JP3999876B2

JP3999876B2 - 硬化性樹脂組成物

Info

Publication number: JP3999876B2
Application number: JP13459598A
Authority: JP
Inventors: 憲明斉藤; 一郎安川; 由雄日高
Original assignee: Shinto Paint Co Ltd
Current assignee: Shinto Paint Co Ltd
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2018-04-27
Also published as: JPH11310723A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた耐候性を持ち、塗料・接着剤・シーリング剤として、特に上塗り塗料用として有用な製品を創り出すことができる硬化性樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、加水分解性シリル基を有する硬化性樹脂（例えば、アクリルシリコン樹脂）は、その分子構造に由来する耐候性が良いこと等から塗料用の樹脂として、特に室温硬化型上塗り塗料用樹脂として広く使用されている。
こうした室温硬化型アクリルシリコン塗料の場合には、まず、空気中の水分で加水分解性シリル基の加水分解を起こし、これに引き続いてシロキサン結合を生成する反応で硬化する。
これに対し、本発明者らは、先に、加水分解性シリル基を有する樹脂中にアセトアセチル基を導入し、アミンと反応させることにより生成する水分により、シロキサン結合を生成さす硬化機構を提案した。（特開平９−１１８８３１号）こうした硬化機構を導入することにより、湿気、温度等の外部環境に左右されずに、安定的に硬化できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、加水分解性シリル基とアセトアセチル基を有する硬化性樹脂を、塗料化した場合、顔料の種類によっては、増粘、ゲル化等を起こし、貯蔵安定性に問題があることがわかった。これは、アセトアセチル基が、酸性物質であることと、顔料分散時にその表面処理剤が一部遊離して触媒として働き、貯蔵時にシリル基の重合が起こるものと考えられる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記の問題点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、加水分解性シリル基と、アセトアセチル基を共存させなければ良いことがわかった。特に、アセトアセチル基を用いる場合には、硬化剤側に配合することにより、解決することができることを見出した。すなわち、本発明は、（Ａ）加水分解性シリル基を有する重合性単量体１〜４０モル％と、その他のアセトアセチル基を有しない重合性単量体６０〜９９モル％からなるビニル系（共）重合体である硬化性樹脂、（Ｂ）互いに反応により水分を発生する二種以上の化合物、（Ｃ）溶剤からなる硬化性樹脂組成物に関するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の加水分解性シリル基とは、一般式（ＩＩ）
【０００６】
【化１】

【０００７】
（Ｒ₂は炭素数１〜２０の炭化水素基、Ｘはハロゲン、炭素数１〜２０のアルコキシ基、アシロキシ基、フェノキシ基、チオアルコキシ基、またはチオフェノキシ基、ｎは０〜２までの整数を示す。）
で示される。また、加水分解性シリル基を有する硬化性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂等のビニル系（共）重合体、ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂等が使用できる。
このような加水分解性シリル基を有する硬化性樹脂を合成するには、いくつかの方法が可能である。例えば、ビニル系（共）重合体の場合には、▲１▼加水分解性シリル基を有する重合性単量体（ａ）とその他の重合性単量体（ｂ）とを共重合する方法、▲２▼アクリル系重合体に加水分解性シリル基を持つ重合性単量体をグラフト重合する方法、▲３▼官能基を有するアクリル系重合体に、その官能基と反応可能な基を含有し、かつ加水分解性シリル基を有する化合物を反応させる方法（例えば、炭素−炭素二重結合を有する重合体に白金系触媒下、水素化珪素化合物を反応させる方法、またはアミノ基有する重合体にグリシドキシプロピルトリメトキシシランを反応させる）等がある。これらの中で、反応の容易さ、コスト面等から、▲１▼の方法が最も好ましい。
【０００８】
本発明の加水分解性シリル基を有する重合性単量体（ａ）を、具体的に例示すると、ビニルトリメトキシシラン、ビニルブチルトリメトキシシラン、ビニルオクチルトリメトキシシラン、γ−ビニロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルウンデカン酸ビニル、スチリルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシラン、γ−アクリロキシプロピルメチルジメトキシラン、γ−アクリロキシプロピルトリエトキシラン、γ−アクリロキシプロピルメチルジエトキシラン、γ−メタクリロキシエトキシプロピルトリメトキシラン等が挙げられる。
単量体（ａ）は本発明の硬化性樹脂の耐久性を決定する大きな要素であり、経済性が許す限り多くすることが望ましい。しかし塗料の様な用途においては、過度の架橋構造は、塗膜の柔軟性を保つ必要性から、実質的には上限が存在する。このような観点から単量体（ａ）の共重合量は、１〜４０モル％が好適である。さらに好ましくは、１〜２０モル％である。共重合量が少なすぎると、充分な耐久性・耐候性が得られない。また、共重合量が多すぎると、硬化性樹脂の架橋密度が高すぎて、汎用的な硬化性樹脂とならない。
【０００９】
その他の重合性単量体（ｂ）については、特に限定はなく一般的にメタクリル酸エステル類、アクリル酸エステル類、ビニルエステル類、各種ビニル化合物等が使用でき、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル等のアクリル酸、メタクリル酸エステル；アクリルアミド、メタクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド等のアミド基を含む単量体、ジエチルアミノエチルアクリレート、アミノエチルビニルエーテル等のアミノ基を含む単量体、アクリル酸、メタクリル酸等のアクリル酸類、その他アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどが挙げられる。
このような単量体（ｂ）の共重合量は、６０〜９９モル％が好適である。共重合量が少ないと硬化性樹脂の架橋構造が密になりすぎ、汎用的な硬化性樹脂とならないので好ましくなく、また多すぎると、充分な耐久性・耐候性が得られないので好ましくない。
【００１０】
本発明の硬化性樹脂の合成は、例えば通常の溶液重合法で行うことができる。すなわち、単量体（ａ）、単量体（ｂ）、重合開始剤、溶媒を加えて、約５０〜１６０℃で反応させる。分子量の調整を目的に、ドデシルメルカプタン等の連鎖移動剤を加えることもできる。
溶剤としては、特に限定はしないが、脂肪族または芳香族炭化水素類、アルコール類、エーテル類、エステル類、アルコールエーテル類等が用いられる。
【００１１】
本発明の（Ｂ）成分の反応により水分を発生する化合物とは、イミン反応（アルデヒド類またはケトン類とアミンの反応）、エナミン反応、エステル化反応、その他の脱水反応により水分を発生する二種以上の化合物の組み合わせである。その中でも、反応性の面から（特に低温での反応性の面から）、エナミン反応により水分を発生する二種以上の化合物の組み合わせが好ましい。
具体的に例示すると、一般式（Ｉ）
【００１２】
【化２】

【００１３】
（Ｒ₁は、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を示す。）
で表される構造を有する化合物と一級アミノ基を少なくとも一個有する化合物との組み合わせが最も好ましい。
【００１４】
一般式（Ｉ）で表される構造を有する化合物を例示すると、アセチルアセトン、３−メチル−２、４−ペンタンジオン、３−エチル−２、４−ペンタンジオン等のジケトン類；アセト酢酸、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸プロピル、アセト酢酸ブチル、エチル−６−メチル−２−オキソブチレート、エチルエトキシアセテート、エチル−２−エチルアセトアセテート等のアセト酢酸類；アセト酢酸アニリド、アセト酢酸トルイジド等のアセト酢酸アミド類；アセトアセトキシエチルメタクリレート、アセトアセトキシエチルアクリレート、アセトアセトキシプロピルメタクリレート、アセトアセトキシプロピルアクリレート、アリルアセトアセテート等の、重合性モノマー類等が挙げられる。これらの重合性モノマー類の場合には、その重合体、または他の重合性モノマーとの共重合体でも良い。
【００１５】
また、一級アミノ基を少なくとも一個有する化合物を例示すると、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジブチルアミノプロピルアミン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノエチルアミノプロピルトリエトキシシラン、アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン等のモノアミン類；エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ヘキサメチレンジアミン、キシリレンジアミン、ビス（アミノシクロヘキシル）メタン、２、２−ビス（アミノシクロヘキシル）プロパン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等のジアミン類；ヒドラジン、アセトヒドラジド、安息香酸ヒドラジド、サリチル酸ヒドラジド、カルボジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド等のヒドラジド類；一級アミノ基を含む重合体等が使用できる。
一級アミノ基を含む重合体としては、二価脂肪酸と二価アミンとから得られるポリアミド樹脂、各種エポキシ樹脂に多価アミンを付加させた樹脂等がある。また、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂の側鎖に一級アミノ基を導入して使用することもできる。
これらの一級アミノ基を少なくとも一個含む化合物は、一般式（Ｉ）で表される基に対し、アミノ基が０．５〜５モル程度で用いることが好ましい。
【００１６】
本発明の（Ｃ）成分の溶剤としては、硬化性樹脂合成の際に用いる溶剤だけでも良いし、必要に応じて、公知の溶剤を使用することもできる。具体的には、脂肪族または芳香族炭化水素類、アルコール類、エーテル類、エステル類、アルコールエーテル類等が用いられる。
【００１７】
本発明の硬化性樹脂組成物を用いるに際して、各種の公知の添加剤、例えば脱水剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、流動性調整剤、顔料、分散材、界面活性剤および触媒を添加することができる。
【００１８】
【実施例】
＜合成例１、２および比較合成例１＞
攪拌装置、温度計、還流冷却管および窒素導入管を備えた反応器に、表１記載の溶剤を仕込み、窒素雰囲気下で１１７℃に昇温して、表１記載の混合物を全還流下３時間かけて滴下した。この間、温度は１２４℃まで上昇した。滴下終了後、同温度で１時間保持し、ｔｅｒｔ−ブチルパー２−エチルヘキサノエート０．６部を添加し、さらに２時間保持した。
得られた樹脂の樹脂特性を表１に示す。
【００１９】
【表１】

【００２０】
＜塗料作成例＞
表２に示した種類、量（重量部）の樹脂に、酸化チタンＣＲ−９７（石原産業（株）製）２７．０部、オルト酢酸トリメチル１．８部、キシレン６．３部を加へ混合し、ビーズ４７．４部を添加し、クイックミルを用いて、粒ゲージで分散度が１０μｍ以下になるまで分散し、ミルベースを作成した。
さらに、表２に示した種類、量（重量部）のレッドダウン用の樹脂及びアミン化合物、キシレン７．７部、ディスパロンＯＸ−７７（楠本化成（株）製）０．１部を添加混合し、塗料を作成した。この時の粘度と比重を表２に示す。
【００２１】
【表２】

【００２２】
＜塗料の貯蔵安定性＞
塗料を５０℃で貯蔵し、安定性をチェックした。その結果を表３に示す。
【００２３】
【表３】

【００２４】
＜塗膜性能評価＞
ＮＹポリンＫ中塗り（神東塗料（株）製）を平均膜厚２５μｍでスプレー塗装した試験板を、室温で４日間乾燥した。さらに、表４に示した塗料（主剤＋硬化剤＋シンナー）を、平均膜厚２０μｍでスプレー塗装し、室温で乾燥した。
その初期光沢値、耐候性、耐酸・アルカリ性、耐沸水性を評価した結果を表４に示す。
・耐候性：Ｓ−ＷＯＭにて５０００時間、促進耐候性を行い、光沢保持率を測定した。
・耐酸・アルカリ性：試料板を１０％Ｈ₂ＳＯ₄、または１０％ＮａＯＨに２４時間浸漬し、表面を観察した。
・耐沸水性：試験板を１日乾燥後、沸騰水中に２４時間浸漬し、評価した。
○：異状なし
【００２５】
【表４】

【００２６】
【発明の効果】
内部で水分を発生し、加水分解性シリル基を硬化させる硬化性樹脂組成物において、水分を発生させる官能基を、樹脂の側鎖または末端に付与するのではなく、その化合物を有する化合物を添加することにより、貯蔵安定性に優れ、かつ、塗膜性能面でも問題のない組成物が得られた。

Claims

（Ａ）加水分解性シリル基を有する重合性単量体１〜４０モル％と、その他のアセトアセチル基を有しない重合性単量体６０〜９９モル％からなるビニル系（共）重合体である硬化性樹脂、（Ｂ）互いに反応により水分を発生する二種以上の化合物、（Ｃ）溶剤からなる硬化性樹脂組成物。
（Ｂ）成分がエナミン反応により水分を発生する二種以上の化合物である請求項1記載の硬化性樹脂組成物。
（Ｂ）成分が一般式（Ｉ）

（Ｒ₁は、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を示す。）で表される構造を有する化合物と、一級アミノ基を少なくとも一個有する化合物の組み合わせである請求項１記載の硬化性樹脂組成物。
（Ｂ）成分がアセチルアセトン、アセト酢酸エステル類、またはアセト酢酸アミド類と、一級アミノ基を少なくとも一個有する化合物の組み合わせである請求項１記載の硬化性樹脂組成物。