭化水素及び/又はメルカ
プトシランを配合してもよい。上記メルカプト基含有炭
化水素及び/又はメルカプトシランとしては、n−ドデ
シルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ブ
チルメルカプタン、γ−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラ
ン、α−メルカプトメチルペンタメチルジシロキサン、
γ−メルカプトプロピルペンタメチルジシロキサン、γ
−メルカプトプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シ
ラン、(CH3O)3Si-S-S-Si(OCH3) 3、(CH3
O)3Si-S8-Si(OCH3)3 等が挙げられるが、入
手のし易さ、硬化触媒(C)の中の有機金属化合物と配
合した場合の貯蔵安定性等の観点から、γ−メルカプト
プロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピル
トリエトキシシランが好ましい。これらは、単独又は2
種類以上併用することができる。
【0054】本発明の上塗り塗料用硬化性樹脂組成物を
得るには、上記アクリル系共重合体(A)成分、イソシ
アナート化合物(B)成分、S原子含有錫化合物(C)
成分および/または上記一般式(1)で表されるケイ素
化合物及び/又はその部分加水分解縮合物(D)を配合
することより、本発明の他の態様の上塗り塗料用硬化性
樹脂組成物を得ることができる。
【0055】これらの成分の配合割合は、以下のとおり
である。以下の配合割合は、アクリル系共重合体(A)
成分100重量部に対する値である。イソシアナ−ト化
合物(B)成分は0.1〜100重量部であり、0.1
重量部未満では塗膜の不十分な硬化性が得られず、10
0重量を超過すると塗膜表面等に成分がブリ−ドして塗
膜の硬度が低下する等の不具合が発生するので好ましく
ない。S原子を含有する錫系化合物(C)成分は0.0
1〜20重量部であり、0.01未満であると、塗膜に
対して十分な硬化促進効果が得られず、20重量部を超
過すると塗膜の耐候性、外観性が低下する等の不具合を
発生するので好ましくない。シリコ化合物(D)成分
は、0.1〜200重量部である。0.1重量部未満で
ある場合では汚染性の発現が十分ではなく、200重量
部を超えると、塗膜に割れ等を生じ、耐候性が低下する
ので好ましくない。上記範囲内で、適宜配合できる。
【0056】上記脱水剤は、ケイ素化合物又はケイ素化
合物の部分加水分解縮合物をアルコール系溶剤中、酸性
条件下で加水分解した後に、加えておくことが好まし
い。この場合、上記脱水剤の配合量には特に限定はない
が、通常、ケイ素化合物の部分加水分解縮合物の樹脂固
形分100重量部に対して、脱水剤及びアルキルアルコ
ールの合計量が0.5〜20重量部程度、さらには2〜
10重量部程度であるのが好ましい。
【0057】上記S原子を含有する錫化合物(C)成分
にたいして配合されるメルカプト基含有炭化水素及び/
又はメルカプトシランは、通常、0.1〜20重量部添
加されることが好ましい。より好ましくは、0.1〜1
0重量部、更に好ましくは0.2〜5重量部である。
【0058】本発明において、顔料としては、希望する
色彩によって通常塗料に用いられる各種顔料を使用する
ことができ、例えば、酸化チタン、群青、紺青、亜鉛
華、ベンガラ、黄鉛、鉛白、カーボンブラック、透明酸
化鉄、アルミニウム粉等の無機顔料;アゾ系顔料、トリ
フェニルメタン系顔料、キノリン系顔料、アントラキノ
ン系顔料、フタロシアニン系顔料等の有機顔料等の顔料
が挙げられる。
【0059】本発明の組成物には、加水分解性シリル基
を有する単量体を用いて、アクリル系共重合体(A)に
準じて合成された共重合体(As)を用いることを妨げ
るものではない。共重合体(As)を用いる場合は、ア
クリル共重合体(A)100重量部あたり100重量部
未満、好ましくは65重量部未満、特には35重量部未
満が好ましい。共重合体(As)の配合量が多いと、硬
化触媒としてS原子を有する錫化合物を用いても基材に
対する密着性の発現効果が低下する傾向にあるので、共
重合体(As)の配合料はなるべく少ない方が好まし
い。
【0060】また、本発明の上記組成物には、希釈剤、
紫外線吸収剤、光安定剤、タレ防止剤、レベリング剤等
の添加剤;ニトロセルロース、セルロースアセテートブ
チレート等の繊維素;エポキシ樹脂、メラミン樹脂、塩
化ビニル樹脂、フッ素樹脂、塩素化ポリプロピレン、塩
化ゴム、ポリビニルブチラール、ポリシロキサン等の樹
脂等を適宜加えてもよい。
【0061】本発明の上塗り塗料用硬化性樹脂組成物
は、例えば、浸漬、吹き付け、刷毛等を用いた塗布等の
通常の方法によって被塗物に塗布され、通常、常温でそ
のまま、又は、30℃程度以上で焼き付けて硬化せしめ
ることが可能である。
【0062】本発明の上塗り塗料用硬化性組成物は、複
層膜で使用されるのが一般的である。その際、下塗りと
して浸透性エポキシシーラー、アクリルゴム系の防水塗
料、アクリルエマルジョン、無機フィラー含有反応性エ
ポキシエマルジョン等が使用される。
【0063】本発明の上塗り塗料用硬化性組成物は、例
えば、金属、セラミックス、ガラス、セメント、窯業系
成形物、プラスチック、木材、紙、繊維等からなる建築
物、家電用品、産業機器等の上塗り用の塗料、あるい
は、塗料、プライマー等で表面処理された表面への上塗
り塗料として好適に使用される。
【0064】
【実施例】本発明の上塗り塗料用硬化性組成物を実施例
に基づいて更に詳細に説明するが、本発明は、かかる実
施例のみに限定されるものではない。なお、以下、特に
断らないかぎり、部は、重量部を表す。 製造例1 アクリル共重合体(A)−1の製造 攪拌機、温度計、還流冷却器、窒素ガス導入管及び滴下
ロートを備えた反応器にキシレンを20重量部を仕込
み、窒素ガスを導入しつつ110℃に昇温した。その
後、スチレン14重量部、メチルメタクリレート54重
量部、n−ブチルアクリレート1重量部、n−ブチルメ
タクリレート18重量部、2−ヒドロキシエチルメタク
リレート13重量部、キシレン25重量部及びAIBN
(和光純薬社製)2.85重量部からなる混合物を滴下
ロートにより4時間かけて等速滴下した。滴下終了後、
AIBN0.15重量部、キシレン4重量部及びトルエ
ン4重量部を1時間かけて等速滴下した後、110℃で
2時間熟成してから冷却し、樹脂溶液にキシレンを加え
て樹脂固形分濃度が50%のアクリル共重合体(A)−
1を得た。得られたアクリル共重合体(A)−1の平均
分子量は8000であった。 製造例2 アクリル共重合体(A)−2の製造 攪拌機、温度計、還流冷却器、窒素ガス導入管及び滴下
ロートを備えた反応器にペガソールAN45(ミネラル
スピリット)35重量部、ソルベッソ100を15重量
部を仕込み、窒素ガスを導入しつつ110℃に昇温し
た。その後、イソブチルメタクリレート77重量部、2
−エチルヘキシルアクリレート5重量部、SLMA(日
本油脂社製)5重量部、ヒドロキシエチルメタクリレー
ト13重量部、ペガソールAN45を17.5重量部、
ソルベッソ100を7.5重量部及びV−59(和光純
薬社製)1.8重量部からなる混合物を滴下ロートによ
り5時間かけて等速滴下した。滴下終了後、V−59を
0.2重量部及びペガソールAN45を7重量部、ソル
ベッソ100を3重量部、1時間かけて等速滴下した
後、110℃で1.5時間熟成してから冷却し、オルト
酢酸メチル3重量部を加え、ペガソ−ル45/ソルベッ
ソ=7/3(重量比)で希釈して樹脂固形分濃度が55
%のアクリル共重合体(A)−2を得た。得られたアク
リル共重合体(A)−2の平均分子量は10000であ
った。顔料分散用アクリル共重合体(A)−3として市
販のNAD(非水系ディスパージョン)のKP−178
8A(日本カーバイド社製)、カットバック用樹脂
(A)−4としてU350−1A(日本カーバイド社
製)を使用した。 実施例1 顔料として酸化チタンCR−95(石原産業社製)67
重量部と、製造例1で得られたアクリル系共重合体
(A)−1を樹脂固形分で30重量部加えてガラスビー
ズを用いてペイントコンディショナーで2時間分散させ
たペーストに、(A)−1の樹脂固形分70重量部を配
合して、キシレンで希釈して0.5時間分散させ、固形
分濃度が60%の白エナメルを得た。得られた白エナメ
ルに、重合体(A)−1合計100重量部に対して、イ
ソシアナ−ト化合物としてコロネ−トHX(日本ポリウ
レタン社製)(B)−1成分を18重量部とS原子含有
錫系化合物としてネオスタンU350(日東化成社製)
(C)−1成分1重量部とを予め混合しておいて、添加
した。更に、キシレンを添加して攪拌機を用いて5分間
攪拌して、固形分濃度が45%の塗料用組成物(L1)
を得た。
【0065】得られた組成物を、アルミ板(A5052
P、AM713、JISH4000)にエポキシ中塗り
(#1000プライマ−;エスケ−化研社製)を0.2
〜0.3kg/m2になるように塗装したものの上に、
上記白エナメルを塗装した。得られた塗膜の表面状態、
光沢、耐汚染性、耐候性、接触角については、以下の方
法に従って評価した。結果をまとめて表2に示す。 (イ)硬化性(ゲル分率) 塗膜作成後、5℃、23℃×55%R.H.で養生し、
1日目、3日目、7日目のゲル分率を測定した。 ゲル分率(%)=(塗膜をアセトン浸漬、乾燥後の重
量)/(塗膜の重量)×100 ※アセトン浸漬条件;23℃×16時間、乾燥条件;5
0℃×2時間 (ロ)指触乾燥性 各養生条件で、養生した塗膜を指で押して、乾燥の状態
を確認。 ○;完全に乾燥しており、指で押しても、塗膜に跡が残
らない。 △;半硬化状態で、指で塗膜を押すと、塗膜に跡が残る
が、数時間後には回復する。 ×;塗膜が硬化しておらず、指で塗膜を押すと、塗膜に
跡が残り、回復しない。 (ハ)ポットライフ 白エナメルにイソシアナート化合物(B)成分、S原子
含有錫系化合物(C)成分を配合後、23℃×55%
R.H.に放置し、塗料溶液の皮張り、ゲル化の状態を
観察した (ニ)耐汚染性(ΔL値) 形成直後の塗膜表面及び大阪府摂津市の屋外で3ケ月間
放置(雨筋曝露試験)後の塗膜表面の色彩をCR−30
0色差計(ミノルタ社製)を用いて各々測定し、得られ
たL値(明度)からその差(ΔL値)を求めた。また、
目視での塗膜の汚染性評価基準は、以下の通りである ◎;雨筋が認められない。 ○;雨筋が若干認められるが、非筋部のコントラトの差
が小さい。(雨筋が目立たない。) △;雨筋が認められ、非筋部の汚染性は進行していない
が、コントラストはかなりある。(雨筋が目立つ。) ×;雨筋が認められ、非筋部の汚染性が進行している。
(雨筋が目立ち、全体的に汚れている。) (ホ)接触角 形成直後の塗膜表面の水との静的接触角を接触角測定器
(協和界面科学株式会社製CA−S150型)で測定し
た。 (ヘ)密着性 ガラス板上の碁盤目密着性(1次密着性;23℃×55
%×7日養生後の碁盤目密着性、2次密着性;1次密着
性評価後、50℃温水×7日浸漬後の碁盤目密着性)
8以上であれば合格とされる評価である。 実施例2〜6及び比較例1〜3 組成を表1に示した他は実施例1と同様にして固形分濃
度60%の白エナメルを調製し、この白エナメルから固
形分濃度45%の組成物を得た。また、実施例、3、
6、比較例10では、顔料を分散させる際にKP−17
88A((A)−3)を用い、その後U350−1A
((A)−4)を、それぞれ実施例1で示された手順の
際用いられた量に準じて使用した。又、実施例2、3、
5、6、比較例9、10では、実施例1で用いたキシレ
ンに変えて、市販の塗料用シンナ−を使用してそれぞれ
の組成物を得た。実施例4、7、比較例8では、実施例
1のキシレンに変えて市販の建築用ウレタンシンナーを
用いて組成物を得た。
【0066】実施例2〜6及び比較例1〜3で得られた
組成物を、乾燥膜厚が20〜30μmになるようにエア
ースプレーで塗装し、表1に示す硬化条件で養生させて
塗膜を形成した。また、実施例4〜6、比較例3には、
低汚染性を比較するために、シリコン系化合物として、
MS56S(三菱化学製)、ESi48(コルコート社
製)、アクリル共重合体(A)の樹脂固形分100部に
対してそれぞれ15〜30部配合した。比較例1、3で
は、錫系化合物配合しない例、比較例2ではS原子を含
有しないジブチル錫ジラウレ−トを配合して例で、ポッ
トライフと硬化性のバランスの差の比較とした。さら
に、実施例7では上記(A)成分、(B)成分、(C)
成分に加え、遅延剤成分としてメルカプトシランを配合
した。
【0067】実施例1に示す評価法と同様にして塗膜の
評価を行った。その結果を表2にまとめて示した。
【0068】
【表1】
【0069】
【表2】 表1に使用している配合成分は以下の通りである。(水
酸基含有アクリル共重合体(A)成分以外) ●イソシアナート化合物(B)成分 (B)−1;コルネ−トHX(日本ポリウレタン社製) (B)−2;デュラネ−トTSA―100(旭化成社
製) ●S含有錫系化合物(C)成分 (C)−1;ネオスタンU350(日東化成社製) ジブチル錫ビスイソノニル−3−メルカプトプロピオネ
ートとエポキシ化大豆油の重量比で85/15の混合物 (C)−2;ネオスタンU340(日東化成社製) ジブチル錫ビスイソノニル−3−メルカプトプロピオネ
ート (C)−3 ジブチル錫ビスイソオクチルチオグリコレート (C)−4 ビス(ジブチル錫ビスイソノニルー3−メルカプトプロ
ピオネート)オキサイド ●シリコン系化合物 (D)−1;MS56S(三菱化学社製) (D)−2;ESi48(コルコ−ト社製) ●S原子に対する遅延剤成分 γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン 表2に示すように、実施例1〜7の塗料用組成物は、S
原子含有錫化合物(C)成分を配合することにより、ポ
ットライフと硬化性のバランスが取ることができた。ま
た、実施例3〜6ではシリコン化合物(D)を配合する
ことにより、優れた汚染性を付与することにも成功し
た。
【0070】
【発明の効果】本発明の塗料用組成物は、通常のウレタ
ン塗料の組成物に加え、S原子を有する錫化合物を配合
することで、ポットライフを阻害することなく、優れた
硬化性を得られる。よって、冬期の現場塗装での硬化不
良を改善でき、ちぢみの防止、塗装工程の促進が期待で
きる。また、従来のウレタン塗料では密着させることが
困難であった、ガラス、窯業系基材対する密着性を改善
することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09D 183/02 C09D 183/02 183/04 183/04 Fターム(参考) 4F100 AB01A AB10 AB21B AE01A AG00A AH04B AH06B AH10B AK25B AK51B AK52B AK53 AL05B AT00A BA02 CC00B GB07 GB48 JL11 4J038 CC091 CC092 CE051 CE052 CG141 CG142 CG171 CG172 CH031 CH032 CH041 CH042 CH051 CH052 CH061 CH062 CH071 CH072 CH081 CH082 CH121 CH122 CH171 CH172 CH201 CH202 DB221 DB222 DG252 DG261 DL021 DL022 DL031 DL032 GA03 JC42 MA12 MA14 NA01 NA03 NA04 NA12 NA24 NA27 PA07 PA18 PA19 PB05 PB06 PB09 PC02 PC03 PC04 PC06 PC08 PC10

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水酸基を含有するアクリル共重合体(A)
    成分100重量部と、イソシアナート化合物(B)成分
    0.1〜100重量部、およびS原子を含有する錫系化
    合物(C)成分0.01〜20重量部を含有することを
    特徴とする塗料用硬化性組成物。
  2. 【請求項2】下記一般式(1)で表されるケイ素化合物
    及び/又はその部分加水分解縮合物(D)成分を0.1
    〜200重量部する、請求項1記載の塗料用組成物。 (R1O)4-b−Si−(R2b (1) (式中、R1は、炭素数2〜10のアルキル基、炭素数
    6〜10のアリール基及び炭素数7〜10のアラルキル
    基からなる群より選択された1価の炭化水素基を表す。
    2は、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜10
    のアリール基及び炭素数7〜10のアラルキル基からな
    る群より選択された1価の炭化水素基を表す。R1及び
    /又はR2が複数存在する場合には、同一であっても異
    なっていてもよい。bは0又は1を表す。)
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載の組成物を塗装してな
    る塗装物。
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Cited By (3)

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