JP5183404B2 - アクリルゾル組成物 - Google Patents
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Description
前記アクリルゾル組成物における可塑剤は、仮焼き炉により加熱するようにすれば、塩化ビニル系樹脂やアクリル系樹脂に取り込まれ、後から塗布される他の塗料の塗装性への影響はないが、このアクリルゾル組成物が湿潤な状態で、他の塗料が上から塗布される場合には可塑剤が、他の塗料に移行することにより表面張力を乱し塗装外観を悪化させる傾向がある。
しかしながら、シーリング剤を焼き付ける工程を増やすこと自体は、上記工程の短縮化、燃料等の削減とは相反するものである。
この問題を回避するためには、40℃以上の温度で物性が発現するシーリング剤とする必要があり、強ゲル化性の可塑剤や低温ゲル化性の樹脂を使用することになる。
しかしながら、このような樹脂は、通常の温度で使用乃至保管すると粘度が上昇するため、通常の製造ラインでは使用することができないという問題があった。
しかしながら、特許文献1や特許文献2に開示される組成物は、プラスチゾルと反応性モノマーを併用するもので、一般的に安定性が悪いという問題があった。また、反応性モノマーは分子量が低く、架橋密度が高いために、塗膜となった後に十分な延性がないという問題があった。更に、特許文献1や特許文献2に開示される組成物は、紫外線により硬化するものの、鋼板等への密着には殆ど寄与しない為、焼付後に剥れてしまうという問題があった。
本発明のアクリルゾル組成物は、請求項1に記載の通り、アクリル系樹脂100重量部に対して、紫外線硬化樹脂としてポリエステルオリゴマー又は脂肪族系ウレタンオリゴマー25〜250重量部、重合開始剤0.5〜50重量部、潜在性硬化剤2.5〜100重量部及び密着剤としてブロックイソシアネート含有ウレタンプレポリマー15〜150重量部を含有し、前記潜在性硬化剤は、常温において不活性であり、加温により活性しイソシアネートと反応する固体であることを特徴とする。
また、請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載のアクリルゾル組成物において、前記紫外線硬化樹脂を、主鎖に脂肪族ジイソシアネートとポリオールからなるウレタン構造を備えた分子末端がアクリロイル基のオリゴマーとすることを特徴とする。
また、請求項3に記載の本発明は、請求項1又は2に記載のアクリルゾル組成物において、前記重合開始剤は、アシルフォスフィンオキサイド系であることを特徴とする。
また、請求項4に記載の本発明は、請求項3に記載のアクリルゾル組成物において、前記重合開始剤は、α−ヒドロキシアルキルフェノン系を含むことを特徴とする。
前記オリゴマーの含有量を、アクリル系樹脂100重量部に対して25〜250重量部とする。25重量部未満であると紫外線による硬化が不充分となり、250重量部を越えるとモノマーよりも分子量が大きいため粘度が高く、塗布作業性を著しく悪化させる傾向となるからである。
この重合開始剤を、アクリル系樹脂100重量部に対して0.5〜50重量部含有させる。0.5重量部未満であると、紫外線硬化が不充分となり、50重量部を超えると、未反応物が多量に残り塗膜性能低下するからである。
重合開始剤の中でも、厚膜の深部まで紫外線硬化させる必要から、アシルフォスフィンオキサイド系化合物を使用することが好ましい。また、更に、アシルフォスフィンオキサイド系化合物にアルキルフェノン系のα−ヒドロキシアルキルフェノン系化合物を混合することが好ましい。重合効率の向上及び表面硬化の促進を図ることができるからである。
更に、光重合開始効率を高めるために、光増感剤を組み合わせて使用しても良い。光増感剤としては、例えば、芳香族、脂肪族3級アミン等が挙げられる。
尚、本発明のアクリルゾル組成物の塗布条件や硬化条件については、特に制限するものではないが、一例を挙げるとすると、塗布条件は、膜厚0.5〜3mm程度で、常温〜40℃程度で塗布を行い、UV硬化条件は、3000mJ/cm2〜6000mJ/cm2とすることができる。
先ず、ポリオールと過剰のポリイソシアネート化合物を反応させ、末端NCO含有ウレタンプレポリマーを得る。
上記ポリオールとしては、例えば、ポリオキシアルキレンポリオール(PPG)、ポリエーテルポリオール変性体、ポリテトラメチレンエーテルグリコールを含むポリエーテルポリオール;縮合ポリエステルポリオール、ラクトン系ポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオールを含むポリエステルポリオール;ポリブタジエン系ポリオール;ポリオレフィン系ポリオール;ポリエーテルポリオールの中でアクリロニトリル単独又はアクリロニトリルとスチレン、アクリルアミド、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル及び酢酸ビニルの群から選ばれる少なくも1種との混合モノマーを重合乃至グラフト重合させたポリマーポリオール等が挙げられる。
上記ブロック剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブタノール、イソノニルアルコール、ステアリルアルコールなどの1価アルコール又はこれらの異性体;フェノール、クレゾール、キシロール、p−ニトロフェノール、アルキルフェノールなどのフェノール類;マロン酸メチル、マロン酸エチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセチルアセトンなどの活性メチレン化合物;アセトアミド、アクリルアミド、アセトアニリドなどの酸アミド類;コハク酸イミド、マレイン酸イミドなどの酸イミド類;2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類;2−ピロリドン、ε−カプロラクタムなどのラクタム類;アセトキシム、メチルエチルケトオキシム、メチルイソブチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム、アセトアルドキシムなどのケトン又はアルデヒドのオキシム類;メチルグリコール、エチルグリコール、エチルジグリコール、エチルトリグリコール等のグリコール誘導体;ジシクロへキシルアミン等のアミン化合物、その他エチレンイミン、重亜硫酸塩等が挙げられる。
この密着剤は、アクリル系樹脂100重量部に対して、15〜150重量部含有させる。15重量部未満では、被着体への密着性が不充分となり、150重量部を超えると塗布作業性を著しく悪化させる傾向となるからである。
可塑剤は、粘度調整で変量させることができる為、特に量を規定するものではないが、少なすぎると伸びが低下し、多量すぎれば塗料密着性に影響を及ぼすことがある。通常は、添加すべき可塑剤の基本量に対して±20%程度で調整する。
以下の原料を使用し、図1で示される配合により、実施例1〜13及び比較例1〜12のアクリルゾル組成物を作成した。
(1)アクリル系樹脂:プラスチゾル用アクリルパウダー(三菱レーヨン(株)社製 ダイヤナールLP−3106)
(2)紫外線硬化樹脂
A:脂肪族系ウレタンオリゴマー(サートマー社製 CN9002)
B:脂肪族系ウレタンオリゴマー(サートマー社製 CN965)
C:脂肪族系ウレタンオリゴマー(サートマー社製 CN962)
D:ポリエステルオリゴマー(サートマー社製 CN2256US)
E:芳香族系ウレタンオリゴマー(サートマー社製 CN978)
F:芳香族系ウレタンオリゴマー(サートマー社製 CN9783)
G:エポキシオリゴマー(サートマー社製 CN111US)
(3)重合開始剤
a:ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド(チバスペシャリティー ケミカルズ(株)社製 IRGACURE819)
b:1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(チバスペシャリティー ケミカルズ(株)社製 IRGACURE184)
(4)潜在性硬化剤(粉体):ポリアミン系((株)アデカ社製 EH3731S)
硬化剤(液状):ポリアミン系((株)アデカ社製 QH7150)
(5)密着剤
x:ブロックイソシアネート含有ウレタンプレポリマー((株)アデカ社製 QR9412)
y:ポリアミドアミン(コグニスジャパン(株)社製 バーサミド AP−10)
(6)充填剤
シリカ及び炭酸カルシウム
(7)可塑剤
DINP:ジイソノニルフタレート((株)J・プラス社製)
(1)硬化性:各例を10cm×10cmの鋼板製の試験片(以下、試験片とする。)に膜厚2mmで塗布し、紫外線照射後、指で押してその変形を目視にて確認した。
(2)作業性:各例に対して、20℃下において、SOD粘度計及び2号キャピラリーを使用して測定した。
(3)安定性:各例をそれぞれ500ml用意し、40℃で10日保管後の粘度変化率を測定した。
(4)耐水塗料付着性:各例を試験片に塗布した後、紫外線照射し、その上から、中塗塗料、上塗塗料及びクリアーを塗布し、130℃で10分間焼き付けを行った。
その後、40℃の恒温水槽において10日放置した後、碁盤目試験を実施した。
(5)伸び:各例を試験片に塗布した後、紫外線照射(照射条件:5000mJ/cm2)し、130℃で10分焼き付けを行った2mm厚のシートを2号ダンベルで打ち抜き、引張り速度50mm/minで引っ張り、破断時の伸び率を算出した。
尚、上記(1)、(4)及び(5)の紫外線照射には、アイグラフィックス社製「アイグランデージ ECS−401GX」を使用し、出力を4kWとし、対象物までの距離を100mmとした。
(1)硬化性
比較例1の硬化性が悪いことが確認された。これは、紫外線硬化樹脂としてのウレタンオリゴマーの含有量が25重量部を下回ったためである。
(2)作業性
比較例2及び3の作業性が悪いことが確認された。これは、密着剤の含有量が150重量部を大幅に上回った結果として粘度が上がったためである。
(3)安定性
比較例4〜6の安定性が悪いことが確認された。比較例4は、潜在性硬化剤が150重量部を大幅に上回ったためである。比較例5は、硬化剤として液状のものを使用したためである。比較例6は、密着剤としてポリアミドアミンを使用したためである。
(4)耐水塗料密着性
比較例7及び8の耐水塗料密着性が悪いことが確認された。比較例7は、密着剤の含有量が15重量部を下回ったためであり、比較例8は潜在性硬化剤の含有量が2.5重量部を下回ったためである。
(5)伸び性
比較例9〜12の伸びが150%を下回る結果となった。比較例9は、紫外線硬化樹脂の含有量が250重量部を大幅に上回ったためである。また、比較例10〜12は、紫外線硬化樹脂としてエポキシウレタンオリゴマー又は芳香族系ウレタンオリゴマーを使用したためである。
Claims (4)
- アクリル系樹脂100重量部に対して、紫外線硬化樹脂としてポリエステルオリゴマー又は脂肪族系ウレタンオリゴマー25〜250重量部、重合開始剤0.5〜50重量部、潜在性硬化剤2.5〜100重量部及び密着剤としてブロックイソシアネート含有ウレタンプレポリマー15〜150重量部を含有し、前記潜在性硬化剤は、常温において不活性であり、加温により活性しイソシアネートと反応する固体であることを特徴とするアクリルゾル組成物。
- 前記紫外線硬化樹脂を、主鎖に脂肪族ジイソシアネートとポリオールからなるウレタン構造を備えた分子末端がアクリロイル基のオリゴマーとすることを特徴とする請求項1に記載のアクリルゾル組成物。
- 前記重合開始剤は、アシルフォスフィンオキサイド系であることを特徴とする請求項1又は2に記載のアクリルゾル組成物。
- 前記重合開始剤は、α−ヒドロキシアルキルフェノン系を含むことを特徴とする請求項3に記載のアクリルゾル組成物。
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