JP3458205B2 - 高固形分塗料組成物及びそれを用いる上塗り塗膜形成方法 - Google Patents
高固形分塗料組成物及びそれを用いる上塗り塗膜形成方法Info
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Description
高固形分塗料組成物及びそれを用いる上塗り塗膜形成方
法に関する。
来、水酸基含有アクリル樹脂をメラミン樹脂で加熱硬化
させるタイプが主流であった。しかし、近年、酸性雨に
よる塗膜のエッチングやシミ状汚れが世界中で問題とな
っている。また、洗車機の普及に伴い、洗車機による擦
り傷も問題となってきている。そのため、十分な耐酸性
と耐擦り傷性を同時に有する塗膜を形成できる上塗り塗
装用塗料就中クリヤートップコート用塗料が要望されて
いる。
を高架橋にすれば達成される。一方、塗膜への耐酸性の
付与は、通常、酸に抵抗性の架橋系を導入することによ
って達成される。しかし、耐酸性にして、耐擦り傷性を
も同時に塗膜に付与する方法は、従来から殆ど提案され
ていない。
は、高水酸基価のアクリル樹脂をモノメリックメラミン
樹脂と酸触媒の存在下で焼き付けて高架橋密度塗膜にし
て高度の耐擦り傷性が得られることが記載されている。
しかし、この架橋系は、メラミン樹脂による架橋塗膜が
酸で分解し易いことに基づいて、耐酸性が劣るという欠
点を有している。
性のある他の架橋系を導入して、塗膜の耐酸性と耐擦り
傷性を両立させる方法として、カルボキシル基/エポキ
シ基/水酸基/メラミン樹脂の複合架橋系(特開平2−
247264号公報)や、水酸基/アルコキシシリル基
/メラミン樹脂の複合架橋系(WO91/16383号
公報)等の架橋系が提案されているが、いずれもメラミ
ン樹脂の使用に起因して耐酸性の改良は必ずしも充分で
はなかった。
い架橋系として、カルボキシル基/エポキシ基又はカル
ボキシル基/エポキシ基/水酸基だけからなる架橋系
(特開昭62−87288号公報、特開平2−4557
7号公報、特開平3−287650号公報等)がある
が、これらの系には塗膜の耐酸性にこそ優れるが、硬化
塗膜の架橋密度が高くならないために耐擦り傷性が不十
分であるという欠点がある。
分解性シリル基を組み合わせた架橋系である、カルボキ
シル基含有ビニル重合体及びエポキシ基と加水分解性シ
リル基を含有する化合物からなる樹脂組成物(特開昭6
2−187749号公報)が公知であるが、エポキシ基
と加水分解性シリル基が同一分子中に存在することによ
る立体障害等により、該重合体と該化合物との硬化反応
が不十分になるという欠点がある。
基の架橋系において基体樹脂としてシリコーン重合体を
用いたものである、水酸基とカルボキシル基を有するシ
リコーン重合体、カルボキシル基とカルボン酸エステル
基を有する重合体及び水酸基とエポキシ基を有する重合
体からなる樹脂組成物が提案されている(特開平6−1
66741号公報)が、硬化塗膜の架橋密度が必ずしも
十分とは言えず、又自動車外板用塗料として使用する場
合に重要な特性であるリコート付着性に劣るという欠点
がある。
深刻化及び省資源の観点から、溶剤の使用規制への対策
が急務となっている。
を減らして固形分濃度を高くしたいわゆる高固形分塗料
の開発がある。そして、現在開発が進められている高固
形分塗料は、水酸基含有樹脂に硬化剤としてメラミン樹
脂を配合したものが殆どであるが、かかる塗料には次の
ような欠点がある。第1に、固形分濃度を高くするため
には、水酸基含有樹脂、メラミン樹脂を低粘度化する必
要があり、そのために、これらの樹脂を低分子量化すれ
ば、塗膜性能が低下することになる。樹脂を低分子量化
した上で十分な塗膜性能を得るためには、樹脂中の水酸
基、メチロール基等の架橋性官能基の含有量を多くしな
ければならない。しかし、一般に架橋性官能基は官能基
間の相互作用のために粘度を上昇させるので、該官能基
を多くすると低粘度化が困難となってくる。第2に、高
固形分塗料として上記メラミン樹脂で硬化する塗料を用
いた場合、加熱硬化時にアルコール等の副生物を多量に
生ずるため、一般に塗膜に「ワキ」が生じ易いという欠
点がある。
従来技術の諸欠点が解消された新規な加熱硬化性高固形
分塗料組成物及び該組成物を用いる上塗り塗膜形成方法
を提供することにある。本発明の他の目的は、優れた耐
酸性と耐擦り傷性を同時に有する塗膜を形成できる新規
な加熱硬化性高固形分塗料組成物及び該組成物を用いる
上塗り塗膜形成方法を提供することにある。
定性及びリコート付着性に優れた新規な加熱硬化性高固
形分塗料組成物及び該組成物を用いる上塗り塗膜形成方
法を提供することにある。
の記載により、明らかにされるであろう。
キシル基含有化合物、(B)1分子中にエポキシ基、水
酸基及び加水分解性アルコキシシリル基を有するビニル
系重合体である、エポキシ基含有量0.5〜5.0ミリ
モル/g、水酸基価10〜200mgKOH/g 、加水分解性
アルコキシシリル基含有量0.3〜5.0ミリモル/g
のアクリル系重合体、(C)反応性オルガノポリシロキ
サン、並びに(D)架橋重合体微粒子、を含有すること
を特徴とする加熱硬化性高固形分塗料組成物、並びに素
材に着色ベースコート及びクリヤートップコートを順次
形成させてなる上塗り塗膜形成方法において、該着色ベ
ースコート及び/又はクリヤートップコートを形成する
塗料が、上記の塗料組成物であることを特徴とする上塗
り塗膜形成方法、を提供するものである。
究した。その結果、カルボキシル基含有化合物(A)、
上記特定の重合体(B)、反応性オルガノポリシロキサ
ン(C)、並びに架橋重合体微粒子(D)を含有する加
熱硬化性高固形分塗料組成物により、上記の諸目的が達
成できることを見出し、これに基づき本発明を完成させ
るに至った。
各成分について、具体的に説明する。
シル基を有する化合物であり、通常、酸価が50〜50
0mgKOH/g 、好ましくは80〜300mgKOH/g のもので
ある。
小さくなると、得られる組成物の硬化性が低下して塗膜
の耐酸性、耐擦り傷性が低下する傾向にあり、又酸価が
500mgKOH/g よりも大きくなると重合体(B)及び反
応性オルガノポリシロキサン(C)との相溶性が低下し
て貯蔵安定性が損なわれる傾向にあるので、いずれも好
ましくない。化合物(A)としては、例えば、以下の
(A−1)〜(A−3)が挙げられる。
エステル化してなる基を有するビニル系重合体である。
なる基とは、酸無水基に脂肪族モノアルコールを付加し
て開環して(即ちハーフエステル化して)得られるカル
ボキシル基とカルボン酸エステル基とからなる基を意味
する。以下、この基を単にハーフエステル基ということ
がある。
有するビニルモノマー及びその他のビニルモノマーを、
常法により共重合させることによって容易に得ることが
できる。また、ハーフエステル基を有するビニルモノマ
ーに代えて、酸無水基を有するビニルモノマーを用い
て、同様に共重合した後、該酸無水基をハーフエステル
化することによっても、容易に得られる。
は、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸等を有す
るものが挙げられる。また、ハーフエステル基を有する
ビニルモノマーとしては、上記酸無水基を有するビニル
モノマーの酸無水基をハーフエステル化して得たものが
挙げられる。
反応の前後のいずれにしても良い。ハーフエステル化に
使用される脂肪族モノアルコールとしては、低分子量の
モノアルコール類、例えば、メタノール、エタノール、
イソプロパノール、tert−ブタノール、イソブタノー
ル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等が挙げられ
る。ハーフエステル化の反応は、通常の方法に従い、通
常室温から80℃程度の温度で、必要ならば3級アミン
を触媒として用いて行なうことができる。
ば、水酸基を有するビニルモノマー;(メタ)アクリル
酸エステル類;ビニルエーテル及びアリールエーテル;
オレフィン系化合物及びジエン化合物;炭化水素環含有
不飽和単量体;含窒素不飽和単量体等を挙げることがで
きる。
例えば、2−ヒドロキシエチル(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)アクリレート等のアクリル酸又はメ
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等のポリエーテルポリオー
ルと(メタ)アクリル酸等の不飽和カルボン酸とのモノ
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等のポリエーテルポ
リオールと2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート
等の水酸基含有不飽和モノマーとのモノエーテル;無水
マレイン酸や無水イタコン酸のような酸無水基含有不飽
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等のグリコール類との
モノエステル化物又はジエステル化物;ヒドロキシエチ
ルビニルエーテルのようなヒドロキシアルキルビニルエ
ーテル類;アリルアルコール等;2−ヒドロキシプロピ
ル(メタ)アクリレート;α,β−不飽和カルボン酸
と、カージュラE10(シェル石油化学(株)製、商品
名)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−tert−ブチル安息香酸、脂肪
酸類のような一塩基酸との付加物;上記水酸基含有モノ
マーとラクトン類(例えばε−カプロラクトン、γ−バ
レロラクトン)との付加物等を挙げることができる。
は、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブ
チル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸tert−ブチ
ル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシ
ル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸デシル、アク
リル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸シ
クロヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロ
ピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチ
ル、メタクリル酸tert-ブチル、メタクリル酸ヘキシ
ル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸オ
クチル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ラウリル、
メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸シクロヘキシル
等のアクリル酸又はメタクリル酸の炭素数1〜24のア
ルキルエステル又はシクロアルキルエステル;アクリル
酸メトキシブチル、メタクリル酸メトキシブチル、アク
リル酸メトキシエチル、メタクリル酸メトキシエチル、
アクリル酸エトキシブチル、メタ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等が挙げられる。
ては、例えば、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、tert−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
ーテル類等が挙げられる。
ては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、塩化
ビニル、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等が挙
げられる。
えば、スチレン、α−メチルスチレン、フェニル(メ
タ)アクリレート、フェニルエチル(メタ)アクリレー
ト、フェニルプロピル(メタ)アクリレート、ベンジル
(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アク
リレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−
アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2
−アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレー
ト、2−アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイ
ドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピル
テトラヒドロハイドロゲンフタレート、p−tert−ブチ
ル−安息香酸と(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルと
のエステル化物、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレ
ート等が挙げられる。
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)アクリレート等の
含窒素アルキル(メタ)アクリレート;アクリルアモ
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,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−ビニルピリジン等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;アリルアミン等が挙げられる。
重合法を用いることができるが、汎用性やコスト等を考
慮して、有機溶剤中における溶液型ラジカル重合法が最
も適している。即ち、キシレン、トルエン等の芳香族溶
剤;メチルエチルケトン、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、酢酸イソブチ
ル、3−メトキシブチルアセテート等のエステル系溶
剤;n−ブタノール、イソプロピルアルコール等のアル
コール系溶剤等の溶剤中でアゾビスイソブチロニトリ
ル、ベンゾイルパーオキサイド等の重合開始剤の存在
下、60〜150℃程度の範囲内で共重合反応を行なう
ことによって、容易に目的の重合体を得ることができ
る。
ニルモノマー及びその他のビニルモノマーの各モノマー
の共重合量は、通常、全モノマー中、次のような割合と
するのが適当である。即ち、ハーフエステル基又は酸無
水基を有するビニルモノマーは、硬化性と貯蔵安定性の
観点から、5〜40重量%程度、好ましくは10〜30
重量%であるのが良い。また、その他のビニルモノマー
は、60〜95重量%程度、好ましくは70〜90重量
%であるのが適当である。また、その他のビニルモノマ
ーのうちスチレンの使用量は、硬化塗膜の耐候性の観点
から、20重量%程度までとするのが適当である。尚、
酸無水基を有するビニルモノマーを使用した場合は、重
合後に、ハーフエステル化することは、前記の通りであ
る。
2000〜10000の範囲内のアクリル系重合体であ
るのが好ましい。数平均分子量が2000より小さいと
硬化塗膜の耐候性が低下する傾向にあり、10000を
越えると重合体(B)及び反応性オルガノポリシロキサ
ン(C)との相溶性が低下する傾向にあるので、いずれ
も好ましくない。
テル系重合体である。
エステル系重合体の数平均分子量は、特に限定されない
が、通常、1500〜2000程度であるのが適当であ
る。
は、エチレングリコール、ブチレングリコール、1,6
−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタ
エリスリトール等の多価アルコールと、アジピン酸、テ
レフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、ヘキサヒド
ロ無水フタル酸等の多価カルボン酸との縮合反応によっ
て容易に得ることができる。例えば、多価カルボン酸の
カルボキシル基過剰の配合条件下で1段階の反応によ
り、カルボキシル基含有ポリエステル系重合体を得られ
るし、又逆に多価アルコールの水酸基過剰の配合条件下
でまず水酸基末端のポリエステル系重合体を合成した
後、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水コ
ハク酸等の酸無水基含有化合物を後付加させることによ
ってもカルボキシル基含有ポリエステル系重合体を得る
ことができる。
重合体は、重合体(B)及び反応性オルガノポリシロキ
サン(C)との相溶性の向上や、重合体(B)に含まれ
る加水分解性アルコキシシリル基との反応性の付与のた
めに、水酸基価0〜100mgKOH/g の範囲内で水酸基を
導入することも有効である。水酸基の導入は、カルボキ
シル基過剰の配合条件においては縮合反応を途中で停止
することによって行なうことができるし、逆に水酸基過
剰の配合条件では、水酸基末端のポリエステル重合体を
合成した後、後付加する酸無水基含有化合物を水酸基よ
り少なく配合することにより容易に行なうことができ
る。
物との付加反応により生成するハーフエステルである。
は、特に限定されないが、通常、400〜1000程度
の低分子量であり、エポキシ基と高い反応性を有してい
るので高固形分塗料組成物の形成に役立つ。
酸無水物とを、酸無水物の開環反応が起こり、実質上ポ
リエステル化反応が起こらないのに十分な条件下で反応
することにより得られる。そのような反応生成物は低分
子量でありかつ狭い分子量分布を有している。また、そ
れらは組成物中において低い揮発性有機物含有量を示
し、しかも得られた塗膜中において優れた特性を付与す
る。
酸無水物とを不活性雰囲気、例えば窒素雰囲気下に、溶
剤の存在下に行われる。好適な溶剤の例としては、例え
ば、メチルアミルケトン、ジイソブチルケトン、メチル
イソブチルケトン等のケトン類;トルエン、キシレン等
の芳香族炭化水素;又は他の有機溶剤、例えばジメチル
ホルムアミド及びN−メチルピロリドン等が挙げられ
る。
が好ましい。具体的には、通常70〜150℃程度が好
ましく、90〜120℃程度がより好ましい。150℃
を越える温度ではポリエステル化反応が起こり望ましく
ない。また、70℃より低い温度では十分な反応速度が
得られず好ましくない。
して変化するが、通常、10分〜24時間程度である。
物を単官能として計算して、約0.8:1〜1.2:1
の範囲内で所望のハーフエステルを最大限に得ることが
できる。
酸無水物は酸部分の炭素原子を除いて炭素原子数約2〜
30を有するものである。そのようなものの例としては
脂肪族、環状脂肪族、オレフィン系及び環状オレフィン
系酸無水物及び芳香族酸無水物が挙げられる。置換脂肪
族及び置換芳香酸無水物はその置換基が酸無水物の反応
性又は得られたハーフエステルの特性に悪影響を与えな
い限りにおいて、前記脂肪族及び芳香族酸無水物の中に
含まれる。置換基の例としては、クロル、アルキル基及
びアルコキシ基が挙げられる。酸無水物の例としてはコ
ハク酸無水物、メチルコハク酸無水物、ドデセニルコハ
ク酸無水物、オクタデセニルコハク酸無水物、フタル酸
無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒ
ドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、ア
ルキルヘキサヒドロフタル酸無水物(例えばメチルヘキ
サヒドロフタル酸無水物)、テトラフルオロフタル酸無
水物、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸無水物、ク
ロレンド酸無水物、イタコン酸無水物、シトラコン酸無
水物及びマレイン酸無水物が挙げられる。
を有するものである。好ましくはジオール類、トリオー
ル類及びそれらの混合物が挙げられる。そのようなもの
の例としては、炭素数2〜10を有するポリオールが挙
げられる。好適なものの例としては脂肪族ポリオール、
例えばエチレングリコール、1,2−プロパンジオー
ル、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、1,5−ペンタンジオール、グリセロール、1,
2,3−ブタントリオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、
ジプロピレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメ
タノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ト
リメチロールプロパン、2,2,4−トリメチルペンタ
ン−1,3−ジオール、ペンタエリスリトール及び1,
2,3,4−ブタンテトラオールが挙げられる。芳香族
ポリオール、例えばビスフェノールA及びビス(ヒドロ
キシメチル)キシレンを用いてもよい。
にエポキシ基、水酸基及び加水分解性アルコキシシリル
基を有するビニル系重合体である。
ルモノマー、水酸基を有するビニルモノマー、加水分解
性アルコキシシリル基を有するビニルモノマー及びその
他のビニルモノマーを、前記化合物(A−1)の場合と
同様の常法により共重合させることによって容易に得る
ことができる。
は、例えば、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を挙げることができる。加水分解
性アルコキシシリル基を有するビニルモノマーとして
は、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチル
ジメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル
メチルジエトキシシラン、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、γ−(メタ)アクリロイル
オキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリア
セトキシシラン、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、γ−(メタ)アクリロ
イルオキシプロピルメチルジエトキシシラン等を挙げる
ことができ、好適には低温硬化性及び貯蔵安定性の観点
から、加水分解性アルコキシシリル基がエトキシシリル
基であるビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジエ
トキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピ
ルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキ
シプロピルメチルジエトキシシラン等を挙げることがで
きる。水酸基を有するビニルモノマー及びその他のビニ
ルモノマーは、前記のものと同様である。
基を有するビニルモノマー、加水分解性アルコキシシリ
ル基を有するビニルモノマー及びその他のビニルモノマ
ーの各モノマーの共重合量は、通常、全モノマー中、次
のような割合とするのが適当である。即ち、エポキシ基
を有するビニルモノマーは、硬化性と貯蔵安定性の観点
から、5〜60重量%程度、好ましくは10〜40重量
%であるのが良い。水酸基を有するビニルモノマーは、
硬化性と貯蔵安定性の観点から、3〜50重量%程度、
好ましくは5〜30重量%であるのが良い。加水分解性
アルコキシシリル基を有するビニルモノマーは、硬化性
とコストの観点から、3〜40重量%程度、好ましくは
5〜20重量%であるのが良い。また、その他のビニル
モノマーは、10〜80重量%程度、好ましくは20〜
50重量%であるのが適当である。また、その他のビニ
ルモノマーのうちスチレンの使用量は、硬化塗膜の耐候
性の観点から、20重量%程度までとするのが適当であ
る。
り、得られる重合体(B)は、通常、エポキシ基含有量
が0.5〜5.0ミリモル/g、好ましくは0.8〜
2.5ミリモル/g、水酸基価が10〜200mgKOH/g
、好ましくは30〜120mgKOH/g 、加水分解性アル
コキシシリル基含有量が0.3〜5.0ミリモル/g、
好ましくは1.0〜3.0ミリモル/gのものとなる。
ミリモル/gよりも小さくなると、得られる組成物の硬
化性が低下して塗膜の耐酸性、耐擦り傷性が低下する傾
向にあり、又エポキシ基含有量が5.0ミリモル/gよ
りも大きくなると化合物(A)及び反応性オルガノポリ
シロキサン(C)との相溶性が低下して貯蔵安定性が損
なわれる傾向にあるので、いずれも好ましくない。
H/g よりも小さくなると、得られる組成物の硬化性が低
下して塗膜の耐酸性、耐擦り傷性が低下する傾向にあ
り、又水酸基価が200mgKOH/g よりも大きくなると塗
膜の耐水性が低下する傾向にあるので、いずれも好まし
くない。
ル基含有量が0.3ミリモル/gよりも小さくなると、
得られる組成物の硬化性が低下して塗膜の耐酸性、耐擦
り傷性が低下する傾向にあり、又加水分解性アルコキシ
シリル基含有量が5.0ミリモル/gよりも大きくなる
とコスト高となるので、いずれも好ましくない。
00〜10000の範囲内のアクリル系重合体であるの
が好ましい。数平均分子量が2000より小さいと硬化
塗膜の耐候性が低下する傾向にあり、10000を越え
ると化合物(A)及び反応性オルガノポリシロキサン
(C)との相溶性が低下する傾向にあるので、いずれも
好ましくない。
サン(C)は、ポリシロキサン鎖の側鎖、末端又はこれ
ら両者に反応性官能基及びオルガノ基を有する化合物で
ある。該反応性オルガノポリシロキサンは、塗膜に高度
な耐酸性と耐擦り傷性を付与するために用いられる成分
であり、化合物(A)及び重合体(B)と相溶性のある
ものであれば、特に制限されずに用いることができる。
は、線状、分岐状、網状、環状等のいずれの構造のもの
であっても良い。
は、アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、ブ
チル基、ヘキシル基等)、アルケニル基、アリール基、
アリル基、フェニル基等が挙げられる。なかでも、メチ
ル基、ビニル基、フェニル基等のオルガノ基を有するも
のが、コスト等の点から実用上有利である。
基、アルコキシシリル基、アルコール性水酸基、グリシ
ジル基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基、ア
ミド基、ビニル基、(メタ)アクリロキシ基等が挙げら
れる。なかでも、アルコキシシリル基、アルコール性水
酸基、グリシジル基が好ましい。
分及び(B)成分との相溶性のある範囲において適宜選
択可能であり一概には言えないが、通常数平均分子量で
100〜10000程度、好ましくは300〜5000
程度であるのが適当である。この範囲よりも分子量が大
きくなるにつれて前記相溶性が低下する傾向がある。
いていえば、2〜300個であることが好ましく、2〜
100個のものがより好ましく、3〜50個のものが特
に好ましい。
は、例えば、特開平5−43696号公報、特開平7−
70509号公報に開示されているものが挙げられる。
該(C)成分は、1種のみを単独で用いてもよく、2種
以上を併用してもよい。
は、カルボキシル基含有化合物(A)、1分子中にエポ
キシ基、水酸基及び加水分解性アルコキシシリル基を有
するビニル系重合体(B)、及び反応性オルガノポリシ
ロキサン(C)の各成分や溶剤に対して相溶性が無く、
しかも、安定に分散しうる内部架橋された粒子状重合体
である。(D)成分は、塗料を構成する(A)、(B)
及び(C)からなる混合物に対して、チキソトロピー性
を付与する目的で添加されるものである。
的流動特性を示すので、例えば基材を垂直にして塗装作
業を行う場合や、かかる塗装の後に行われる焼き付け時
における温度上昇に伴ってタレ、ハジキ等が生じたりす
る等の種々の塗膜欠陥が現れる。ところが、上記混合物
に、架橋重合体微粒子(D)を添加した場合には、静置
時における見かけ上の粘度は大きくなるものの、スプレ
ー時等のごとく、高剪断応力が加わるような場合には、
十分に粘度が小さくなって、タレを生じることなく、容
易にスプレー作業が出来るようになるし、しかも、基材
への塗着ののち、数秒ないしは数分間を経た時点で、す
でにチキソトロピー性を発現し、ハジキ等の塗膜欠陥が
生じなくなるというように、塗膜欠陥の予防効果が十分
に働くことになる。
は、水性エマルジョンないしは水性サスペンジョン重合
法又は非水分散型重合法によって得られる公知の分子内
架橋された微粒子状重合体が使用可能である。このう
ち、水性エマルジョンないしは水性サスペンジョン重合
法によって得られる分子内架橋構造を有する微粒子重合
体は、水の蒸発もしくは共沸又は重合体(粒子)の沈殿
もしくは凝集等の、物理的ないしは化学的手段によっ
て、固形物の形で以て分離せしめることも出来るし、あ
るいは、こうした物理的ないしは化学的手段を施すに際
して、目的とする架橋重合体微粒子の媒体を、直接、水
から他の樹脂や有機溶剤等に置き換えることも出来る。
(D)として、特開平3−66770号公報に開示され
ているような分子内に少なくとも2個のラジカル重合可
能な不飽和基を有する重合性モノマー及びその他のラジ
カル重合性不飽和モノマーを分子内にアリル基を含有す
る反応性乳化剤の存在下で乳化重合せしめて得られる架
橋重合体微粒子を好適に使用できる。この場合には、分
子内に少なくとも2個のラジカル重合可能な不飽和基を
有する重合性モノマーにより、重合体微粒子が内部架橋
されている。
開平1−95116号公報に開示されているようなアル
コキシシリル基含有ビニル単量体を必須単量体成分とし
て含有する重合体を分散安定剤樹脂として用い、該樹脂
存在下有機液体中でラジカル重合性不飽和単量体を重合
させて得られる該有機液体に不溶性の微粒子重合体の非
水分散液も好適に使用できる。この場合には、アルコキ
シシリル基含有ビニル単量体により、重合体微粒子が内
部架橋されているが、更にラジカル重合性不飽和単量体
として分子内に少なくとも2個のラジカル重合可能な不
飽和基を有する重合性モノマーを一部併用して、重合体
微粒子を更に内部架橋しても良い。
高く、トルエンや酢酸エチル等のような、ポリマー溶解
力の大きい溶剤中においても、実質的に、非膨潤性で、
かつ、非融着性であり、しかも、かかる溶解力の大きい
溶剤を含むバインダー樹脂溶液又は分散液に添加される
場合に、該溶液(分散液)の粘度を上げることなく、樹
脂含有率の高い、つまり、高固形分の溶液(分散液)の
収得を実現することができる。また、かかる架橋重合体
微粒子を配合した組成物は、乾燥後においては、該微粒
子とバインダー樹脂とが、共に硬化塗膜を形成する。
平均粒子径が0.01〜2μm程度、好ましくは0.0
5〜0.5μm程度であるのが適当である。平均粒子径
がこの範囲よりも小さくなるとタレ防止効果が低下する
傾向にあり、又この範囲より大きくなると仕上り外観が
低下する傾向にあるので、いずれも好ましくない。
ボキシル基含有化合物(A)、1分子中にエポキシ基、
水酸基及び加水分解性アルコキシシリル基を有するビニ
ル系重合体(B)、反応性オルガノポリシロキサン
(C)及び架橋重合体微粒子(D)の配合割合は、化合
物(A)と重合体(B)との配合割合が前者のカルボキ
シル基と後者のエポキシ基との当量比で1:0.5〜
0.5:1となる割合であり、反応性オルガノポリシロ
キサン(C)の配合割合が化合物(A)と重合体(B)
との合計量100重量部に対して3〜50重量部であ
り、架橋重合体微粒子(D)の配合割合が化合物(A)
と重合体(B)と反応性オルガノポリシロキサン(C)
との合計量100重量部に対して1〜20重量部となる
割合であるのが好ましい。この配合割合を外れると、硬
化性が低下して塗膜の耐酸性、耐擦り傷性が低下する傾
向にあるので、好ましくない。
重合体(B)との配合割合が前者のカルボキシル基と後
者のエポキシ基との当量比で1:0.6〜0.6:1と
なる割合であり、反応性オルガノポリシロキサン(C)
の配合割合が化合物(A)と重合体(B)との合計量1
00重量部に対して5〜30重量部であり、架橋微粒子
重合体(D)の配合割合が化合物(A)と重合体(B)
と反応性オルガノポリシロキサン(C)との合計量10
0重量部に対して1〜10重量部となる割合である。
て、硬化触媒を配合することができる。使用できる硬化
触媒としては、カルボキシル基とエポキシ基との架橋反
応に有効な触媒として、テトラエチルアンモニウムブロ
マイド、テトラブチルアンモニウムブロマイド、テトラ
エチルアンモニウムクロライド、テトラブチルフォスフ
ォニウムブロマイド、トリフェニルベンジルフォスフォ
ニウムクロライド等の4級塩触媒;トリエチルアミン、
トリブチルアミン等のアミン類等を挙げることができ
る。これらの内、4級塩触媒が好適である。さらに、該
4級塩に該4級塩とほぼ当量のモノブチルリン酸、ジブ
チルリン酸等のリン酸化合物を配合したものは、上記触
媒作用を損なうことなく塗料の貯蔵安定性を向上させ且
つ塗料の電気抵抗値の低下によるスプレー塗装適正の低
下を防ぐことができる点から、好ましい。
な触媒として、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジ
アセテート等の錫触媒;テトラブチルチタネート等のチ
タン系触媒;トリエチルアミン、トリブチルアミン等の
アミン類等を挙げることができる。
も使用可能であるし、併用してもよいが、硬化性、耐擦
り傷性の点から併用することが望ましい。
に応じて、配合溶剤や空気中に存在する水分による塗料
の劣化を抑制するために、オルト酢酸トリメチル等のい
わゆる脱水剤の使用も可能である。
て、着色顔料、体質顔料、防錆顔料等の公知一般の顔料
を配合できる。
ッド等のキナクリドン系、ピグメントレッド等のアゾ
系、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、
ペリレンレッド等のフタロシアニン系等の有機顔料、酸
化チタン、カーボンブラック等の無機顔料、アルミニウ
ムフレーク、ニッケルフレーク、銅フレーク、真鍮フレ
ーク、クロムフレーク、パールマイカ、着色パールマイ
カ等のメタリック系顔料等を挙げることができる。
応じて、例えばポリエステル樹脂、アルキド樹脂、シリ
コン樹脂、フッ素樹脂等の各種樹脂を添加することも可
能である。また、例えばメラミン樹脂、ブロックイソシ
アネート等の架橋剤を少量併用することも可能である。
更にまた、必要に応じて、紫外線吸収剤、酸化防止剤、
表面調整剤、消泡剤等の一般的な塗料用添加剤を配合す
ることも可能である。
剤型の塗料組成物として使用される。溶剤としては、各
種の塗料用有機溶剤、例えば、芳香族又は脂肪族炭化水
素系溶剤;アルコール系溶剤;エステル系溶剤;ケトン
系溶剤;エーテル系溶剤等が使用できる。使用する有機
溶剤は、配合する重合体の調製時に用いたものをそのま
ま用いても良いし、更に適宜加えても良い。該組成物の
固形分濃度としては、高固形分とすることができ、通
常、40〜80重量%程度、好ましくは50〜75重量
%程度である。
各種の被塗物素材に塗装され、通常、約100〜180
℃の温度で、10〜60分間程度の加熱条件により、十
分に硬化し、耐酸性と耐擦り傷性に優れた塗膜を形成す
る。
色ベースコート及びクリヤートップコートを順次形成さ
せてなる上塗り塗膜形成方法において、該着色ベースコ
ート及び/又はクリヤートップコートを形成する塗料と
して、前記本発明硬化性塗料組成物を使用するものであ
る。
は、具体的には、化成処理した鋼板にプライマーを電着
塗装し、必要に応じて中塗り塗料を塗装した素材、各種
プラスチック素材(必要に応じて表面処理、プライマー
塗装、中塗り塗装等を行ったもの)、これらのものが組
み合わさった複合部材等が挙げられる。
着色ベースコートを形成する塗料及びクリヤートップコ
ートを形成する塗料のいずれか一方又は両者として、前
記本発明硬化性塗料組成物を使用する。
性及び耐擦り傷性に優れた塗膜を形成できるので、これ
をクリヤートップコートを形成する塗料として用いるこ
とが好ましい。
トップコート用塗料組成物としてそのまま使用すること
ができる。また、該クリヤートップコート用塗料組成物
には、着色ベースコートが完全に隠蔽しなくなる程度ま
で、着色顔料を配合することができる。
成物は、このものに前記した有機顔料、無機顔料、メタ
リック系顔料等の着色顔料を適宜配合することによって
着色ベースコート用塗料組成物として使用することがで
きる。
等の上塗り塗膜の形成方法として適している。該形成方
法としては、自動車工業分野で公知の塗装系、例えば着
色ベースコート/クリヤートップコートを2コート1ベ
ーク方式又は2コート2ベーク方式等で形成する方法;
着色ベースコート/クリヤートップコート/クリヤート
ップコートを3コート1ベーク方式又は3コート2ベー
ク方式等で形成する方法等が適用できる。
しいのは、素材に着色ベースコートを形成する塗料を塗
装した後、硬化させることなく、該塗装面にクリヤート
ップコートを形成する塗料を塗装し、次いで両塗膜を加
熱硬化させてなる2コート1ベーク方式である。
クリヤートップコート用塗料組成物を用いた2コート1
ベーク方式による塗装方法について説明する。
記素材の上に、まず着色ベースコート用塗料組成物をス
プレー塗装等の常法で塗装する。
前記本発明硬化性塗料組成物に着色顔料を配合したもの
を使用しても良いし、従来から上塗り塗膜形成方法で使
用されている、それ自体公知の着色ベースコート用塗料
組成物を使用しても良い。
成物としては、例えば、アクリル樹脂/アミノ樹脂(メ
ラミン樹脂等、以下同じ)系、アルキド樹脂/アミノ樹
脂系、ポリエステル樹脂/アミノ樹脂系、アクリル樹脂
/ポリイソシアネート系、アルキド樹脂/ポリイソシア
ネート系、ポリエステル樹脂/ポリイソシアネート系等
を硬化性樹脂成分とし、このものに前記着色顔料を配合
してなる塗料組成物が挙げられる。これらの公知の着色
ベースコート用塗料組成物の形態は、特に制限されず、
有機溶剤型、非水分散液型、水溶液型、水分散液型、高
固形分型等の任意の形態のものが使用できる。
機としては、通常のエアースプレーガン、エアレススプ
レーガン、エアースプレー方式静電塗装機、エアレスス
プレー方式静電塗装機、回転霧化式静電塗装機等を用い
ることができる。
10〜30μm(硬化後)の範囲が好ましい。着色ベー
スコート用塗料組成物を塗装した後、数分間室温に放置
するか、約50〜80℃の範囲の温度で数分間強制乾燥
するかした後、本発明硬化性塗料組成物であるクリヤー
トップコート用塗料組成物を塗装する。
方法及び塗装機は、着色ベースコート用塗料組成物の場
合と同様である。
は約20〜80μm(硬化後)の範囲が好ましい。
リヤートップコート塗装塗膜の両者を、加熱により同時
に硬化させる。この場合の加熱条件は、約100〜18
0℃の温度で、10〜60分間程度である。
ースコートを形成する塗料が水性塗料であるか、又はス
プレー塗装時の固形分濃度が30〜50容量%程度(通
常35〜65重量%程度に相当)の有機溶剤型塗料であ
り、クリヤートップコートを形成する塗料がスプレー塗
装時の固形分濃度が35〜60容量%程度(通常45〜
75重量%程度に相当)の有機溶剤型塗料であるのが好
ましい。
物品は、耐酸性と耐擦り傷性に優れた塗膜を有してお
り、特に自動車外板等に好適である。
本発明をより具体的に説明する。尚、各例における部及
び%は、いずれも重量基準である。
との付加反応により生成するハーフエステル(a−1)
の製造 撹拌機、温度計、冷却管を装備した5リットルのガラス
製フラスコに、3−メチル−1,5−ペンタンジオール
236部、トリメチロールプロパン134部、ヘキサヒ
ドロ無水フタル酸1078部及びキシレン780部を仕
込み、窒素雰囲気下で120℃に昇温し、反応させた。
反応混合物をこの温度に4時間保った後に冷却し、固形
分65%、ガードナー粘度(25℃)R、酸価271mg
KOH/gのハーフエステル(a−1)の溶液を得た。
ル系重合体(a−2)の製造 撹拌機、温度計、冷却管を装備した5リットルのガラス
製フラスコに、キシレン553部及び3−メトキシブチ
ルアセテート276部を仕込み、電熱マントルで125
℃まで加熱し、その温度にて、下記モノマー組成の混合
物を均等に4時間かけて滴下した。尚、p-tert−ブチル
パーオキシ−2−エチルヘキサノエートは重合開始剤で
ある。
ルアセテート277部及びp-tert−ブチルパーオキシ−
2−エチルヘキサノエート14.4部の混合物を2時間
かけて滴下して、その後2時間熟成して、最終重合率9
8%のアクリル系重合体(a−2)の溶液を得た。
%、ガードナー粘度(25℃)Mであった。この重合体
の数平均分子量は3500であった。また、この重合体
の酸価は86mgKOH/g であった。
解性アルコキシシリル基を有するビニル系重合体(b−
1)の製造 撹拌機、温度計、冷却管を装備した5リットルのガラス
製フラスコに、キシレン410部及びn−ブタノール7
7部を仕込み、電熱マントルで125℃まで加熱し、そ
の温度にて、下記モノマー組成の混合物を均等に4時間
かけて滴下した。尚、アゾビスイソブチロニトリルは重
合開始剤である。
n−ブタノール40部及びアゾビスイソブチロニトリル
14.4部の混合物を2時間かけて滴下して、その後2
時間熟成して、最終重合率100%のアクリル系重合体
(b−1)の溶液を得た。
%、ガードナー粘度(25℃)Vであった。この重合体
の数平均分子量は2000であった。また、この重合体
のエポキシ基含有量は2.12ミリモル/g、水酸基価
は78mgKOH/g 、エトキシシリル基含有量は1.55ミ
リモル/gであった。
するビニル系重合体(b−2)の製造 製造例3において、モノマー組成のみ下記の様に変更し
た以外は、製造例3と同様にして、最終重合率100%
のアクリル系重合体(b−2)の溶液を得た。 グリシジルメタクリレート 432部(30%) アクリル酸4−ヒドロキシn−ブチル 288部(20%) n−ブチルアクリレート 432部(30%) スチレン 288部(20%) 得られた重合体液のポリマー固形分は70%、ガードナ
ー粘度(25℃)Uであった。この重合体の数平均分子
量は2000であった。また、この重合体のエポキシ基
含有量は2.12ミリモル/g、水酸基価は78mgKOH/
g 、アルコキシシリル基含有量は0ミリモル/gであっ
た。
系重合体(b−3)の製造 製造例3において、モノマー組成のみ下記の様に変更し
た以外は、製造例3と同様にして、最終重合率100%
のアクリル系重合体(b−3)の溶液を得た。 グリシジルメタクリレート 432部(30%) n−ブチルアクリレート 720部(50%) スチレン 288部(20%) 得られた重合体液のポリマー固形分は70%、ガードナ
ー粘度(25℃)Sであった。この重合体の数平均分子
量は2000であった。また、この重合体のエポキシ基
含有量は2.12ミリモル/g、水酸基価は0mgKOH/g
、アルコキシシリル基含有量は0ミリモル/gであっ
た。
製造 撹拌装置、温度計、冷却管及び加熱マントルを備えた1
リットルフラスコに、脱イオン水3547.5部及び5
0%「ラテムルS−120A」(花王(株)製、商品
名、スルホコハク酸系アリル基含有アニオン性反応性乳
化剤)20部を仕込み、撹拌しながら90℃まで昇温し
た。これに、水溶性アゾアミド重合開始剤である「VA
−086」(和光純薬工業(株)製、商品名、2,2´
−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチ
ル)−プロピオンアミド])12.5部を脱イオン水5
00部に溶解した水溶液の20%を加えた。15分後に
スチレン150部、メチルメタクリレート550部、n
−ブチルアクリレート150部、2−ヒドロキシエチル
アクリレート50部及び1,6−ヘキサンジオールジア
クリレート100部からなるモノマー混合物の5%を加
えた。ついで、さらに30分間撹拌した後、残りのモノ
マー混合物及び重合開始剤の滴下を開始した。モノマー
混合物の滴下は3時間で、重合開始剤の滴下は3.5時
間かけてそれぞれ行ない、その間重合温度は90℃に保
った。重合開始剤水溶液の滴下終了後も30分間加熱し
て90℃に保った後室温に冷却し、濾布を用いて取り出
し、固形分20%の水性架橋重合体微粒子水分散液を得
た。
℃の電気熱風式乾燥機中で乾燥させ、固形樹脂として取
り出した。しかる後、60℃に加熱したキシレン/n−
ブチルアルコール=50/50(重量比)の混合溶剤中
に分散させて固形分濃度15%の架橋重合体微粒子(d
−1)分散液を得た。
℃)A2、重合体微粒子の平均粒子径は70nm(コー
ルター社製、「ナノサイザーN−4」で測定)であっ
た。
製造 (1)分散安定剤樹脂の製造 キシレン100部を120℃に加熱し、下記のモノマー
及び重合開始剤を3時間で滴下し、滴下後2時間熟成を
行なった。
揮発分50%、ガードナー粘度(25℃)B、該樹脂の
重量平均分子量約10000であった。
造 ヘプタン 100部 上記の分散安定剤樹脂ワニス 83部 をフラスコに仕込み、加熱還流させ、下記のモノマー及
び重合開始剤を3時間かけて滴下し、さらに2時間熟成
して固形分濃度50%の架橋重合体微粒子(d−2)分
散液を得た。
合体微粒子の平均粒子径は300nm(コールター社
製、「ナノサイザーN−4」で測定)であった。
塗料組成物(Y−1)の製造 下記の各成分の混合物を、トルエン30部、イソブチル
アルコール20部、セロソルブアセテート30部及び
「スワゾール1000」(コスモ石油(株)製、商品
名、炭化水素系溶剤)20部からなる混合溶剤で粘度1
6秒(フォードカップ#4/20℃)に調整して、有機
溶剤型塗料組成物(Y−1)を得た。このものの塗装時
の固形分濃度は35容量%であった。
ト45部、グリシジルメタクリレート35部及び2−ヒ
ドロキシエチルアクリレート20部を、キシレン中で重
合せしめてなる、数平均分子量5000、樹脂固形分7
0%のアクリル樹脂。
リメチロールプロパン1モルにヘキサヒドロ無水フタル
酸2モルを、キシレン中でハーフエステル化反応せしめ
てなる、分子量446、酸価252mgKOH/g、水酸基価
126mgKOH/g、固形分70%の化合物。
サイテック社製、商品名、樹脂固形分80%のメラミン
樹脂。
ミニウム社製、商品名「アルペースト1830YL」、
アルミニウムフレークペースト、メタリック顔料。
成物(M−1)の製造 (1) アクリル樹脂水分散液(W−1)の調製 反応容器内に、脱イオン水140部、30%「Newcol 7
07SF」(日本乳化剤(株)製、商品名、界面活性剤)
2.5部及び下記の単量体混合物(1)1部を加え、窒
素気流中で撹拌混合し、60℃で3%過硫酸アンモニウ
ム4部及び脱イオン水42部からなる単量体乳化物を4
時間かけて定量ポンプを用いて反応容器に加えた。添加
終了後1時間熟成を行なった。
3%過硫酸アンモニウム4部を同時に1.5時間かけて
反応容器に並列滴下した。添加終了後1時間熟成し、3
0℃で200メッシュのナイロンクロスで濾過した。こ
のものにさらに脱イオン水を加えジメチルアミノエタノ
ールでpH7.5に調整し、平均粒子径0.1μm、T
g(ガラス転移温度)46℃、不揮発分20%のアクリ
ル樹脂水分散液W−1を得た。
コール15部を加えて窒素気流中で115℃に加温し
た。115℃に達してから、n−ブチルアクリレート2
6部、メチルメタクリレート47部、スチレン10部、
2−ヒドロキシエチルメタクリレート10部、アクリル
酸6部及びアゾビスイソブチロニトリル1部の混合物を
3時間かけて加えた。添加終了後115℃で30分間熟
成し、アゾビスイソブチロニトリル1部とブチルセロソ
ルブ115部の混合物を1時間にわたって加え、30分
間熟成後50℃で200メッシュのナイロンクロスで濾
過した。得られた反応生成物の酸価は48、粘度Z4
(ガードナー泡粘度計)、不揮発分55%、Tg45℃
であった。このものをジメチルアミノエタノールで当量
中和し、さらに脱イオン水を加えることによって、不揮
発分50%のアクリル樹脂水溶液(W−2)を得た。
学工業社製、商品名、増粘剤)を添加して、B型粘度計
(ローター回転数6rpm)で3000cpsになるよ
うに粘度を調整して不揮発分約19%のメタリック水性
塗料(M−1)を得た。
後、テトラブチルアンモニウムブロマイドとモノブチル
リン酸の当量配合物2部、「チヌビン900」(商品
名、チバガイギー社製、紫外線吸収剤)1部及び「BY
K−300」(商品名、ビッグケミー社製、表面調整
剤)0.1部を加えて「スワゾール1000」(コスモ
石油(株)製、商品名、炭化水素系溶剤)で希釈し、粘
度25秒(フォードカップ#4/20℃)に調整して、
本発明塗料組成物及び比較の塗料組成物を調製した。塗
装時の不揮発分を測定した結果を表1に併記した。
記の方法で試験した。
0」で粘度30秒(フォードカップ#4/20℃)に希
釈し、その300gをビーカーに入れ、アルミ箔で軽く
蓋をした後、40℃で2週間貯蔵した後の粘度(フォー
ドカップ#4/20℃)を測定して増粘の程度を調べ
た。評価基準は次の通りである。
Bが粘度70秒以内で貯蔵安定性がやや劣る、Cが粘度
70秒以上で貯蔵安定性が劣る、を夫々示す。
シロキサン(C)は、次のものである。
(株)製、グリシジル基及びメトキシシリル基含有オル
ガノポリシロキサン、分子量740で下記式で表され
る。
ー(株)製、メトキシシリル基及びアルコール性水酸基
含有オルガノポリシロキサン、分子量1017で下記式
で表される。
体(B)との配合割合は、前者のカルボキシル基と後者
のエポキシ基との当量比で言うと、前者:後者が実施例
1では1:0.88、実施例2では1:1.11、実施
例3では1:0.88、実施例4では1:0.88、比
較例1では1:0.88、比較例2では1:0.88、
比較例3では1:0.88、比較例4では1:0.88
である。また、反応性オルガノポリシロキサン(C)の
配合割合は、化合物(A)と重合体(B)との合計量1
00部に対して実施例1では11.1部、実施例2では
11.1部、実施例3では11.1部、実施例4では1
1.1部、比較例1では11.1部、比較例2では1
1.1部、比較例3では0部、比較例4では11.1部
である。また、架橋重合体微粒子(D)の配合割合は化
合物(A)と重合体(B)と反応性オルガノポリシロキ
サン(C)との合計量100部に対して実施例1では3
部、実施例2では3部、実施例3では3部、実施例4で
は3部、比較例1では3部、比較例2では3部、比較例
3では3部、比較例4では0部である。
をクリヤートップコート用塗料組成物として用いて、2
コート1ベークによる上塗り塗膜を、次のようにして形
成した。
mのダル鋼板上にエポキシ系カチオン電着塗料を乾燥膜
厚約20μmとなるように電着塗装し、170℃で20
分間焼き付けた後、#400のサンドペーパーで研ぎ、
石油ベンジンで拭いて脱脂し、次いで自動車用中塗りサ
ーフェーサーを乾燥膜厚約25μmになるようにエアー
スプレー塗装し、140℃で30分間焼き付けた後、#
400のサンドペーパーで水研ぎし、水切り乾燥し、次
いで石油ベンジンで拭いて脱脂し試験用の素材とした。
で得た着色(メタリック)ベースコート用塗料を硬化膜
厚で20μmになるように塗装し、塗料(Y−1)の場
合は室温で5分間放置後、塗料(M−1)の場合は80
℃で10分間強制乾燥後、その塗面に上記クリヤートッ
プコート用塗料組成物を硬化膜厚で40μmになるよう
に塗装し、140℃で30分間加熱し、両塗膜を硬化せ
しめて、上塗り塗膜を形成した。
なった。
場合におけるワキの生じない限界膜厚(μm)で示し
た。
場合におけるタレの生じない限界膜厚(μm)で示し
た。
記のようにして、行なった。
さ等)を目視で評価した。評価基準は、次の通りであ
る。
ク感が劣る、Cがメタリック感が著しく劣る、を夫々示
す。
2浸漬し、50℃で5時間放置した後、水洗し、塗面を
観察した。評価基準は、次の通りである。
いが、浸漬部と非浸漬部の境界にわずかに段差が認めら
れる、Cが塗面が白化した、を夫々示す。
けた自動車を洗車機で15回洗車した後の該塗板の塗面
状態を観察した。洗車機は、ヤスイ産業社製「PO 2
0FWRC」を用いた。評価基準は、次の通りである。
が少し擦り傷が見られるが、その程度はごく軽微であ
る、Cが目視観察で擦り傷が目立つ、を夫々示す。
心先端半径1/2インチ、落鐘重量500gで試験し
た。塗面に割れ目の入らない最高高さ(5cm刻み)で
評価した。
後、水洗して塗面を観察した。評価基準は、次の通りで
ある。
ケした、Cが塗面が白化した、を夫々示す。
分間焼付後、その上に同じ上塗り塗料(ベースコート/
クリアーコート)を同様に塗装し、120℃で30分間
焼付後、1mm間隔でクロスカット100個を入れ、セ
ロテープで剥離した時の1回目と2回目の塗膜間での付
着性を調べた。評価基準は、次の通りである。
に剥離が認められる、Cが著しい剥離が認められる、を
夫々示す。
優れた塗膜を形成でき、且つ低温硬化性、貯蔵安定性及
びリコート付着性にも優れた新規な加熱硬化性高固形分
塗料組成物及びそれを用いる上塗り塗膜形成方法が提供
されるという顕著な効果が奏される。
Claims (13)
- 【請求項1】(A)カルボキシル基含有化合物、 (B)1分子中にエポキシ基、水酸基及び加水分解性ア
ルコキシシリル基を有するビニル系重合体である、エポ
キシ基含有量0.5〜5.0ミリモル/g、水酸基価1
0〜200mgKOH/g 、加水分解性アルコキシシリル基含
有量0.3〜5.0ミリモル/gのアクリル系重合体、 (C)反応性オルガノポリシロキサン、並びに (D)架橋重合体微粒子、 を含有することを特徴とする加熱硬化性高固形分塗料組
成物。 - 【請求項2】有機溶剤型であって、固形分濃度が、40
〜80重量%程度である請求項1記載の組成物。 - 【請求項3】化合物(A)が、酸価50〜500mgKOH/
g のものである請求項1記載の組成物。 - 【請求項4】化合物(A)が、1分子中に酸無水基をハ
ーフエステル化してなる基を有するビニル系重合体及び
/又はポリオールと1,2−酸無水物との付加反応によ
り生成するハーフエステルである請求項1記載の組成
物。 - 【請求項5】重合体(B)の加水分解性アルコキシシリ
ル基がエトキシシリル基である請求項1記載の組成物。 - 【請求項6】 反応性オルガノポリシロキサン(C)の反
応性官能基がアルコキシシリル基、アルコール性水酸基
及びグリシジル基から選ばれる1種又は2種以上である
請求項1記載の組成物。 - 【請求項7】 架橋重合体微粒子(D)が、分子内に少な
くとも2個のラジカル重合可能な不飽和基を有する重合
性モノマー及びその他のラジカル重合性不飽和モノマー
を分子内にアリル基を含有する反応性乳化剤の存在下で
乳化重合せしめて得られる架橋重合体微粒子、及び/又
はアルコキシシリル基含有ビニル単量体を必須単量体成
分として含有する重合体を分散安定剤樹脂として用い、
該樹脂存在下有機液体中でラジカル重合性不飽和単量体
を重合させて得られる架橋重合体微粒子である請求項1
記載の組成物。 - 【請求項8】 化合物(A)と重合体(B)との配合割合
が前者のカルボキシル基と後者のエポキシ基との当量比
で1:0.5〜0.5:1となる割合であり、反応性オ
ルガノポリシロキサン(C)の配合割合が化合物(A)
と重合体(B)との合計量100重量部に対して3〜5
0重量部であり、架橋重合体微粒子(D)の配合割合が
化合物(A)と重合体(B)と反応性オルガノポリシロ
キサン(C)との合計量100重量部に対して1〜20
重量部である請求項1記載の組成物。 - 【請求項9】 素材に着色ベースコート及びクリヤートッ
プコートを順次形成させてなる上塗り塗膜形成方法にお
いて、該着色ベースコート及び/又はクリヤートップコ
ートを形成する塗料が、前記請求項1に記載の塗料組成
物であることを特徴とする上塗り塗膜形成方法。 - 【請求項10】 上塗り塗膜形成方法が、素材に着色ベー
スコートを形成する塗料を塗装した後、硬化させること
なく、該塗装面にクリヤートップコートを形成する塗料
を塗装し、次いで両塗膜を加熱硬化させてなる2コート
1ベーク方式である請求項9記載の上塗り塗膜形成方
法。 - 【請求項11】 クリヤートップコートを形成する塗料
が、前記請求項1に記載の塗料組成物を樹脂成分とする
ものである請求項9又は10に記載の上塗り塗膜形成方
法。 - 【請求項12】 着色ベースコートを形成する塗料が水性
塗料であるか、又はスプレー塗装時の固形分濃度が30
〜50容量%の有機溶剤型塗料であり、クリヤートップ
コートを形成する塗料がスプレー塗装時の固形分濃度が
35〜60容量%の有機溶剤型塗料である請求項9又は
10に記載の上塗り塗膜形成方法。 - 【請求項13】請求項9乃至12 のいずれかに記載の方
法により塗装された物品。
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