JP3065282B2 - 塗料用組成物 - Google Patents

塗料用組成物

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JP3065282B2 JP22685197A JP22685197A JP3065282B2 JP 3065282 B2 JP3065282 B2 JP 3065282B2 JP 22685197 A JP22685197 A JP 22685197A JP 22685197 A JP22685197 A JP 22685197A JP 3065282 B2 JP3065282 B2 JP 3065282B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、塗料用組成物に関
する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来より
フッ化ビニリデンのホモポリマーは、耐候性塗料として
優れた性質を備えていることが知られている。しかしな
がら、その塗工が高温焼付けにより行われる必要がある
ために現地施工ができず、プレコートのような工場塗装
品としての用途に限定されるものであった。
【0003】近年、上記の制約を解消する目的で常温硬
化塗料のフルオロオレフィン/ビニルエーテル共重合体
が用いられるようになった。しかしながら、これは2液
性であり、現場での塗工に際して主剤(ワニス)と硬化
剤(イソシアネート)とを規定された割合で混合する必
要がある。もしこれらの混合比を規定範囲外とした場合
には、所定の性能が得られないために、厳密に混合を行
なわなければならないが、塗工現場でこの様な厳密な操
作を要求することは、実用上に問題がある。
【0004】そこで、フッ化ビニリデンを他のフルオロ
オレフィンとの共重合体とし、有機溶媒への溶解性を高
めて常温で塗装可能な塗料を開発する試みがなされてき
ている。例えば、フッ化ビニリデンと4フッ化エチレン
との共重合体(例えば商標“VT−100”、ダイキン
工業(株)製、商標“カイナーSL”、ペンウォルト社
製)、フッ化ビニリデンと4フッ化エチレンと6フッ化
プロピレンとの共重合体(商標“カイナーADS”、ペ
ンウォルト社製)などが開発されている。
【0005】しかし、前者の場合、なお溶解する有機溶
媒の種類は少なく、溶液粘度も大きいために塗装が困難
である。後者の場合、フッ素ゴム組成に近いために得ら
れる塗膜は軟らかくてキズがつき易く、共重合体の融点
も低いために従来のフッ化ビニリデンのホモポリマーに
比して使用可能温度が低下する等の問題がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、フッ素系共重
合体の有機溶媒への溶解性を改善することにより前記課
題を軽減し、塗膜がキズつきにくく、耐候性、塗工性に
優れた塗料用組成物を提供することを目的とする。
【0007】本発明者の研究によれば、構造単位a)−
CH2−CF2−、b)−CF2−CF2−、c)−CF2
−CFCl−、並びに、d)トリフルオロエチレン(T
rFE)、フッ化ビニル(VF)、6フッ化プロピレン
(HFP)及びパーフルオロ(アルキルビニルエーテ
ル)(PAVE)から選ばれるフルオロオレフィンから
なる構造単位を共重合させたフッ素系共重合体が高い融
点を有し、しかも有機溶媒に対する溶解性が高く多種の
有機溶媒に溶解し、塗料用材料に適していることが見出
された。また、該フッ素系共重合体はアクリル樹脂との
相溶性も優れていることが見出された。
【0008】すなわち、本発明は、 a)式−CH2−CF2−で表わされる構造単位50〜9
0モル%、 b)式−CF2−CF2−で表わされる構造単位5〜30
モル%、 c)式−CF2−CFCl−で表わされる構造単位5〜
30モル%及び d)トリフルオロエチレン、フッ化ビニル、6フッ化プ
ロピレン及びパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)
から選ばれるフルオロオレフィンからなる構造単位0.
1〜10モル%からなるフッ素系共重合体を有機溶媒に
溶解してなる塗料用組成物に係るものである。
【0009】
【発明の実施の形態】a)〜d)の構造単位を有するフ
ッ素系共重合体において、共重合体中に該a)〜d)の
構造単位がそれぞれ占める割合としては、a)50〜9
0モル%、b)5〜30モル%、c)5〜30モル%及
びd)0.1〜10モル%、より好ましくはa)70〜
85モル%、b)10〜20モル%、c)5〜15モル
%及びd)0.1〜10モル%とするのがよい。
【0010】共重合体中のd)トリフルオロエチレン、
フッ化ビニル、6フッ化プロピレン及びパーフルオロ
(アルキルビニルエーテル)から選ばれるフルオロオレ
フィンからなる構造単位の割合が10モル%を越える
と、共重合体の有機溶媒への溶解性が低下したり、得ら
れる塗膜表面がやわらかくなりキズが付き易くなる。
【0011】これらフッ素系共重合体は、通常乳化、懸
濁又は溶液重合法によりフッ化ビニリデン、4フッ化エ
チレン、3フッ化塩化エチレン、又はフッ化ビニリデ
ン、4フッ化エチレン、3フッ化塩化エチレン及びフル
オロオレフィンを共重合させて調製される。重合温度
は、いずれの重合方法でも通常0〜150℃程度、好ま
しくは5〜95℃程度である。重合圧力も、いずれの重
合方法でも通常1〜50Kg/cm2G程度である。重合媒
体は、乳化重合法では水、懸濁重合法では例えば、水、
1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエ
タン、1,2−ジクロロ−1,1,2,2−テトラフル
オロエタン等のクロロフルオロ炭化水素類或いはこれら
の混合物等、溶液重合法では酢酸エチル、酢酸ブチル或
いはこれらの混合物である。乳化重合法での乳化剤は、
例えばC715COONH4、H(CF28COON
4、H(CF26COONH4、C715COONa等
である。重合開始剤は、乳化重合では酸化剤(例えば過
硫酸アンモニウム、過硫酸カリ等)、還元剤(例えば亜
硫酸ソーダ等)及び遷移金属塩(例えば硫酸鉄等)から
なるレドックス開始剤、懸濁及び溶液重合法ではアゾ系
化合物や有機過酸化物(例えばアゾビスイソブチロニト
リル、イソブチリルパーオキシド、オクタノイルパーオ
キシド、ジ−イソ−プロピルパーオキシジカーボネート
等)である。
【0012】このように調製されるフッ素系共重合体の
分子量は、ジメチルホルムアミド(DMF)中35℃に
おける固有粘度〔η〕として0.15〜0.80程度と
するのがよく、このようにすることで膜強度及び溶解性
に優れたものとなる。
【0013】本発明における有機溶媒としては、特に限
定されないが、溶解性の面で特に沸点が60〜250℃
程度のケトン類又はエステル類が好ましく、例えばアセ
トン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸
メチルセロソルブ等が挙げられ、これらの1種又は2種
以上を用いることができる。またこれら以外にテトラヒ
ドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトア
ミド等も用いることができる。必要に応じトルエン、キ
シレン等の芳香族類やアルコール類も少量程度添加して
もかまわない。
【0014】これら溶媒は、上記フッ素系重合体を良好
に溶解して低濃度から高濃度までの広い濃度範囲の塗料
用組成物を得ることができ、これによる塗膜は光沢及び
耐候性が優れたものとなる。
【0015】本発明におけるフッ素系共重合体等の樹脂
類と有機溶媒との混合割合は、特に限定されず、通常樹
脂類の固形分濃度が5〜50重量%程度、好ましくは3
0〜50重量%程度となるようにするのがよい。混合方
法は、特に限定されず常法に従えばよく、例えばボール
ミル、ペイントシェーカー、サンドミル等を用いて十分
に混合すればよい。混合に際しては、顔料、粘度調節
剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、皮バリ防止剤、分散
剤、消泡剤等の塗料に使用される公知の添加剤を必要に
応じ適宜加えることもできる。
【0016】本発明の塗料用組成物は、基材に塗布した
後、10〜200℃、好ましくは20〜50℃で数時間
〜数日間で乾燥して、耐候性に優れ、且つキズつきにく
い強固な塗膜を形成する。塗布可能な基材としては、ア
ルミニウム、鉄、ステンレス等の金属、ガラス、セメン
ト、コンクリート、セラミック等の無機材料、ポリエス
テル、ポリプロピレン、アクリル、塩化ビニル、ポリカ
ーボーネート、ポリエチレン等の樹脂類、その他木材、
紙等を例示することができる。組成物は、これらに直接
塗布することも、或いはウォッシュプライマー、サビ止
め塗料、エポキシ樹脂塗料、アクリル、ポリエステル樹
脂塗料等の通常の下塗塗料を1層又は2層以上塗布した
上にも塗布することができ、いずれの場合に於ても容易
に塗布でき、塗工性に優れたものである。
【0017】
【実施例】
調製例1(フッ素系共重合体の調製) 3.5Lのオートクレーブに水700g、1,2−ジク
ロル−1,1,2,2−テトラフルオロエタン1180
g及び移動剤として酢酸エチル5gを仕込み、オートク
レーブの空間を窒素で置換した後フッ化ビニリデン(V
dF)75.2g、4フッ化エチレン(TFE)10.
6g、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)1.5
gを仕込んだ。オートクレーブを40℃に加熱し十分撹
拌した後ジイソプロピルパーオキシジカーボネート2.
5gを添加し重合を開始した。重合圧力が8.0kg/cm
2GになるようにVdF/TFE/CTFE=80/1
5/5(モル%)の混合物を供給しながら12時間重合
を行なった。その後生成した共重合体を分取し、80℃
で減圧乾燥して、200gの共重合体を得た。この共重
合体はNMRによる分析の結果VdF/TFE/CTF
E=81/14/5であり融点(Tm)125℃、
〔η〕=0.79(DMF、35℃)であった。
【0018】調製例2〜11 調製例1と同様の手順で表1に示す組成の共重合体を調
製した。
【0019】
【表1】
【0020】調製例12 3Lのオートクレーブに水1500g、乳化剤として
“ユニダインDS−101”(ダイキン工業(株)製)
3gを入れ脱気、窒素置換後、VdF/TFE/CTF
E=73/14/13(モル%)の混合モノマーを仕込
み、39℃で20kg/cm2Gになるように加圧した。撹
拌下にジイソプロピルパーオキシジカーボネートを3.
5g添加し重合を開始した。重合圧力が20kg/cm2
になるように混合モノマーを連続供給しながら8時間重
合を行なった。得られたディスパージョンを凍結凝析
し、水洗して乳化剤を除いた後、80℃で減圧乾燥して
270gの共重合体を得た。この共重合体は元素分析の
結果、VdF/TFE/CTFE=74/14/12で
あり、融点(Tm)108℃、〔η〕=0.690(D
MF、35℃)であった。
【0021】〔溶解性試験〕調製例1〜11で得た共重
合体を下記の有機溶媒に共重合体含有率が50重量%に
なるように60℃で3時間加熱して溶解させ、1週間室
温で放置した後溶液の状態を観察した。評価は、○:溶
解し1週間放置後溶液は流動性有り、△:溶解するが1
週間放置後溶液は流動性のないゲル状となる、×:溶解
しないとした。結果を表2に示す。
【0022】
【表2】
【0023】〔アクリル樹脂との相溶性試験〕下記のア
クリル樹脂の20重量%のMIBK溶液1重量部と調製
例1、2、5〜11で得た共重合体の20重量%MEK
溶液を混合し、ポリエチレンテレフタレート(PET)
製シート上でキャストし目視にて塗膜が白化(白濁)し
ているか観察した。評価は、○:クリアーな塗膜が得ら
れる、△:少し白濁した塗膜が得られる、×:著しく白
濁した塗膜が得られるとした。結果を表3に示す。
【0024】アクリル樹脂 No. 組成(モル比) Tg℃ 〔η〕 1 PMMA 105 0.240 2 MMA/EMA(93/ 7) 100 0.264 3 MMA/EA (67/33) 60 0.288 4 MMA/BMA(50/50) 50 0.187 5 EMA/MA (43/57) 40 0.294 6 PIBMA 50 0.163
【0025】
【表3】
【0026】比較調製例1〜2 調製例1と同様の手順で表4に示す組成の共重合体を調
製した。
【0027】
【表4】
【0028】実施例1〜3 調製例4、9、10で得たフッ素系共重合体の20%M
IBK溶液をそれぞれ得、下塗塗料(日本ペイント
(株)製“ハイポン20エース”、塗膜45μm)を塗
布したアルミニウム板(日本テストパネル社製BT71
2処理)上にハケ塗りし、1日間25℃で乾燥して膜厚
25μmの塗膜を得た。これらを試料(テスト板)とし
て下記性能試験に供した。その結果を表5に示す。
【0029】比較例1 比較調製例1で得た共重合体の20%MIBK溶液を調
製しようとしたが溶解しなかった。
【0030】また、この共重合体の20%アセトン溶液
として実施例1〜3と同様にして塗膜を得たが、塗膜は
白化していた。
【0031】比較例2 比較調製例2で得た共重合体を実施例1〜3と同様にし
て塗膜を得た。これを試料(テスト板)として下記性能
試験に供した。その結果を表5に示す。
【0032】〔性能試験〕鉛筆硬度 …JIS K 5400に記載の方法に準じて
行なった。
【0033】密着性…塗膜にナイフで1mm角のマス目1
00個を刻み、セロハン粘着テープで10回付着−剥離
を繰り返し、残在したマス目の数を求めた。
【0034】光沢度…JIS K 5400に記載の6
0度鏡面光沢度を測定した。
【0035】光沢保持率…サンシャインウエザオメータ
ー(スガ試験機(株)製)を使用して、降雨サイクル1
8分/120分、湿度60%及びブラックパネル温度6
3℃の条件下、4000時間暴露を行い暴露前と暴露後
の光沢度より光沢保持率を求めた。
【0036】防汚性…自動車の通行量の多い道路脇の壁
にテスト板を張付け3ケ月放置した。その後テスト板を
はずし水洗後目視で汚れ具合を観察した。評価は、○:
汚れが目立たない、△:やや汚れが目立つ、×:かなり
汚れているとした。
【0037】
【表5】
【0038】
【発明の効果】本発明の塗料用組成物は、フッ素系共重
合体の有機溶媒への溶解性を改善することにより従来技
術の課題を軽減し、塗膜がキズつきにくく、耐候性、塗
工性に優れている。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−159410(JP,A) 特開 平2−123152(JP,A) 特開 平4−173855(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09D 127/16 C08F 214/22 CA(STN) CAOLD(STN) REGISTRY(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】a)式−CH2−CF2−で表わされる構造
    単位50〜90モル%、 b)式−CF2−CF2−で表わされる構造単位5〜30
    モル%、 c)式−CF2−CFCl−で表わされる構造単位5〜
    30モル%及び d)トリフルオロエチレン、フッ化ビニル、6フッ化プ
    ロピレン及びパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)
    から選ばれるフルオロオレフィンからなる構造単位0.
    1〜10モル%からなるフッ素系共重合体を有機溶媒に
    溶解してなる塗料用組成物。
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