JP3362482B2 - 造膜用組成物 - Google Patents
造膜用組成物Info
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Description
膜用組成物に関する。 【0002】 【従来の技術】アクリル・シリケートを造膜すると得ら
れる塗膜は耐候性、耐擦傷性、耐汚染性、耐酸性雨性に
優れて、自動車用、屋外用建材のトップコートとして脚
光を浴びている。アクリル樹脂のみでは耐擦傷性、耐酸
性雨性が劣り、フッ素樹脂は耐擦傷性、耐汚染性に劣
る。ところが、アクリル・シリケート造膜組成物は湿気
硬化のため、大気中では保管中に組成物が増粘し、造膜
が出来ない場合がある。即ち、組成物の貯蔵安定性に欠
けるとの問題点がある。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、上記課題に鑑み鋭意検討を重ねた結果、テトラメト
キシシラン部分加水分解物であってモノマー量を1%以
下にすることで、造膜用組成物の貯蔵安定性が飛躍的に
向上すること、さらには付随的に毒性も無くなることを
見出し、本発明に達した。 【0004】即ち、本願発明の要旨は、テトラメトキシ
シラン部分加水分解物であってモノマー量が1%以下で
あるメチルシリケート100重量部に、エポキシ基、ジ
アルキルアミノエチル基、N−メチロール(メタ)アク
リルアミド基、リン酸エステル基、亜リン酸エステル基
のうち1種類以上を含有し、かつシリル基及び/又はヒ
ドロキシル基を含有するアクリル樹脂20〜2000重
量部を配合して成る造膜用組成物に存する。 【0005】 【課題を解決するための手段】以下、本発明を詳細に説
明する。まず、本発明におけるテトラメトキシシラン・
オリゴマーは、テトラメトキシシランを部分加水分解す
ることにより得られる。加水分解反応自体は、公知の方
法によることができ、たとえば、上記テトラメトキシシ
ランに所定量の水を加えて酸触媒の存在下に、副生する
アルコールを留去しながら通常、室温程度〜100℃で
反応させる。この反応によりメトキシシランは加水分解
し、さらに縮合反応によりヒドロキシル基を2以上有す
る液状のシリケートオリゴマー(通常平均重合度2〜8
程度、好ましくは3〜6)が加水分解物として得られ
る。加水分解の程度は、使用する水の量により適宜調節
することができるが、本発明においては通常40〜90
%程度、好適には60〜80%程度から選ばれる。 【0006】こうして得られたテトラメトキシシラン・
オリゴマーにはモノマーが通常2〜10%程度含有され
ている。このモノマーが含有されているとハードコート
用組成液の貯蔵安定性が欠け、保存中に増粘し、薄膜形
成が困難となるので、モノマー含有量が1%以下、好ま
しくは0.3%以下になるように、このモノマー除去を
フラシュ蒸留、真空蒸留等で行う。 【0007】また、本発明におけるアクリル樹脂はヒド
ロキシル基又はシリル基のうち1種類以上含有してお
り、かつエポキシ基、ジアルキルアミノエチル基、N−
メチロール(メタ)アクリルアミド基、リン酸エステル
基又は亜リン酸エステル基の一種以上を含有しているも
のである。ヒドロキシル基、シリル基はテトラメトキシ
シラン部分加水分解物との縮合反応に、エポキシ基、カ
ルボキシル基、ジアルキルアミノエチル基は基材との密
着性、架橋反応を進める効果がある。 【0008】具体的には、例えば、グリシジルメタクリ
レート、グリシジルアクリレート等のアルキル(メタ)
アクリレートのアルキル基(炭素数1〜6が好ましい)
にエポキシ基が置換されたもの、メタクリル酸アルキル
エステル、アクリル酸アルキルエステル及びヒドロキシ
基含有(メタ)アクリル酸エステル、メタクリル酸アル
キルエステルとしてはメタクリル酸メチル、メタクリル
酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ラウリル
等、アクリル酸アルキルエステルとしてはアクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル
酸ラウリル等、ヒドロキシ基含有(メタ)アクリル酸エ
ステルとしては2−ヒドロキシエチルアクリレート、2
−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプ
ロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリ
レート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒ
ドロキシブチルアクリレート等、2−(メタ)アクリロ
イルオキシエチルコハク酸モノエステル、2−(メタ)
アクリロイルオキシエチルフタル酸モノエステル、2−
(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピル
フタル酸ジエステル等の2−(メタ)アクリロイルオキ
シアルキルジカルボン酸エステル類、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)アクリレート等のジアルキルアミノエチル(メタ)
アクリレート類、アリルグリシジルエーテル類、モノ
(2−メタクリロイルオキシ)アシッドホスフェート、
モノ(2−アクリロイルオキシ)アシッドホスフェート
等とを共重合させたもの等を用いることができる。 【0009】これらの配合割合は、テトラメトキシシラ
ン部分加水分解物1000重量部に対し、アクリル樹脂
は20〜2000重量部、好ましくは55〜450重量
部である。20重量部以下では造膜後塗膜にクラック発
生する危険性があり、2000重量部以上では耐擦傷
性、耐酸性雨性、耐汚染性が劣る。これらメチルシリケ
ートとアクリル樹脂とを、配合した後、溶媒又は分散媒
に配合するか、或いは各々を溶媒又は分散媒に添加する
等、通常の塗膜組成物の製法を用いて造膜に供すること
ができる。 【0010】本発明で用いられる溶媒としては、アルコ
ール類、あるいはグリコール誘導体、炭化水素類、エス
テル類、ケトン類、エーテル類を1種、または2種以上
混合し使用する。アルコール類としては具体的にはメタ
ノール、エタノール、イソプロピルアルコール、nブタ
ノール、イソブタノール、オクタノール等が挙げられ、
グリコール誘導体としてはエチレングリコール、エチレ
ングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール
モノエチルエーテル、エチレングリコールモノn−プロ
ピルエーテル、エチレングリコールモノn−ブチルエー
テル等が挙げられる。 【0011】炭化水素類としてはベンゼン、ケロシン、
トルエン、キシレン等が使用でき、エステル類として、
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセト酢酸メチ
ル、アセト酢酸エチル等が使用できる。アセトン、メチ
ルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルア
セトン等のケトン類、エチルエーテル、ブチルエーテ
ル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ジオキサ
ン、フラン、テトラヒドロフラン等のエーテル類が使用
できる。 【0012】また、分散媒としては、たとえば、水−界
面活性剤系が好適であり、界面活性剤としてはアニオ
ン、カチオン又はノニオン性のものが一般的である。ア
ニオン性界面活性剤としては、カルボン酸塩、スルホン
酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル等、カチオン性
のものとしては、1〜3級アミンの有機もしくは無機酸
の塩、四級アンモニウム塩、ポリオキシエチレンアルキ
ルアミン塩等、さらにはノニオン性のものとしては、ソ
ルビタンジアルキルエステル、ソルビタンアルキルエス
テルのエチレングリコール縮合物、脂肪族アルコールポ
リエチレングリコール縮合物、アルキルフェノールポリ
エチレングリコール縮合物、ポリプロピレングリコール
ポリエチレングリコール縮合物等、が挙げられる。 【0013】これらの界面活性剤は、上記オリゴマーに
対して0.1〜5%程度使用するのが一般的であり、分
散(乳化)に際しては、適当量の水を用いて、ホモミキ
サー、コロイドミル、超音波等、公知の方法によること
ができる。テトラメトキシシラン・オリゴマーの配合量
は、100重量部に対して好ましくは50〜400重量
部、より好ましくは100〜250重量部の溶剤量であ
る。 【0014】更に本発明の塗膜用組成物には硬化触媒を
使用することもできる。該硬化触媒は、使用時に添加し
て使用すること(2液型)も可能であり、最初から添加
した状態(1液型)でも保存は可能である。 【0015】硬化触媒の具体例としては塩酸、硝酸、硫
酸、リン酸、ホウ酸等の無機酸類、酢酸、ギ酸、マレイ
ン酸、フタル酸、安息香酸、パラトルエンスルホン酸等
の有機酸類、ジブチルスズラウリレート、ジブチルスズ
オクチエート、ジブチルスズアセテート、ジオクチルス
ズラウレート等の有機スズ化合物類、テトラブチルチタ
ネート、テトラプロピルチタネート、テトラブトキシチ
タネート等の有機チタン化合物類、モノメチルホスフェ
ート、モノエチルホスフェート等のリン酸エステル類、
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−アミ
ノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ
−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のシランカッ
プリング剤類、トリス(アセチルアセトナート)アルミ
ニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウ
ム等の有機アルミニウム化合物類、テトラブチルジルコ
ネート、ブトキシトリス(アセチルアセトナート)ジル
コニウム等の有機ジルコニウム類、エチレンジアミン、
ジエチレントリアミン、ピペラジン、メタフェニレンジ
アミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等
のアミン類、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のア
ルカリ化合物、エポキシ化合物等が挙げられるが、特に
無機酸、有機スズ化合物、有機酸、有機アルミニウム化
合物が好ましい。これら触媒の使用量は触媒により異な
るが、例えば塩酸を使用する場合はシリケートオリゴマ
ー100重量部に対して0.1〜2重量部程度が好まし
い。 【0016】本発明の組成物の使用方法につき、より具
体的に説明する。また、本発明の組成物には発明の効果
を損なわない範囲において、他の樹脂用添加剤を加える
ことができる。例えば、紫外線安定剤、酸化防止剤、帯
電防止剤、導電性付与剤、耐擦傷性付与剤、相溶化剤、
接着性付与剤、着色剤、流動性改善剤等が挙げられる。
こうして得られた造膜用組成物は貯蔵安定性に優れ、造
膜後塗膜の耐擦傷性、耐汚染性、耐酸性雨性に優れてい
る。以下、実施例により、更に本発明を詳細に説明す
る。なお部および%は特にことわりのない限り重量、重
量%を示す。 【0017】実施例1 撹拌機と還流用コンデンサー及び温度計を付けた500
mlの3つに丸底フラスコに、テトラメトキシシラン2
34grとメタノール74grを加えて混合した後、
0.05%塩酸22.2grを加え、内温度65℃、2
時間加水分解反応を行った。 【0018】次いでコンデンサーを抽出管に取り換え、
内温度が150℃になるまで昇温し、メタノールで抽出
させ更に150℃、3時間加熱し縮合を行った。このよ
うにして加水分解物を得た。重合度は3〜6でヒドロキ
シル基10以上であった。テトラメトキシシラン・オリ
ゴマー中のモノマー量は5%であった。引き続き100
〜150℃に加熱したジャケットにテトラメトキシシラ
ン・オリゴマーで煮沸させて、気化したモノマーを不活
性ガスと共に系外に排出する。こうして得られたテトラ
メトキシシラン・オリゴマー中のモノマー量は0.2%
であった。 【0019】 【0020】 【0021】 【0022】 【0023】実施例1 こうして 得られたモノマー量0.2%のテトラメトキシ
シラン部分加水分解物100重量部に対し、ヒドロキシ
基、リン酸基を含有したアクリル樹脂50重量部、メタ
ノール57重量部、メチルエチルケトン50重量部、水
7重量部、触媒としてTiダイマー0.5%、ジブチル
スズジラウリレート0.5%添加した。この造膜用組成
物の粘度は100〜150cps(室温)で、密閉容器
で室温1年間放置後の粘度は150〜200cpsで殆
ど増粘が認められなかった。 【0024】比較例1 実施例1と同様の操作により加水分解物を得た後、モノ
マーの除去を行わない以外は実施例1と同様の操作によ
り組成物を得た。この組成物の粘度は100〜150c
psで、密閉容器で室温1年間放置後の粘度は数十万c
psで固化状態となり造膜が不可能であった。 【0025】 【0026】実施例2 実施例1で得られたモノマー量0.2%のテトラメトキ
シシラン部分加水分解物100重量部に対し、ヒドロキ
シ基、リン酸基を含有したアクリル樹脂420重量部、
メタノール57重量部、MEK50重量部、水7重量
部、触媒としてTiダイマー0.5%、ジブチルスズジ
ラウリレート0.5%添加した。この造膜用組成物の粘
度は100〜150cps(室温)で、密閉容器で室温
1年間放置後の粘度は150〜200cpsで殆ど増粘
が認められなかった。 【0027】 【発明の効果】本発明により、貯蔵性、造膜後の特性に
優れた造膜用組成物を得ることができる。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】(1)テトラメトキシシラン部分加水分解
物であって、モノマー量が1%以下であるメチルシリケ
ート100重量部、及び(2)エポキシ基、ジアルキル
アミノエチル基、N−メチロール(メタ)アクリルアミ
ド基、リン酸エステル基、亜リン酸エステル基のうち1
種類以上を含有し、かつシリル基及び/又はヒドロキシ
ル基を含有するアクリル樹脂20〜2000重量部から
成る造膜用組成物。
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JP29677393A JP3362482B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 造膜用組成物 |
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-
1993
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