JP2004083816A - エアゾール組成物及びこれを用いた滑水被膜の形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ビル、住宅用、車両用、船舶用及び航空機用の窓ガラスやミラー、生活水回り物品用などに優れた撥水性を付与すると同時に、付着水滴を容易に滑落除去させる滑水性を付与し得るエアゾール組成物及びこれを用いた滑水被膜の形成方法を提供する。
【解決手段】(A)(a)シロキサンマクロモノマー、(b)加水分解性アルコキシシリル基含有モノマー、(c)水酸基もしくはシロキシ基含有モノマー、及び(d)これらと共重合可能な他の不飽和モノマーの共重合体であるシロキサンポリマー、(B)親水性付与剤、及び(C)ポリイソシアネート化合物を含有する塗料成分と、噴射剤とを含むことを特徴とするエアゾール組成物。
【選択図】 なし
【解決手段】(A)(a)シロキサンマクロモノマー、(b)加水分解性アルコキシシリル基含有モノマー、(c)水酸基もしくはシロキシ基含有モノマー、及び(d)これらと共重合可能な他の不飽和モノマーの共重合体であるシロキサンポリマー、(B)親水性付与剤、及び(C)ポリイソシアネート化合物を含有する塗料成分と、噴射剤とを含むことを特徴とするエアゾール組成物。
【選択図】 なし
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビル、住宅用、車両用、船舶用及び航空機用の窓ガラスやミラー、生活水回り物品用などに優れた撥水性を付与すると同時に、付着水滴を容易に滑落除去させる滑水性を付与し得るエアゾール組成物及びこれを用いた滑水被膜の形成方法に関する。
【0002】
【従来技術及びその課題】
ビルや住宅等の窓ガラス、自動車用窓ガラスには、従来より、表面に付着した水滴の除去を目的として、ガラス表面に撥水性能を有する薬液を塗布し、撥水性能を付与することが行われている。例えば、基材の撥水性を向上させるため、接触角を高く誘導する化合物としてフルオロアルキル基含有化合物やジメチルシロキサン等の化合物に代表される疎水性化合物を、ガラス表面に塗布する試みがなされている。
【0003】
しかしながら、これら化合物で処理した場合、水が付着すると、水は球状の水滴となり、大きい水滴は自重で落下するが小さい水滴は付着したままとなり落下せず、汚染の原因となりやすかった。また、ジメチルシロキサン等の化合物を単に塗布しただけではガラス表面との密着性に劣り、耐候性や耐磨耗性を充分に発現させることができず、撥水性及び水滴除去性を長期に亘り維持することが困難であった。
【0004】
本発明の目的は、窓ガラスやミラーなどの被塗面に優れた撥水性を付与すると同時に、付着水滴を容易に滑落除去させる滑水性を付与し得るエアゾール組成物及びこれを用いた滑水被膜の形成方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
1.(A)(a)シロキサンマクロモノマー、(b)加水分解性アルコキシシリル基含有モノマー、(c)水酸基もしくはシロキシ基含有モノマー、及び(d)これらと共重合可能な他の不飽和モノマーの共重合体であるシロキサンポリマー、及び(B)親水性付与剤を含有する主剤と、(C)ポリイソシアネート化合物を含有する硬化剤とを使用直前に缶内で混合し、噴射可能としてなることを特徴とする2液混合式のエアゾール組成物、
2.シロキサンポリマー(A)が、シロキサンマクロモノマー(a)を1〜40重量%、加水分解性アルコキシシリル基含有モノマー(b)を5〜50重量%、水酸基もしくはシロキシ基含有モノマー(c)を1〜40重量%、及びこれらと共重合可能な他の不飽和モノマー(d)を0〜93重量%共重合することにより得られる1項記載のエアゾール組成物、
3.親水性付与剤(B)が、ポリエーテル変性ジメチルシロキサンである1項記載のエアゾール組成物、
4.モノマー(c)が水酸基含有モノマーである(A)成分、及び(B)成分を含有する主剤と、(C)成分を含有する硬化剤とを使用直前に缶内で混合して、噴射可能とする2液混合式である1ないし3のいずれか1項記載のエアゾール組成物、
5.被塗面に、1ないし4のいずれか1項記載のエアゾール組成物を噴射してなる滑水被膜の形成方法、
6.被塗面が、ガラス面である5項記載の滑水被膜の形成方法、
7.被塗面が、鏡面である5項記載の滑水被膜の形成方法、
8.被塗面が、塗膜面である5項記載の滑水被膜の形成方法、
に関する。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明においてシロキサンポリマー(A)は、基体樹脂成分であり、シロキサンマクロモノマー(a)、加水分解性アルコキシシリル基含有モノマー(b)、水酸基もしくはシロキシ基含有ビニルモノマー(c)、及び必要によりこれらと共重合可能な他の不飽和モノマー(d)を共重合することにより得られる、加水分解性アルコキシシリル基及び水酸基もしくはシロキシ基を含有する共重合体である。
【0007】
上記シロキサンマクロモノマー(a)は、架橋塗膜表面に撥水性を付与するものであり、通常、下記式(I)
【0008】
【化1】
【0009】
及び/又は下記式(II)
【0010】
【化2】
【0011】
で示されるものであり、ここで、R1は炭素数1〜10のアルキル基を表わし、R2は炭素数1〜6の二価の炭化水素基を表わし、R3は水素原子又はメチル基を表わし、R4及びR7は同一又は異なって水素原子又はメチル基を表わし、R5及びR6は同一又は異なって炭素数1〜6の二価の炭化水素基を表わし、また、m及びnはジメチルシロキサン単位の平均重合度を意味し、ともに6〜300、好ましくは6〜100の範囲内の数である。
【0012】
シロキサンマクロモノマー(a)は、一般に300〜30,000、好ましくは500〜20,000の範囲内の数平均分子量を有することができる。
【0013】
上記加水分解性アルコキシシリル基含有モノマー(b)は、1分子中に重合性二重結合と加水分解性アルコキシシリル基を併せ持つ化合物であり、具体的には、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトオキシシラン、β−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられ、これらは1種又は2種以上混合して使用することができる。
【0014】
上記水酸基もしくはシロキシ基含有ビニルモノマー(c)は、硬化剤との架橋官能基としての役割と滑水性を与える役割とを併せ持つものであり、水酸基含有ビニルモノマーとしては、例えば、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、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのアクリル酸またはメタクリル酸の炭素数2〜8のヒドロキシアルキルエステル;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなどのポリエーテルポリオールと(メタ)アクリル酸などの不飽和カルボン酸とのモノエステル;ヒドロキシアルキルビニルエーテル、アリルアルコール、(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステル、(ポリ)アルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート等とラクトン類(例えば、ε−カプロラクトン、γ−バレロラクトン)との付加物;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなどのポリエーテルポリオールと2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどの水酸基含有不飽和モノマーとのモノエーテル;α,β−不飽和カルボン酸と、カージュラE10(シェル化学社製)やα−オレフィンエポキシドのようなモノエポキシ化合物との付加物;グリシジル(メタ)アクリレートと酢酸、プロピオン酸、p−t−ブチル安息香酸、脂肪酸類のような一塩基酸との付加物;無水マレイン酸や無水イタコン酸のごとき酸無水基含有不飽和化合物と、エチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどのグリコール類とのモノエステル化物またはジエステル化物;ヒドロキシエチルビニルエーテルのごときヒドロキシアルキルビニルエーテル類、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートのような塩素を含んだ水酸基含有単量体、アリルアルコ−ル等が挙げられ、これらは1種又は2種以上混合して使用することができる。
【0015】
シロキシ基含有ビニルモノマーとしては、例えば、トリメチルシロキシエチル(メタ)アクリレート、トリメチルシロキシプロピル(メタ)アクリレート、トリメチルシロキシブチル(メタ)アクリレート、トリエチルシロキシエチル(メタ)アクリレート、トリエチルシロキシプロピル(メタ)アクリレート、トリエチルシロキシブチル(メタ)アクリレート等のトリアルキルシロキシアルキル(メタ)アクリレート類が挙げられるが、これに限らず水酸基含有ビニル系単量体中の水酸基を公知慣用のシリル化剤でシロキシ基に変換した化合物であればいずれも用いることができる。すなわち、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートにε−カプロラクトンを付加させたもの、ポリオキシアルキレングリコール(メタ)アクリレート類をそれぞれトリメチルクロロシラン、t−ブチルジメチルクロロシラン等のシリル化剤でシロキシ基に変換した化合物等も用いることができる。
【0016】
上記他の不飽和モノマー(d)としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、2−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2−カルボキシプロピル(メタ)アクリレート、5−カルボキシペンチル(メタ)アクリレート等のカルボキシル基含有不飽和モノマー;(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)アクリル酸ブチル(n−,i−,t−)、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸トリシクロデカニル等のアクリル酸又はメタクリル酸の炭素数1〜18のアルキルエステル又はシクロアルキルエステル;(メタ)アクリル酸メトキシブチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシブチル等のアクリル酸又はメタクリル酸の炭素数2〜18のアルコキシアルキルエステル;エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、ペンチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル等の鎖状アルキルビニルエーテル類;シクロペンチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のシクロアルキルビニルエーテル類;フェニルビニルエーテル、トリビニルフェニルエーテル等のアリールビニルエーテル類;ベンジルビニルエーテル、フェネチルビニルエーテル等のアラルキルビニルエーテル類;アリルグリシジルエーテル、アリルエチルエーテル等のアリルエーテル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、乳酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、イソカプロン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ベオバモノマ−(シェル化学社製)等のビニルエステル;酢酸イソプロペニル、プロピオン酸イソプロペニル等のプロペニルエステル;エチレン、プロピレン、ブチレン、塩化ビニル等のオレフィン系化合物;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、α−クロルスチレン等のビニル芳香族化合物;N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどの含窒素アルキル(メタ)アクリレート;アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(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−メトキシメチル(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,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等の重合性アミド類;2−ビニルピリジン、1−ビニル−2−ピロリドン、4−ビニルピリジンなどの芳香族含窒素モノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の重合性ニトリル;グリシジル(メタ)アクリレート,アリルグリシジルエーテル等の重合性グリシジル化合物;ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルテトラブロムフタレート、ペンタエリスリト−ルジアリルエーテル、アリルグリシジルエーテル等のアリルモノマー;パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロイソノニルエチル(メタ)アクリレ−ト、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;2−(2’−ヒドロキシ−5’−メタクリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジンなどの紫外線吸収性もしくは紫外線安定性重合性不飽和モノマー;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ヒドロキシイソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、グリセロールアリロキシジ(メタ)アクリレート、1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)エタンジ(メタ)アクリレート、1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)エタントリ(メタ)アクリレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリルテレフタレート、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、ペンタエリスリトルジアリルエ−テル、ジビニルベンゼン等の多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類等が挙げられ、これらは1種又は2種以上混合して使用することができる。
【0017】
上記モノマー類の使用割合は、得られるシロキサンポリマー(A)に望まれる物性等に応じて広い範囲にわたって変えることができるが、モノマー混合物の合計量を基準にして、シロキサンマクロモノマー(a)が1〜40重量%、好ましくは2〜25重量%、加水分解性アルコキシシリル基含有ビニルモノマー(b)が5〜50重量%、好ましくは10〜40重量%、水酸基もしくはシロキシ基含有ビニルモノマー(c)が1〜40重量%、好ましくは10〜30重量%、他の不飽和モノマー(c)が0〜93重量%、好ましくは5〜78重量%の範囲内である。
【0018】
上記のモノマー混合物の共重合は、通常、有機溶媒中で、モノマーの合計量100重量部あたり約0.01〜約8重量部の重合開始剤の存在下に、約−20℃〜約150℃の温度で、常圧で又は場合により約30kg/cm2 Gまでの加圧下に反応させることにより行なうことができる。
【0019】
かくして得られるシロキサンポリマー(A)は、数平均分子量が1,000〜100,000、好ましくは3,000〜50,000の範囲内であることが望ましい。
【0020】
本発明において親水性付与剤(B)には、例えば、親水性のシリコーンオイルやコロイダルシリカ等が挙げられる。これらは単独で、または併用して使用できる。
【0021】
親水性のシリコーンオイルは、オキシアルキレン基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アルコキシ基などを含むシリコーンオイルであり、具体例としては、例えばポリエーテル変性ジメチルポリシロキサンなどのポリシロキサン型のシリコーンオイル;ポリエ−テル変性シリコ−ンオイル、アルキル・ポリエ−テル変性シリコ−ンオイル、アルコ−ル変性シリコ−ンオイル、アミノ変性シリコ−ンオイル、カルボキシル変性シリコ−ンオイルなどが挙げられ、これらのうちオキシアルキレン基、水酸基、アルコキシ基などを含むものが好適に使用できる。
【0022】
上記シリコ−ンオイルの粘度は、10,000cSt(25℃)以下、好ましくは3,000cSt(25℃)以下程度が適当である。該粘度が10,000cStを越えると塗り広げや拭き取り作業が困難となるので望ましくない。
【0023】
上記シリコーノイルの配合量は、組成物中の樹脂固形分100重量部に対して、固形分量で30〜600重量部、好ましくは50〜400重量部の範囲内が好適である。
【0024】
一方、コロイダルシリカは、無水ケイ酸の超微粒子を溶媒に分散した分散液である。シリカ粒子の粒子径は、5〜200nm程度であり、溶媒としてはメタノ−ル、エタノ−ル、プロパノ−ル、エチレングリコ−ルなどのアルコ−ル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;酢酸エチルなどのエステル類;ジイソプロピルエ−テルなどのエ−テル類、及びこれらの混合物などが挙げられる。このようなコロイダルシリカとしては、市販品では、例えば「スノ−テックス」シリ−ズ(日産化学工業社製)、「オスカル」(触媒化学工業社製)などが挙げられる。
【0025】
コロイダルシリカの配合量は、組成物中の樹脂固形分100重量部に対して1〜100重量部、好ましくは1〜50重量部の範囲内が好適である。
【0026】
本発明では親水性付与剤(B)として、特にポリエーテル変性ジメチルポリシロキサンが好適である。
【0027】
本発明においてポリイソシアネ−ト化合物(C)は、硬化剤として含有されるものである。該ポリイソシアネ−ト化合物(C)としては、例えば、トリレンジイソシアネ−ト、キシリレンジイソシアネ−ト、フェニレンジイソシアネ−ト、ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、ビス(イソシアネ−トメチル)シクロヘキサン、テトラメチレンジイソシアネ−ト、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネ−ト、メチレンジイソシアネ−ト、イソホロンジイソシアネ−トなどの芳香族、脂環族又は脂肪族のポリイソシアネ−ト化合物、及びこれらのイソシアネ−ト化合物のイソシアヌレ−ト体やビュウレット体、これらのイソシアネ−ト化合物の過剰量にエチレングリコ−ル、プロピレングリコ−ル、トリメチロ−ルプロパン、ヘキサントリオ−ル、ヒマシ油などの低分子活性水素含有化合物を反応させて得られる末端イソシアネ−ト含有化合物、リジントリイソシアネ−トなどを挙げることができる。
【0028】
上記ポリイソシアネート化合物(C)の配合量は、(A)成分中に含まれる活性水素基1当量当たりイソシアネート基が0.5〜2.0当量となるように選択されることが望ましい。
【0029】
本発明では、さらに必要に応じて硬化触媒を配合することができる。該硬化触媒としては、特に制限なく従来公知のものが使用でき、例えば加水分解性アルコキシシリル基の自己縮合触媒として、ジブチル錫オキサイド、モノブチル錫ハイドロオイキサイド、塩化第一錫、オレイン酸錫等の錫化合物;アルミニウムキレート、チタニウムキレート、ジルコニウムキレート等のキレート化合物;テトラメチルアンモニウムアセテート、ジアザビシクロウンデセン等の塩基性物質;硫酸、リン酸、パラトルエンスルホン酸、トリクロル酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、リン酸モノブチル、リン酸ジブチル、三フッ化ホウ素等の酸性物質等が挙げられ、水酸基とイソシアネートの反応に対する触媒としては、硝酸ビスマス、オレイン酸鉛、オクチル酸スズ、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズビス(アセチルアセトネート)、四塩化チタン、二塩化ジブチルチタン、テトラブチルチタネート、三塩化鉄などの金属触媒が挙げられる。
【0030】
硬化触媒の配合量は、前記(A)成分の樹脂固形分100重量部に対して0.05〜10重量部、好ましくは0.1〜5.0重量部の範囲内が適当である。
【0031】
また(A)成分がシロキシ基を含有する場合には、シロキシ基解離触媒を配合することが望ましい。該シロキシ解離触媒は、シロキシ基を塗装後に空気中の水分によって加水分解して水酸基を生成するのを促進するものであり、例えば、リン酸及びその酸性エステル、亜リン酸エステル;パラトルエンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸等のスルホン酸及びそのアミン塩;トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等のカルボン酸及びそのアミン塩等の酸性化合物等が挙げられる。
【0032】
上記シロキシ基解離触媒の配合量は、組成物中の固形分に対して0.01〜10重量%、さらには0.1〜5重量%の範囲内であることが好ましい。
【0033】
本発明では、さらに必要に応じて、有機溶剤、顔料類、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、塗面調整剤、水結合剤、重合体微粒子等の添加剤を適宜選択して配合することができる。これらのうち、上記紫外線吸収剤や光安定剤、酸化防止剤の配合量は、夫々、前記(A)成分の樹脂固形分100重量部に対して0.03〜10重量部、好ましくは1〜6重量部の範囲内が適当である。
【0034】
本発明のエアゾール組成物は、モノマー(c)が水酸基含有モノマーである場合には、これを用いて成る(A)成分、及び(B)成分を必須として含有する主剤と、(C)成分を必須として含有する硬化剤とを、夫々適当な粘度に調整してエアゾール缶内の別々の容器内に充填し、該主剤と硬化剤が使用直前に缶内で混合されて、噴射剤によって噴射可能となる2液混合式であることが望ましい。
【0035】
一方、モノマー(c)がシロキシ基含有モノマーである場合には、これを用いて成る(A)成分、(B)成分、及び(C)成分を含む1液型の塗料成分に噴射剤を加えて、希釈溶剤によって適当な粘度に調整し、エアゾ−ル缶に充填することができる。
【0036】
上記希釈溶剤としては、例えばトルエン、キシレン、ミネラルスピリット等の炭化水素系溶剤;メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等のエステル系溶剤;ジオキサン等のエ−テル系溶剤;エチレングリコ−ル、ジエチレングリコ−ル、プロピレングリコ−ル、ヘキシレングリコ−ル等のグリコール系溶剤;これらグリコール系溶剤のメチルエ−テル、エチルエ−テル、プロピルエ−テル、ブチルエ−テル等のグリコ−ルエ−テルアセテ−トやプロピオネ−トなどのグリコールエーテル系溶剤が挙げられる。これらは1種または2種以上を混合して使用できる。
【0037】
本発明組成物を2液混合式とする場合には、主剤と硬化剤はスプレー缶内に隔離して充填される。該2液混合式のスプレー缶は、2種の液体がそれぞれ充填される2つの充填室を備えており、保管時には2種の液体が混じり合わないように2つの充填室は独立した構造となっており、使用時には2つの充填室のうちいずれか一方の充填室を破損することにより、その充填室に充填された液体が、残る充填室内に拡散混合される構造をしているものであれば、その構造は特に限定されるものではない。そのようなスプレー缶としては、例えば特開昭60−158073号公報や実公平3−4374号公報に開示されたものを用いることができる。本発明では硬化剤を破損される側の充填室内に充填し、残る充填室内に主剤を充填する。また通常、噴射剤は主剤と共に充填する。
【0038】
噴射剤としては、例えばジメチルエーテルやLPG、各種のフロン誘導体、炭酸ガス、窒素ガスなどが挙げられ、通常のエアゾール剤の噴射剤として用いられるものであれば特に限定されるものではない。塗料成分(主剤及び硬化剤を含む)と噴射剤との充填比は、容量比で55:45〜30:70の範囲内が適当である。
本発明では、上述の通り得られるエアゾール組成物を、用いるスプレー缶の用法に従って、2液混合式である場合には特に十分に振り混ぜ混合した後、被塗面に噴射して滑水被膜を形成することができる。噴射された液体は、被塗面上にスポンジや布などによって塗り広げられて、その後磨き工程で余剰分がネルや布などで拭き取られ、薄膜である被膜が形成されるものである。被塗面としては、例えばガラス、鏡、金属、プラスチック、セラミックなどの素材面;該素材の片面又は両面に鏡面処理を施された鏡体;自動車、鉄道車両、飛行機、建築物などの各種外板の塗膜面などが挙げられる。特に被塗面が、ガラス面、鏡面、塗膜面である場合に好適に使用できる。
【0039】
上記被塗面上に塗り広げられた被膜は、十分に乾燥、硬化後に、さらに水洗に供することが、より効果的に撥水性や滑水性を発現する点から望ましい。
【0040】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。尚、文中「部」及び「%」は夫々「重量部」及び「重量%」を意味する。
【0041】
シロキサンポリマ−(A)溶液の製造
製造例1
温度計、還流冷却器、撹拌機及び滴下装置を備えた4つ口フラスコに酢酸n−ブチル81.8部を仕込み、撹拌下で加熱し、95℃に保った。次に、95℃の温度で表1記載のモノマ−及び重合開始剤である2,2´−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)4.2部からなる混合物を3時間かけて滴下した。滴下終了後、95℃で2時間熟成し、固形分濃度55%、数平均分子量7,000の加水分解性アルコキシシリル基及び水酸基含有シロキサンポリマー(A−1)の溶液を得た。
【0042】
製造例2
製造例1において、下記表1に示すモノマー組成を用いる以外、製造例1と同様にしてシロキサンポリマー(A−2)の溶液を得た。得られたポリマーの特数値を表1に併せて示す。尚、表1中の(注1)は以下の通りである。
【0043】
(注1)「サイラプレーンFM−0721」:チッソ(株)社製、メタクリル基含有シロキサンマクロモノマー、商品名、分子量約5,000、構造式は下記の通り。Rは炭素数1〜8のアルキル基、mは約70。
【0044】
【化3】
【0045】
【表1】
【0046】
エアゾール組成物の作成
実施例1
上記の通り製造したシロキサンポリマ−溶液(A−1)100部に、ジブチル錫ジラウレ−ト0.5部、「KF−618」(注2)145部、紫外線吸収剤(注3)1部、光安定剤(注4)0.5部を配合し攪拌混合して主剤とした。これを酢酸エチルで15秒(フォードカップ#4/25℃)程度に粘度調整した。
【0047】
一方、「デュラネ−トTPA−90EK」(旭化成社製、ヘキサメチレンジイソシアネ−トのイソシアヌレ−ト体、不揮発分90%、イソシアネ−ト基含有量:21%)8部に、MOA(水結合剤)(注5)1部を配合した硬化剤を、混合溶剤(キシレン/酢酸n−ブチル)で15秒(フォードカップ#4/25℃)程度に粘度調整した。
【0048】
上記硬化剤溶液を、実公平3−4374号公報に開示されたエアゾール容器の破損側充填室にその全量を充填し、また残る充填室に、上記主剤溶液と、噴射剤としてジメチルエーテルを、主剤溶液とジメチルエ−テルが容量比1:1の割合となるように充填して、エアゾール組成物を作製した。
【0049】
実施例2
シロキサンポリマ−溶液(A−2)100部に、リン酸ジイソプロピルエステル0.5部、ジブチル錫ジラウレ−ト0.5部、「KF−618」(注2)145部、紫外線吸収剤(注3)1部、光安定剤(注4)0.5部を配合し攪拌混合し、さらに「デュラネ−トTPA−90EK」8部、MOA(水結合剤)(注5)1部を加え、さらに混合溶剤(キシレン/酢酸n−ブチル)で15秒(フォードカップ#4/25℃)程度に粘度調整して塗料成分とした。
【0050】
次いで上記塗料成分とジメチルエーテルとを、通常のエアゾール容器に容量比1:1の割合となるように充填して、エアゾール組成物を作製した。
【0051】
比較例1
実施例1において、「KF−618」(注2)145部を主剤より除去する以外は実施例1と同様にしてをエアゾール組成物を作成した。
【0052】
比較例2
実施例1において、「KF−618」(注2)145部の代わりに「YF3807」(注6)50部を加える以外は実施例1と同様にしてをエアゾール組成物を作成した。
【0053】
尚、(注2)〜(注6)は下記の通りである。
(注2)「KF−618」:信越シリコ−ン社製、ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン型のシリコ−ンオイル、粘度20cSt(25℃)
(注3)「MOA」:日宝化学社製、脱水剤
(注4)紫外線吸収剤:「TINUVIN 384」、日本チバガイギー社製
(注5)光安定剤:「サノール440」、三共社製
(注6)「YF3807」:東芝シリコ−ン社製、ジメチルポリシロキサン型のシリコ−ンオイル、粘度20,000cSt(25℃)
【0054】
性能試験
表面を脱脂したガラス板を試験板とし、各エアゾール組成物を噴射し、市販スポンジを用いて塗り広げて常温で1週間乾燥させた。この試験塗板と、さらにこれを水洗した試験塗板とを以下の性能試験に供した。結果を表2に示す。
【0055】
(*1)作業性:各エアゾール組成物を噴射後の市販スポンジによる塗り広げ易さを評価した(○:良好、△:やや塗り広げが困難、×:かなり塗り広げが困難)。
【0056】
(*2)水接触角:協和界面化学社製のCA−X型接触角計を用いて、23℃、65%RHの雰囲気下で脱イオン水10mgの水滴を試験板上に滴下し、滴下から1分以内の接触角を測定した。
【0057】
(*3)水滑落角:協和界面化学社製のCA−X型接触角計を用いて塗膜表面に脱イオン水(30μl)を滴下し、試験板をゆっくりと傾けていき水滴が滑りを開始する角度を滑落角として調べた。
【0058】
【発明の効果】
本発明のエアゾール組成物によれば、簡易な作業で、窓ガラスやミラーなどの被塗面に優れた撥水性を付与すると同時に、付着水滴を容易に滑落除去させる滑水性を付与することができる。
【0059】
【表2】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビル、住宅用、車両用、船舶用及び航空機用の窓ガラスやミラー、生活水回り物品用などに優れた撥水性を付与すると同時に、付着水滴を容易に滑落除去させる滑水性を付与し得るエアゾール組成物及びこれを用いた滑水被膜の形成方法に関する。
【0002】
【従来技術及びその課題】
ビルや住宅等の窓ガラス、自動車用窓ガラスには、従来より、表面に付着した水滴の除去を目的として、ガラス表面に撥水性能を有する薬液を塗布し、撥水性能を付与することが行われている。例えば、基材の撥水性を向上させるため、接触角を高く誘導する化合物としてフルオロアルキル基含有化合物やジメチルシロキサン等の化合物に代表される疎水性化合物を、ガラス表面に塗布する試みがなされている。
【0003】
しかしながら、これら化合物で処理した場合、水が付着すると、水は球状の水滴となり、大きい水滴は自重で落下するが小さい水滴は付着したままとなり落下せず、汚染の原因となりやすかった。また、ジメチルシロキサン等の化合物を単に塗布しただけではガラス表面との密着性に劣り、耐候性や耐磨耗性を充分に発現させることができず、撥水性及び水滴除去性を長期に亘り維持することが困難であった。
【0004】
本発明の目的は、窓ガラスやミラーなどの被塗面に優れた撥水性を付与すると同時に、付着水滴を容易に滑落除去させる滑水性を付与し得るエアゾール組成物及びこれを用いた滑水被膜の形成方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
1.(A)(a)シロキサンマクロモノマー、(b)加水分解性アルコキシシリル基含有モノマー、(c)水酸基もしくはシロキシ基含有モノマー、及び(d)これらと共重合可能な他の不飽和モノマーの共重合体であるシロキサンポリマー、及び(B)親水性付与剤を含有する主剤と、(C)ポリイソシアネート化合物を含有する硬化剤とを使用直前に缶内で混合し、噴射可能としてなることを特徴とする2液混合式のエアゾール組成物、
2.シロキサンポリマー(A)が、シロキサンマクロモノマー(a)を1〜40重量%、加水分解性アルコキシシリル基含有モノマー(b)を5〜50重量%、水酸基もしくはシロキシ基含有モノマー(c)を1〜40重量%、及びこれらと共重合可能な他の不飽和モノマー(d)を0〜93重量%共重合することにより得られる1項記載のエアゾール組成物、
3.親水性付与剤(B)が、ポリエーテル変性ジメチルシロキサンである1項記載のエアゾール組成物、
4.モノマー(c)が水酸基含有モノマーである(A)成分、及び(B)成分を含有する主剤と、(C)成分を含有する硬化剤とを使用直前に缶内で混合して、噴射可能とする2液混合式である1ないし3のいずれか1項記載のエアゾール組成物、
5.被塗面に、1ないし4のいずれか1項記載のエアゾール組成物を噴射してなる滑水被膜の形成方法、
6.被塗面が、ガラス面である5項記載の滑水被膜の形成方法、
7.被塗面が、鏡面である5項記載の滑水被膜の形成方法、
8.被塗面が、塗膜面である5項記載の滑水被膜の形成方法、
に関する。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明においてシロキサンポリマー(A)は、基体樹脂成分であり、シロキサンマクロモノマー(a)、加水分解性アルコキシシリル基含有モノマー(b)、水酸基もしくはシロキシ基含有ビニルモノマー(c)、及び必要によりこれらと共重合可能な他の不飽和モノマー(d)を共重合することにより得られる、加水分解性アルコキシシリル基及び水酸基もしくはシロキシ基を含有する共重合体である。
【0007】
上記シロキサンマクロモノマー(a)は、架橋塗膜表面に撥水性を付与するものであり、通常、下記式(I)
【0008】
【化1】
【0009】
及び/又は下記式(II)
【0010】
【化2】
【0011】
で示されるものであり、ここで、R1は炭素数1〜10のアルキル基を表わし、R2は炭素数1〜6の二価の炭化水素基を表わし、R3は水素原子又はメチル基を表わし、R4及びR7は同一又は異なって水素原子又はメチル基を表わし、R5及びR6は同一又は異なって炭素数1〜6の二価の炭化水素基を表わし、また、m及びnはジメチルシロキサン単位の平均重合度を意味し、ともに6〜300、好ましくは6〜100の範囲内の数である。
【0012】
シロキサンマクロモノマー(a)は、一般に300〜30,000、好ましくは500〜20,000の範囲内の数平均分子量を有することができる。
【0013】
上記加水分解性アルコキシシリル基含有モノマー(b)は、1分子中に重合性二重結合と加水分解性アルコキシシリル基を併せ持つ化合物であり、具体的には、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトオキシシラン、β−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられ、これらは1種又は2種以上混合して使用することができる。
【0014】
上記水酸基もしくはシロキシ基含有ビニルモノマー(c)は、硬化剤との架橋官能基としての役割と滑水性を与える役割とを併せ持つものであり、水酸基含有ビニルモノマーとしては、例えば、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、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのアクリル酸またはメタクリル酸の炭素数2〜8のヒドロキシアルキルエステル;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなどのポリエーテルポリオールと(メタ)アクリル酸などの不飽和カルボン酸とのモノエステル;ヒドロキシアルキルビニルエーテル、アリルアルコール、(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステル、(ポリ)アルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート等とラクトン類(例えば、ε−カプロラクトン、γ−バレロラクトン)との付加物;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなどのポリエーテルポリオールと2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどの水酸基含有不飽和モノマーとのモノエーテル;α,β−不飽和カルボン酸と、カージュラE10(シェル化学社製)やα−オレフィンエポキシドのようなモノエポキシ化合物との付加物;グリシジル(メタ)アクリレートと酢酸、プロピオン酸、p−t−ブチル安息香酸、脂肪酸類のような一塩基酸との付加物;無水マレイン酸や無水イタコン酸のごとき酸無水基含有不飽和化合物と、エチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどのグリコール類とのモノエステル化物またはジエステル化物;ヒドロキシエチルビニルエーテルのごときヒドロキシアルキルビニルエーテル類、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートのような塩素を含んだ水酸基含有単量体、アリルアルコ−ル等が挙げられ、これらは1種又は2種以上混合して使用することができる。
【0015】
シロキシ基含有ビニルモノマーとしては、例えば、トリメチルシロキシエチル(メタ)アクリレート、トリメチルシロキシプロピル(メタ)アクリレート、トリメチルシロキシブチル(メタ)アクリレート、トリエチルシロキシエチル(メタ)アクリレート、トリエチルシロキシプロピル(メタ)アクリレート、トリエチルシロキシブチル(メタ)アクリレート等のトリアルキルシロキシアルキル(メタ)アクリレート類が挙げられるが、これに限らず水酸基含有ビニル系単量体中の水酸基を公知慣用のシリル化剤でシロキシ基に変換した化合物であればいずれも用いることができる。すなわち、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートにε−カプロラクトンを付加させたもの、ポリオキシアルキレングリコール(メタ)アクリレート類をそれぞれトリメチルクロロシラン、t−ブチルジメチルクロロシラン等のシリル化剤でシロキシ基に変換した化合物等も用いることができる。
【0016】
上記他の不飽和モノマー(d)としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、2−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2−カルボキシプロピル(メタ)アクリレート、5−カルボキシペンチル(メタ)アクリレート等のカルボキシル基含有不飽和モノマー;(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)アクリル酸ブチル(n−,i−,t−)、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸トリシクロデカニル等のアクリル酸又はメタクリル酸の炭素数1〜18のアルキルエステル又はシクロアルキルエステル;(メタ)アクリル酸メトキシブチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシブチル等のアクリル酸又はメタクリル酸の炭素数2〜18のアルコキシアルキルエステル;エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、ペンチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル等の鎖状アルキルビニルエーテル類;シクロペンチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のシクロアルキルビニルエーテル類;フェニルビニルエーテル、トリビニルフェニルエーテル等のアリールビニルエーテル類;ベンジルビニルエーテル、フェネチルビニルエーテル等のアラルキルビニルエーテル類;アリルグリシジルエーテル、アリルエチルエーテル等のアリルエーテル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、乳酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、イソカプロン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ベオバモノマ−(シェル化学社製)等のビニルエステル;酢酸イソプロペニル、プロピオン酸イソプロペニル等のプロペニルエステル;エチレン、プロピレン、ブチレン、塩化ビニル等のオレフィン系化合物;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、α−クロルスチレン等のビニル芳香族化合物;N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどの含窒素アルキル(メタ)アクリレート;アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(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−メトキシメチル(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,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等の重合性アミド類;2−ビニルピリジン、1−ビニル−2−ピロリドン、4−ビニルピリジンなどの芳香族含窒素モノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の重合性ニトリル;グリシジル(メタ)アクリレート,アリルグリシジルエーテル等の重合性グリシジル化合物;ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルテトラブロムフタレート、ペンタエリスリト−ルジアリルエーテル、アリルグリシジルエーテル等のアリルモノマー;パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロイソノニルエチル(メタ)アクリレ−ト、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;2−(2’−ヒドロキシ−5’−メタクリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、4−(メタ)アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジンなどの紫外線吸収性もしくは紫外線安定性重合性不飽和モノマー;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ヒドロキシイソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、グリセロールアリロキシジ(メタ)アクリレート、1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)エタンジ(メタ)アクリレート、1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)エタントリ(メタ)アクリレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリルテレフタレート、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、ペンタエリスリトルジアリルエ−テル、ジビニルベンゼン等の多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類等が挙げられ、これらは1種又は2種以上混合して使用することができる。
【0017】
上記モノマー類の使用割合は、得られるシロキサンポリマー(A)に望まれる物性等に応じて広い範囲にわたって変えることができるが、モノマー混合物の合計量を基準にして、シロキサンマクロモノマー(a)が1〜40重量%、好ましくは2〜25重量%、加水分解性アルコキシシリル基含有ビニルモノマー(b)が5〜50重量%、好ましくは10〜40重量%、水酸基もしくはシロキシ基含有ビニルモノマー(c)が1〜40重量%、好ましくは10〜30重量%、他の不飽和モノマー(c)が0〜93重量%、好ましくは5〜78重量%の範囲内である。
【0018】
上記のモノマー混合物の共重合は、通常、有機溶媒中で、モノマーの合計量100重量部あたり約0.01〜約8重量部の重合開始剤の存在下に、約−20℃〜約150℃の温度で、常圧で又は場合により約30kg/cm2 Gまでの加圧下に反応させることにより行なうことができる。
【0019】
かくして得られるシロキサンポリマー(A)は、数平均分子量が1,000〜100,000、好ましくは3,000〜50,000の範囲内であることが望ましい。
【0020】
本発明において親水性付与剤(B)には、例えば、親水性のシリコーンオイルやコロイダルシリカ等が挙げられる。これらは単独で、または併用して使用できる。
【0021】
親水性のシリコーンオイルは、オキシアルキレン基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アルコキシ基などを含むシリコーンオイルであり、具体例としては、例えばポリエーテル変性ジメチルポリシロキサンなどのポリシロキサン型のシリコーンオイル;ポリエ−テル変性シリコ−ンオイル、アルキル・ポリエ−テル変性シリコ−ンオイル、アルコ−ル変性シリコ−ンオイル、アミノ変性シリコ−ンオイル、カルボキシル変性シリコ−ンオイルなどが挙げられ、これらのうちオキシアルキレン基、水酸基、アルコキシ基などを含むものが好適に使用できる。
【0022】
上記シリコ−ンオイルの粘度は、10,000cSt(25℃)以下、好ましくは3,000cSt(25℃)以下程度が適当である。該粘度が10,000cStを越えると塗り広げや拭き取り作業が困難となるので望ましくない。
【0023】
上記シリコーノイルの配合量は、組成物中の樹脂固形分100重量部に対して、固形分量で30〜600重量部、好ましくは50〜400重量部の範囲内が好適である。
【0024】
一方、コロイダルシリカは、無水ケイ酸の超微粒子を溶媒に分散した分散液である。シリカ粒子の粒子径は、5〜200nm程度であり、溶媒としてはメタノ−ル、エタノ−ル、プロパノ−ル、エチレングリコ−ルなどのアルコ−ル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;酢酸エチルなどのエステル類;ジイソプロピルエ−テルなどのエ−テル類、及びこれらの混合物などが挙げられる。このようなコロイダルシリカとしては、市販品では、例えば「スノ−テックス」シリ−ズ(日産化学工業社製)、「オスカル」(触媒化学工業社製)などが挙げられる。
【0025】
コロイダルシリカの配合量は、組成物中の樹脂固形分100重量部に対して1〜100重量部、好ましくは1〜50重量部の範囲内が好適である。
【0026】
本発明では親水性付与剤(B)として、特にポリエーテル変性ジメチルポリシロキサンが好適である。
【0027】
本発明においてポリイソシアネ−ト化合物(C)は、硬化剤として含有されるものである。該ポリイソシアネ−ト化合物(C)としては、例えば、トリレンジイソシアネ−ト、キシリレンジイソシアネ−ト、フェニレンジイソシアネ−ト、ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、ビス(イソシアネ−トメチル)シクロヘキサン、テトラメチレンジイソシアネ−ト、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネ−ト、メチレンジイソシアネ−ト、イソホロンジイソシアネ−トなどの芳香族、脂環族又は脂肪族のポリイソシアネ−ト化合物、及びこれらのイソシアネ−ト化合物のイソシアヌレ−ト体やビュウレット体、これらのイソシアネ−ト化合物の過剰量にエチレングリコ−ル、プロピレングリコ−ル、トリメチロ−ルプロパン、ヘキサントリオ−ル、ヒマシ油などの低分子活性水素含有化合物を反応させて得られる末端イソシアネ−ト含有化合物、リジントリイソシアネ−トなどを挙げることができる。
【0028】
上記ポリイソシアネート化合物(C)の配合量は、(A)成分中に含まれる活性水素基1当量当たりイソシアネート基が0.5〜2.0当量となるように選択されることが望ましい。
【0029】
本発明では、さらに必要に応じて硬化触媒を配合することができる。該硬化触媒としては、特に制限なく従来公知のものが使用でき、例えば加水分解性アルコキシシリル基の自己縮合触媒として、ジブチル錫オキサイド、モノブチル錫ハイドロオイキサイド、塩化第一錫、オレイン酸錫等の錫化合物;アルミニウムキレート、チタニウムキレート、ジルコニウムキレート等のキレート化合物;テトラメチルアンモニウムアセテート、ジアザビシクロウンデセン等の塩基性物質;硫酸、リン酸、パラトルエンスルホン酸、トリクロル酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、リン酸モノブチル、リン酸ジブチル、三フッ化ホウ素等の酸性物質等が挙げられ、水酸基とイソシアネートの反応に対する触媒としては、硝酸ビスマス、オレイン酸鉛、オクチル酸スズ、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズビス(アセチルアセトネート)、四塩化チタン、二塩化ジブチルチタン、テトラブチルチタネート、三塩化鉄などの金属触媒が挙げられる。
【0030】
硬化触媒の配合量は、前記(A)成分の樹脂固形分100重量部に対して0.05〜10重量部、好ましくは0.1〜5.0重量部の範囲内が適当である。
【0031】
また(A)成分がシロキシ基を含有する場合には、シロキシ基解離触媒を配合することが望ましい。該シロキシ解離触媒は、シロキシ基を塗装後に空気中の水分によって加水分解して水酸基を生成するのを促進するものであり、例えば、リン酸及びその酸性エステル、亜リン酸エステル;パラトルエンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸等のスルホン酸及びそのアミン塩;トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等のカルボン酸及びそのアミン塩等の酸性化合物等が挙げられる。
【0032】
上記シロキシ基解離触媒の配合量は、組成物中の固形分に対して0.01〜10重量%、さらには0.1〜5重量%の範囲内であることが好ましい。
【0033】
本発明では、さらに必要に応じて、有機溶剤、顔料類、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、塗面調整剤、水結合剤、重合体微粒子等の添加剤を適宜選択して配合することができる。これらのうち、上記紫外線吸収剤や光安定剤、酸化防止剤の配合量は、夫々、前記(A)成分の樹脂固形分100重量部に対して0.03〜10重量部、好ましくは1〜6重量部の範囲内が適当である。
【0034】
本発明のエアゾール組成物は、モノマー(c)が水酸基含有モノマーである場合には、これを用いて成る(A)成分、及び(B)成分を必須として含有する主剤と、(C)成分を必須として含有する硬化剤とを、夫々適当な粘度に調整してエアゾール缶内の別々の容器内に充填し、該主剤と硬化剤が使用直前に缶内で混合されて、噴射剤によって噴射可能となる2液混合式であることが望ましい。
【0035】
一方、モノマー(c)がシロキシ基含有モノマーである場合には、これを用いて成る(A)成分、(B)成分、及び(C)成分を含む1液型の塗料成分に噴射剤を加えて、希釈溶剤によって適当な粘度に調整し、エアゾ−ル缶に充填することができる。
【0036】
上記希釈溶剤としては、例えばトルエン、キシレン、ミネラルスピリット等の炭化水素系溶剤;メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等のエステル系溶剤;ジオキサン等のエ−テル系溶剤;エチレングリコ−ル、ジエチレングリコ−ル、プロピレングリコ−ル、ヘキシレングリコ−ル等のグリコール系溶剤;これらグリコール系溶剤のメチルエ−テル、エチルエ−テル、プロピルエ−テル、ブチルエ−テル等のグリコ−ルエ−テルアセテ−トやプロピオネ−トなどのグリコールエーテル系溶剤が挙げられる。これらは1種または2種以上を混合して使用できる。
【0037】
本発明組成物を2液混合式とする場合には、主剤と硬化剤はスプレー缶内に隔離して充填される。該2液混合式のスプレー缶は、2種の液体がそれぞれ充填される2つの充填室を備えており、保管時には2種の液体が混じり合わないように2つの充填室は独立した構造となっており、使用時には2つの充填室のうちいずれか一方の充填室を破損することにより、その充填室に充填された液体が、残る充填室内に拡散混合される構造をしているものであれば、その構造は特に限定されるものではない。そのようなスプレー缶としては、例えば特開昭60−158073号公報や実公平3−4374号公報に開示されたものを用いることができる。本発明では硬化剤を破損される側の充填室内に充填し、残る充填室内に主剤を充填する。また通常、噴射剤は主剤と共に充填する。
【0038】
噴射剤としては、例えばジメチルエーテルやLPG、各種のフロン誘導体、炭酸ガス、窒素ガスなどが挙げられ、通常のエアゾール剤の噴射剤として用いられるものであれば特に限定されるものではない。塗料成分(主剤及び硬化剤を含む)と噴射剤との充填比は、容量比で55:45〜30:70の範囲内が適当である。
本発明では、上述の通り得られるエアゾール組成物を、用いるスプレー缶の用法に従って、2液混合式である場合には特に十分に振り混ぜ混合した後、被塗面に噴射して滑水被膜を形成することができる。噴射された液体は、被塗面上にスポンジや布などによって塗り広げられて、その後磨き工程で余剰分がネルや布などで拭き取られ、薄膜である被膜が形成されるものである。被塗面としては、例えばガラス、鏡、金属、プラスチック、セラミックなどの素材面;該素材の片面又は両面に鏡面処理を施された鏡体;自動車、鉄道車両、飛行機、建築物などの各種外板の塗膜面などが挙げられる。特に被塗面が、ガラス面、鏡面、塗膜面である場合に好適に使用できる。
【0039】
上記被塗面上に塗り広げられた被膜は、十分に乾燥、硬化後に、さらに水洗に供することが、より効果的に撥水性や滑水性を発現する点から望ましい。
【0040】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。尚、文中「部」及び「%」は夫々「重量部」及び「重量%」を意味する。
【0041】
シロキサンポリマ−(A)溶液の製造
製造例1
温度計、還流冷却器、撹拌機及び滴下装置を備えた4つ口フラスコに酢酸n−ブチル81.8部を仕込み、撹拌下で加熱し、95℃に保った。次に、95℃の温度で表1記載のモノマ−及び重合開始剤である2,2´−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)4.2部からなる混合物を3時間かけて滴下した。滴下終了後、95℃で2時間熟成し、固形分濃度55%、数平均分子量7,000の加水分解性アルコキシシリル基及び水酸基含有シロキサンポリマー(A−1)の溶液を得た。
【0042】
製造例2
製造例1において、下記表1に示すモノマー組成を用いる以外、製造例1と同様にしてシロキサンポリマー(A−2)の溶液を得た。得られたポリマーの特数値を表1に併せて示す。尚、表1中の(注1)は以下の通りである。
【0043】
(注1)「サイラプレーンFM−0721」:チッソ(株)社製、メタクリル基含有シロキサンマクロモノマー、商品名、分子量約5,000、構造式は下記の通り。Rは炭素数1〜8のアルキル基、mは約70。
【0044】
【化3】
【0045】
【表1】
【0046】
エアゾール組成物の作成
実施例1
上記の通り製造したシロキサンポリマ−溶液(A−1)100部に、ジブチル錫ジラウレ−ト0.5部、「KF−618」(注2)145部、紫外線吸収剤(注3)1部、光安定剤(注4)0.5部を配合し攪拌混合して主剤とした。これを酢酸エチルで15秒(フォードカップ#4/25℃)程度に粘度調整した。
【0047】
一方、「デュラネ−トTPA−90EK」(旭化成社製、ヘキサメチレンジイソシアネ−トのイソシアヌレ−ト体、不揮発分90%、イソシアネ−ト基含有量:21%)8部に、MOA(水結合剤)(注5)1部を配合した硬化剤を、混合溶剤(キシレン/酢酸n−ブチル)で15秒(フォードカップ#4/25℃)程度に粘度調整した。
【0048】
上記硬化剤溶液を、実公平3−4374号公報に開示されたエアゾール容器の破損側充填室にその全量を充填し、また残る充填室に、上記主剤溶液と、噴射剤としてジメチルエーテルを、主剤溶液とジメチルエ−テルが容量比1:1の割合となるように充填して、エアゾール組成物を作製した。
【0049】
実施例2
シロキサンポリマ−溶液(A−2)100部に、リン酸ジイソプロピルエステル0.5部、ジブチル錫ジラウレ−ト0.5部、「KF−618」(注2)145部、紫外線吸収剤(注3)1部、光安定剤(注4)0.5部を配合し攪拌混合し、さらに「デュラネ−トTPA−90EK」8部、MOA(水結合剤)(注5)1部を加え、さらに混合溶剤(キシレン/酢酸n−ブチル)で15秒(フォードカップ#4/25℃)程度に粘度調整して塗料成分とした。
【0050】
次いで上記塗料成分とジメチルエーテルとを、通常のエアゾール容器に容量比1:1の割合となるように充填して、エアゾール組成物を作製した。
【0051】
比較例1
実施例1において、「KF−618」(注2)145部を主剤より除去する以外は実施例1と同様にしてをエアゾール組成物を作成した。
【0052】
比較例2
実施例1において、「KF−618」(注2)145部の代わりに「YF3807」(注6)50部を加える以外は実施例1と同様にしてをエアゾール組成物を作成した。
【0053】
尚、(注2)〜(注6)は下記の通りである。
(注2)「KF−618」:信越シリコ−ン社製、ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン型のシリコ−ンオイル、粘度20cSt(25℃)
(注3)「MOA」:日宝化学社製、脱水剤
(注4)紫外線吸収剤:「TINUVIN 384」、日本チバガイギー社製
(注5)光安定剤:「サノール440」、三共社製
(注6)「YF3807」:東芝シリコ−ン社製、ジメチルポリシロキサン型のシリコ−ンオイル、粘度20,000cSt(25℃)
【0054】
性能試験
表面を脱脂したガラス板を試験板とし、各エアゾール組成物を噴射し、市販スポンジを用いて塗り広げて常温で1週間乾燥させた。この試験塗板と、さらにこれを水洗した試験塗板とを以下の性能試験に供した。結果を表2に示す。
【0055】
(*1)作業性:各エアゾール組成物を噴射後の市販スポンジによる塗り広げ易さを評価した(○:良好、△:やや塗り広げが困難、×:かなり塗り広げが困難)。
【0056】
(*2)水接触角:協和界面化学社製のCA−X型接触角計を用いて、23℃、65%RHの雰囲気下で脱イオン水10mgの水滴を試験板上に滴下し、滴下から1分以内の接触角を測定した。
【0057】
(*3)水滑落角:協和界面化学社製のCA−X型接触角計を用いて塗膜表面に脱イオン水(30μl)を滴下し、試験板をゆっくりと傾けていき水滴が滑りを開始する角度を滑落角として調べた。
【0058】
【発明の効果】
本発明のエアゾール組成物によれば、簡易な作業で、窓ガラスやミラーなどの被塗面に優れた撥水性を付与すると同時に、付着水滴を容易に滑落除去させる滑水性を付与することができる。
【0059】
【表2】
Claims (8)
- (A)(a)シロキサンマクロモノマー、(b)加水分解性アルコキシシリル基含有モノマー、(c)水酸基もしくはシロキシ基含有モノマー、及び(d)これらと共重合可能な他の不飽和モノマーの共重合体であるシロキサンポリマー、(B)親水性付与剤、及び(C)ポリイソシアネート化合物を含有する塗料成分と、噴射剤とを含むことを特徴とするエアゾール組成物。
- シロキサンポリマー(A)が、シロキサンマクロモノマー(a)を1〜40重量%、加水分解性アルコキシシリル基含有モノマー(b)を5〜50重量%、水酸基もしくはシロキシ基含有モノマー(c)を1〜40重量%、及びこれらと共重合可能な他の不飽和モノマー(d)を0〜93重量%共重合することにより得られる請求項1記載のエアゾール組成物。
- 親水性付与剤(B)が、ポリエーテル変性ジメチルシロキサンである請求項1記載のエアゾール組成物。
- モノマー(c)が水酸基含有モノマーである(A)成分、及び(B)成分を含有する主剤と、(C)成分を含有する硬化剤とを使用直前に缶内で混合して、噴射可能とする2液混合式である請求項1ないし3のいずれか1項記載のエアゾール組成物。
- 被塗面に、請求項1ないし4のいずれか1項記載のエアゾール組成物を噴射してなる滑水被膜の形成方法。
- 被塗面が、ガラス面である請求項5記載の滑水被膜の形成方法。
- 被塗面が、鏡面である請求項5記載の滑水被膜の形成方法。
- 被塗面が、塗膜面である請求項5記載の滑水被膜の形成方法。
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