WO2015087920A1 - 塗料組成物 - Google Patents

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meth
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森田 鋭昭
裕二 鵜澤
山田 祐輝
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関西ペイント株式会社
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    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/14Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
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    • C09D4/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
    • C09D4/06Organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond in combination with a macromolecular compound other than an unsaturated polymer of groups C09D159/00 - C09D187/00

Definitions

  • the present invention relates to a coating composition that is excellent in curability at a low temperature and in a short time, can achieve both pot life (pot life), and can obtain a cured coating film that is excellent in finished appearance.
  • after electrodeposition coating usually an intermediate coating and a top coating are applied in order, and conventionally, after an intermediate coating and a top coating are applied, baking is performed each time.
  • the top coat was painted, the development of a reduction in the baking process in which the intermediate coating film and the top coating film were baked at one time was being developed. It is becoming.
  • a hydroxyl group / isocyanate group cross-linking coating material in which a hydroxyl group-containing resin is cured using a polyisocyanate compound as a cross-linking agent is considered to be promising. It has been studied so far.
  • Patent Document 1 as a coating composition excellent in low-temperature curability, a pyrazole block polyisocyanate compound containing two or more tertiary isocyanate groups blocked with a pyrazole compound in one molecule, a specific hydroxyl value and a weight are disclosed.
  • a coating composition comprising a hydroxyl group-containing resin having an average molecular weight as an essential component is disclosed.
  • this coating composition has insufficient curability under short-time conditions.
  • Patent Document 2 discloses, as a coating composition excellent in low-temperature curability, a resin component containing a polyester polyol and an acrylic polyol having a specific hydroxyl value, a crosslinking agent that may contain melamine as an essential component of blocked isocyanate, A one-component low-temperature curing colored enamel paint containing a blocked isocyanate dissociation catalyst comprising at least a dicarboxylate salt of dibutyltin and a pigment is disclosed.
  • this coating composition has insufficient curability under low temperature baking conditions.
  • Patent Document 3 contains a polyol (A1), a polyether polyol (B), and a solvent (C), and the paint resin composition mainly characterized in that the polyol (A1) has a ring structure; ) A curable coating composition containing a polyisocyanate compound, and a curable coating composition characterized in that the curable coating composition further contains a metal organic compound and an acidic substance.
  • this coating composition is excellent in low-temperature short-time curability in an embodiment containing the metal organic compound and the acidic substance, but has an insufficient pot life and an insufficient finished appearance of the resulting coating film. There was a case.
  • JP 2005-225907 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-101996 JP 2002-97412 A
  • An object of the present invention is to provide a coating composition capable of obtaining a cured coating film which is excellent in curability and pot life (pot life) in a low temperature and in a short time, and also excellent in finished appearance.
  • the present invention (A) a hydroxyl group-containing acrylic resin having a hydroxyl value of 50 to 200 mg KOH / g, (B) a polyisocyanate compound, (C) an organometallic catalyst comprising a zinc compound and an amidine compound, and (D) at least selected from ⁇ -diketones, ⁇ -keto acid esters, malonic acid esters, ketones having a hydroxyl group at the ⁇ -position, aldehydes having a hydroxyl group at the ⁇ -position, and esters having a hydroxyl group at the ⁇ -position Contains one blocking agent, Provided is a coating composition characterized in that the amount of the blocking agent (D) is in the range of 0.7 to 25% by mass based on the total amount of the hydroxyl group-containing acrylic resin (A) and the polyisocyanate compound (B). To do.
  • the coating composition of the present invention contains an organometallic catalyst composed of a zinc compound and an amidine compound as a catalyst for a crosslinking reaction between a hydroxyl group-containing resin and a polyisocyanate compound, it is curable at a low temperature and in a short time. Is excellent.
  • the blocking agent selected from specific compounds such as ⁇ -diketone has a particularly high blocking effect especially on organometallic catalysts composed of zinc compounds and amidine compounds, it is extremely excellent in pot life.
  • a coating composition can be obtained.
  • the organometallic catalyst forms a complex structure in which the amidine compound is coordinated with the zinc compound, and this amidine compound becomes a steric hindrance, so that the structure in which the amidine compound is coordinated. This is considered to be because the catalytic activity of the urethanization reaction originally possessed by the zinc compound (zinc ion) can be suppressed.
  • the amidine compound dissociates at a relatively low temperature, the coordinated amidine compound is detached when the low dissociation temperature is reached, the metal compound is regenerated, and the urethane inherent in the metal compound (metal ion) It is considered that a coating composition having excellent curability at a low temperature in a short time can be obtained by the action of the catalytic activity of the conversion reaction.
  • blocking agents selected from specific compounds such as ⁇ -diketones have a particularly high blocking effect on organometallic catalysts composed of zinc compounds and amidine compounds, so that they are extremely effective in pot life. Are better.
  • the secondary hydroxyl group has a slower reaction rate than a primary hydroxyl group usually used as a hydroxyl group, and a urethane using a metal compound as a catalyst. It is considered that a cured coating film having an excellent finished appearance can be obtained because the rate of the oxidization reaction can be controlled to such an extent that the finish can be sufficiently ensured.
  • the coating composition of the present invention it is possible to obtain a cured coating film that is extremely excellent in curability and pot life (pot life) in a low temperature and in a short time, and further excellent in finished appearance. Can be provided.
  • the coating composition of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the present coating”) will be described in detail.
  • the coating composition of the present invention has a hydroxyl group-containing acrylic resin having a specific hydroxyl value (hereinafter, the hydroxyl group-containing acrylic resin having a specific hydroxyl value defined in the present invention may be referred to as a hydroxyl group-containing acrylic resin (A)).
  • an organometallic catalyst comprising a polyisocyanate compound (B), a zinc compound and an amidine compound (hereinafter sometimes referred to as an organometallic catalyst (C)), and at least one selected from a specific compound such as ⁇ -diketone
  • This coating composition contains a blocking agent (hereinafter sometimes referred to as a blocking agent (D)).
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (A) has a hydroxyl value of 50 to 200 mgKOH / g.
  • the hydroxyl value of the hydroxyl group-containing acrylic resin (A) is preferably 70 to 190 mgKOH / g, more preferably 90 to 180 mgKOH / g.
  • the hydroxyl value (mgKOH / g) is expressed in mg of potassium hydroxide when the amount of hydroxyl group contained in 1 g (solid content) of the sample is converted into potassium hydroxide.
  • the molecular weight of potassium hydroxide is 56.1.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (A) is not particularly limited as long as the hydroxyl value falls within the above range.
  • the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer and other polymerizable unsaturated monomers hydroxyl group-containing polymerizable monomers
  • the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer include a secondary hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) and a hydroxyl group (excluding the secondary hydroxyl group) -containing polymerizable unsaturated monomer described later.
  • polymerizable unsaturated monomers polymerizable unsaturated monomers other than hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomers
  • other polymerizable unsaturated monomers polymerization other than secondary hydroxyl-containing polymerizable unsaturated monomers described later
  • unsaturated monomers those other than “(2) polymerizable unsaturated monomer containing a hydroxyl group (excluding secondary hydroxyl group)” can be mentioned.
  • the polymerizable unsaturated monomer means a monomer having one or more (for example, 1 to 4) polymerizable unsaturated groups.
  • the polymerizable unsaturated group means an unsaturated group capable of radical polymerization. Examples of the polymerizable unsaturated group include a vinyl group, a (meth) acryloyl group, a (meth) acrylamide group, a vinyl ether group, and an allyl group.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (A) comprises (a) a secondary hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer and (b) other polymerizable unsaturated monomer (a secondary hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer).
  • a secondary hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer can be produced by copolymerizing a monomer component comprising a polymerizable unsaturated monomer other than
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (A) obtained by such a method has a secondary hydroxyl group.
  • those having secondary hydroxyl groups as described above may be referred to as secondary hydroxyl group-containing acrylic resins (A ′).
  • the secondary hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) is a compound having one secondary hydroxyl group and one polymerizable unsaturated bond in one molecule.
  • Examples of the secondary hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) include 2-hydroxypropyl (meth) acrylate and 2-hydroxybutyl (meth) acrylate from the viewpoint of the finished appearance of the coating film and the pot life of the coating composition.
  • the monomer (a) can be used alone or in combination of two or more.
  • (meth) acrylate means “acrylate or methacrylate”.
  • (Meth) acrylic acid means “acrylic acid or methacrylic acid”.
  • (Meth) acryloyl means “acryloyl or methacryloyl”.
  • the other polymerizable unsaturated monomer (b) is a monomer other than the above-mentioned secondary hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a), and specifically has one polymerizable unsaturated bond in one molecule.
  • a compound Specific examples of the unsaturated monomer (b) are listed in the following (1) to (8).
  • Acid group-containing polymerizable unsaturated monomer is a compound having one acid group and one polymerizable unsaturated bond in each molecule.
  • the monomer include carboxyl group-containing monomers such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid and maleic anhydride; sulfonic acid group-containing monomers such as vinyl sulfonic acid and sulfoethyl (meth) acrylate; 2 -Acidic phosphoric acid such as (meth) acryloyloxyethyl acid phosphate, 2- (meth) acryloyloxypropyl acid phosphate, 2- (meth) acryloyloxy-3-chloropropyl acid phosphate, 2-methacryloyloxyethylphenyl phosphate Examples include ester monomers.
  • the acid value of the acrylic resin (A) is about 0.5 to 30 mgKOH / g, particularly about 1 to 20 mgKOH / g.
  • Hydroxyl (excluding secondary hydroxyl group) -containing polymerizable unsaturated monomer A compound having one hydroxyl group (excluding secondary hydroxyl group) and one polymerizable unsaturated bond in one molecule.
  • the monomer include (meth) acrylic acid such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, and a dihydric alcohol having 2 to 10 carbon atoms.
  • monoesterified products excluding those having secondary hydroxyl groups
  • hydroxyl group-containing monomers modified by ring-opening polymerization reaction of ⁇ -caprolactone excluding those having secondary hydroxyl groups
  • hydroxyl group-containing monomer modified by ring-opening polymerization reaction of ⁇ -caprolactone a commercially available product can be used.
  • the commercially available product include “Placcel FA-1,” “Placcel FA-2,” “ Plaxel FA-3, Plaxel FA-4, Plaxel FA-5, Plaxel FM-1, Plaxel FM-2, Plaxel FM-3, Plaxel FM-4, Plaxel FM-5 "(all of which are trade names manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.).
  • Esterified product of acrylic acid or methacrylic acid and monohydric alcohol having 1 to 20 carbon atoms Specifically, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl acrylate, n- Butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, isomyristyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, iso Stearyl acrylate (trade name, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), lauryl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, cycl
  • an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms is selected from the viewpoint of improving the finished appearance and achieving both coating film hardness.
  • the polymerizable unsaturated monomer (b1) to be contained can be used.
  • Representative examples of the alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms include cyclohexyl group, cyclooctyl group, cyclododecyl group, isobornyl group, adamantyl group, and tricyclodecanyl group.
  • the unsaturated monomer (b1) include, for example, cyclohexyl (meth) acrylate, 4-methylcyclohexylmethyl (meth) acrylate, 4-ethylcyclohexylmethyl (meth) acrylate, 4-methoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, Cycloalkyl (meth) acrylates such as tert-butylcyclohexyl (meth) acrylate, cyclooctyl (meth) acrylate, cyclododecyl (meth) acrylate; isobornyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) Examples include bridged alicyclic hydrocarbon group-containing polymerizable unsaturated monomers such as acrylate, 3,5-dimethyladamantyl (meth) acrylate, and 3-tetracyclododecyl (me)
  • the blending ratio thereof is in the range of 10 to 60% by mass, particularly 15 to 50% by mass, more particularly 20 to 45% by mass, based on the total amount of the monomer components. Is preferred.
  • Alkoxysilyl group-containing polymerizable unsaturated monomer Specifically, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, acryloxyethyltrimethoxysilane, methacryloxyethyltrimethoxysilane, acryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxy Examples thereof include propyltrimethoxysilane, acryloxypropyltriethoxysilane, methacryloxypropyltriethoxysilane, vinyltris ( ⁇ -methoxyethoxy) silane and the like.
  • preferred alkoxysilyl group-containing polymerizable unsaturated monomers include vinyltrimethoxysilane, ⁇ -acryloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane, and the like.
  • an alkoxysilyl group-containing polymerizable unsaturated monomer as a constituent component, in addition to the crosslinking bond between a hydroxyl group and an isocyanate group, a condensation reaction between alkoxylyl groups and a crosslinking bond between the alkoxysilyl group and the hydroxyl group are generated. Therefore, curability can be improved.
  • the blending ratio thereof is preferably in the range of 1 to 20% by mass, particularly 1 to 10% by mass, based on the total amount of monomer components.
  • Aromatic vinyl monomers Specific examples include styrene, ⁇ -methylstyrene, vinyltoluene and the like.
  • the glass transition temperature of the resulting resin is increased, and a hydrophobic coating film having a high refractive index can be obtained. The effect of improving the finished appearance can be obtained.
  • the blending ratio is preferably 3 to 40% by mass, particularly 5 to 30% by mass, based on the total amount of monomer components.
  • the glycidyl group-containing polymerizable unsaturated monomer is a compound having one glycidyl group and one polymerizable unsaturated bond in one molecule, specifically, glycidyl acrylate. And glycidyl methacrylate.
  • Polymerizable unsaturated bond-containing nitrogen atom-containing compounds such as acrylamide, methacrylamide, dimethylacrylamide, N, N-dimethylpropylacrylamide, N-butoxymethylacrylamide, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, diacetone
  • vinyl compounds examples include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl chloride, and vinyl versatate.
  • examples of the versatic acid vinyl ester include “Veoba 9” and “Veoba 10” (trade names, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), which are commercially available products.
  • the monomers represented by the above (1) to (8) may be used alone or in combination of two or more.
  • the weight average molecular weight of the acrylic resin (A) is preferably about 2000 to 50000, particularly about 5000 to 30000, from the viewpoint of the finished appearance and curability of the coating film.
  • the weight average molecular weight is a value calculated based on the molecular weight of standard polystyrene from the chromatogram measured by gel permeation chromatography.
  • gel permeation chromatograph “HLC8120GPC” (manufactured by Tosoh Corporation) was used.
  • TKgel G-4000HXL Tetrahydrofuran
  • TKgel G-3000HXL TSKgel G-2500HXL
  • TSKgel G-2000HXL both manufactured by Tosoh Corporation
  • the glass transition temperature of the acrylic resin (A) is preferably about ⁇ 10 to 30 ° C., more preferably about ⁇ 5 to 20 ° C. from the viewpoint of the curability of the coating film and the finished appearance.
  • W1, W2,... represent the respective mass fractions of the monomers used for copolymerization
  • T1, T2,... represent the Tg (K) of the homopolymer of each monomer.
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (A) is a copolymer of monomer components comprising (a) a secondary hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer and (b) other polymerizable unsaturated monomer, a secondary hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer
  • the blending ratio of the monomer (a) and the other polymerizable unsaturated monomer (b) is, for example, about 20 to 50% by mass of the secondary hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) with respect to the total monomer amount, preferably Is about 25 to 45% by mass, and the other unsaturated monomer (b) is about 50 to 80% by mass, preferably about 55 to 75% by mass.
  • the amount of the secondary unsaturated hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) is less than 20% by mass, the curability and the finished appearance of the cured coating film may be inadequate. The finished appearance of the film may be insufficient.
  • the secondary hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer (a) out of the total hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer content in the secondary hydroxyl group-containing acrylic resin (A ′). is preferably contained in an amount of 50 to 100% by mass, more preferably 80 to 100% by mass.
  • the acid value of the hydroxyl group-containing acrylic resin (A) is preferably about 0.5 to 30 mgKOH / g, particularly about 1 to 20 mgKOH / g, from the viewpoint of curability of the coating composition.
  • a secondary hydroxyl group-containing acrylic resin (A ′) can be obtained by copolymerizing the monomer mixture comprising the polymerizable unsaturated monomers (a) and (b).
  • the copolymerization method for obtaining the secondary hydroxyl group-containing acrylic resin (A ′) by copolymerizing the monomer mixture is not particularly limited, and a known copolymerization method can be used. However, a solution polymerization method in which polymerization is performed in an organic solvent in the presence of a polymerization initiator can be preferably used.
  • organic solvent used in the solution polymerization method examples include aromatic solvents such as toluene, xylene, and Swazol 1000 (trade name, high-boiling petroleum solvent) manufactured by Cosmo Oil; ethyl acetate, butyl acetate, 3 -Ester solvents such as methoxybutyl acetate, ethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate; ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, propyl propionate, butyl propionate, ethoxyethyl pro Pionate can be mentioned.
  • aromatic solvents such as toluene, xylene, and Swazol 1000 (trade name, high-boiling petroleum solvent) manufactured by Cosmo Oil
  • ethyl acetate, butyl acetate, 3 -Ester solvents such as methoxybutyl
  • organic solvents can be used singly or in combination of two or more, but it is preferable to use a high boiling ester solvent or ketone solvent from the viewpoint of the solubility of the acrylic resin.
  • aromatic solvents having higher boiling points can be suitably used in combination.
  • Examples of the polymerization initiator that can be used in the copolymerization of the hydroxyl group-containing acrylic resin (A) include 2,2′-azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, and di-t-amyl. Mention may be made of radical polymerization initiators known per se, such as peroxide, t-butyl peroctoate, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile).
  • the hydroxyl group-containing acrylic resin (A) can be used alone or in combination of two or more.
  • resins other than the hydroxyl group-containing acrylic resin (A) can be used together as necessary.
  • an acrylic resin other than the acrylic resin (A) a polyester resin, a polyether resin, a polyurethane resin, and the like can be mentioned.
  • Preferred examples thereof include a hydroxyl group-containing polyester resin and a hydroxyl group-containing polyurethane resin. it can.
  • the hydroxyl group-containing polyester resin can be produced by a conventional method, for example, by an esterification reaction between a polybasic acid and a polyhydric alcohol.
  • the polybasic acid is a compound having two or more carboxyl groups in one molecule.
  • phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, tetrahydrophthalic acid, hexa Examples include hydrophthalic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid and their anhydrides.
  • the polyhydric alcohol contains two or more hydroxyl groups in one molecule.
  • trivalent or higher polyol components such as trimethylolpropane, trimethylolethane, glycerin, pentaerythritol, and the like, and 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid, 2,2-dimethylol And hydroxycarboxylic acids such as pentanoic acid, 2,2-dimethylolhexanoic acid and 2,2-dimethyloloctanoic acid.
  • ⁇ -olefin epoxides such as propylene oxide and butylene oxide
  • monoepoxy compounds such as Cardura E10 (product name, glycidyl ester of synthetic hyperbranched saturated fatty acid) such as Cardura E10 are reacted with acids, and these are reacted.
  • a compound may be introduced into the polyester resin.
  • a carboxyl group into a polyester resin for example, it can also be introduced by adding an acid anhydride to a hydroxyl group-containing polyester and half-esterifying it.
  • the hydroxyl value of the hydroxyl group-containing polyester resin is preferably in the range of 100 to 250 mgKOH / g, more preferably 120 to 220 mgKOH / g.
  • the weight average molecular weight of the hydroxyl group-containing polyester resin is preferably 2500 to 40000, more preferably 5000 to 30000.
  • hydroxyl group-containing polyurethane resin examples include a hydroxyl group-containing polyurethane resin obtained by reacting a polyol and a polyisocyanate.
  • polyol examples include dihydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, and hexamethylene glycol, and trihydric alcohols such as trimethylolpropane, glycerin, and pentaerythritol. Can do.
  • examples of the high molecular weight material include polyether polyol, polyester polyol, acrylic polyol, and epoxy polyol.
  • polyether polyol examples include polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol.
  • polyester polyol examples include alcohols such as the aforementioned dihydric alcohols, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and neopentyl glycol, and dibasic acids such as adipic acid, azelaic acid, and sebacic acid.
  • Lactone-based ring-opening polymer polyol such as polycaprolactone, polycarbonate diol, and the like.
  • carboxyl group-containing polyols such as 2,2-dimethylolpropionic acid and 2,2-dimethylolbutanoic acid can be used.
  • polyisocyanate to be reacted with the above polyol examples include aliphatic polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, lysine diisocyanate; and burette type addition of these polyisocyanates.
  • Isocyanurate cycloadduct Isocyanurate cycloadduct; isophorone diisocyanate, 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), methylcyclohexane-2,4- (or -2,6-) diisocyanate, 1,3- (or 1,4-) Alicyclic diisocyanates such as di (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 1,3-cyclopentane diisocyanate, 1,2-cyclohexane diisocyanate And burette type adducts, isocyanurate cycloadducts of these polyisocyanates; xylylene diisocyanate, metaxylylene diisocyanate, tetramethyl xylylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 1,5
  • the hydroxyl value of the hydroxyl group-containing polyurethane resin is preferably 100 to 250 mgKOH / g, more preferably 120 to 220 mgKOH / g.
  • the weight average molecular weight of the hydroxyl group-containing polyurethane resin is preferably 2500 to 40,000, more preferably 5000 to 30000.
  • the glass transition temperature of the hydroxyl group-containing polyurethane resin is preferably in the range of ⁇ 40 ° C. to 85 ° C., more preferably in the range of ⁇ 30 ° C. to 80 ° C.
  • the resin other than the hydroxyl group-containing acrylic resin (A) contains a hydroxyl group.
  • the amount is preferably 100% by mass or less, more preferably 10 to 50% by mass, based on the total solid content of the acrylic resin (A).
  • Polyisocyanate compound (B) is a curing agent for the present coating composition, and is a compound having two or more isocyanate groups in one molecule.
  • Examples of the polyisocyanate compound (B) include those known for polyurethane production, such as aliphatic polyisocyanates, alicyclic polyisocyanates, araliphatic polyisocyanates, aromatic polyisocyanates, and derivatives of these polyisocyanates. Can do.
  • aliphatic polyisocyanate examples include trimethylene diisocyanate, tetramethylene-1,4-diisocyanate, pentamethylene-1,5-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 1,2- Fats such as butylene diisocyanate, 2,3-butylene diisocyanate, 1,3-butylene diisocyanate, 2,2,4-trimethyl-hexamethylene-1,6-diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethyl caproate, lysine diisocyanate Lysine ester triisocyanate, 1,4,8-triisocyanatooctane, 1,6,11-triisocyanatoundecane, 1,8-diisocyanato-4-isocyanatomethyloctane, , It may be mentioned 3,6-tri diisocyanatohexane, aliphatic triiso
  • alicyclic polyisocyanate examples include 1,3-cyclopentene diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate (common name: Isophorone diisocyanate), 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), methyl-2,4-cyclohexane diisocyanate, methyl-2,6-cyclohexane diisocyanate, 1,3- or 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane ( Common name: hydrogenated xylylene diisocyanate) or mixtures thereof, alicyclic diisocyanates such as norbornane diisocyanate, for example, 1,3,5-triisocyanatocyclohexane, 1,3 5-trimethylisocyanatocyclohexane, 2-
  • araliphatic polyisocyanate examples include 1,3- or 1,4-xylylene diisocyanate or a mixture thereof, ⁇ , ⁇ ′-diisocyanato-1,4-diethylbenzene, 1,3- or 1,4-bis ( 1-isocyanato-1-methylethyl) benzene (common name: tetramethylxylylene diisocyanate) or a mixture thereof, for example, an araliphatic triisocyanate such as 1,3,5-triisocyanatomethylbenzene Etc.
  • aromatic polyisocyanate examples include m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4′-diphenyl diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 2,4′- or 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, or a mixture thereof.
  • aromatic diisocyanates such as 4,4′-toluidine diisocyanate, 4,4′-diphenyl ether diisocyanate, for example, triphenylmethane-4,4 ′, 4
  • Aromatic triisocyanates such as '' '-triisocyanate, 1,3,5-triisocyanatobenzene, 2,4,6-triisocyanatotoluene, such as 4,4'-diphenylmethane-2,2', 5 , 5'-Tetra And aromatic tetraisocyanates such as isocyanate.
  • polyisocyanate derivative examples include dimer, trimer, biuret, allophanate, carbodiimide, uretdione, uretoimine, isocyanurate, oxadiazine trione, polymethylene polyphenyl polyisocyanate (crude MDI, polymeric). MDI) and crude TDI.
  • HMDI hexamethylene diisocyanate
  • IPDI isophorone diisocyanate
  • derivatives thereof can be particularly suitably used because of industrial availability.
  • the above polyisocyanate compounds can be used alone or in combination of two or more.
  • the viscosity at 25 ° C. is preferably 200 to 4000 mPa ⁇ s, more preferably 250 to 3500 mPa ⁇ s, and still more preferably 300 to 3000 mPa ⁇ s. If it is less than 200 mPa ⁇ s, the curability of the coating composition of the present invention may be lowered. Moreover, when it exceeds 4000 mPa ⁇ s, the finished appearance of the obtained coating film may be deteriorated.
  • polyisocyanate compound (B) a compound containing a dimer or higher dimer of the diisocyanate compound can be suitably used from the viewpoints of low-temperature short-time curability and finished appearance.
  • the content of the isocyanurate trimer is 30 to 70 masses based on the total amount of the polyisocyanate compound. %, Especially 40 to 70% by weight, more particularly 50 to 70% by weight, the content of uretdione dimer is 3 to 30% by weight, particularly 5 to 25% by weight, more particularly 8 to 20% by weight, and other 3 A polymer having a content of a multimer equal to or higher than a monomer in the range of 0 to 67% by mass, particularly 5 to 55% by mass, and more particularly 10 to 42% by mass can be preferably used.
  • the isocyanurate trimer is a polyisocyanate having an isocyanurate group consisting of three molecules of a diisocyanate monomer
  • the uretdione dimer is a polyisocyanate having a uretdione group consisting of two molecules of a diisocyanate monomer.
  • the polyisocyanate compound preferably contains no unreacted diisocyanate monomer, and the residual diisocyanate monomer concentration is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less.
  • Organometallic catalyst (C) The organometallic catalyst (C) is a catalyst composed of a zinc compound (C1) and an amidine compound (C2).
  • the catalyst composed of the zinc compound (C1) and the amidine compound (C2) forms a complex structure, and the amidine compound serves as a blocking agent.
  • the catalytic ability of the zinc compound which is excellent in low-temperature curability, becomes active, making it possible to achieve both low-temperature curability of the coating composition and maintaining pot life to some extent. I think that is due to becoming.
  • Examples of the zinc compound (C1) include a carboxylic acid zinc salt compound and an acetylacetone zinc complex.
  • a carboxylic acid zinc salt compound can be preferably used.
  • the zinc carboxylate compound include compounds represented by the following formula (1): (RCO 2 ) n Zn (1) (Wherein R represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aralkyl group having 1 to 30 carbon atoms, or an alkylaryl group, and n is an integer having a value of 1 or more and 4 or less) More specifically, examples include zinc 2-ethylhexanoate, zinc acetate, zinc octylate, zinc naphthenate, zinc octoate, zinc stearate, zinc neodecanoate, and zinc oleate.
  • R represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aralkyl group having 1 to 30 carbon atoms, or an alkylaryl group, and n is an integer having a value of 1 or more and 4 or less
  • examples include zinc 2-ethylhexanoate, zinc acetate, zinc octylate, zinc naphthenate, zinc o
  • Zinc octylate can be used particularly suitably because of its excellent catalytic activity and easy industrial availability.
  • the amidine compound (C2) is an organic compound having a structure represented by R 1 —C ( ⁇ NR 2 ) —NR 3 R 4 .
  • This structure has a structure in which a carbon (C) atom has one nitrogen atom as a double bond and one nitrogen atom as a single bond.
  • R 1 is a hydrogen atom, an optionally substituted organic group bonded to a carbon atom, or an amine group, and specifically, an optionally substituted hydrocarbyl group or an etherified hydroxyl group. Can be mentioned.
  • R 2 and R 3 are independently of each other an organic group bonded to a hydrogen atom or a carbon atom, or a heterocyclic ring having a structure bonded to each other (having one or more heteroatoms, or one or more heterocycles). Having a bonded double ring with atoms).
  • R 4 is a hydrogen atom, an optionally substituted organic group bonded to a carbon atom, an optionally etherified hydroxyl group, or preferably an optionally substituted hydrocarbyl group having 8 or more carbon atoms. be able to.
  • R 1 or R 4 is an organic group
  • they can be, for example, those having 1 to 40 carbon atoms or polymer groups having a molecular weight of, for example, 500 to 50,000.
  • R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 can each independently contain an alcoholic hydroxyl group as a substituent.
  • R 2 -R 3 forms a 5- to 7-membered ring containing two nitrogen atoms in the amidine structure
  • one of R 1 -R 3 or R 1 -R 4 is Amidine compounds having a structure in which a 5- to 9-membered ring is formed by one nitrogen atom and a plurality of carbon atoms in the amidine structure are also included in the amidine compound (C2).
  • amidine compounds having such a structure include 1,5-diazabicyclo (4.3.0) on-5-ene and 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undec-7-.
  • 1,4-diazabicyclo (3.3.0) oct-4-ene 2-methyl-1,5-diazabicyclo (4.3.0) on-5-ene, 2,7,8-trimethyl- 1,5-diazabicyclo (4.3.0) on-5-ene, 2-butyl-1,5-diazabicyclo (4.3.0) on-5-ene, 1,9-diazabicyclo (6.5. 0) Tridec-8-ene and the like.
  • amidine compound a heterocyclic compound having a structure in which R 2 and R 3 in the structural formula R 1 —C ( ⁇ NR 2 ) —NR 3 R 4 (1) are bonded, such as imidazoline, imidazole , Tetrahydropyrimidine, dihydropyrimidine, and pyrimidine.
  • Imidazole derivatives are generally represented by the following structural formula.
  • R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each independently a hydrogen atom, alkyl group or substituted alkyl group, hydroxyalkyl group, allyl group, aralkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic ring, Ether group, thioether group, halogen, -N (R) 2 , polyethylene polyamines, nitro groups, keto groups, ester groups, carbonamido groups, and alkyl substituents of these functional groups.
  • imidazole compound examples include N- (2-hydroxyethyl) imidazole, N- (3-aminopropyl) imidazole, 4- (hydroxymethyl) imidazole, 1- (tert-butoxycarbonyl) imidazole, imidazole- 4-propionic acid, 4-carboxyimidazole, 1-butylimidazole, 1-methylimidazole, 2-methyl-4-imidazolecarboxylic acid, 4-formylimidazole, 1- (ethoxycarbonyl) imidazole, propylene oxide and imidazole and 2- Reaction product with methylimidazole, 1-trimethylsilylimidazole, 4- (hydroxymethyl) imidazole hydrochloride, copolymer of 1-chloro-2,3-epoxypropane and imidazole, 1 (p-toluenesulfonyl) Midazole, 1,1-carbonylbisimidazole, 1- (2-cyanoethyl)
  • the organometallic catalyst (C) is a zinc complex, and the complex heats, for example, 1 mol of zinc carboxylate and 2 mol of amidine compound in a solvent such as methanol. Can be manufactured.
  • a zinc complex can be prepared by holding at about 50 ° C. for about 2 hours until a transparent solution is obtained. The clear solution is filtered and dried.
  • the molar ratio of the amidine compound (C2) to the zinc compound (C1) (the value of the number of moles of (C2) / the number of moles of (C1)) is 1.3 to 8.0, particularly 1.6 to 5 0.0, more preferably in the range of 1.8 to 4.0.
  • any of the low-temperature short-time curability, pot life, and finished appearance may be insufficient.
  • the amount of the component (C) is 0.05 to 5% by mass, particularly 0.1% with respect to the total amount of the component (A) and the component (B) from the viewpoints of low-temperature short-time curability, pot life and finished appearance. It is preferably in the range of ⁇ 4% by mass, more preferably in the range of 0.3 ⁇ 3% by mass.
  • the low-temperature short-time curability may be insufficient.
  • the finished external appearance of the coating film obtained may become inadequate.
  • the organometallic catalyst (C) can be used after being dissolved in a solvent.
  • the solvent is not particularly limited, for example, alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, propylene glycol, butanediol, hydrocarbons such as toluene, xylene, mineral terpenes, mineral spirits, ethyl acetate, Esters such as butyl acetate, methyl glycol acetate and cellosolve acetate, ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone, glycol ethers such as ethyl 3-ethoxypropionate and 3-methoxybutyl acetate, N, N-dimethylformamide And solvents such as organic solvents of amides such as N, N-dimethylacetamide.
  • a catalyst other than the organometallic catalyst (C) can be used as a catalyst, if necessary, in addition to the organometallic catalyst (C).
  • the catalyst other than the organometallic catalyst (C) is not particularly limited as long as it is a conventionally known organic metal as a polyurethane production catalyst.
  • stannous diacetate, stannous dioctoate examples thereof include organic tin catalysts such as stannous dioleate, stannous dilaurate, dibutyltin oxide, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dichloride, and dioctyltin dilaurate. Of these, stannous dioctate and dibutyltin dilaurate are preferred.
  • Blocking agent (D) is ⁇ -diketone, ⁇ -keto acid ester, malonic acid ester, ketone having hydroxyl group at ⁇ -position, aldehyde having hydroxyl group at ⁇ -position, and ester having hydroxyl group at ⁇ -position At least one compound selected from the group consisting of
  • ⁇ -diketones acetylacetone, benzoylacetone, dibenzoylmethane, ⁇ -keto acid esters: methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, ethyl benzoylacetate, malonic acid esters: ethyl malonate, ⁇
  • ⁇ -diketones are preferable, and acetylacetone is particularly preferable because it has a particularly high pot life extending effect and an excellent effect of low-temperature curability.
  • the amount of the blocking agent (D) is 0.7 to 25% by mass, preferably 1.0 to 20% by mass, more preferably 2.0 to 2.0% by mass based on the total solid content of the components (A) and (B). 15% by mass.
  • the pot life extending effect may be insufficient, 25 mass If it exceeds 50%, the pot life extending effect will reach its peak, and the resulting coating film may have insufficient curability.
  • the isocyanate group in the polyisocyanate compound (B) and a hydroxyl group-containing composition are obtained from the viewpoints of low-temperature short-time curability, the finished appearance of the resulting coating film, and the water resistance and acid resistance of the cured coating film.
  • the equivalent ratio (NCO / OH) with the hydroxyl group in the acrylic resin (A) is preferably 0.8 to 1.8, more preferably 0.8 to 1.2, and even more preferably 0.80 to 1.15. Is within the range.
  • Rheology control agent (E) In addition to the four components (A), (B), (C), and (D) described above, the present coating composition has a rheology control agent (for the purpose of imparting thixotropic properties to the coating composition). E) can be suitably blended.
  • the coating composition containing such a rheology control agent (E) is sufficiently sprayed and easily sprayed when a high shear stress is applied to the coating composition, for example, during spray coating.
  • a high shear stress is applied to the coating composition
  • almost no shear stress is applied to the coating composition, for example, after being applied to the surface to be coated
  • the apparent viscosity can be increased.
  • rheology control agent (E) examples include, for example, polymer fine particles, ultrafine barium sulfate, silica fine powder, bentonite flow modifier, polyamide flow modifier, mono primary amine and diisocyanate. Polyurea compounds such as the reaction product of can be used.
  • polymer fine particles, polyurea compounds, bentonite-based flow regulators and ultrafine barium sulfate are preferred, and polymer fine particles and polyurea compounds are particularly preferred.
  • soot polymer fine particles either those synthesized in an organic solvent system or those synthesized in an aqueous system (emulsion polymerization, suspension polymerization, etc.) can be used.
  • Polymer fine particles synthesized in organic solvent system (E-1) polymer fine particles synthesized in an organic solvent system may be referred to as “polymer fine particles (E-1) synthesized in an organic solvent system” or “polymer fine particles (E-1)”.
  • Examples of the polymer fine particles (E-1) synthesized in the organic solvent system include a non-aqueous dispersion type acrylic resin (E-1 ′), specifically, a polymer dispersion stabilizer and Examples thereof include a non-aqueous dispersion type acrylic resin obtained by dispersing and polymerizing at least one unsaturated monomer in the presence of an organic solvent.
  • the polymer dispersion stabilizer used in the production of the non-aqueous dispersion type acrylic resin (E-1 ′) is generally a polymer obtained by copolymerizing a long-chain unsaturated monomer with another unsaturated monomer as required. .
  • the long-chain unsaturated monomer used in the polymer can be appropriately selected according to the performance required for the coating film, but can be preferably used from the viewpoints of copolymerizability, solubility in organic solvents, and the like. The following can be exemplified.
  • n-butyl (meth) acrylate isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, lauryl (meth) C4-C18 alkyl or cycloalkyl esters of (meth) acrylic acid such as acrylate, tridecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate; methoxybutyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) ) Alkoxyalkyl esters of (meth) acrylic acid such as acrylate and ethoxybutyl (meth) acrylate; Esters of aromatic alcohol such as benzyl (meth) acrylate with (meth)
  • Adducts with monoepoxy compounds include vinyl aromatic compounds such as styrene, ⁇ -methylstyrene, vinyltoluene, p-chlorostyrene, pt-butylstyrene; itaconic acid, itaconic anhydride, crotonic acid, maleic acid, anhydrous ⁇ , ⁇ -Unsaturated carboxylic acids other than (meth) acrylic acid such as maleic acid, fumaric acid and citraconic acid, and monoalcohols having 4 to 18 carbon atoms such as butyl alcohol, pentyl alcohol, heptyl alcohol, octyl alcohol and stearyl alcohol Mono- or diesters with “Biscoat 8F”, “ “Scort 8FM”, “Biscoat 3F", “Biscoat 3FM” (both manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd., trade name, (meth) acrylates having a fluorine atom in the side chain), perfluorocyclo
  • Polymerization for producing the polymer dispersion stabilizer can be usually performed using a radical polymerization initiator.
  • radical polymerization initiators include azo initiators such as 2,2′-azobisisobutyronitrile and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile); benzoyl peroxide, lauryl peroxide, and peroxide initiators such as t-butyl peroctoate and t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate.
  • These polymerization initiators are generally 0 per 100 parts by mass of the monomer used for polymerization. .About 2 to 10 parts by mass, preferably 0.5 to 5 parts by mass.
  • the reaction temperature during the polymerization is usually about 60 to 160 ° C., and the reaction time during the polymerization is usually about 1 to 15 hours.
  • the molecular weight of the copolymer used as the dispersion stabilizer is usually in the range of about 5,000 to 100,000, preferably about 5,000 to 50,000 in terms of weight average molecular weight. If the molecular weight is less than 5,000, the dispersed particles may not be sufficiently stabilized and aggregation and sedimentation may occur. If the molecular weight exceeds 100,000, the viscosity may increase and handling may be difficult.
  • Polymer dispersion stabilizers can be used alone or in combination of two or more. Further, if necessary, other dispersion stabilizers such as butyl etherified melamine-formaldehyde resin, alkyd resin and the like can be used in combination.
  • At least one unsaturated monomer is polymerized in an organic solvent in the presence of the polymer dispersion stabilizer, and the non-aqueous polymer particles insoluble in the organic solvent are obtained.
  • the organic solvent used in the polymerization includes organic solvents that do not substantially dissolve the polymer particles produced by the polymerization, but are good solvents for the polymer dispersion stabilizer and the unsaturated monomer. Is done.
  • organic solvents include aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, and octane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; methyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, octyl alcohol, and the like.
  • Alcohols such as cellosolve, butyl cellosolve, diethylene glycol monobutyl ether; ketones such as methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl hexyl ketone, ethyl butyl ketone; ethyl acetate, isobutyl acetate, amyl acetate, 2-ethylhexyl acetate Ester etc. can be mentioned. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • organic solvent in particular, those mainly composed of aliphatic hydrocarbons and suitably combined with aromatic hydrocarbons, alcohols, ethers, ketones or esters can be suitably used.
  • an unsaturated monomer having excellent polymerizability and having a carbon number smaller than that of the monomer used as the monomer component of the polymer dispersion stabilizer is dispersed. This is preferable because it is easily formed as polymer particles.
  • Examples of such unsaturated monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and t-butyl (meth) acrylate.
  • Carbon number of (meth) acrylic acid such as 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, etc.
  • alkyl or cycloalkyl esters alkoxyalkyl esters of (meth) acrylic acid such as methoxybutyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, ethoxybutyl (meth) acrylate; Esters of aromatic alcohols such as ru (meth) acrylate with (meth) acrylic acid; glycidyl (meth) acrylate and mono-C 2-18 such as acetic acid, propionic acid, oleic acid, pt-butylbenzoic acid Adducts with carboxylic acid compounds; Adducts with (meth) acrylic acid and monoepoxy compounds such as “Kardura E10”; styrene, ⁇ -methylstyrene, vinyltoluene, p-chlorostyrene, pt-butyl Vinyl aromatic compounds such as styrene; itaconic acid, itaconic anhydride, cro
  • the monomer component forming the polymer particles can stably form the particle component by using a polymer component having a carbon number smaller than that of the monomer component of the polymer dispersion stabilizer.
  • a polymer component having a carbon number smaller than that of the monomer component of the polymer dispersion stabilizer From the viewpoint, (meth) acrylic acid esters having 8 or less carbon atoms, preferably 4 or less, vinyl aromatic compounds, (meth) acrylonitrile, and the like can be suitably used. These unsaturated monomers can be used alone or in combination of two or more.
  • radical polymerization initiators include, for example, azo-based initiators such as 2,2′-azobisisobutyronitrile and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile); benzoyl peroxide, lauryl And peroxide initiators such as peroxide, t-butylperoctoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, and the like.
  • azo-based initiators such as 2,2′-azobisisobutyronitrile and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile
  • benzoyl peroxide lauryl And peroxide initiators such as peroxide, t-butylperoctoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, and the like.
  • These polymerization initiators are generally 100 parts by mass of monomers used for polymerization. It can be used in the range of about 0.2 to 10 parts by mass, preferably
  • the polymer dispersion stabilizer used in the polymerization is usually used in an amount of about 3 to 240 parts by weight, preferably about 5 to 82 parts by weight of the unsaturated monomer with respect to 100 parts by weight of the polymer dispersion stabilizer. is there. Further, the total concentration of the polymer dispersion stabilizer and the unsaturated monomer in the organic solvent is usually about 30 to 70% by mass, preferably about 30 to 60% by mass.
  • the polymerization can be carried out by a method known per se, the reaction temperature during the polymerization is usually about 60 to 160 ° C., and the reaction time during the polymerization is usually about 1 to 15 hours.
  • the liquid phase is a solution of a polymer dispersion stabilizer in an organic solvent
  • the solid phase is a polymer particle obtained by polymerizing an unsaturated monomer.
  • a stable non-aqueous dispersion of resin can be obtained.
  • the particle size of the polymer particles is usually in the range of about 0.1 to 1.0 ⁇ m. When the particle size is smaller than 0.1 ⁇ m, the viscosity of the non-aqueous dispersion may be increased. When the particle size is larger than 1.0 ⁇ m, the polymer particles may swell or aggregate during storage.
  • the storage stability and mechanical properties of the non-aqueous dispersion are improved by combining the polymer dispersion stabilizer and the polymer particles in the non-aqueous dispersion. Can do. Even when they are combined, there is almost no change in the dispersed state in appearance, and there is almost no change in the particle size of the polymer particles.
  • Examples of the method for bonding the polymer dispersion stabilizer and the polymer particles include a hydroxyl group, an acid group, an acid anhydride group, an epoxy group, a methylol group, an isocyanate group, an amide in the stage of preparing the polymer dispersion stabilizer in advance.
  • a monomer having a functional group such as a group, an isocyanate group, an amide group or an amino group.
  • a monomer having a functional group such as a group, an isocyanate group, an amide group or an amino group.
  • these combinations include an isocyanate group and a hydroxyl group, an isocyanate group and a methylol group, an epoxy group and an acid (anhydrous) group, an epoxy group and an amino group, an isocyanate group and an amide group, and an acid (anhydrous) group and a hydroxyl group.
  • Examples of the monomer having such a functional group include (meth) acrylic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride, fumaric acid, and citraconic acid.
  • Saturated carboxylic acids include glycidyl group-containing compounds such as glycidyl (meth) acrylate, vinyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether; (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-alkoxymethyl (meth) acrylamide, diacetone
  • Carboxylic acid amide compounds such as acrylamide and N-methylol (meth) acrylamide; containing sulfonic acid amide groups such as p-styrenesulfonamide, N-methyl-p-styrenesulfonamide, and N, N-dimethyl-p-styrenesulfonamide Compound; (me
  • polymer dispersion stabilizer As another method for bonding the polymer dispersion stabilizer and the polymer particles, it can be carried out by polymerizing an unsaturated monomer in the presence of a polymer dispersion stabilizer having a polymerizable double bond.
  • a polymerizable double bond is introduced into the polymer dispersion stabilizer by using an acid group-containing monomer such as carboxylic acid, phosphoric acid or sulfonic acid as a copolymerization component of the resin, and glycidyl (meth) in this acid group.
  • the reaction can be carried out by reacting a glycidyl group-containing unsaturated monomer such as acrylate or allyl glycidyl ether.
  • it can also be carried out by allowing a polymer dispersion stabilizer to contain a glycidyl group and reacting it with an acid group-containing unsaturated monomer.
  • a hydroxyl group-containing unsaturated monomer is polymerized alone or as a mixture with other unsaturated monomers in the presence of a hydroxyl group-containing polymer dispersion stabilizer and an organic solvent, and a non-aqueous dispersion containing a hydroxyl group in both.
  • the reaction can be carried out by blending a polyisocyanate compound or the like and reacting at room temperature for several hours to several days at about 60 to 100 ° C. for about 1 to 5 hours.
  • Any polyisocyanate compound may be used as long as it has two or more isocyanate groups in the molecule.
  • aromatic diisocyanates such as tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, or hydrides thereof.
  • An aliphatic diisocyanate such as hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, dimer acid (dimer of tall oil fatty acid) diisocyanate; and an alicyclic diisocyanate such as isophorone diisocyanate.
  • polymer dispersion stabilizers containing acid groups and combinations of polymer particles and polyepoxides polymer dispersion stabilizers containing epoxy groups and combinations of polymer particles and polycarboxylic acids, epoxy groups
  • a polymer dispersion stabilizer containing an isocyanate group and a combination of polymer particles and a polysulfide compound can also be used.
  • polyepoxides include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, novolac type epoxy resins, epoxy group-containing acrylic resins, and the like.
  • polycarboxylic acids include adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, isophthalic acid, and the like;
  • polysulfide include pentamethylene disulfide, hexamethylene disulfide, and poly (ethylene disulfide).
  • the polymer dispersion stabilizer and the polymer particles can be chemically bonded. At this time, various functional groups and polymerizable double bonds are bonded to the polymer dispersion stabilizer and / or polymerizable. It is sufficient that the amount introduced into the particles is an amount that averages at least 0.1 per molecule of the dispersion stabilizer and / or particles.
  • the non-aqueous dispersion thus obtained has excellent storage stability because the polymer dispersion stabilizer and polymer particles are chemically bonded, and the formed coating film is chemically and mechanically formed. Can exhibit excellent properties.
  • the amount of the component (E-1) includes the coating workability (sag resistance) of the resulting coating composition and the coating obtained.
  • the solid content is 0.1 to 10% by mass, preferably, based on the total solid content of the hydroxyl group-containing acrylic resin (A) and polyisocyanate compound (B). It is suitable to be in the range of 0.3 to 9% by mass.
  • the amount of the non-aqueous dispersion acrylic resin (E-1 ′) Is a solid of hydroxyl group-containing acrylic resin (A) and polyisocyanate compound (B) from the viewpoint of finished appearance such as coating workability (sag resistance) of the obtained coating composition and smoothness of the coated surface of the obtained coating film.
  • the solid content is suitably in the range of 1 to 10% by mass, preferably 2 to 8% by mass, based on the total amount.
  • Polymer fine particles synthesized in water examples include the following polymer fine particles.
  • polymer fine particles synthesized in an aqueous system may be referred to as “polymer fine particles synthesized in an aqueous system (E-2)” or “polymer fine particles (E-2)”.
  • the polymer fine particle (E-2) comprises an allyl group-containing reactivity of a monomer (e-2-1) containing at least two unsaturated groups in the molecule and another unsaturated monomer (e-2-2).
  • Examples of the monomer (e-2-1) containing at least two unsaturated groups in the molecule include unsaturated monocarboxylic acid esters of polyhydric alcohols, unsaturated alcohol esters of polybasic acids, An aromatic compound substituted with an unsaturated group can be used.
  • ethylene glycol diacrylate ethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, 1, 4-butanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, pentaerythritol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol dimethacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol tetra Methacrylate, glycerol dimetac Rate, glycerol diacrylate, glycerol allyloxy dimethacrylate, 1,1,1-trishydroxy
  • the other unsaturated monomer (e-2-2) is the remaining component constituting the fine particle polymer, the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer exemplified as the raw material of the hydroxyl group-containing acrylic resin (A), and other polymerizations.
  • the polymerizable unsaturated monomers polymerizable unsaturated monomers other than the hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomer
  • those other than the above (e-2-1) can be used in the same manner.
  • Diene compounds such as butadiene and isoprene can also be used. These monomers can be used alone or in combination of two or more.
  • the proportion of the monomers (e-2-1) and (e-2-2) used in the copolymerization is not strictly limited and can be changed according to the physical properties desired for the polymer fine particles.
  • the monomer (e-2-1) is 1 to 60% by mass, preferably 1 to 50% by mass, based on the total amount of the monomers (e-2-1) and (e-2-2). More preferably, the amount of the monomer (e-2-2) may be in the range of 40 to 99% by mass, preferably 50 to 99% by mass, and more preferably 60 to 99% by mass. .
  • the copolymerization of the monomers (e-2-1) and (e-2-2) can be carried out by emulsion polymerization known per se using a polymerization initiator in the presence of a reactive emulsifier containing an allyl group.
  • a reactive emulsifier containing an allyl group emulsion polymerization known per se using a polymerization initiator in the presence of a reactive emulsifier containing an allyl group.
  • the allyl group-containing reactive emulsifier any anionic, cationic or nonionic reactive emulsifier can be used as long as it is an allyl group-containing reactive emulsifier.
  • a contained reactive emulsifier can be preferably used.
  • anionic allyl group-containing reactive emulsifier examples include ammonium salts of sulfonic acid compounds having an allyl group.
  • an anionic emulsifier having a polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester salt as a basic structure and a radically polymerizable allyl group introduced as a part of the hydrophobic group can be used.
  • emulsifiers examples include Aqualon KH-10 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Latemul S-180A (Kao Corp.), SR-1025 (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) and the like.
  • the amount of the reactive emulsifier is in the range of 0.1 to 10% by mass, preferably 1 to 5% by mass, based on the total amount of the monomers (e-2-1) and (e-2-2). Is suitable.
  • anionic surfactants examples include fatty acids, alkyl sulfate esters, alkylbenzene sulfonates, and alkyl phosphates.
  • Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene derivatives, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene alkyl amines, alkyl alkanolamides, and the like.
  • Examples of the zwitterionic surfactant include alkylbedine.
  • the concentration of the emulsifier used in combination as necessary is 0.1 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight, based on the total amount of the monomers (e-2-1) and (e-2-2). It is suitable to be within the range.
  • polymerization initiator for example, peroxides represented by ammonium persulfate, potassium persulfate, ammonium peroxide and the like, these peroxides, and reducing agents such as sodium bisulfite, sodium thiosulfate, Rongalite, and ascorbic acid And so-called redox initiators in combination with azo compounds such as 4,4′-azobis (4-cyanobutanoic acid).
  • azo compounds particularly water-soluble azoamide compounds, can be preferably used. Water-soluble azoamide compounds are known (see JP-A-61-218618 and JP-A-61-63643). As specific examples of commercially available products, the VA series (trade name, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Product).
  • the amount of the polymerization initiator is usually in the range of 0.01 to 10% by mass, preferably 0.1 to 5% by mass, based on the total amount of the monomers (e-2-1) and (e-2-2). It is.
  • the concentration of all unsaturated monomers in the emulsion polymerization reaction is usually in the range of 0.1 to 50% by mass, preferably 0.5 to 30% by mass.
  • reaction temperature during emulsion polymerization varies depending on the polymerization initiator used, it can usually be 60 to 90 ° C. and the reaction time can usually be 5 to 10 hours.
  • the polymer fine particles (E-2) have a hydroxyl value in the range of 0 to 70 mgKOH / g, preferably 0 to 60 mgKOH / g, more preferably 0 to 50 mgKOH / g, from the viewpoint of the water resistance of the resulting coating film. Can have.
  • the polymer fine particles (E-2) have an acid value in the range of 0 to 90 mgKOH / g, preferably 0 to 70 mgKOH / g, more preferably 0 to 50 mgKOH / g, from the viewpoint of water dispersibility and the like. be able to.
  • the polymer fine particles (E-2) can have a particle diameter in the range of 10 to 500 nm, preferably 20 to 250 nm, more preferably 30 to 150 nm.
  • the particle size was measured using a COULTER N4 type sub-micron particle analyzer (manufactured by Nikka Machine Co., Ltd.).
  • the polymer fine particles (E-2) can be neutralized with a basic compound as necessary.
  • basic compounds used for neutralization include ammonia; primary monoamines such as ethylamine, propylamine, butylamine, benzylamine, monoethanolamine, neopentanolamine, 2-aminopropanol, and 3-aminopropanol; diethylamine Secondary monoamines such as, diethanolamine, di-n- or diisopropanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine; N, N-dimethylethanolamine, trimethylamine, triethylamine, triisopropylamine, methyldiethanolamine, etc.
  • Tertiary monoamines such as diethylenetriamine, hydroxyethylaminoethylamine, ethylaminoethylamine, methylaminopropylamine, etc. Can. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the basic compound used for neutralization is suitably 0.1 to 1.0 equivalent, particularly 0.2 to 0.8 equivalent, based on the acid groups in the polymer fine particles (E-2). Yes.
  • the polymer fine particle (E-2) is obtained as an emulsion in which fine particles are dispersed in water.
  • the solvent is obtained by substituting the organic solvent with water as a dispersion medium as necessary. It can be used as a system paint.
  • the amount of the polymer fine particles (E-2) depends on the coating workability (sag resistance) of the resulting coating composition and the obtained coating composition.
  • the solid content is 0.1 to 5% by mass, preferably with respect to the total solid content of the hydroxyl group-containing acrylic resin (A) and polyisocyanate compound (B). Is suitably in the range of 0.2 to 3% by weight.
  • Polyurea compound (E-3) Specific examples of the polyurea compound (E-3) include the following polyurea compounds.
  • a solid particulate polyurea compound comprising a reaction product of an isocyanurate trimer obtained from a diisocyanate compound having 3 to 20 carbon atoms and an amine compound having one or more primary amino groups (Japanese Patent Publication No. 7-81099).
  • the isocyanurate trimer is preferably made from a diisocyanate having 3 to 20, preferably 5 to 14, more preferably 8 to 12 carbon atoms, particularly preferably hexamethylene diisocyanate.
  • diisocyanates examples include methylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, ⁇ , ⁇ ° dipropyl ether diisocyanate, thiodipropyl diisocyanate, cyclohexyl-1,4-diisocyanate, dicyclohexylmethane-4, 4 ° -diisocyanate, 1,5-dimethyl-2,4-bis (isocyanatomethyl) -benzene, 1,5-dimethyl-2,4-bis ( ⁇ -isocyanatoethyl) -benzene, 1,3,5-trimethyl- 2,4-bis (isocyanatomethyl) benzene, 1,3,5-triethyl-2,4-bis (isocyanatomethyl) benzene, a compound sold under the trademark Desmodur TT from Bayer.
  • Ring diisocyanate dicyclohexylmethane-dimethyl-4,4'-diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate and diphenylmethane-4,4'-diisocyanate.
  • heterocyclic trimers of two or three different diisocyanates may be used.
  • a mixture of the above heterocyclic triisocyanates can also be used.
  • Suitable primary amines that are secondary components used to make polyurea compounds include benzylamine, ethylamine, n-propylamine, sec-propylamine, n-butylamine, sec-butylamine, tert-butylamine N-pentylamine, ⁇ -methylbutylamine, ⁇ -ethylpropylamine, ⁇ -ethylbutylamine, hexylamine, octylamine, decylamine, stearylamine, cyclohexylamine, aniline and hexamethylenediamine.
  • These primary amines generally contain up to 55 carbon atoms, preferably 1 to 24, more preferably 1 to 12 carbon atoms.
  • Amines having one or more primary amino groups and one or more ether and / or hydroxyl groups can also be used.
  • Mixtures of the above amines can also be used.
  • one of the heterocyclic triisocyanate or the primary amine can be used in excess of the stoichiometric amount.
  • the ratio of the number of amino groups of the primary amine to the number of heterocyclic triisocyanate groups can be 0.7 to 1.5, preferably 0.9 to 1.1.
  • the reaction between the heterocyclic triisocyanate and the primary amine can generally be carried out by any method selected by mixing reaction components and raising the temperature as necessary. This reaction is preferably carried out at a temperature of 10 ° C. to 150 ° C., more preferably at a temperature of 20 ° C. to 80 ° C.
  • the reaction components can be mixed in any selected manner, but it is desirable to add the heterocyclic triisocyanate to the primary amine, and it may be divided into several stages if necessary.
  • this reaction is carried out in the presence of a solvent such as an aliphatic hydrocarbon such as acetone, methyl isobutyl ketone, 1-methoxy-propanol-2, benzene, toluene, xylene, or petroleum ether.
  • a solvent such as an aliphatic hydrocarbon such as acetone, methyl isobutyl ketone, 1-methoxy-propanol-2, benzene, toluene, xylene, or petroleum ether.
  • the blending amount of the component (E-3) is 100 parts by weight in total of the hydroxyl group-containing acrylic resin (A) and the polyisocyanate compound (B).
  • the range of 1 to 20 parts by weight, particularly 2 to 10 parts by weight is suitable.
  • This coating material is a coating composition containing a hydroxyl group-containing acrylic resin (A), a polyisocyanate compound (B), an organometallic catalyst (C) and a blocking agent (D) as essential components, and is usually an organic solvent. If necessary, pigments, pigment dispersants, leveling agents, the aforementioned rheology control agents (E), UV absorbers, light stabilizers, plasticizers, etc. An agent can be contained.
  • the pigment it can be used without particular limitation, for example, titanium oxide, zinc white, carbon black, cadmium red, molybdenum red, chromium yellow, chromium oxide, Prussian blue, cobalt blue, azo pigment, phthalocyanine pigment, quinacridone pigment, Colored pigments such as isoindoline pigments, selenium pigments, perylene pigments; body pigments such as talc, clay, kaolin, barita, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silica, alumina white; aluminum powder, mica powder, titanium oxide Examples thereof include metallic pigments such as coated mica powder.
  • the pigment content varies depending on the type, but is usually about 0 to 200% by mass, preferably about 1 to 100% by mass, based on the total solid content of the components (A) and (B).
  • the content of the color pigment varies depending on the kind thereof, it is usually about 0 to 150% by mass, preferably about 1 to 100% by mass with respect to the total solid content of the component (A) and the component (B).
  • ultraviolet absorber conventionally known ones can be used, and examples thereof include ultraviolet absorbers such as benzotriazole absorbers, triazine absorbers, salicylic acid derivative absorbers, and benzophenone absorbers.
  • the content of the ultraviolet absorber in the coating composition is usually in the range of 0 to 10% by weight, particularly 0.2 to 5% by weight, more particularly 0.3 to 2% by weight, based on the total solid content of the resin. It is preferable from the viewpoint of weather resistance and yellowing resistance.
  • light stabilizer conventionally known light stabilizers can be used, and examples thereof include hindered amine light stabilizers.
  • the content of the light stabilizer in the coating composition is usually in the range of 0 to 10% by mass, particularly 0.2 to 5% by mass, more particularly 0.3 to 2% by mass, based on the total amount of resin solids. It is preferable from the viewpoint of weather resistance and yellowing resistance.
  • the coating composition of the present invention is a two-component paint in which a hydroxyl group-containing acrylic resin (A), an organometallic catalyst (C), a blocking agent (D), and a polyisocyanate compound (B) are separated. It is preferable to mix the two immediately before use.
  • the coating material to which the present coating is applied is not particularly limited.
  • steel sheets such as cold-rolled steel sheets, galvanized steel sheets, zinc alloy-plated steel sheets, stainless steel sheets, and tin-plated steel sheets
  • Metal substrates such as aluminum plates and aluminum alloy plates; various plastic materials are preferred.
  • it may be a vehicle body such as an automobile, a two-wheeled vehicle, a container or the like formed of the metal base material or a plastic material.
  • the object to be coated may be one in which surface treatment such as phosphate treatment, chromate treatment, complex oxide treatment is performed on the metal substrate or the metal surface of the vehicle body.
  • primer coatings are formed on plastic substrates such as bumpers such as the above metal substrates, vehicle bodies, etc., with various undercoating and / or intermediate coatings. It may be what was done.
  • the coating method of this paint is not particularly limited, and for example, a wet coating film can be formed by a coating method such as air spray coating, airless spray coating, rotary atomization coating, curtain coat coating, or the like. In these coating methods, electrostatic application may be performed as necessary. Of these, air spray coating is particularly preferred. In general, the coating amount of the paint is preferably about 10 to 50 ⁇ m as a cured film thickness.
  • the viscosity of this coating is adjusted to a viscosity range suitable for the coating, usually Ford Cup #No.
  • a solvent such as an organic solvent so that a viscosity range of about 15 to 60 seconds at 20 ° C. is obtained.
  • Curing of the wet coating film formed by applying the coating material to the object to be coated is performed by heating, and the heating can be performed by a known heating means, such as a hot air furnace, an electric furnace, an infrared induction heating furnace, etc.
  • the drying oven can be applied.
  • the heating and holding temperature (keep temperature) is excellent in curability at a low temperature, and is therefore preferably in the range of 60 to 120 ° C., particularly 70 to 110 ° C., and more particularly 80 to 100 ° C.
  • the heat holding time (keep time) is within the range of 5 to 15 minutes, particularly 5 to 12 minutes, more particularly 5 to 10 minutes, because the coating composition of the present invention has excellent curability in a short time. It is suitable to be.
  • This paint has excellent curability and pot life (pot life) at low temperatures and in a short time, and also can provide a cured coating film with excellent finished appearance. It can be preferably used.
  • This paint can be particularly suitably used as an automobile paint.
  • Organometallic catalysts (C-7) to (C-9) are catalysts for comparative examples.
  • (* 1) to (* 6) in Table 2 are as follows.
  • Nikka octix zinc (* 1) trade name, zinc octylate, zinc content 8%, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.
  • Zinc naphthenate (* 2): Zinc content 10.1%, Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Acetylacetone zinc (* 3): Zinc content 25%, Showa Chemical Co., Ltd. Nikka Octix Tin (* 4): Trade name, Tin octylate, tin content 28%, manufactured by Nippon Kagaku Sangyo Co., Ltd. K-KAT348 (* 5): Trade name, bismuth octylate, bismuth content 25%, King Industries DBU (* 6): 1,8- Diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene
  • Production and production example 12 of non-aqueous dispersion type acrylic resin A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, condenser, and nitrogen gas inlet was charged with 93 parts of heptane and 98 parts of the following 55% polymer dispersion stabilizer solution (* 7) and heated to reflux. A mixture of polymerization initiators was dropped over 3 hours, and further aged for 2 hours to obtain a non-aqueous dispersion type acrylic resin.
  • the obtained non-aqueous dispersion type acrylic resin (C-1) has a milky white stable low mass concentration of 53%, Gardner viscosity B, average particle size (measured by electron microscope) 0.2 to 0.3 ⁇ m ⁇ . It was a dispersion of a viscosity polymer. Even when left at room temperature for 3 months, no precipitates or coarse particles were observed.
  • the obtained polymer dispersion stabilizer solution had a mass solid content concentration of 55%, a Gardner viscosity G, and a weight average molecular weight of 16000.
  • Production and production example 13 of polymer fine particles synthesized in water A four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a condenser tube and a mantle heater was added to 355 parts of deionized water and Latemuru S-120A (sulfosuccinic acid-based anionic reactive emulsifier, manufactured by Kao Corporation, solid content 50 %) 4 parts were charged and the temperature was raised to 90 ° C. with stirring. To this was added 1.25 parts of VA-086 (water-soluble azoamide polymerization initiator, 2,2′-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) -propionamide], manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
  • VA-086 water-soluble azoamide polymerization initiator, 2,2′-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) -propionamide], manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • aqueous dispersion is dried on a stainless steel vat at 60 ° C. in an electric hot air drier to remove water to form a solid, and then dispersed again in ethylene glycol monomethyl ether heated to 60 ° C.
  • a dispersion of polymer fine particles having a mass solid content concentration of 20% was obtained.
  • Polyurea compound production example 14 As the polyurea compound, a diurea compound which is a reaction product of 2 mol of benzylamine and 1 mol of hexamethylene diisocyanate was used.
  • the polyisocyanate compounds (B-1) and (B-2) in Table 3 have the following meanings, respectively.
  • Polyisocyanate compound (B-1) Polyisocyanate compound composed of hexamethylene diisocyanate, the composition ratio of the multimer is 53% for the isocyanurate trimer and 47% for the other multimer of the trimer or higher. Solid content 100%, NCO content 21.8%, viscosity is 3000 mPa ⁇ s at 25 ° C. *
  • Polyisocyanate compound (B-2) N3200, trade name, manufactured by Bayer, hexamethylene diisocyanate burette, solid content 100%, NCO content 23.0%, viscosity is 2500 mPa ⁇ s at 25 ° C.
  • Nonaqueous dispersion described in the column of “Rheology control agent (E)” in Table 3 represents the nonaqueous dispersion type acrylic resin obtained in Production Example 12
  • Mated fine particles indicate those obtained in Production Example 13
  • Polyurea indicates the diurea compound described in Production Example 14.
  • NCO reaction rate FT-IR equipment “FT / IR-420” (manufactured by JASCO), immediately after paint blending and viscosity adjustment, by liquid film method, and after heat curing (keep at 100 ° C. for 7 minutes) was evaluated by measuring the surface of the test plate by the ATR method.
  • the isocyanate peak (1690 cm ⁇ 1 ) intensity and the isocyanurate peak (2271 cm ⁇ 1 ) intensity were calculated, and the ratio of these was calculated to determine the NCO reaction rate.
  • NCO reaction rate (%) 100-NCO residual rate (%)
  • NCO residual ratio (%) (Isocyanate peak intensity after heat curing / isosinurate peak intensity) / (Isocyanate peak intensity immediately after blending of paint / isosinurate peak intensity) ⁇ 100 Pot life (pot life): As described above, the viscosity of each coating composition prepared and adjusted for viscosity at 20 ° C. at the beginning, after 4 hours and after 6 hours was measured according to Ford Cup #No. 4 was measured. In addition, what was gelatinized was described as the gel in Table 3 below.
  • Electron GT-10 (trade name, thermosetting epoxy resin-based cationic electrodeposition paint manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) has a thickness of 20 ⁇ m on a 0.8 mm-thick dull steel sheet subjected to zinc phosphate conversion treatment. Electrodeposited as above, cured by heating at 170 ° C.
  • Knoop hardness After leaving each test plate in a constant temperature room at 20 ° C. for 24 hours, “Tucon hardness” was measured with a TUKON (American Chain & “Cable Company”, micro hardness tester).
  • Knoop Hardness Number which is also called TU-CON hardness, represents the hardness of the coating film that is read from the size of the diamond-shaped indentation that is formed by pushing a square pyramid diamond indenter into the test surface of the material with a constant test load. The larger the value, the higher the hardness.
  • BYK “Wave-Scan” which is an apparatus that optically scans the light / dark pattern of the light on the coating film surface of each test plate and analyzes the contrast (strength) of reflected light, has a wavelength region of 600- A long wavelength value measured at 1000 ⁇ m and a short wavelength value measured at a wavelength region of 100 to 600 ⁇ m were determined, and each was evaluated as a parameter of the finished skin. These are the dispersion values of the measured light intensity. The smaller the value, the better the finished skin (smoothness of the painted surface). The test results are shown in Table 3 below together with the paint formulation.

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Abstract

本発明が解決すべき課題は、低温かつ短時間での硬化性及びポットライフ(可使時間)に優れ、さらに、仕上り外観にも優れる硬化塗膜を得ることができる塗料組成物を提供することである。本発明は、特定の水酸基価を有する水酸基含有アクリル樹脂、ポリイソシアネート化合物、亜鉛化合物及びアミジン化合物からなる有機金属触媒、ならびにβ-ジケト等の特定の化合物から選ばれる少なくとも1種のブロック剤を含有する塗料組成物を提供する。

Description

塗料組成物
 [関連出願の相互参照]
 本出願は、2013年12月12日に出願された、日本国特許出願第2013-256861号明細書(その開示全体が参照により本明細書中に援用される)に基づく優先権を主張する。本発明は、低温かつ短時間での硬化性に優れ、ポットライフ(可使時間)も両立することができ、さらに、仕上り外観にも優れる硬化塗膜を得ることができる塗料組成物に関する。
 自動車車体の他、工業製品の塗装において、近年、省エネルギー及び環境負荷の軽減の観点から、焼付硬化工程の短縮及び工程削減に向けての開発が活発になされている。
 自動車車体の塗装における工程削減としては、例えば、電着塗装がされた後、通常、中塗塗料及び上塗塗料が順に塗装され、従来は中塗塗料、上塗塗料が塗装された後、その都度、焼付が行われていたが、上塗塗料塗装後に、中塗塗膜と上塗塗膜の焼付を一度で行う焼付工程の削減の開発が進められており、今後はこの焼付工程が削減された塗装方式が主流になりつつある。
 焼付硬化工程そのものの短縮においては、硬化工程の低温化及び短時間化の要求が高まっている。
 このような低温短時間硬化の要求を満足させるための塗料としては、コスト面も勘案すると、水酸基含有樹脂を、ポリイソシアネート化合物を架橋剤として硬化させる、水酸基/イソシアネート基架橋系塗料が有力と考えられ、これまでにも検討がなされている。
 しかしながら、従来技術では、低温短時間の硬化性の向上において、ポットライフ(可使時間(貯蔵性))との両立が困難であり、また、特に自動車塗装等において要求される高度の仕上り外観も満足させることは困難であった。
 特許文献1には、低温硬化性に優れた塗料組成物として、ピラゾール化合物でブロックされた3級イソシアネート基を1分子中に2個以上含有するピラゾールブロックポリイソシアネート化合物と、特定の水酸基価及び重量平均分子量を有する水酸基含有樹脂を必須成分として含有することを特徴とする塗料組成物が開示されている。しかしながら、この塗料組成物は、短時間条件での硬化性が不十分であった。
 特許文献2には、低温硬化性に優れた塗料組成物として、特定の水酸基価を有する、ポリエステルポリオールおよびアクリルポリオールを含む樹脂成分、ブロックイソシアネートを必須成分としメラミンを含有することがある架橋剤、少なくともジブチル錫のジカルボン酸塩からなるブロックイソシアネート解離触媒、および、顔料を含有する一液低温硬化型着色エナメル塗料が開示されている。しかしながら、この塗料組成物は、低温焼付条件での硬化性が不十分であった。
 特許文献3には、ポリオール(A1)、ポリエーテルポリオール(B)及び溶剤(C)を含有し、ポリオール(A1)が環構造を有することを主たる特徴とする塗料用樹脂組成物と、(ブロック)ポリイソシアネート化合物とを含む硬化性塗料組成物、及び、更に、該硬化性塗料組成物に、金属有機化合物及び酸性物質を含むことを特徴とする硬化性塗料組成物が開示されている。
 しかしながら、この塗料組成物は、該金属有機化合物及び酸性物質を含む態様において、低温短時間硬化性には優れるが、ポットライフが不十分であり、また、得られる塗膜の仕上り外観が不十分となる場合があった。
特開2005-225907号公報 特開平10-101996号公報 特開2002-97412号公報
 本発明の目的は、低温かつ短時間での硬化性及びポットライフ(可使時間)に優れ、さらに、仕上り外観にも優れる硬化塗膜を得ることができる塗料組成物を提供することにある。
 本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を行なった結果、特定の水酸基価を有する水酸基含有アクリル樹脂及びポリイソシアネート化合物、亜鉛化合物及びアミジン化合物からなる有機金属触媒、ならびにβ-ジケト等の特定の化合物から選ばれる少なくとも1種のブロック剤を含有する塗料組成物によれば上記の目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 即ち、本発明は、
 (A)水酸基価が50~200mgKOH/gである水酸基含有アクリル樹脂、 
(B)ポリイソシアネート化合物、 
(C)亜鉛化合物及びアミジン化合物からなる有機金属触媒、ならびに 
(D)β-ジケトン類、β-ケト酸エステル類、マロン酸エステル類、β位に水酸基を持つケトン類、β位に水酸基を持つアルデヒド類及びβ位に水酸基を持つエステル類から選ばれる少なくとも1種のブロック剤を含有し、
 水酸基含有アクリル樹脂(A)及びポリイソシアネート化合物(B)の総量を基準として、ブロック剤(D)の量が0.7~25質量%の範囲内であることを特徴とする塗料組成物を提供するものである。
 本発明の塗料組成物は、水酸基含有樹脂とポリイソシアネート化合物との架橋反応の触媒として、亜鉛化合物及びアミジン化合物からなる有機金属触媒を含有するものであることから、低温かつ短時間での硬化性に優れている。
 さらに、β-ジケトン等の特定の化合物から選ばれるブロック剤が、特に亜鉛化合物及びアミジン化合物からなる有機金属触媒に対して、特異的に高いブロック効果を有することから、極めてポットライフにも優れた塗料組成物を得ることができる。
 これは該有機金属触媒が、亜鉛化合物に対し、アミジン化合物が配位した錯体構造を形成しているためであると推察され、このアミジン化合物が立体障害となるため、アミジン化合物が配位した構造となっている間は、亜鉛化合物(亜鉛イオン)が本来有するウレタン化反応の触媒活性を抑制することができためであると考えられる。
 また、該アミジン化合物は比較的低温で解離することから、低温の解離温度に到達すれば配位したアミジン化合物が脱離して、金属化合物が再生し、該金属化合物(金属イオン)が本来有するウレタン化反応の触媒活性が作用することにより、低温短時間での硬化性に優れた塗料組成物が得られると考えられる。
 さらに、β-ジケトン等の特定の化合物から選ばれるブロック剤は、亜鉛化合物及びアミジン化合物からなる有機金属触媒に対して、特異的に高いブロック効果を有するのでポットライフ(可使時間)にも極めて優れている。
 さらに、水酸基含有アクリル樹脂が2級水酸基を含有するものである場合、その2級水酸基は通常、水酸基として用いられる1級水酸基と比べ、その反応速度が緩やかであり、金属化合物を触媒とするウレタン化反応の速度を、仕上り性の確保を十分たらしめる程に制御することができることから、仕上り外観にも優れた硬化塗膜を得ることができると考えられる。
 以上、本発明の塗料組成物によれば、低温かつ短時間での硬化性及びポットライフ(可使時間)に極めて優れ、さらに、仕上り外観にも優れる硬化塗膜を得ることができる塗料組成物が提供されるという効果を奏することができる。
 以下、本発明の塗料組成物(以下、「本塗料」ということがある。)について詳細に説明する。
 本発明の塗料組成物は、特定の水酸基価を有する水酸基含有アクリル樹脂(以下、本発明に規定する特定の水酸基価を有する水酸基含有アクリル樹脂を水酸基含有アクリル樹脂(A)ということがある。)及びポリイソシアネート化合物(B)、亜鉛化合物及びアミジン化合物からなる有機金属触媒(以下、有機金属触媒(C)ということがある。)、ならびに、β-ジケトン等の特定の化合物から選ばれる少なくとも1種のブロック剤(以下、ブロック剤(D)ということがある。)を含有する塗料組成物である。
 水酸基含有アクリル樹脂(A)
 水酸基含有アクリル樹脂(A)は、50~200mgKOH/gの水酸基価を有する。本発明において、水酸基含有アクリル樹脂(A)の水酸基価は70~190mgKOH/gが好ましく、90~180mgKOH/gがより好ましい。本明細書において水酸基価(mgKOH/g)は、試料1g(固形分)に含まれる水酸基の量を水酸化カリウムに換算したときの水酸化カリウムのmg数で表したものである。水酸化カリウムの分子量は56.1とする。
 本発明において、水酸基含有アクリル樹脂(A)は、水酸基価が上記範囲内となる限り特に限定されないが、例えば、水酸基含有重合性不飽和モノマー及びその他の重合性不飽和モノマー(水酸基含有重合性不飽和モノマー以外の重合性不飽和モノマー)を共重合することにより得ることができる。水酸基含有重合性不飽和モノマーとしては、後述する2級水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)及び水酸基(2級水酸基を除く)含有重合性不飽和モノマーを挙げることができる。その他の重合性不飽和モノマー(水酸基含有重合性不飽和モノマー以外の重合性不飽和モノマー)としては、後述する、その他の重合性不飽和モノマー(2級水酸基含有重合性不飽和モノマー以外の重合性不飽和モノマー)のうち、「(2)水酸基(2級水酸基を除く)含有重合性不飽和モノマー」以外のものを挙げることができる。例えば、後述する「(1)酸基含有重合性不飽和モノマー」、「(3)アクリル酸又はメタクリル酸と炭素数1~20の1価アルコールとのエステル化物」、「(4)アルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマー」、「(5)芳香族系ビニルモノマー」、「(6)グリシジル基含有重合性不飽和モノマー」、「(7)重合性不飽和結合含有窒素原子含有化合物」、「(8)その他のビニル化合物」等が挙げられる。
 本発明において、重合性不飽和モノマーとは、1個以上(例えば、1~4個)の重合性不飽和基を有するモノマーを示す。重合性不飽和基とは、ラジカル重合しうる不飽和基を意味する。かかる重合性不飽和基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルエーテル基、アリル基等が挙げられる。
 本発明の好ましい実施形態において、水酸基含有アクリル樹脂(A)は、(a)2級水酸基含有重合性不飽和モノマー及び(b)その他の重合性不飽和モノマー(2級水酸基含有重合性不飽和モノマー以外の重合性不飽和モノマー)からなるモノマー成分を常法により共重合せしめることによって製造することができる。かかる方法により得られる水酸基含有アクリル樹脂(A)は、2級水酸基を有することとなる。本明細書において、水酸基含有アクリル樹脂(A)のうち、上記のように2級水酸基を有するものを2級水酸基含有アクリル樹脂(A’)と示すこともある。
 2級水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)は、1分子中に2級水酸基と重合性不飽和結合とを各々1個有する化合物である。
 2級水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)としては、塗膜の仕上り外観や塗料組成物のポットライフの観点から、例えば、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のエステル部のアルキル基の炭素数が2~8、特に3~6、さらに特に3または4の2級水酸基を有する重合性不飽和モノマー;(メタ)アクリル酸とエポキシ基含有化合物(例えば、カージュラE10(商品名)、ヘキシオン・スペシャリティー・ケミカル社製、ネオデカン酸グリシジルエステル)との付加物等を挙げることができる。これらの中でも特に、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートが好ましい。
 上記モノマー(a)は、1種で又は2種以上を組合せて使用することができる。
 本明細書において、「(メタ)アクリレート」は「アクリレート又はメタクリレート」を意味する。「(メタ)アクリル酸」は、「アクリル酸又はメタクリル酸」を意味する。また、「(メタ)アクリロイル」は「アクリロイル又はメタクリロイル」を意味する。
 その他の重合性不飽和モノマー(b)は、上記2級水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)以外のモノマーであり、具体的には、1分子中に1個の重合性不飽和結合を有する化合物である。不飽和モノマー(b)の具体例を、下記(1)~(8)に列挙する。
 (1)酸基含有重合性不飽和モノマー
 酸基含有重合性不飽和モノマーは、1分子中に酸基と重合性不飽和結合とをそれぞれ1個有する化合物である。該モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸及び無水マレイン酸などのカルボキシル基含有モノマー;ビニルスルホン酸、スルホエチル(メタ)アクリレートなどのスルホン酸基含有モノマー;2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、2-(メタ)アクリロイルオキシ-3-クロロプロピルアシッドホスフェート、2-メタクロイルオキシエチルフェニルリン酸などの酸性リン酸エステル系モノマーなどを挙げることができる。これらは1種で又は2種以上を使用することができる。酸基含有重合性不飽和モノマーを使用する場合、アクリル樹脂(A)の酸価が、0.5~30mgKOH/g程度、特に1~20mgKOH/g程度となる量とすることが好ましい。
 (2)水酸基(2級水酸基を除く)含有重合性不飽和モノマー
 1分子中に水酸基(2級水酸基を除く)と重合性不飽和結合とをそれぞれ1個有する化合物である。該モノマーとしては、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、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2~10の2価アルコールとのモノエステル化物(2級水酸基を有するものを除く);ε-カプロラクトンを開環重合反応させることにより変性した水酸基含有モノマー(2級水酸基を有するものを除く)等を挙げることができる。
 ε-カプロラクトンを開環重合反応させることにより変性した水酸基含有モノマーとしては、市販品を使用することができ、市販品としては、例えば、「プラクセルFA-1」、「プラクセルFA-2」、「プラクセルFA-3」、「プラクセルFA-4」、「プラクセルFA-5」、「プラクセルFM-1」、「プラクセルFM-2」、「プラクセルFM-3」、「プラクセルFM-4」、「プラクセルFM-5」(以上、いずれもダイセル化学(株)製、商品名)等を挙げることができる。
 (3)アクリル酸又はメタクリル酸と炭素数1~20の1価アルコールとのエステル化物
 具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチルアクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、iso-ブチル(メタ)アクリレート,tert-ブチル(メタ)アクリレート,2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリルアクリレート(大阪有機化学工業社製、商品名)、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
 上記アクリル酸又はメタクリル酸と炭素数1~20の1価アルコールとのエステル化物のうち、仕上り外観の向上及び塗膜硬度の両立の観点から、炭素数6~20の脂環式炭化水素基を含有する重合性不飽和モノマー(b1)を使用することができる。
 炭素数6~20の脂環式炭化水素基の代表例としては、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロドデシル基、イソボルニル基、アダマンチル基及びトリシクロデカニル基等を挙げることができる。
 不飽和モノマー(b1)の具体例としては、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4-メチルシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、4-エチルシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、4-メトキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロオクチル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、3,5-ジメチルアダマンチル(メタ)アクリレート、3-テトラシクロドデシル(メタ)アクリレート等の有橋脂環式炭化水素基含有重合性不飽和モノマー等を挙げることができる。
 不飽和モノマー(b1)を使用する場合、その配合割合は、モノマー成分の総量に対して、10~60質量%、特に15~50質量%、さらに特に20~45質量%の範囲内であることが好ましい。
 (4)アルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマー
 具体的には、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アクリロキシエチルトリメトキシシラン、メタクリロキシエチルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン等をあげることができる。これらのうち好ましいアルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマーとして、ビニルトリメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピ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シラン等を挙げることができる。
 アルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマーを構成成分とすることにより、水酸基とイソシアネート基との架橋結合に加え、アルコキシリル基同士の縮合反応及びアルコキシシリル基と水酸基との反応による架橋結合を生成することから硬化性を向上させることができる。
 アルコキシシリル基含有重合性不飽和モノマーを構成成分とする場合、その配合割合は、モノマー成分の総量に対して1~20質量%、特に、1~10質量%の範囲内であることが好ましい。
 (5)芳香族系ビニルモノマー
 具体的には、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等を挙げることができる。
 芳香族系重合性不飽和モノマーを構成成分とすることにより、得られる樹脂のガラス転移温度が上昇し、また、高屈折率で疎水性の塗膜を得ることができることから、塗膜の光沢向上による仕上り外観の向上効果を得ることができる。
 芳香族系重合性不飽和モノマーを構成成分とする場合、その配合割合は、モノマー成分の総量に対して3~40質量%、特に、5~30質量%の範囲内であることが好ましい。
 (6)グリシジル基含有重合性不飽和モノマー
 グリシジル基含有重合性不飽和モノマーは、1分子中にグリシジル基と重合性不飽和結合とをそれぞれ1個有する化合物であり、具体的には、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等を挙げることができる。
 (7)重合性不飽和結合含有窒素原子含有化合物
 例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルプロピルアクリルアミド、N-ブトキシメチルアクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N-メチロールメタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等を挙げることができる。
 (8)その他のビニル化合物
 例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、塩化ビニル、バーサティック酸ビニルエステル等を挙げることができる。バーサティック酸ビニルエステルとしては、市販品である「ベオバ9」、「ベオバ10」(以上、商品名、ジャパンエポキシレジン(株)製)等を挙げることができる。
 その他の重合性不飽和モノマー(b)としては、前記(1)~(8)で示されるモノマーを1種で、又は2種以上を用いることができる。
 アクリル樹脂(A)の重量平均分子量は、塗膜の仕上り外観及び硬化性の観点から、2000~50000程度、特に、5000~30000程度であることが好ましい。
 なお、本明細書において、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフで測定したクロマトグラムから標準ポリスチレンの分子量を基準にして算出した値である。ゲルパーミエーションクロマトグラフは、「HLC8120GPC」(東ソー社製)を使用した。カラムとしては、「TSKgel G-4000HXL」、「TSKgel G-3000HXL」、「TSKgel G-2500HXL」、「TSKgel G-2000HXL」(いずれも東ソー(株)社製、商品名)の4本を用い、移動相;テトラヒドロフラン、測定温度;40℃、流速;1cc/分、検出器;RIの条件で行った。
 アクリル樹脂(A)のガラス転移温度は、塗膜の硬化性及び仕上り外観の観点から、-10~30℃程度、特に、-5~20℃程度であることが好ましい。
 本明細書において、アクリル樹脂のガラス転移温度(℃)は、下記式によって算出した:
 1/Tg(K)=(W1/T1)+(W2/T2)+・・・・・(1)
 Tg(℃)=Tg(K)-273              (2)
 各式中、W1、W2、・・は共重合に使用されたモノマーのそれぞれの質量分率、T1、T2、・・はそれぞれの単量体のホモポリマ-のTg(K)を表わす。
 水酸基含有アクリル樹脂(A)が(a)2級水酸基含有重合性不飽和モノマー及び(b)その他の重合性不飽和モノマーからなるモノマー成分の共重合である場合、2級水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)及びその他の重合性不飽和モノマー(b)の配合割合は、例えば、全モノマー量に対して、2級水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)が20~50質量%程度、好ましくは25~45質量%程度であり、その他の不飽和モノマー(b)が、50~80質量%程度、好ましくは55~75質量%程度である。2級水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)の量が、20質量%未満であると、硬化性及び硬化塗膜の仕上り外観が不充分な場合があり、50質量%を超えると、硬化塗膜の仕上り外観が不充分な場合がある。
 当該実施形態において、塗膜の仕上り外観向上の観点から、2級水酸基含有アクリル樹脂(A’)中の水酸基含有重合性不飽和モノマー全量のうち、2級水酸基含有重合性不飽和モノマー(a)を50~100質量%含むことが好ましく、80~100質量%含むことがより好ましい。
  また、水酸基含有アクリル樹脂(A)の酸価は、塗料組成物の硬化性の観点から、0.5~30mgKOH/g程度、特に1~20mgKOH/g程度であることが好ましい。
 上記重合性不飽和モノマー(a)及び(b)からなるモノマー混合物を共重合して2級水酸基含有アクリル樹脂(A’)を得ることができる。
 上記モノマー混合物を共重合して2級水酸基含有アクリル樹脂(A’)を得るための共重合方法は、特に限定されるものではなく、それ自体既知の共重合方法を用いることができるが、なかでも有機溶剤中にて、重合開始剤の存在下で重合を行なう溶液重合法を好適に使用することができる。
 上記溶液重合法に際して使用される有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、スワゾール1000(コスモ石油社製、商品名、高沸点石油系溶剤)などの芳香族系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、3-メトキシブチルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートなどのエステル系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトンなどのケトン系溶剤、プロピルプロピオネート、ブチルプロピオネート、エトキシエチルプロピオネートなどを挙げることができる。
 これらの有機溶剤は、1種で又は2種以上を組合せて使用することができるが、アクリル樹脂の溶解性の点から高沸点のエステル系溶剤、ケトン系溶剤を使用することが好ましい。また、さらに高沸点の芳香族系溶剤を好適に組合せて使用することもできる。
 水酸基含有アクリル樹脂(A)の共重合に際して使用できる重合開始剤としては、例えば、2,2’-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、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジ-t-アミルパーオキサイド、t-ブチルパーオクトエート、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)等のそれ自体既知のラジカル重合開始剤を挙げることができる。
 水酸基含有アクリル樹脂(A)は単独で又は2種以上を併用して使用することができる。
 本発明の塗料組成物において、水酸基含有アクリル樹脂(A)以外の樹脂も必要に応じて併用することができる。具体的には、例えば、アクリル樹脂(A)以外のアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリウレタン樹脂等をあげることができ、好ましいものとして、水酸基含有ポリエステル樹脂及び水酸基含有ポリウレタン樹脂をあげることができる。
 水酸基含有ポリエステル樹脂は、常法により、例えば、多塩基酸と多価アルコ-ルとのエステル化反応によって製造することができる。該多塩基酸は、1分子中に2個以上のカルボキシル基を有する化合物であり、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸及びこれらの無水物などが挙げられ、また、該多価アルコ-ルは、1分子中に2個以上の水酸基を有する化合物であり、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、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、1,6-ヘキサンジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,9-ノナンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチルペンタンジオール、水素化ビスフェノールA等のジオール類、およびトリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の三価以上のポリオール成分、並びに、2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロールペンタン酸、2,2-ジメチロールヘキサン酸、2,2-ジメチロールオクタン酸等のヒドロキシカルボン酸などが挙げられる。
 また、プロピレンオキサイド及びブチレンオキサイドなどのα-オレフィンエポキシド、カージュラE10(ジャパンエポキシレジン社製、商品名、合成高分岐飽和脂肪酸のグリシジルエステ)などのモノエポキシ化合物などを酸と反応させて、これらの化合物をポリエステル樹脂に導入しても良い。
 ポリエステル樹脂へカルボキシル基を導入する場合、例えば、水酸基含有ポリエステルに無水酸を付加し、ハーフエステル化することで導入することもできる。
 水酸基含有ポリエステル樹脂の水酸基価は、好ましくは100~250mgKOH/g、さらに好ましくは120~220mgKOH/gの範囲内である。水酸基含有ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、好ましくは2500~40000、さらに好ましくは5000~30000の範囲内である。
 水酸基含有ポリウレタン樹脂としては、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させることにより得られる水酸基含有ポリウレタン樹脂を挙げることができる。
 ポリオールとしては、例えば、低分子量のものとして、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサメチレングリコールなどの2価のアルコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトールなどの3価アルコールなどをあげることができる。高分子量のものとして、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオールなどをあげることができる。ポリエーテルポリオールとしてはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどがあげられる。ポリエステルポリオールとしては前記の2価のアルコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどのアルコールとアジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸などの2塩基酸との重縮合物、ポリカプロラクトンなどのラクトン系開環重合体ポリオール、ポリカーボネートジオールなどをあげることができる。また、例えば、2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロールブタン酸などのカルボキシル基含有ポリオールも使用することができる。
 上記のポリオールと反応させるポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネ-ト、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート類;及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;イソホロンジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチルシクロヘキサン-2,4-(又は-2,6-)ジイソシアネート、1,3-(又は1,4-)ジ(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-シクロペンタンジイソシアネート、1,2-シクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネート類;及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;キシリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、1,4-ナフタレンジイソシアネート、4,4-トルイジンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、(m-又はp-)フェニレンジイソシアネート、4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、ビス(4-イソシアナトフェニル)スルホン、イソプロピリデンビス(4-フェニルイソシアネート)などの芳香族ジイソシアネート化合物;及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;トリフェニルメタン-4,4’,4’’-トリイソシアネート、1,3,5-トリイソシアナトベンゼン、2,4,6-トリイソシアナトトルエン、4,4’-ジメチルジフェニルメタン-2,2’,5,5’-テトライソシアネートなどの1分子中に3個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート類;及びこれらのポリイソシアネートのビューレットタイプ付加物、イソシアヌレート環付加物;等を挙げることができる。
 水酸基含有ポリウレタン樹脂の水酸基価は、好ましくは100~250mgKOH/g、さらに好ましくは120~220mgKOH/gの範囲内である。水酸基含有ポリウレタン樹脂の重量平均分子量は、好ましくは2500~40000、さらに好ましくは5000~30000の範囲内である。水酸基含有ポリウレタン樹脂のガラス転移温度は、好ましくは-40℃~85℃、さらに好ましくは-30℃~80℃の範囲内である。
 上記の水酸基含有アクリル樹脂(A)以外の樹脂(より具体的には、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリウレタン樹脂等)を併用する場合、該水酸基含有アクリル樹脂(A)以外の樹脂は、水酸基含有アクリル樹脂(A)の固形分総量に対して、好ましくは100質量%以下、より好ましくは10~50質量%の範囲内である。
 ポリイソシアネート化合物(B)
 ポリイソシアネート化合物(B)は、本塗料組成物の硬化剤であり、1分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物である。ポリイソシアネート化合物(B)としては、ポリウレタン製造用として公知のもの、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの誘導体等を挙げることができる。
 脂肪族ポリイソシアネートとしては、具体的には例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレン-1,4-ジイソシアネート、ペンタメチレン-1,5-ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、1,2-ブチレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチル-ヘキサメチレン-1,6-ジイソシアネート、2,6-ジイソシアナトメチルカプロエート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;リジンエステルトリイソシアネート、1,4,8-トリイソシアナトオクタン、1,6,11-トリイソシアナトウンデカン、1,8-ジイソシアナト-4-イソシアナトメチルオクタン、1,3,6-トリイソシアナトヘキサン、2,5,7-トリメチル-1,8-ジイソシアナト-5-イソシアナトメチルオクタン等の脂肪族トリイソシアネート等を挙げることができる。
 脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3-シクロペンテンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、3-イソシアナトメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(慣用名:イソホロンジイソシアネート)、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチル-2,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,6-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-又は1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(慣用名:水添キシリレンジイソシアネート)もしくはその混合物、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート、例えば、1,3,5-トリイソシアナトシクロヘキサン、1,3,5-トリメチルイソシアナトシクロヘキサン、2-(3-イソシアナトプロピル)-2,5-ジ(イソシアナトメチル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、2-(3-イソシアナトプロピル)-2,6-ジ(イソシアナトメチル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、3-(3-イソシアナトプロピル)-2,5-ジ(イソシアナトメチル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、5-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、6-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン、5-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2.2.1)-ヘプタン、6-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2.2.1)ヘプタン等の脂環族トリイソシアネート等を挙げることができる。
 芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3-もしくは1,4-キシリレンジイソシアネート又はその混合物、Ω,Ω’-ジイソシアナト-1,4-ジエチルベンゼン、1,3-又は1,4-ビス(1-イソシアナト-1-メチルエチル)ベンゼン(慣用名:テトラメチルキシリレンジイソシアネート)もしくはその混合物等の芳香脂肪族ジイソシアネート、例えば、1,3,5-トリイソシアナトメチルベンゼン等の芳香脂肪族トリイソシアネート等を挙げることができる。
 芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、2,4’-又は4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートもしくはその混合物、2,4-又は2,6-トリレンジイソシアネートもしくはその混合物、4,4’-トルイジンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、例えば、トリフェニルメタン-4,4’,4’’’-トリイソシアネート、1,3,5-トリイソシアナトベンゼン、2,4,6-トリイソシアナトトルエン等の芳香族トリイソシアネート、例えば、4,4’-ジフェニルメタン-2,2’,5,5’-テトライソシアネート等の芳香族テトライソシアネート等を挙げることができる。
 また、ポリイソシアネートの誘導体としては、例えば、上記したポリイソシアネート化合物のダイマー、トリマー、ビウレット、アロファネート、カルボジイミド、ウレトジオン、ウレトイミン、イソシアヌレート、オキサジアジントリオン、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(クルードMDI、ポリメリックMDI)及びクルードTDI等をあげることができる。
 上記のうち、工業的入手の容易さから、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下HMDIということがある)、イソホロンジイソシアネート(以下IPDIということがある)及びこれらの誘導体を特に好適に使用することができる。
 上記ポリイソシアネート化合物は、単独で、又、2種以上併用して使用することができる。
 ポリイソシアネート化合物(B)において、25℃における粘度は好ましくは200~4000mPa・sであり、さらに好ましくは、250~3500mPa・s、さらに特に好ましくは、300~3000mPa・sである。200mPa・s未満であると、本発明の塗料組成物の硬化性が低下する場合がある。また、4000mPa・sを超えると、得られる塗膜の仕上り外観が低下する場合がある。
 ポリイソシアネート化合物(B)として、ジイソシアネート化合物の2量体以上の多量体を含有するものを低温短時間硬化性及び仕上り外観の観点から好適に使用することができる。
 ポリイソシアネート化合物(B)が、上記のような2量体以上の多量体を含有する場合、特に、ポリイソシアネート化合物の総量を基準にして、イソシアヌレート3量体の含有量が、30~70質量%、特に40~70質量%、さらに特に50~70質量%、ウレトジオン2量体の含有量が、3~30質量%、特に5~25質量%、さらに特に8~20質量%、その他の3量体以上の多量体の含有量が、0~67質量%、特に5~55質量%、さらに特に10~42質量%の範囲内であるものを好適に使用することができる。
 上記において、イソシアヌレート3量体とは、ジイソシアネートモノマー3分子からなる、イソシアヌレート基を有するポリイソシアネートであり、ウレトジオン2量体とは、ジイソシアネートモノマー2分子からなる、ウレトジオン基を有するポリイソシアネートである。
 上記ポリイソシアネート化合物において、未反応のジイソシアネートモノマーは含まないことが好ましく、残存ジイソシアネートモノマー濃度は、好ましくは、1質量%以下であり、さらに好ましくは0.5質量%以下である。
 有機金属触媒(C)
 有機金属触媒(C)は、亜鉛化合物(C1)及びアミジン化合物(C2)からなる触媒である。
 亜鉛化合物(C1)とアミジン化合物(C2)とを併用することにより、低温短時間での硬化性に優れ、かつ、形成する塗膜の仕上り外観が良好であり、しかも2液型塗料としてのポットライフをある程度まで維持することが可能となる。
 これは、亜鉛化合物(C1)とアミジン化合物(C2)とからなる触媒が、錯体構造を形成し、アミジン化合物がブロック剤となっており、このブロック剤であるアミジン化合物が低温で解離し、アミジン化合物の解離後は亜鉛化合物本来の低温硬化性に優れる触媒能が活性となることにより、塗料組成物の低温短時間での硬化性とある程度までポットライフを維持することとを両立することが可能となることによるものであると考えている。
 亜鉛化合物(C1)としては、例えば、カルボン酸亜鉛塩化合物、アセチルアセトン亜鉛錯体等を挙げることができる。特に、カルボン酸亜鉛塩化合物を好適に使用することができる。
 カルボン酸亜鉛塩化合物としては、具体的には、下記式(1)で表される化合物を挙げることができる:
 (RCO)Zn  (1)
(式中、Rは炭素数1~30のアルキル基、炭素数1~30のアラルキル基又はアルキルアリール基を表し、nは1以上4以下の値を有する整数である)
 より具体的には、例えば、2-エチルヘキサン酸亜鉛、酢酸亜鉛、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、オクタン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ネオデカン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛等を挙げることができる。
 触媒活性に優れ工業的に入手が容易なことからオクチル酸亜鉛を特に好適に使用することができる。
 アミジン化合物(C2)は、R-C(=NR)-NRで表される構造を有する有機化合物である。該構造において、炭素(C)原子に、二重結合で窒素原子が1つ、単結合で窒素原子が1つ付いている構造を有している。
 構造式R-C(=NR)-NR・・・(1)において、
 Rは水素原子、置換されていても良い、炭素原子に結合した有機基、アミン基であり、具体的には、置換されていてもよいヒドロカルビル基又はエーテル化されていてもよいヒドロキシル基を挙げることができる。
 RとRは互いに独立して、水素原子又は炭素原子に結合した有機基、又は互いに結合した構造を有する複素環(1又は2以上のヘテロ原子を持つ、又は、1又は2以上のヘテロ原子を有する結合した2重環を有する)である。
 Rは水素原子、置換されていても良い、炭素原子に結合した有機基、エーテル化されていてもよいヒドロキシル基、好ましくは、置換されていてもよい炭素原子数8以上のヒドロカルビル基を挙げることができる。
 R又はRが有機基の場合、それらは例えば1乃至40の炭素原子を有するもの、あるいは、例えば、500~50000の分子量を有するポリマー基であってよい。
 R、R、R、Rで表される基は、各々互いに独立して、置換基として、アルコール性水酸基を含有することができる。
 構造式R-C(=NR)-NR・・・(1)で表され、RとRとが結合してい
ないアミジン化合物としては、具体的には、
 N’-シクロヘキシル-N,N-ジメチルホルムアミジン、N’-メチル-N,N-ジ-n-ブチルアセトアミジン、N’-オクタデシル-N,N-ジメチルホルムアミジン、N’-シクロヘキシル-N,N-ジメチルバレロアミジン、1-メチル-2-シクロヘキシルイミノピロリジン、3-ブチル-3,4,5,6-テトラヒドロピリミジン、N-(ヘキシルイミノメチル)モルホリン、N-(α-(デシルイミノエチル)エチル)ピロリジン、N’-デシル-N,N-ジメチルホルムアミジン、N’-ドデシル-N,N-ジメチルホルムアミジン、N’-シクロヘキシル-N,N-アセトアミジン等を挙げることができる。
 また、該アミジン化合物として、R-Rが、アミジン構造中の2つの窒素原子を含む5乃至7員環を形成し、R-R又はR-Rのうちの1つが、アミジン構造中の1つの窒素原子と複数の炭素原子により5乃至9員環を形成した構造を有するアミジン化合物もアミジン化合物(C2)に包含される。
 このような構造を有するアミジン化合物としては、具体的には、1,5-ジアザビシクロ(4.3.0)オン-5-エン、1,8-ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセ-7-エン、1,4-ジアザビシクロ(3.3.0)オクテ-4-エン、2-メチル-1,5-ジアザビシクロ(4.3.0)オン-5-エン、2,7,8-トリメチル-1,5-ジアザビシクロ(4.3.0)オン-5-エン、2-ブチル-1,5-ジアザビシクロ(4.3.0)オン-5-エン、1,9-ジアザビシクロ(6.5.0)トリデセ-8-エン等を挙げることができる。
 また、アミジン化合物として、構造式R-C(=NR)-NR・・・(1)中のRとRが結合した構造を有する複素環化合物、例えば、イミダゾリン、イミダゾール、テトラヒドロピリミジン、ジヒドロピリミジン、ピリミジンを挙げることができる。
 イミダゾール誘導体は一般に下記構造式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 上記において、R、R、R及びRとしては、各々互いに独立して、水素原子、アルキル基又は置換アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリル基、アラルキル基、シクロアルキル基、複素環、エーテル基、チオエーテル基、ハロゲン、-N(R)  、ポリエチレンポリアミン、ニトロ基、ケト基、エステル基、カルボンアミド基、及びこれら官能基のアルキル置換基を挙げることができる。
 イミダゾール化合物としては、具体的には、N-(2-ヒドロキシエチル)イミダゾール、N-(3-アミノプロピル)イミダゾール、4-(ヒドロキシメチル)イミダゾール、1-(tert-ブトキシカルボニル)イミダゾール、イミダゾール-4-プロピオン酸、4-カルボキシイミダゾール、1-ブチルイミダゾール、1-メチルイミダゾール、2-メチル-4-イミダゾールカルボン酸、4-ホルミルイミダゾール、1-(エトキシカルボニル)イミダゾール、プロピレンオキサイドとイミダゾール及び2-メチルイミダゾールとの反応物、1-トリメチルシリルイミダゾール、4-(ヒドロキシメチル)イミダゾール塩酸塩、1-クロロ-2,3-エポキシプロパンとイミダゾールの共重合物、1(p-トルエンスルホニル)イミダゾール、1,1-カルボニルビスイミダゾール、1-(2-シアノエチル)-2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニル-2-イミダゾリンピロメリテート、4-(ヒドロキシメチル)イミダゾールピクリン酸塩、2-プロペン酸と4,5-ジヒドロ-2-ノニル-1H-イミダゾール-1-エタノールと2-ヘプチル-4,5-ジヒドロ-1H-イミダゾール-1-エタノールのジナトリウム塩、1-(シアノエチル)-2-ウンデシルイミダゾールトリメリテート、1-(2-ヒドロキシプロピル)イミダゾールのギ酸エステル、ナトリウムイミダゾール塩、銀イミダゾール塩等を挙げることができる。上記アミジン化合物は、単独で、又、2種以上併用して使用することができる。
 具体的には、本発明において、有機金属触媒(C)とは亜鉛錯体であり、該錯体は、例えば、1モルのカルボン酸亜鉛と2モルのアミジン化合物をメタノール等の溶媒中で加熱することにより製造することができる。
 上記製造において、透明な溶液状態となるまで約50℃で約2時間保持することによって亜鉛錯体を作成することができる。該透明溶液をろ過し乾燥する。
 アミジン化合物(C2)と亜鉛化合物(C1)とのモル比((C2)のモル数/(C1)のモル数、の値)は、1.3~8.0、特に、1.6~5.0、さらに特に、1.8~4.0の範囲とすることが好ましい。
 上記モル比が1.3~8.0の範囲外であると、低温短時間硬化性、ポットライフ及び仕上り外観のいずれかが不十分となる場合がある。
 (C)成分の量は、低温短時間硬化性、ポットライフ及び仕上り外観の観点から、(A)成分及び(B)成分の総量に対して、0.05~5質量%、特に0.1~4質量%、さらに特に0.3~3質量%の範囲内であることが好ましい。
 0.05質量%より少ないと低温短時間硬化性が不十分となる場合がある。また、5質量%を超えると、得られる塗膜の仕上り外観が不十分となる場合がある。
 有機金属触媒(C)は、溶媒に溶解して使用することもできる。溶媒は特に限定されるものではないが、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール等のアルコール類、トルエン、キシレン、ミネラルターペン、ミネラルスピリット等の炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルグリコールアセテート、酢酸セルソルブ等のエステル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-メトキシブチルアセテート等のグリコールエーテル類、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド類の有機溶媒等の溶媒を挙げることができる。
 本発明の塗料組成物において、触媒として、有機金属触媒(C)に加えて、必要に応じて、有機金属触媒(C)以外の触媒を使用することができる。
 上記有機金属触媒(C)以外の触媒としては、ポリウレタン製造用触媒として従来公知の有機金属であれば、特に限定されるものではないが、具体的には、スタナスジアセテート、スタナスジオクトエート、スタナスジオレエート、スタナスジラウレート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジクロライド、ジオクチル錫ジラウレート等の有機スズ触媒等を挙げることができる。これらのうちスタナスジオクトエート、ジブチル錫ジラウレートが好ましい。
 ブロック剤(D)
 ブロック剤(D)は、β-ジケトン類、β-ケト酸エステル類、マロン酸エステル類、β位に水酸基を持つケトン類、β位に水酸基を持つアルデヒド類及びβ位に水酸基を持つエステル類から選ばれる少なくとも1種の化合物である。
 具体的には、例えば、β-ジケトン類:アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、ジベンゾイルメタン、β-ケト酸エステル類:アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ベンゾイル酢酸エチル、マロン酸エステル類:マロン酸エチル、β位に水酸基を持つケトン類:ダイアセトンアルコール、β位に水酸基を持つアルデヒド類:サリチルアルデヒド、β位に水酸基を持つエステル類:サリチル酸メチルなどが挙げられる。
 上記した中でも、特にポットライフ延長効果が高く、且つ低温硬化性に優れた効果を発揮することから、β-ジケトン類が好ましく、なかでもアセチルアセトンが好ましい。
 ブロック剤(D)の量は、(A)成分及び(B)成分の固形分総量に対して0.7~25質量%、好ましくは1.0~20質量%、さらに好ましくは2.0~15質量%である。
 ブロック剤(D)の量が、(A)成分及び(B)成分の固形分総量に対して、0.7質量%未満であるとポットライフ延長効果が不十分となる場合があり、25質量%を超えるとポットライフ延長効果は頭打ちになる上、得られる塗膜の硬化性が不十分となる場合がある。
 本発明の塗料組成物において、低温短時間硬化性及び得られる塗膜の仕上り外観ならびに硬化塗膜の耐水性、耐酸性等の観点から、ポリイソシアネート化合物(B)中のイソシアネート基と、水酸基含有アクリル樹脂(A)中の水酸基との当量比(NCO/OH)は好ましくは0.8~1.8、さらに好ましくは0.8~1.2、さらに特に好ましくは0.80~1.15の範囲内である。
 レオロジーコントロール剤(E)
 本塗料組成物には、以上に述べた(A)、(B)、(C)、(D)の4成分に加え、塗料組成物にチキソトロピー性を付与することを目的として、レオロジーコントロール剤(E)を好適に配合することができる。
 かかるレオロジーコントロール剤(E)を含む塗料組成物は、例えばスプレー塗装時などのように塗料組成物に高剪断応力が加わるような場合には、十分に粘度が下がって容易にスプレー塗装作業を行うことができるようになり、他方、例えば被塗面に塗着した後のように塗料組成物に殆んど剪断応力が加わらないような場合には、見かけ上の粘度を高くすることが可能となる。その結果、垂直の被塗面に塗装する場合や垂直の被塗面に塗装した後の焼き付け時において、タレ、ハジキ等の塗膜欠陥の発生を防止することができ、仕上り外観の良好な塗膜を形成できるという効果が得られる。
 このような効果を奏するレオロジーコントロール剤(E)としては、例えば、重合体微粒子、超微粒硫酸バリウム、シリカ系微粉末、ベントナイト系流動調整剤、ポリアミド系流動調整剤、モノ1級アミンとジイソシアネートとの反応生成物などのポリウレア化合物等を使用することができる。
 上記のうち、重合体微粒子、ポリウレア化合物、ベントナイト系流動調整剤、超微粒硫酸バリウムが好ましく、特に、重合体微粒子、ポリウレア化合物がより好ましい。
 重合体微粒子は有機溶剤系で合成されるもの、水系(乳化重合、懸濁重合等)により合成されるもののいずれも使用することができる。
 有機溶剤系で合成される重合体微粒子(E-1)
 本明細書において有機溶剤系で合成される重合体微粒子を「有機溶剤系で合成される重合体微粒子(E-1)」又は「重合体微粒子(E-1)」と示すこともある。有機溶剤系で合成される重合体微粒子(E-1)としては、例えば、非水ディスパージョン型アクリル樹脂(E-1’)を挙げることができ、具体的には、高分子分散安定剤及び有機溶剤の存在下で少なくとも1種の不飽和モノマーを分散重合せしめてなる非水ディスパージョン型アクリル樹脂をあげることができる。
 非水ディスパージョン型アクリル樹脂(E-1’)の製造において用いる高分子分散安定剤は、一般に長鎖不飽和モノマーに必要に応じて他の不飽和モノマーを共重合してなる重合体である。
 当該重合体において使用される長鎖不飽和モノマーは、塗膜に要求される性能に応じて適宜選択できるが、共重合性、有機溶剤に対する溶解性等の観点から好ましく使用できる長鎖不飽和モノマーとして以下のものを例示することができる。
 例えば、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸の炭素数4~18のアルキル又はシクロアルキルエステル;メトキシブチル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のアルコキシアルキルエステル;ベンジル(メタ)アクリレート等の芳香族アルコールの(メタ)アクリル酸とのエステル;グリシジル(メタ)アクリレート又は(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステルとカプリン酸、ラウリン酸、リノール酸、オレイン酸等のモノカルボン酸化合物との付加物;(メタ)アクリル酸と「カージユラE10」等のモノエポキシ化合物との付加物;スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、p-クロルスチレン、p-t-ブチルスチレン等のビニル芳香族化合物;イタコン酸、無水イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸等の(メタ)アクリル酸以外のα,β-不飽和カルボン酸とブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ステアリルアルコール等の炭素数4~18のモノアルコールとのモノ又はジエステル類;「ビスコート8F」、「ビスコート8FM」、「ビスコート3F」、「ビスコート3FM」(何れも大阪有機化学(株)製、商品名、側鎖にフッ素原子を有する(メタ)アクリレート類)、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、パーフルオロヘキシルエチレン等のフッ素原子含有化合物等を挙げることができる。
 上記高分子分散安定剤を製造するための重合は、通常、ラジカル重合開始剤を用いて行なうことができる。ラジカル重合開始剤としては、例えば2,2‘-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、t-ブチルパーオクトエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート等の過酸化物系開始剤等が挙げられ、これらの重合開始剤は一般に重合に供されるモノマー100質量部当り0.2~10質量部程度、好ましくは0.5~5質量部の範囲内で使用できる。重合時の反応温度は、通常60~160℃程度であり、重合時の反応時間は、通常1~15時間程度である。
 上記分散安定剤として用いる共重合体の分子量は、通常、重量平均分子量で5000~100000程度、好ましくは5000~50000程度の範囲内である。分子量が5000より小さいと分散粒子の安定化が不十分で凝集、沈降が起こる場合があり、分子量が100000を越える場合には粘度が高くなり取扱いが困難になる場合がある。
 高分子分散安定剤は、単独又は2種以上を併用して使用することができる。さらに、必要に応じて他の分散安定剤、例えばブチルエーテル化メラミン-ホルムアルデヒド樹脂、アルキド樹脂等を併用することも可能である。
 (E-1’)成分の製造においては、上記高分子分散安定剤の存在下に有機溶剤中で少なくとも1種の不飽和モノマーを重合して、該有機溶剤に不溶性の重合体粒子の非水分散液を調製する。
 上記重合に使用される有機溶剤としては、該重合により生成する重合体粒子は実質的に溶解しないが、上記高分子分散安定剤及び該不飽和モノマーに対しては良溶媒となる有機溶剤が包含される。かかる有機溶剤の具体例としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;メチルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、オクチルアルコール等のアルコール類;セロソルブ、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のエーテル類;メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、メチルエチルケトン、メチルヘキシルケトン、エチルブチルケトン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、2-エチルヘキシルアセテート等のエステル類等を挙げることができる。これらの有機溶剤は、単独で又は2種以上を併用して用いることができる。
 上記有機溶剤としては、特に、脂肪族炭化水素を主体とし、これに適宜芳香族炭化水素やアルコール類、エーテル類、ケトン類又はエステル類等を組合せたものを好適に使用することができる。
 上記重合に供される不飽和モノマーとしては、重合性に優れ、かつ高分子分散安定剤のモノマー成分として用いたモノマーの有する炭素数よりも炭素数の小さい不飽和モノマーを使用するのが、分散重合体粒子として形成されやすい点から好適である。
 このような不飽和モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸の炭素数1~18のアルキル又はシクロアルキルエステル;メトキシブチル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のアルコキシアルキルエステル;ベンジル(メタ)アクリレート等の芳香族アルコールの(メタ)アクリル酸とのエステル;グリシジル(メタ)アクリレートと酢酸、プロピオン酸、オレイン酸、p-t-ブチル安息香酸等の炭素数2~18のモノカルボン酸化合物との付加物;(メタ)アクリル酸と「カ-ジユラE10」等のモノエポキシ化合物との付加物;スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、p-クロルスチレン、p-t-ブチルスチレン等のビニル芳香族化合物;イタコン酸、無水イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸等の(メタ)アクリル酸以外のα,β-不飽和カルボン酸とメチルアルコール、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ステアリルアルコール等の炭素数1~18のモノアルコールとのモノ又はジエステル類;「ビスコート8F」、「ビスコート8FM」、「ビスコート3F」、「ビスコート3FM」(何れも大阪有機化学(株)製、商品名、側鎖にフッ素原子を有する(メタ)アクリレート類)、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、パーフルオロヘキシルエチレン等のフッ素原子含有化合物;(メタ)アクリロニトリル等のシアノ基含有不飽和化合物;酢酸ビニル、安息香酸ビニル、「ベオバ(VEOVA)」(シェル(株)製)のようなビニルエステル類;n-ブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、メチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;1,6-ヘキサンジオールのジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのトリ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン等のポリビニル化合物;エチレン、プロピレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のα-オレフィン系化合物等を挙げることができる。
 重合体粒子を形成するモノマー成分は、前記の通り、高分子分散安定剤のモノマー成分の炭素数よりも炭素数が小さいものを使用することによって粒子成分を安定に形成することができるが、この観点から、炭素数8以下、好ましくは4以下の(メタ)アクリル酸エステル類、ビニル芳香族化合物、(メタ)アクリロニトリル等を好適に使用することができる。これらの不飽和モノマーは、単独で又は二種以上を併用して使用することができる。
 上記不飽和モノマーの重合は、通常ラジカル重合開始剤を用いて行なわれる。使用可能なラジカル重合開始剤としては、例えば2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、t-ブチルパーオクトエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート等の過酸化物系開始剤等が挙げられ、これら重合開始剤は一般に重合に供されるモノマー100質量部当り0.2~10質量部程度、好ましくは0.5~5質量部の範囲内で使用できる。
 上記重合の際に存在させる高分子分散安定剤の使用割合は、通常、高分子分散安定剤100質量部に対して不飽和モノマーを3~240質量部程度、好ましくは5~82質量部程度である。更に、有機溶剤中における高分子分散安定剤と不飽和モノマーとの合計濃度は、通常、30~70質量%程度、好ましくは30~60質量%程度である。
 重合は、それ自体既知の方法で行なうことができ、重合時の反応温度は通常60~160℃程度、重合時の反応時間は通常1~15時間程度である。
 上記のようにして重合反応を行なうことにより、液相が有機溶剤に高分子分散安定剤が溶解したものであり、固相が不飽和モノマーが重合した重合体粒子である非水ディスパージョン型アクリル樹脂の安定な非水分散液を得ることができる。重合体粒子の粒子径は、通常約0.1~1.0μmの範囲である。粒子径が0.1μmより小さくなると非水分散液の粘度が高くなる場合があり、粒子径が1.0μmより大きくなると貯蔵中に重合体粒子が膨潤又は凝集する場合がある。
 (E-1’)成分の製造においては、非水分散液中の高分子分散安定剤と重合体粒子とを結合させることによって、非水分散液の貯蔵安定性及び機械的特性を向上させることができる。なお、結合させた場合にも外観上の分散状態に変化はほとんど無く、重合体粒子の粒子径も変化はほとんどない。
 高分子分散安定剤と重合体粒子とを結合させる方法としては、例えば、予め高分子分散安定剤を製造する段階において、水酸基、酸基、酸無水基、エポキシ基、メチロール基、イソシアネート基、アミド基、アミノ基等の官能基を有するモノマー成分を一部共重合させておき、更に重合体粒子を形成するモノマー成分として上記官能基と反応する水酸基、酸基、酸無水基、エポキシ基、メチロール基、イソシアネート基、アミド基、アミノ基等の官能基を有するモノマーを用いることによって行なうことができる。これらの組合せとしては、例えばイソシアネート基と水酸基、イソシアネート基とメチロール基、エポキシ基と酸(無水)基、エポキシ基とアミノ基、イソシアネート基とアミド基、酸(無水)基と水酸基等をあげることができる。
 このような官能基を有するモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、フマル酸、シトラコン酸等のα,β-エチレン性不飽和カルボン酸;グリシジル(メタ)アクリレート、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基含有化合物;(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-アルコキシメチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド等のカルボン酸アミド化合物;p-スチレンスルホンアミド、N-メチル-p-スチレンスルホンアミド、N,N-ジメチル-p-スチレンスルホンアミド等のスルホン酸アミド基含有化合物;(メタ)アクリル酸-t-ブチルアミノエチル等のアミノ基含有化合物;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとリン酸又はリン酸エステル類との縮合物、グリシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル基を有する化合物のグリシジル基にリン酸又はリン酸エステル類を付加させたもの等のリン酸基含有化合物;2-アクリルアミド-2-メチル-プロパンスルホン酸等のスルホン酸基含有化合物;m-イソプロペニル-α,α-ジメチルベンジルイソシアネート、イソホロンジイソシアネート又はトリレンジイソシアネートとヒドロキシ(メタ)アクリレートとの等モル付加物、イソシアノエチルメタクリレート等のイソシアネート基含有化合物等を挙げることができる。
 また、高分子分散安定剤と重合体粒子とを結合させる別の方法として、重合性二重結合を有する高分子分散安定剤の存在下で不飽和モノマーを重合させることによって行なうことができる。
 高分子分散安定剤への重合性二重結合の導入は、例えば、該樹脂の共重合成分としてカルボン酸、リン酸、スルホン酸等の酸基含有モノマーを用い、この酸基にグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基含有不飽和モノマーを反応せしめることによって行なうことができる。また、逆にグリシジル基を高分子分散安定剤に含有させておいてこれに酸基含有不飽和モノマーを反応せしめることによっても行なうことができる。これらの反応は、既知の条件に従い行なうことができる。
 また、高分子分散安定剤と重合体粒子とを結合させる更に別の方法として、高分子分散安定剤と重合体粒子とにお互いに反応しない官能基を導入した非水分散液を製造した後、このものに両者を結合させる結合剤を反応させることによっても行なうことができる。
 具体的には、例えば水酸基含有高分子分散安定剤及び有機溶剤の存在下で水酸基含有不飽和モノマーを単独で又は他の不飽和モノマーとの混合物として重合し、両者に水酸基を含有する非水分散液を製造した後、ポリイソシアネート化合物等を配合して常温で数時間~数日間、60~100℃程度で1~5時間程度反応させることにより行なうことができる。
 ポリイソシアネート化合物としては、分子中に2個以上のイソシアネート基を有するものであればよく、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート又はそれらの水素化物;ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ダイマー酸(トール油脂肪酸の二量化物)ジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;イソホロンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート等を挙げることができる。
 また、上記の他、酸基を含有する高分子分散安定剤及び重合体粒子とポリエポキシドとの組合せ、エポキシ基を含有する高分子分散安定剤及び重合体粒子とポリカルボン酸との組合せ、エポキシ基又はイソシアネート基を含有する高分子分散安定剤及び重合体粒子とポリサルファイド化合物との組合せ等でも行なうことができる。
 ポリエポキシドとしては、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ基含有アクリル系樹脂等;ポリカルボン酸としては、例えばアジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、イソフタル酸等;ポリサルファイドとしてはペンタメチレンジサルファイド、ヘキサメチレンジサルファイド、ポリ(エチレンジサルファイド)等が挙げられる。
 以上のようにして、高分子分散安定剤と重合体粒子とを化学的に結合させることができるが、この際に各種官能基や重合性二重結合を高分子分散安定剤及び/又は重合性粒子に導入する量は、該分散安定剤及び/又は粒子の一分子中に平均して少なくとも0.1個となる量であれば十分である。
 このようにして得られる非水分散液は、高分子分散安定剤と重合体粒子とが化学的に結合していることから貯蔵安定性に優れ、しかも形成された塗膜は化学的、機械的に優れた性質を示すことができる。
 本発明の塗料組成物に重合体微粒子(E-1)を配合する場合、当該(E-1)成分の量としては、得られる塗料組成物の塗装作業性(耐タレ性)及び得られる塗膜の塗面平滑性等の仕上り外観の観点から、水酸基含有アクリル樹脂(A)及びポリイソシアネート化合物(B)の固形分総量に対して、固形分として、0.1~10質量%、好ましくは0.3~9質量%の範囲内であるのが適している。本発明の塗料組成物において、重合体微粒子(E-1)として非水ディスパージョン型アクリル樹脂(E-1’)を用いる場合、当該非水ディスパージョン型アクリル樹脂(E-1’)の量は、得られる塗料組成物の塗装作業性(耐タレ性)及び得られる塗膜の塗面平滑性等の仕上り外観の観点から、水酸基含有アクリル樹脂(A)及びポリイソシアネート化合物(B)の固形分総量に対して、固形分として、1~10質量%、好ましくは2~8質量%の範囲内であるのが適している。
 水系で合成される重合体微粒子(E-2)
 水系で合成される重合体微粒子としては、例えば、以下の重合体微粒子をあげることができる。本明細書において水系で合成される重合体微粒子を「水系で合成される重合体微粒子(E-2)」又は「重合体微粒子(E-2)」と示すこともある。
 重合体微粒子(E-2)は、分子内に少なくとも2個の不飽和基を含有するモノマー(e-2-1)及びその他の不飽和モノマー(e-2-2)をアリル基含有反応性乳化剤の存在下で乳化重合して得られる重合体微粒子である。このような重合体微粒子は例えば、特開平3-66770号公報にも掲載されている。
 分子内に少なくとも2個の不飽和基を含有するモノマー(e-2-1)としては、例えば、多価アルコールの不飽和モノカルボン酸エステル、多塩基酸の不飽和アルコールエステル、2個以上の不飽和基で置換された芳香族化合物などをあげることができる。
 具体例としては、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、1,3-ブチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、グリセロールジアクリレート、グリセロールアリロキシジメタアクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタンジアクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタントリアクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタンジメタクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタントリメタクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルプロパンジアクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルプロパントリアクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルプロパンジメタクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルプロパントリメタクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリルテレフタレート、ジアリルフタレートおよびジビニルベンゼンなどをあげることができる。これらのモノマーは単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
 その他の不飽和モノマー(e-2-2)は、微粒子重合体を構成する残りの成分であり、前記水酸基含有アクリル樹脂(A)の原料として例示した水酸基含有重合性不飽和モノマー及びその他の重合性不飽和モノマー(水酸基含有重合性不飽和モノマー以外の重合性不飽和モノマー)のうち、上記(e-2-1)以外のものを同様に使用することができる。また、ブタジエン、イソプレン等のジエン化合物も使用することができる。これらのモノマーは単独で又は2種以上併用して使用することができる。
 共重合に際してのモノマー(e-2-1)及び(e-2-2)の使用割合は厳密に制限されるものではなく、重合体微粒子に望まれる物性等に応じて変えることができる。一般には、モノマー(e-2-1)及び(e-2-2)の合計量を基準にして、モノマー(e-2-1)が、1~60質量%、好ましくは1~50質量%、さらに好ましくは1~40質量%、モノマー(e-2-2)が、40~99質量%、好ましくは50~99質量%、さらに好ましくは60~99質量%の範囲内とすることができる。
 モノマー(e-2-1)及び(e-2-2)の共重合は、アリル基を含有する反応性乳化剤の存在下、重合開始剤を用いてそれ自体既知の乳化重合により行なうことができる。アリル基含有反応性乳化剤としては、アリル基を含有する反応性乳化剤であれば、アニオン性、カチオン性、非イオン性のいずれの反応性乳化剤も使用することができるが、特にアニオン性のアリル基含有反応性乳化剤を好適に使用することができる。
 アニオン性のアリル基含有反応性乳化剤としては、例えば、アリル基を有するスルホン酸化合物のアンモニウム塩をあげることができる。具体的には、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩を基本構造とするアニオン性乳化剤で、その疎水基の一部としてラジカル重合性のアリル基を導入した化合物等をあげることができる。
 上記乳化剤の市販品としては、例えば、アクアロンKH-10(第一工業製薬社製)、ラテムルS-180A(花王社製)、SR-1025(旭電化工業社製)等を挙げることができる。
 反応性乳化剤の量は、モノマー(e-2-1)及び(e-2-2)の総量に対して、0.1~10質量%、好ましくは1~5質量%の範囲内であるのが適している。
 また、必要に応じて、上記反応性乳化剤以外のアニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性イオン界面活性剤などを乳化剤として併用することができる。具体的にはアニオン系界面活性剤としては、例えば、脂肪酸、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルリン酸塩などが挙げられる。ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミドなどが挙げられる。両性イオン界面活性剤としては、アルキルベダイン等が挙げられる。
 上記必要に応じて併用される乳化剤の濃度は、モノマー(e-2-1)及び(e-2-2)の総量に対して、0.1~10重量%、好ましくは1~5重量%の範囲内であるのが適している。
 重合開始剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化アンモニウム等に代表される過酸化物、これら過酸化物と、亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ロンガリット、アスコルビン酸などの還元剤とが組み合わされたいわゆるレドックス系開始剤、4,4’-アゾビス(4-シアノブタン酸)などのアゾ化合物等を挙げることができる。これらのうち、アゾ化合物、特に水溶性アゾアミド化合物を好適に使用することができる。水溶性アゾアミド化合物は既知(特開昭61-218618号公報、特開昭61-63643号公報参照)であり、市販品の具体例として、VAシリーズ(商品名、和光純薬工業(株)社製)のものをあげることができる。
 重合開始剤の量はモノマー(e-2-1)及び(e-2-2)の総量に対して、通常、0.01~10質量%、好ましくは0.1~5質量%の範囲内である。
 乳化重合反応中における全不飽和モノマーの濃度は、通常、0.1~50質量%、好ましくは0.5~30質量%の範囲内である。
 乳化重合の際の反応温度は、使用する重合開始剤により異なるが、通常60~90℃、反応時間は通常5~10時間とすることができる。
 重合体微粒子(E-2)は、得られる塗膜の耐水性等の観点から、0~70mgKOH/g、好ましくは0~60mgKOH/g、さらに好ましくは0~50mgKOH/gの範囲内の水酸基価を有することができる。また、重合体微粒子(E-2)は、水分散性等の観点から、0~90mgKOH/g、好ましくは0~70mgKOH/g、さらに好ましくは0~50mgKOH/gの範囲内の酸価を有することができる。さらに、重合体微粒子(E-2)は、10~500nm、好ましくは20~250nm、さらに好ましくは30~150nmの範囲内の粒子径を有することができる。本明細書において、粒子径の測定は、COULTER N4型サブミクロン粒子分析装置(日科機(株)社製)を用いて行った。
 重合体微粒子(E-2)は必要に応じて塩基性化合物で中和することができる。中和に用いる塩基性化合物としては、例えば、アンモニア;エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ベンジルアミン、モノエタノールアミン、ネオペンタノールアミン、2-アミノプロパノール、3-アミノプロパノールなどの第1級モノアミン;ジエチルアミン、ジエタノールアミン、ジ-n-またはジイソプロパノールアミン、N-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミンなどの第2級モノアミン;N,N-ジメチルエタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、メチルジエタノールアミンなどの第3級モノアミン;ジエチレントリアミン、ヒドロキシエチルアミノエチルアミン、エチルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピルアミンなどのポリアミンなどを挙げることができる。これらは単独でまたは2種以上を併用して使用することができる。
 中和に用いる塩基性化合物の使用量は重合体微粒子(E-2)中の酸基に対して0.1~1.0当量、特に0.2~0.8当量であるのが適している。
 重合体微粒子(E-2)は水中に微粒子が分散しているエマルションとして得られるが、溶剤系塗料で使用するに際しては、必要に応じて分散媒である水を有機溶剤に置換することにより溶剤系塗料としての使用に供することができる。
 本発明の塗料組成物に、重合体微粒子(E-2)を使用する場合、重合体微粒子(E-2)の量は、得られる塗料組成物の塗装作業性(耐タレ性)及び得られる塗膜の塗面平滑性等の仕上り外観の観点から、水酸基含有アクリル樹脂(A)及びポリイソシアネート化合物(B)の固形分総量に対して、固形分として、0.1~5質量%、好ましくは0.2~3質量%の範囲内であるのが適している。
 ポリウレア化合物(E-3)
 ポリウレア化合物(E-3)としては、具体的には以下のポリウレア化合物を挙げることができる。
 3~20個の炭素原子を有するジイソシアネ-ト化合物から得られるイソシアヌレ-ト3量体と1個以上の1級アミノ基を有するアミン化合物との反応生成物からなる固体粒子状のポリウレア化合物も使用することができる(特公平7-81099号公報)。イソシアヌレ-ト3量体は、3~20個、好ましくは5~14個、さらに好ましくは8~12個の炭素原子を有するジイソシアネート、特に好適にはヘキサメチレンジイソシアネートから作られることが好ましい。好適なジイソシアネートの例としては、メチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、Ω,Ω゜ジプロピルエーテルジイソシアネート、チオジプロピルジイソシアネート、シクロヘキシル-1,4-ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4,4゜-ジイソシアネート、1,5-ジメチルー2,4-ビス(イソシアナトメチル)-ベンゼン、1,5-ジメチルー2,4-ビス(Ω-イソシアナトエチル)―ベンゼン、1,3,5-トリメチルー2,4-ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、1,3,5-トリエチルー2,4-ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、バイエル社のデスモジュール(Desmodur)TTの商標で販売されている複素環ジイソシアネート、ジシクロヘキシルジメチルメタン-4,4‘-ジイソシアネート、2,4-トルエンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネート及びジフェニルメタン-4,4‘-ジイソシアネートなどがあげられる。所望により、2種又は3種類の異なったジイソシアネートの複素環3量体を使用してもよい。また、上記複素環トリイソシアネートの混合物を使用することもできる。
 ポリウレア化合物を作るのに使用する第2成分である好適な第1級アミンの例としては、ベンジルアミン、エチルアミン、n-プロピルアミン、sec-プロピルアミン、n-ブチルアミン、sec-ブチルアミン、tert-ブチルアミン、n-ペンチルアミン、α-メチルブチルアミン、α-エチルプロピルアミン、β-エチルブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ステアリルアミン、シクロヘキシルアミン、アニリン及びヘキサメチレンジアミンなどがあげられる。これらの第1級アミンは一般に55個以下の炭素原子、好ましくは1~24個、さらに好ましくは1~12個の炭素原子を含んでいる。1個以上の1級アミノ基及び1個以上のエーテル及び/又はヒドロキシル基を有するアミンも使用することができる。例えば、エタノールアミン、6-アミノヘキサノール、p-メトキシベンジルアミン、メトキシプロピルアミン、3,4-ジメトキシフェニルエチルアミン、2,5-ジメトキシアニリン、フルフリルアミン、テトラヒドロフルフリルアミン、ビス(3-アミノプロピル)ポリテトラヒドロフラン(約750の分子量を有するもの)があげられる。上記アミンの混合物も使用できる。
 ポリウレア化合物を作るための複素環トリイソシアネートと第1級アミンとの反応においては一般に複素環トリイソシアネート又は第1級アミンの一方を化学量論量より過剰に使用することができる。例えば、第1級アミンのアミノ基数対複素環トリイソシアネート基数の比は0.7から1.5、好ましくは0.9~1.1とすることができる。
 複素環トリイソシアネートと第1級アミンとの反応は、一般に、反応成分を混合し、必要により温度を高めて任意の選ばれた方法で実施することができる。この反応は10℃~150℃の温度、さらに好ましくは20℃~80℃の温度で行うことが好ましい。一般に、反応成分は任意の選ばれた方法で混合することができるが、第1級アミンに複素環トリイソシアネートを加えることが望ましく、必要により数段階に分けてもよい。一般にこの反応は溶剤、例えば、アセトン、メチルイソブチルケトン、1―メトキシープロパノールー2、ベンゼン、トルエン、キシレン、又は石油エーテルのような脂肪族炭化水素の存在下で行われる。
 本発明の塗料組成物にポリウレア化合物(E-3)を配合する場合、(E-3)成分の配合量は、水酸基含有アクリル樹脂(A)及びポリイソシアネート化合物(B)の合計100重量部あたり、1~20重量部、特に2~10重量部の範囲内が適している。
 その他の成分
 本塗料は、水酸基含有アクリル樹脂(A)、ポリイソシアネート化合物(B)、有機金属触媒(C)ならびにブロック剤(D)を必須成分とする塗料組成物であって、通常、有機溶剤を含有し、さらに必要に応じて、顔料、顔料分散剤、レベリング剤、前述のレオロジーコントロール剤(E)、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤等通常、塗料の分野で用いられる塗料用添加剤を含有することができる。
 顔料としては、特に制限なく使用することができ、例えば、酸化チタン、亜鉛華、カーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムエロー、酸化クロム、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリン顔料、スレン系顔料、ペリレン顔料等の着色顔料;タルク、クレー、カオリン、バリタ、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナホワイト等の体質顔料;アルミニウム粉末、雲母粉末、酸化チタンで被覆した雲母粉末等のメタリック顔料等をあげることができる。
 上記したこれらの顔料は単独で又は2種以上を使用することができる。顔料の含有量はその種類により異なるが、(A)成分及び(B)成分の固形分総量に対し、通常、0~200質量%、好ましくは1~100質量%程度である。
 また、着色顔料の含有量はその種類により異なるが、(A)成分及び(B)成分の固形分総量に対し、通常、0~150質量%、好ましくは1~100質量%程度である。
 紫外線吸収剤としては、従来から公知のものが使用でき、例えば、ベンゾトリアゾール系吸収剤、トリアジン系吸収剤、サリチル酸誘導体系吸収剤、ベンゾフェノン系吸収剤等の紫外線吸収剤をあげることができる。
 紫外線吸収剤の塗料組成物中の含有量としては、通常、樹脂固形分総量に対して、0~10質量%、特に0.2~5質量%、さらに特に0.3~2質量%の範囲内であるのが耐侯性、耐黄変性の面から好ましい。
 光安定剤としては、従来から公知のものが使用でき、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤をあげることができる。
 光安定剤の塗料組成物中の含有量としては、通常、樹脂固形分総量に対して、0~10質量%、特に0.2~5質量%、さらに特に0.3~2質量%の範囲内であるのが耐侯性、耐黄変性の面から好ましい。
 本発明の塗料組成物は貯蔵安定性の観点から、水酸基含有アクリル樹脂(A)、有機金属触媒(C)及びブロック剤(D)と、ポリイソシアネート化合物(B)とが分離した2液型塗料とすることが好ましく、使用直前に両者を混合して使用することが好ましい。
 塗料組成物の塗装方法
 本塗料を適用する被塗物としては、特に限定されるものではないが、例えば、冷延鋼板、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛合金メッキ鋼板、ステンレス鋼板、錫メッキ鋼板等の鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板等の金属基材;各種プラスチック素材等が好ましい。また、該金属基材又はプラスチック素材により形成された、自動車、二輪車、コンテナ等の各種車両等の車体であってもよい。
 また、被塗物としては、上記金属基材や車体の金属表面に、リン酸塩処理、クロメート処理、複合酸化物処理等の表面処理が施されたものであってもよい。更に、被塗物としては、上記金属基材、車体等に、各種電着塗料等の下塗り塗膜及び/又は中塗り塗膜が形成されたもの、バンパー等プラスチック基材にプライマー塗膜が形成されたものであってもよい。
 本塗料の塗装方法としては、特に限定されないが、例えば、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装、回転霧化塗装、カーテンコート塗装等の塗装方法でウエット塗膜を形成することができる。これらの塗装方法において、必要に応じて、静電印加を行なってもよい。このうちエアスプレー塗装が特に好ましい。本塗料の塗布量は、通常、硬化膜厚として、10~50μm程度となる量とするのが好ましい。
 また、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装及び回転霧化塗装を行なう場合には、本塗料の粘度を、該塗装に適した粘度範囲、通常、フォードカップ#No.4粘度計において、20℃で15~60秒程度の粘度範囲となるように、有機溶剤等の溶媒を用いて、適宜、調整しておくことが好ましい。
 被塗物に本塗料を塗装してなるウエット塗膜の硬化は、加熱することにより行われ、加熱は公知の加熱手段により行うことができ、例えば、熱風炉、電気炉、赤外線誘導加熱炉等の乾燥炉を適用することができる。加熱保持温度(キープ温度)は、低温での硬化性に優れることから、60~120℃、特に70~110℃、さらに特に80~100℃の範囲内であることが適している。加熱保持時間(キープ時間)は、本発明の塗料組成分は短時間での硬化性に優れることから、5~15分間、特に、5~12分間、さらに特に、5~10分間の範囲内であることが適している。
 本塗料は、低温かつ短時間での硬化性及びポットライフ(可使時間)に優れ、さらに、仕上り外観にも優れる硬化塗膜を得ることができることから、工業製品全般の上塗りトップクリヤコート塗料として好適に使用することができる。
 本塗料は、自動車用塗料として特に好適に使用することができる。
 以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下、「部」及び「%」はいずれも質量基準によるものとし、また、塗膜の膜厚はいずれも硬化塗膜に基づくものである。
 水酸基含有アクリル樹脂の製造
 製造例1~2
 撹拌装置、温度計、冷却管、窒素ガス導入口を備えた四ツ口フラスコにエトキシエチルプロピオネート31部を仕込み、窒素ガス通気下で155℃に昇温した。155℃に達した後、窒素ガスの通気を止め、下記表1に示すモノマーと重合開始剤からなる組成配合のモノマー混合物を4時間かけて滴下した。ついで、155℃で窒素ガスを通気しながら2時間熟成させた後、100℃まで冷却し、酢酸ブチル32.5部で希釈することにより、固形分60%の水酸基含有アクリル樹脂(A-1)~(A-2)を得た。得られた水酸基含有アクリル樹脂の質量固形分濃度(%)及び樹脂性状値を下記表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 有機金属触媒の製造
 製造例3
 攪拌器、冷却器、温度制御器、窒素導入管及び滴下ロートを備えた反応装置にエチル-3-エトキシプロピオネート47 部、ニッカオクチックス亜鉛(*1)(オクチル酸亜鉛、日本化学産業社製、亜鉛含有量8質量%)81.6部を仕込み、反応容器内を窒素で置換し、50℃に加熱した。次に、攪拌下、1-メチルイミダゾール16.4 部を滴下し、滴下終了後50℃の温度を2時間保持し、反応を終了させた。得られた有機金属触媒(C-1)は、亜鉛含有量4.5質量%の透明液体であった。
 製造例4~11
 下記表2に示す組成で、製造例3と同様にして、各有機金属触媒(C-2)~(C-9)を得た。
 併せて、有機金属触媒(C-1)~(C-9)のアミジン化合物(C2)/亜鉛化合物(C1)のモル比及び質量金属濃度(%)を下記表2に示す。
 なお、有機金属触媒(C-7)~(C-9)は、比較例用の触媒である。
表2中の(*1)~(*6)はそれぞれ下記のとおりである。
 ニッカオクチックス亜鉛(*1):商品名、オクチル酸亜鉛、亜鉛含有量8%、日本化学産業社製。
 ナフテン酸亜鉛(*2):亜鉛含有量10.1%、東京化成工業社製
 アセチルアセトン亜鉛(*3):亜鉛含有量25%、昭和化学社製
 ニッカオクチックス錫(*4):商品名、オクチル酸錫、錫含有量28%、日本化学産業社製
 K-KAT348(*5):商品名、オクチル酸ビスマス、ビスマス含有量25%、キングインダストリーズ社製
 DBU(*6):1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 非水ディスパージョン型アクリル樹脂の製造
 製造例12
 撹拌装置、温度計、冷却管、窒素ガス導入口を備えた四ツ口フラスコにヘプタン93部及び下記55%高分子分散安定剤溶液(*7)98部を仕込み加熱還流させ、下記のモノマー及び重合開始剤の混合物を3時間かけて滴下し、更に2時間熟成することにより、非水ディスパージョン型アクリル樹脂を得た。
 (モノマー及び重合開始剤の混合物)
 スチレン15部、メチルメタクリレート40部、アクリロニトリル30部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート15部及びt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート1.5部の混合物。
 得られた非水ディスパージョン型アクリル樹脂(C-1)は、質量固形分濃度53%、ガードナー粘度B、平均粒子径(電子顕微鏡による測定)0.2~0.3μm の乳白色の安定な低粘度重合体の分散液であった。室温で3ヶ月静置しても沈殿物や粗大粒子の発生は見られなかった。
 (高分子分散安定剤溶液(*7)の合成)
 撹拌装置、温度計、冷却管、窒素ガス導入口を備えた四ツ口フラスコに酢酸イソブチル40部及びトルエン40部を仕込み、加熱還流させ、下記のモノマー及び重合開始剤の混合物を3時間かけて滴下し、滴下後2時間熟成を行なうことにより高分子分散安定剤溶液を得た。
 (モノマー及び重合開始剤の混合物)
 スチレン10部、イソブチルメタクリレート49部、2-エチルヘキシルメタクリレート30部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート11部及びアゾビスイソブチロニトリル2部の混合物。
 得られた高分子分散安定剤溶液は、質量固形分濃度55%、ガードナー粘度G、重量平均分子量16000であった。
 水系で合成される重合体微粒子の製造
 製造例13
 攪拌装置、温度計、冷却管及びマントルヒーターを備えた4つ口フラスコに、脱イオン水355部及びラテムルS-120A(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、花王社製、固形分50%)4部を仕込み、攪拌しながら90℃まで昇温させた。これに、VA-086(水溶性アゾアミド重合開始剤、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]、和光純薬工業社製)1.25部を脱イオン水50部に溶解させた水溶液のうちの20%分を加えた。15分後にモノマー混合物(スチレン48部、メチルメタクリレート22部、n-ブチルアクリレート22部及び1,6-ヘキサンジオールジアクリレート8部の混合物)の5%分を加えた。ついで、30分間攪拌した後、残りのモノマー混合物及び残りの重合開始剤水溶液の滴下を開始した。モノマー混合物の滴下は3時間で、重合開始剤水溶液の滴下は3.5時間かけてそれぞれ行い、その間重合温度は90℃に保持した。重合開始剤水溶液の滴下終了後も90℃で30分間熟成を行なった後室温に冷却し、200メッシュのナイロンクロスでろ過することにより、質量固形分濃度20%の重合体微粒子の水分散液を得た。
 さらに、該水分散液をステンレスバット上で60℃で電気熱風式乾燥機中で乾燥し、水を除去して固形物とした後、60℃に加温したエチレングリコールモノメチルエーテル中に再度分散して、質量固形分濃度20%の重合体微粒子の分散液を得た。
 ポリウレア化合物
 製造例14
 ポリウレア化合物としては、ベンジルアミン2モルとヘキサメチレンジイソシアネート1モルとの反応生成物であるジウレア化合物を用いた。
 塗料組成物の製造
 実施例1~15及び比較例1~7
 前記製造例1~2で得られた水酸基含有アクリル樹脂、上記製造例3~11で得られた有機金属触媒及び後記表3に記載の原材料を用いて、後記表3に示す配合にて羽根型撹拌機を用いて攪拌して混合し、塗料化を行い各塗料組成物No.1~22を得た。なお、表3に示す塗料組成物の配合は各成分の固形分質量比である。
 表3におけるポリイソシアネート化合物(B-1)及び(B-2)は、それぞれ下記の意味を有する。
 ポリイソシアネート化合物(B-1):ヘキサメチレンジイソシアネートからなるポリイソシアネート化合物、多量体の組成比は、イソシアヌレート3量体が53%、その他の3量体以上の多量体が47%。固形分100%、NCO含有率21.8%、粘度は25℃において3000mPa・s。 
 ポリイソシアネート化合物(B-2):N3200、商品名、バイエル社製、ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット体、固形分100%、NCO含有率23.0%、粘度は25℃において2500mPa・s。
 また、表3における「レオロジーコントロール剤(E)」の欄に記載された「非水ディスパージョン」は製造例12で得られた非水ディスパージョン型アクリル樹脂を示し、「水系で合成される重合体微粒子」は製造例13で得られたものを示し、「ポリウレア系」は製造例14記載のジウレア化合物を示す。
 上記実施例1~15及び比較例1~7で得られた各塗料組成物No.1~22は、酢酸ブチルを添加してフォードカップ#No.4を用いて20℃で25秒の粘度に調整した。
 得られた各塗料組成物及び各塗料組成物を塗装して得られた試験板について以下の試験を行った。
 NCO反応率:FT-IR装置「FT/IR-420」(日本分光社製)を用い、塗料配合・粘度調整直後については液膜法により、また、加熱硬化(100℃で7分間キープ)後については試験板表面をATR法により測定することにより評価した。イソシアネートピーク(1690cm-1)強度とイソシアヌレートピーク(2271cm-1)強度を算出し、これらの比を算出することにより、NCO反応率を求めた。
 NCO反応率(%)=100-NCO残存率(%)
 NCO残存率(%)=(加熱硬化後のイソシアネートピーク強度/イソシヌレートピーク強度)/(塗料配合直後のイソシアネートピーク強度/イソシヌレートピーク強度)×100
 可使時間(ポットライフ):前記のごとく、製造、粘度調整した各塗料組成物の、初期、4時間後、及び6時間後の20℃における粘度をフォードカップ#No.4を用いて測定した。なお、ゲル化したものは下記表3中に、ゲルと記載した。
 試験板の作成 
 リン酸亜鉛化成処理を施した厚さ0.8mmのダル鋼板上に、エレクロンGT-10(関西ペイント社製、商品名、熱硬化性エポキシ樹脂系カチオン電着塗料)を膜厚が20μmになるように電着塗装し、170℃で30分間加熱し硬化させ、その上にアミラックTP-65-2(関西ペイント社製、商品名、ポリエステル・メラミン樹脂系自動車中塗り塗料、白塗色)を膜厚35μmとなるようにエアスプレー塗装し、140℃で30分間加熱硬化させた塗膜上に、上記実施例及び比較例にて製造・粘度調整した各塗料組成物を膜厚40μmとなるように塗装し、室温で7分間放置してから、100℃で7分間(塗板温度100℃のキープ時間)加熱して硬化させることにより各試験板を得た。
 ヌープ硬度: 各試験板を20 ℃の恒温室に24 時間放置後、TUKON(American Chain & Cable Company社製、micro hardness tester) にて「ツーコン硬度」を測定した。
 Knoop Hardness Number(KHN) とも言われるツーコン硬度は、四角錘ダイヤモンド圧子を一定の試験荷重で材料の試験面に押し込み、生じた菱形のくぼみの大きさから読み取られる塗膜の硬さを表したものであり、数値が大きいほど硬度が高いことを表す。
 仕上り外観:各試験板の塗膜表面の光の明暗パタ-ンを光学的に走査し反射光のコントラスト(強弱)を解析する装置であるBYK社製「Wave-Scan」により、波長領域600~1000μmで測定される長波長値(longterm waviness)及び波長領域100~600μmで測定される短波長値(shortterm waviness)を求め、夫々、仕上り肌のパラメ-タとして評価した。これらは、測定される光強度の分散値である。値が小さいほど仕上り肌(塗装面の平滑性)が良好であることを示す。
試験結果を塗料配合とあわせて下記表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005

Claims (6)

  1.  (A)水酸基価が50~200mgKOH/gである水酸基含有アクリル樹脂、 
    (B)ポリイソシアネート化合物、 
    (C)亜鉛化合物及びアミジン化合物からなる有機金属触媒、ならびに 
    (D)β-ジケトン類、β-ケト酸エステル類、マロン酸エステル類、β位に水酸基を持つケトン類、β位に水酸基を持つアルデヒド類及びβ位に水酸基を持つエステル類から選ばれる少なくとも1種のブロック剤を含有し、
     水酸基含有アクリル樹脂(A)及びポリイソシアネート化合物(B)の総量を基準として、ブロック剤(D)の量が0.7~25質量%の範囲内であることを特徴とする塗料組成物。
  2.  前記水酸基含有アクリル樹脂(A)が、(a)2級水酸基含有重合性不飽和モノマー20~50質量%及び(b)その他の重合性不飽和モノマー50~80質量%からなるモノマー成分の共重合体である2級水酸基含有アクリル樹脂(A’)である請求項1に記載の塗料組成物。
  3.  上記亜鉛化合物が、カルボン酸亜鉛である請求項1又は2に記載の塗料組成物。
  4.  ブロック剤(D)が、β-ジケトン類である請求項1~3のいずれか1項に記載の塗料組成物。
  5.  水酸基含有アクリル樹脂(A)及びポリイソシアネート化合物(B)の総量を基準として、有機金属触媒(C)が0.05~5質量%の範囲内である請求項1~4のいずれか1項に記載の塗料組成物。
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載の塗料組成物を塗装して得られる塗膜を含む物品。
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