JP6939142B2 - Paint for metal plate and manufacturing method of painted metal plate using it - Google Patents
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Description
本発明は、金属板用塗料およびこれを用いた塗装金属板の製造方法に関する。 The present invention relates to a paint for a metal plate and a method for manufacturing a coated metal plate using the paint.
屋外の建造物や土木構造等には、塗装金属板が多く用いられている。このような塗装金属板では、自動車の排気ガス、工場からの煤煙等に含まれるカーボン系汚染物質(以下、「疎水性カーボン」とも称する)の付着による汚れが問題となっている。汚れの中でも特に、雨筋に沿って付着する汚れ(以下、「雨筋汚れ」とも称する)が目立ちやすい。従来の塗装金属板では、このような雨筋汚れが比較的短時間のうちに目立つようになることが避けられず、雨筋汚れが発生し難い塗装金属板が求められていた。 Painted metal plates are often used for outdoor buildings and civil engineering structures. In such a painted metal plate, there is a problem of contamination due to adhesion of carbon-based pollutants (hereinafter, also referred to as "hydrophobic carbon") contained in automobile exhaust gas, soot from factories, and the like. Among the stains, the stains that adhere along the rain streaks (hereinafter, also referred to as "rain streak stains") are easily noticeable. In the conventional painted metal plate, it is inevitable that such rain streak stains become conspicuous in a relatively short time, and there has been a demand for a painted metal plate in which rain streak stains are unlikely to occur.
近年、塗膜の対水接触角を60°以下、つまり親水性にすることで、雨筋汚れを防止することが提案されている。対水接触角が低い親水性の塗膜表面では、雨水によって疎水性カーボンが浮き上がりやすく、浮き上がった疎水性カーボンが洗い流されると考えられる。塗装金属板表面を親水化する手法の一つとして、塗料にテトラアルコキシシランまたはその縮合物(以下、これらを「オルガノシリケート」とも称する)を含める方法が提案されている(特許文献1)。 In recent years, it has been proposed to prevent rain streak stains by making the contact angle of the coating film with water 60 ° or less, that is, hydrophilic. On the surface of the hydrophilic coating film having a low contact angle with water, it is considered that the hydrophobic carbon is easily lifted by rainwater, and the raised hydrophobic carbon is washed away. As one of the methods for making the surface of a coated metal plate hydrophilic, a method of including tetraalkoxysilane or a condensate thereof (hereinafter, these are also referred to as "organosilicates") in a paint has been proposed (Patent Document 1).
上記特許文献1に記載の塗料は、各種樹脂とオルガノシリケートを含む。このような塗料を金属板表面に塗布すると、オルガノシリケートが膜の表面側に移動する。そして、膜を硬化させると、オルガノシリケートが空気中の水分等と反応し、塗膜表面にシラノール基やシロキサン結合が生じる。これにより、塗膜表面が親水化し、雨筋汚れが抑制されると考えられている。 The paint described in Patent Document 1 contains various resins and organosilicates. When such a paint is applied to the surface of a metal plate, the organosilicate moves to the surface side of the film. Then, when the film is cured, the organosilicate reacts with moisture and the like in the air, and silanol groups and siloxane bonds are formed on the surface of the coating film. It is believed that this makes the surface of the coating film hydrophilic and suppresses rain streak stains.
しかしながら、オルガノシリケートは反応性が非常に高く、塗料中の水分によって反応しやすい。したがって、オルガノシリケートを含む塗料は貯蔵安定性が低く、オルガノシリケートの添加後、時間が経過した塗料では、オルガノシリケートが表面に移動し難く、塗膜表面を十分に親水化することが難しかった。 However, organosilicates are very reactive and easily react with the moisture in the paint. Therefore, the paint containing the organosilicate has low storage stability, and it is difficult for the organosilicate to move to the surface of the paint after a lapse of time after the addition of the organosilicate, and it is difficult to sufficiently hydrophilize the surface of the coating film.
そこで、従来の塗料に含まれるオルガノシリケートを、シリコーンレジンに代替することが本発明者らによって検討されている。シリコーンレジンは、オルガノシリケートと比較して、反応性が穏やかであり、塗料中の水分によって反応し難い。またその三次元的な構造から、塗料の塗布後、表面に濃化しやすい。したがって、このようなシリコーンレジンを含む塗料を塗布し、その硬化膜にフレーム処理を行うことで、容易に表面を親水化(シリコーンレジンの有機基をOH基やシロキサン結合に置換)することができる。つまり、シリコーンレジンを含む塗料によれば、親水性が非常に高く、雨筋汚れの生じ難い塗膜が得られやすい。 Therefore, the present inventors have studied to replace the organosilicate contained in the conventional paint with a silicone resin. Silicone resins are milder in reactivity than organosilicates and are less likely to react with moisture in the paint. Moreover, due to its three-dimensional structure, it tends to thicken on the surface after application of the paint. Therefore, by applying a paint containing such a silicone resin and performing a frame treatment on the cured film, the surface can be easily hydrophilized (the organic group of the silicone resin is replaced with an OH group or a siloxane bond). .. That is, according to the paint containing the silicone resin, it is easy to obtain a coating film having very high hydrophilicity and less likely to cause rain streak stains.
ただし、シリコーンレジンと共に、ポリエステル樹脂およびメラミン樹脂系硬化剤を含む塗料では、貯蔵安定性が低くなりやすいとの課題があった。その理由としては、以下の点が挙げられる。シリコーンレジンの硬化のためには、塗料にさらに酸触媒を加えることが一般的である。ここで、メラミン樹脂系硬化剤は、酸性の化合物と混合すると反応が生じやすく、不安定になることが知られている。そのため、従来、シリコーンレジン硬化のための酸触媒として、スルホン酸をアミンでブロックしたアルカリ性の酸触媒の使用が検討されていた。しかしながらシリコーンレジンは、アルカリ性の酸触媒と混合することで不安定になりやすく、このような塗料では、経時で増粘が生じやすくなる。 However, there is a problem that the storage stability of a paint containing a polyester resin and a melamine resin-based curing agent as well as a silicone resin tends to be low. The reasons for this are as follows. In order to cure the silicone resin, it is common to add an acid catalyst to the paint. Here, it is known that a melamine resin-based curing agent tends to react and becomes unstable when mixed with an acidic compound. Therefore, conventionally, the use of an alkaline acid catalyst in which sulfonic acid is blocked with an amine has been studied as an acid catalyst for curing a silicone resin. However, silicone resins tend to become unstable when mixed with an alkaline acid catalyst, and such paints tend to thicken over time.
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、貯蔵安定性が非常に高く、雨筋汚れが生じ難い塗膜を金属板表面に形成可能な金属板用塗料、およびこれを用いた塗装金属板の製造方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation. That is, an object of the present invention is to provide a paint for a metal plate capable of forming a coating film having extremely high storage stability and less likely to cause rain streak stains on the surface of a metal plate, and a method for producing a coated metal plate using the paint. And.
本発明の第1は、以下の金属板用塗料に関する。
[1]ポリエステル樹脂と、メラミン樹脂系硬化剤と、シリコーンレジンと、pHが6〜8であるブロックスルホン酸触媒と、を含む、金属板用塗料。
The first aspect of the present invention relates to the following paints for metal plates.
[1] A paint for a metal plate containing a polyester resin, a melamine resin-based curing agent, a silicone resin, and a block sulfonic acid catalyst having a pH of 6 to 8.
[2]前記ブロックスルホン酸触媒が、下記一般式(1)で表される構造を有する、[1]に記載の金属板用塗料。
[3]前記一般式(1)におけるR1がp−トリル基、または4−ドデシルフェニル基である、[2]に記載の金属板用塗料。
[4]前記ブロックスルホン酸触媒が、下記一般式(2)で表される化合物を含む、[1]または[2]に記載の金属板用塗料。
[5]前記シリコーンレジンが、Si原子の総モル数に対して、5〜50モル%のシラノール基を含む、[1]〜[4]のいずれかに記載の金属板用塗料。
[3] The paint for a metal plate according to [2], wherein R 1 in the general formula (1) is a p-tolyl group or a 4-dodecylphenyl group.
[4] The coating material for a metal plate according to [1] or [2], wherein the block sulfonic acid catalyst contains a compound represented by the following general formula (2).
[5] The coating material for a metal plate according to any one of [1] to [4], wherein the silicone resin contains 5 to 50 mol% of silanol groups with respect to the total number of moles of Si atoms.
本発明の第2は、以下の塗装金属板の製造方法に関する。
[6]金属板の表面に、[1]〜[5]のいずれかに記載の金属板用塗料を塗布し、硬化させて塗膜を形成する工程と、前記塗膜にフレーム処理を行う工程と、を含む、塗装金属板の製造方法。
The second aspect of the present invention relates to the following method for manufacturing a coated metal plate.
[6] A step of applying the paint for a metal plate according to any one of [1] to [5] to the surface of the metal plate and curing it to form a coating film, and a step of performing a frame treatment on the coating film. And, including, a method of manufacturing a painted metal plate.
本発明の金属板用塗料は、貯蔵安定性が非常に高い。またさらに、当該金属板用塗料によれば、表面に雨筋汚れが生じ難く、耐傷付き性の高い塗装金属板を作製することが可能である。 The paint for metal plates of the present invention has extremely high storage stability. Furthermore, according to the metal plate paint, it is possible to produce a coated metal plate having high scratch resistance, which is less likely to cause rain streak stains on the surface.
1.金属板用塗料
本発明は、金属板の保護や、雨筋汚れを防止するために金属板表面に塗布する金属板用塗料に関する。当該金属板用塗料は、例えば、金属板上に塗布後、塗膜表面をフレーム処理して用いられる。
1. 1. Paint for Metal Plate The present invention relates to a paint for a metal plate to be applied to the surface of a metal plate in order to protect the metal plate and prevent rain streaks from becoming dirty. The paint for a metal plate is used, for example, by applying it on a metal plate and then frame-treating the surface of the coating film.
前述のように、シリコーンレジンを含む金属板用塗料はオルガノシリケートを含む塗料と比較して、貯蔵安定性が高い。また、金属板用塗料を塗布した際、シリコーンレジンが膜表面に移動することで、耐傷付き性が高く、雨筋汚れの生じ難い塗膜を得ることができる。ただし、金属板用塗料がシリコーンレジンの他に、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂系硬化剤、および酸触媒を含む場合には、塗料の貯蔵安定性が低くなりやすく、経時で増粘やゲル化等が生じやすかった。 As described above, the paint for metal plates containing silicone resin has higher storage stability than the paint containing organosilicate. Further, when the paint for a metal plate is applied, the silicone resin moves to the film surface, so that a coating film having high scratch resistance and less likely to cause rain streak stains can be obtained. However, when the paint for metal plates contains polyester resin, melamine resin-based curing agent, and acid catalyst in addition to silicone resin, the storage stability of the paint tends to decrease, and thickening and gelation occur over time. It was easy to occur.
このような課題に対し、本発明の金属板用塗料は、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂系硬化剤、シリコーンレジンと共に、酸触媒として、pHが6〜8であるブロックスルホン酸触媒を含む。当該ブロックスルホン酸触媒は、スルホン酸触媒が高分子量化合物等(以下、「ブロック基」とも称する)によって保護された構造を有する。このようなブロックスルホン酸触媒は、そのpHが6〜8であることから、金属板用塗料の保存時にはシリコーンレジンやメラミン樹脂系硬化剤と反応し難く、貯蔵安定性が非常に良好となる。一方で、ブロックスルホン酸触媒のブロック基は、加熱等によってスルホン酸から容易に脱離するため、シリコーンレジン(金属板用塗料)を硬化させる際には、スルホン酸触媒が十分に機能しやすい。したがって、本発明の金属板用塗料によれば、耐傷付き性が高く、雨筋汚れが生じ難い塗膜が得られる。
以下、本発明の金属板用塗料の各成分について、詳しく説明する。
To solve such a problem, the coating material for a metal plate of the present invention includes a block sulfonic acid catalyst having a pH of 6 to 8 as an acid catalyst together with a polyester resin, a melamine resin-based curing agent, and a silicone resin. The block sulfonic acid catalyst has a structure in which the sulfonic acid catalyst is protected by a high molecular weight compound or the like (hereinafter, also referred to as "block group"). Since the pH of such a block sulfonic acid catalyst is 6 to 8, it is difficult to react with a silicone resin or a melamine resin-based curing agent when the paint for a metal plate is stored, and the storage stability is very good. On the other hand, since the block group of the block sulfonic acid catalyst is easily desorbed from the sulfonic acid by heating or the like, the sulfonic acid catalyst easily functions sufficiently when the silicone resin (paint for a metal plate) is cured. Therefore, according to the paint for a metal plate of the present invention, a coating film having high scratch resistance and less likely to cause rain streak stains can be obtained.
Hereinafter, each component of the paint for a metal plate of the present invention will be described in detail.
(1)ブロックスルホン酸触媒
ブロックスルホン酸触媒は、pHが6〜8であり、スルホン酸が任意のブロック基によってブロックされた触媒であって、加熱等によってブロック基が脱離し、シリコーンレジンの硬化触媒として作用するものであれば特に制限されない。金属板用塗料には、ブロックスルホン酸触媒が一種のみ含まれていてもよく、二種以上含まれていてもよい。また、ブロックスルホン酸触媒のpHは、金属板用塗料から常法によりブロックスルホン酸触媒のみを抽出し、pH測定装置で測定すること等により特定できる。ブロックスルホン酸触媒のpHは通常、ブロック基の構造により調整される。ブロックスルホン酸触媒のpHは、金属板用塗料の貯蔵安定性をさらに良好にするとの観点から、6.5〜7.5であることがより好ましい。
(1) Block sulfonic acid catalyst The block sulfonic acid catalyst is a catalyst having a pH of 6 to 8 and in which sulfonic acid is blocked by an arbitrary blocking group, and the blocking group is removed by heating or the like to cure the silicone resin. It is not particularly limited as long as it acts as a catalyst. The paint for a metal plate may contain only one type of block sulfonic acid catalyst, or may contain two or more types of block sulfonic acid catalyst. Further, the pH of the block sulfonic acid catalyst can be specified by extracting only the block sulfonic acid catalyst from the paint for a metal plate by a conventional method and measuring it with a pH measuring device or the like. The pH of the block sulfonic acid catalyst is usually adjusted by the structure of the block group. The pH of the block sulfonic acid catalyst is more preferably 6.5 to 7.5 from the viewpoint of further improving the storage stability of the paint for metal plates.
ブロックスルホン酸触媒の例には、下記一般式(1)で表される構造を有する化合物が含まれる。 Examples of the block sulfonic acid catalyst include a compound having a structure represented by the following general formula (1).
また、上記一般式(1)において、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子、または炭素数1〜12のアルキル基を表す。R2またはR3がアルキル基である場合、これらは直鎖状、または分岐鎖状のいずれの構造を有していてもよい。なお、R2およびR3は互いに結合して脂環式構造を形成していてもよい。R2およびR3は、上記の中でも水素原子であることが特に好ましい。 Further, in the above general formula (1), R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, respectively. When R 2 or R 3 is an alkyl group, they may have either a linear or branched chain structure. In addition, R 2 and R 3 may be bonded to each other to form an alicyclic structure. Among the above, R 2 and R 3 are particularly preferably hydrogen atoms.
さらに、上記一般式(1)において、X1は、単結合、−CH2−O−R6−、または−CH2−O−C(=O)−R7−を表し(R6およびR7は、単結合、または炭素数1〜20の二価の有機基を表す)、X2は、単結合、または−C(=O)NH−を表す。なお、上記X1に含まれるR6またはR7が二価の有機基である場合、炭素数は、5〜15であることがさらに好ましい。X1に含まれる有機基の構造は特に制限されず、例えばアルキル基やアリール基等が直接結合、もしくは連結基を介して結合した基とすることができる。 Further, in the above general formula (1), X 1 is a single bond, -CH 2 -O-R 6 - , or -CH 2 -O-C (= O ) -R 7 - a represents (R 6 and R 7 represents a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms), and X 2 represents a single bond or −C (= O) NH−. When R 6 or R 7 contained in X 1 is a divalent organic group, the number of carbon atoms is more preferably 5 to 15. The structure of the organic group contained in X 1 is not particularly limited, and for example, an alkyl group, an aryl group, or the like can be directly bonded or can be a group bonded via a linking group.
また、R4は、水素原子、一価もしくは多価の炭素数1〜18の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基、置換基を有していてもよいビスフェノールA残基、または置換基を有していてもよいビスフェノールF残基を表す。一方、R5は、水素原子、一価もしくは多価の炭素数1〜18の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基、炭素数1〜18のシクロアルキル基、炭素数1〜18のアリール基、または炭素数19〜100の有機基を表す。なお、R5が有機基である場合、その構造は特に制限されず、例えばアルキル基やアリール基等が直接結合、もしくは連結基を介して結合した基とすることができる。R4は、上記の中でも水素原子、もしくは炭素数1〜18のアルキル基であることが好ましく、R5は、上記の中でも水素原子であることが好ましい。 Further, R 4 contains a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 18 monovalent or polyvalent carbon atoms, a bisphenol A residue which may have a substituent, or a substituent. Represents a bisphenol F residue that may be present. On the other hand, R 5 is a hydrogen atom, a monovalent or polyvalent linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cycloalkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group having 1 to 18 carbon atoms , Or an organic group having 19 to 100 carbon atoms. When R 5 is an organic group, its structure is not particularly limited, and for example, it can be a group in which an alkyl group, an aryl group, or the like is directly bonded or bonded via a linking group. Among the above, R 4 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and R 5 is preferably a hydrogen atom among the above.
また、nは1〜10の整数を表す。一方、x、y、およびzは、R1、R4、およびR5の価数に応じて適宜選択される1以上の整数を表す。n、x、y、およびzはいずれも1であることが好ましい。 Further, n represents an integer of 1 to 10. On the other hand, x, y, and z represent one or more integers appropriately selected according to the valences of R 1 , R 4 , and R 5. It is preferable that n, x, y, and z are all 1.
ここで、上記一般式(1)で表されるブロックスルホン酸触媒は、下記一般式(2)で表される化合物であることが特に好ましい。
上述のブロックスルホン酸触媒では、加熱等によってブロック基が離脱する。例えば上記一般式(2)で示される化合物では、p−アルキルフェニルスルホン酸からブロック基が離脱し、p−アルキルフェニルスルホン酸がシリコーンレジンの硬化のための酸触媒として機能する。 In the above-mentioned block sulfonic acid catalyst, the block group is released by heating or the like. For example, in the compound represented by the above general formula (2), the blocking group is removed from the p-alkylphenyl sulfonic acid, and the p-alkylphenyl sulfonic acid functions as an acid catalyst for curing the silicone resin.
ここで、ブロックスルホン酸触媒は、シリコーンレジンの硬化触媒としてだけでなく、後述のポリエステル樹脂とメラミン樹脂系硬化剤との反応における触媒として機能してもよい。ポリエステル樹脂およびメラミン樹脂系硬化剤は反応性が高く、通常、触媒がなくても反応が進行する。ただし、ポリエステル樹脂が高分子量である場合等には、ポリエステル樹脂とメラミン樹脂系硬化剤と十分に反応し難いことがある。このような場合に、金属板用塗料にブロックスルホン酸触媒が含まれると、ポリエステル樹脂とメラミン樹脂系硬化剤との反応が進行しやすくなり、硬化性の良好な塗膜が得られやすくなる。 Here, the block sulfonic acid catalyst may function not only as a curing catalyst for the silicone resin but also as a catalyst in the reaction between the polyester resin and the melamine resin-based curing agent described later. Polyester resins and melamine resin-based curing agents are highly reactive, and the reaction usually proceeds without a catalyst. However, when the polyester resin has a high molecular weight, it may be difficult to sufficiently react with the polyester resin and the melamine resin-based curing agent. In such a case, if the paint for a metal plate contains a block sulfonic acid catalyst, the reaction between the polyester resin and the melamine resin-based curing agent tends to proceed, and a coating film having good curability can be easily obtained.
金属板用塗料に含まれるブロックスルホン酸触媒の量は、ブロック基の分子量や、1分子中に含まれるスルホニル基の数によって適宜選択される。例えば、1分子中にスルホニル基が1つのみ含まれるブロックスルホン酸触媒では、ブロック基脱離後のスルホン酸触媒の量が、金属板用塗料の固形分量に対して、1.8〜0.05質量部となるように含まれることが好ましく、1.0〜0.2質量部となるように含まれることがさらに好ましい。金属板用塗料の固形分量に対するブロックスルホン酸触媒の量が当該範囲であると、シリコーンレジンが効率良く硬化しやすくなり、硬度の高い塗膜が得られやすくなる。 The amount of the block sulfonic acid catalyst contained in the paint for a metal plate is appropriately selected depending on the molecular weight of the block groups and the number of sulfonyl groups contained in one molecule. For example, in a block sulfonic acid catalyst containing only one sulfonyl group in one molecule, the amount of the sulfonic acid catalyst after desorption of the block group is 1.8 to 0. It is preferably contained so as to be 05 parts by mass, and more preferably 1.0 to 0.2 parts by mass. When the amount of the block sulfonic acid catalyst with respect to the solid content of the paint for a metal plate is within this range, the silicone resin is easily cured efficiently, and a coating film having a high hardness is easily obtained.
ここで、上記ブロックスルホン酸触媒の調製方法は特に制限されず、公知の方法で調製することができる。例えばp−トルエンスルホン酸やドデシルベンゼンスルホン酸等のスルホン酸と、分子内に1つ以上エポキシ基を有するエポキシ化合物とを常法にしたがって反応させること等により、調製ことができる。 Here, the method for preparing the block sulfonic acid catalyst is not particularly limited, and the block sulfonic acid catalyst can be prepared by a known method. For example, it can be prepared by reacting a sulfonic acid such as p-toluenesulfonic acid or dodecylbenzenesulfonic acid with an epoxy compound having one or more epoxy groups in the molecule according to a conventional method.
(2)シリコーンレジン
本明細書において「シリコーンレジン」とは、アルコキシシランが部分加水分解縮合した化合物であって、三次元状の架橋型構造を主体とするが、ゲル化までには至らず、有機溶剤に可溶なポリマーとする。シリコーンレジンが含む三次元状の架橋型構造は特に制限されず、例えば、カゴ状、梯子状、またはランダム状のいずれであってもよい。なお、本明細書において、テトラアルコキシシラン、およびテトラアルコキシシランのみを加水分解縮合させた縮合物(オルガノシリケート)は、シリコーンレジンに含まないものとする。
(2) Silicone resin In the present specification, the "silicone resin" is a compound obtained by partially hydrolyzing and condensing alkoxysilane, which mainly has a three-dimensional crosslinked structure, but does not reach gelation. Use a polymer that is soluble in organic solvents. The three-dimensional crosslinked structure contained in the silicone resin is not particularly limited, and may be, for example, a basket shape, a ladder shape, or a random shape. In the present specification, the silicone resin does not include tetraalkoxysilane and a condensate (organosilicate) obtained by hydrolyzing and condensing only tetraalkoxysilane.
シリコーンレジンは、三次元状の架橋型構造を含むため、金属板用塗料を金属板に塗布すると、膜の表面側に移行し、当該膜の表面に沿って均一に並ぶ。そして、このようなシリコーンレジンを上述のブロックスルホン酸触媒によって硬化させた後、フレーム処理を行うと、シリコーンレジンが含む有機基(例えば、メチル基やフェニル基等)がムラなく除去されて、塗膜表面にシラノール基やシロキサン結合が導入される。その結果、塗膜(塗装金属板)の表面の親水性が均一に高くなり、耐雨筋汚れ性が非常に良好となる。また、シリコーンレジンの硬化物が塗膜表面に均一に並ぶことで、塗膜の耐傷付き性も良好になる。 Since the silicone resin contains a three-dimensional crosslinked structure, when the metal plate paint is applied to the metal plate, it migrates to the surface side of the film and is uniformly arranged along the surface of the film. Then, when such a silicone resin is cured by the above-mentioned block sulfonic acid catalyst and then subjected to a frame treatment, organic groups (for example, methyl group, phenyl group, etc.) contained in the silicone resin are evenly removed and coated. Silanol groups and siloxane bonds are introduced on the film surface. As a result, the hydrophilicity of the surface of the coating film (painted metal plate) becomes uniformly high, and the rain streak stain resistance becomes very good. Further, when the cured product of the silicone resin is uniformly arranged on the surface of the coating film, the scratch resistance of the coating film is also improved.
シリコーンレジンは、上述のように、アルコキシシランを部分加水分解縮合させた化合物であり、その分子鎖には通常、下記一般式で表される、トリアルコキシシラン由来のT−1単位〜T−3単位(これらを総称して「T単位」とも称する)のいずれか1つ、または2つ以上が含まれる。 As described above, the silicone resin is a compound obtained by partially hydrolyzing and condensing alkoxysilane, and its molecular chain is usually represented by the following general formula, T-1 unit to T-3 derived from trialkoxysilane. Includes any one or more of the units (collectively referred to as "T units").
R1は炭素数1〜12の炭化水素基であることが好ましく、その具体例には、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;シクロヘキシル基、シクロブチル基、シクロペンチル基等のシクロアルキル基;等が含まれる。これらの中でも特に好ましくは、メチル基およびフェニル基である。 R 1 is preferably a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and specific examples thereof include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hexyl group and an octyl group; a phenyl group, a tolyl group and a xylyl group. An aryl group such as a group and a naphthyl group; a cycloalkyl group such as a cyclohexyl group, a cyclobutyl group and a cyclopentyl group; and the like are included. Of these, a methyl group and a phenyl group are particularly preferable.
一方、X1は水素原子または炭素数1〜8の炭化水素基であることが好ましく、当該炭化水素基の例には、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基;シクロヘキシル基、シクロブチル基、シクロペンチル基等のシクロアルキル基;等が含まれる。これらの中でも特に好ましくは、メチル基およびエチル基である。 On the other hand, X 1 is preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and examples of the hydrocarbon group include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group and hexyl group; phenyl group. , Aryl groups such as trill group and xsilyl group; cycloalkyl groups such as cyclohexyl group, cyclobutyl group and cyclopentyl group; and the like. Of these, a methyl group and an ethyl group are particularly preferable.
また、シリコーンレジンの分子鎖には、下記一般式で表される、ジアルコキシシラン由来のD−1単位およびD−2単位(これらを総称して「D単位」とも称する)のいずれか一方または両方が含まれていてもよい。 In addition, the molecular chain of the silicone resin includes either one of the D-1 unit and the D-2 unit derived from dialkoxysilane (collectively referred to as "D unit") or one of them, which is represented by the following general formula. Both may be included.
R2およびR3はそれぞれ、炭素数1〜12の炭化水素基であることが好ましく、その具体例には、上述のT単位のR1と同様の基が含まれる。一方、X2は水素原子または炭素数1〜8の炭化水素基であることが好ましく、その具体例には、上述のT単位のX1と同様の基が含まれる。 Each of R 2 and R 3 is preferably a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and specific examples thereof include a group similar to R 1 of the T unit described above. On the other hand, X 2 is preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and specific examples thereof include the same group as X 1 of the T unit described above.
さらに、シリコーンレジンの分子鎖には、下記一般式で表されるテトラアルコキシシラン由来のQ−1単位〜Q−4単位(これらを総称して「Q単位」とも称する)のいずれか1つ、または2つ以上が含まれていてもよい。 Further, the molecular chain of the silicone resin includes any one of Q-1 units to Q-4 units (collectively referred to as "Q units") derived from tetraalkoxysilane represented by the following general formula. Alternatively, two or more may be included.
X3は水素原子または炭素数1〜8の炭化水素基であることが好ましく、その具体例には、上述のT単位のX1と同様の基が含まれる。 X 3 is preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and specific examples thereof include a group similar to X 1 of the T unit described above.
シリコーンレジンは、上記T単位、D単位、および/またはQ単位が三次元的に結合した構造を有する。本発明の金属板用塗料に含まれるシリコーンレジン中のシラノール基の量(モル数)は、Si原子の総モル数に対して、5〜50モル%であり、15〜40モル%であることがより好ましい。シラノール基の量がSi原子の総モル数に対して50モル%を超えると、シリコーンレジンの反応性が高くなり、上述のブロックスルホン酸触媒を用いたとしても、金属板用塗料の貯蔵安定性が低くなることがある。一方、シラノール基の量がSi原子の総モル数に対して5モル%未満であると、シリコーンレジンが金属板用塗料中の他の成分(例えば、エポキシ樹脂等)と水素結合し難くなり、金属板用塗料の硬化時に、シリコーンレジンが蒸発することがある。さらに、シラノール基の量が5モル%未満であると、金属板用塗料を硬化させたときに、シリコーンレジンが十分に架橋し難く、塗膜の耐傷付き性が十分に高まらないことがある。 The silicone resin has a structure in which the above T units, D units, and / or Q units are three-dimensionally bonded. The amount (number of moles) of silanol groups in the silicone resin contained in the paint for metal plates of the present invention is 5 to 50 mol% and 15 to 40 mol% with respect to the total number of moles of Si atoms. Is more preferable. When the amount of silanol groups exceeds 50 mol% with respect to the total number of moles of Si atoms, the reactivity of the silicone resin becomes high, and even if the above-mentioned block sulfonic acid catalyst is used, the storage stability of the paint for metal plates is stable. May be low. On the other hand, if the amount of silanol groups is less than 5 mol% with respect to the total number of moles of Si atoms, it becomes difficult for the silicone resin to hydrogen bond with other components (for example, epoxy resin) in the paint for metal plates. Silicone resin may evaporate when the paint for metal plates is cured. Further, if the amount of silanol groups is less than 5 mol%, the silicone resin is difficult to sufficiently crosslink when the paint for a metal plate is cured, and the scratch resistance of the coating film may not be sufficiently improved.
これに対し、シリコーンレジン中のシラノール基量が上記範囲であると、金属板用塗料の貯蔵安定性が高まるだけでなく、金属板用塗料からなる膜の硬化時に、シリコーンレジンが蒸発し難くなり、加熱装置等を汚染し難くなる。またさらには、金属板用塗料からなる塗膜の耐傷付き性も良好になる。 On the other hand, when the amount of silanol groups in the silicone resin is within the above range, not only the storage stability of the paint for metal plates is improved, but also the silicone resin is less likely to evaporate when the film made of the paint for metal plates is cured. , It becomes difficult to contaminate the heating device, etc. Furthermore, the scratch resistance of the coating film made of the paint for metal plates is also improved.
シリコーンレジンが含むSiのモル数、およびシリコーンレジンが含むシラノール基の量は、29Si−NMRによる分析、および1H−NMRによる分析、により特定することができる。また、シリコーンレジンにおけるシラノール基の量は、T単位、D単位、およびQ単位の仕込み比や、縮合反応の程度によって調整することができる。例えば、トリアルコキシシランを用いてシリコーンレジンを調製する場合、縮合反応時間を長くすること等で、T−3単位が多くなり、シラノール基の量が少なくなる。 The number of moles of Si contained in the silicone resin and the amount of silanol groups contained in the silicone resin can be specified by analysis by 29 Si-NMR and analysis by 1 H-NMR. The amount of silanol groups in the silicone resin can be adjusted by the charging ratio of T units, D units, and Q units and the degree of condensation reaction. For example, when a silicone resin is prepared using trialkoxysilane, the amount of T-3 units increases and the amount of silanol groups decreases by lengthening the condensation reaction time.
また、シリコーンレジンは、シリコーンレジンが含むSi原子の総モル数に対して、トリアルコキシシラン由来のSi原子、すなわちT単位を構成するSi原子を50〜100モル%含むことが好ましく、60〜100モル%含むことがより好ましい。T単位量が50モル%未満である(特にD単位量が50モル%より多くなる)と、シリコーンレジンがミセル構造を形成しやすくなり、塗膜表面にシリコーンレジンが海島状に濃化しやすくなる。その結果、塗膜表面の親水性や硬度を均一に高めることが難しくなり、塗膜の耐傷付き性や耐雨筋汚れ性にムラが生じやすくなる。なお、シリコーンレジンが塗膜表面で海島状に濃化していることは、フレーム処理後の塗膜表面をAFM(原子間力顕微鏡)で分析することで確認することが可能である。例えば、フレーム処理によるエッチング深度は塗膜表面の海部分と島部分で異なる。そこで、塗膜表面の凹凸によって、シリコーンレジンの海島分布を確認することが可能である。 Further, the silicone resin preferably contains 50 to 100 mol% of Si atoms derived from trialkoxysilane, that is, Si atoms constituting the T unit, based on the total number of moles of Si atoms contained in the silicone resin, and is preferably 60 to 100. It is more preferable to contain mol%. When the T unit amount is less than 50 mol% (particularly, the D unit amount is more than 50 mol%), the silicone resin tends to form a micellar structure, and the silicone resin tends to be concentrated in a sea-island shape on the coating film surface. .. As a result, it becomes difficult to uniformly increase the hydrophilicity and hardness of the coating film surface, and the scratch resistance and rain streak stain resistance of the coating film tend to be uneven. It is possible to confirm that the silicone resin is concentrated in a sea-island shape on the surface of the coating film by analyzing the surface of the coating film after the frame treatment with an AFM (atomic force microscope). For example, the etching depth by frame processing differs between the sea part and the island part of the coating film surface. Therefore, it is possible to confirm the distribution of silicone resin on the sea islands by the unevenness of the coating film surface.
これに対し、T単位量が50モル%以上であると、シリコーンレジンがミセル構造を形成し難くなり、塗膜表面にシリコーンレジンが均一に濃化しやすくなる。その結果、金属板用塗料を塗布して得られる塗装金属板の耐雨筋汚れ性が良好になったり、塗膜の耐傷付き性が良好になる。T単位を構成するSi原子の量は、29Si−NMRによる分析によって特定することができる。 On the other hand, when the T unit amount is 50 mol% or more, it becomes difficult for the silicone resin to form a micelle structure, and the silicone resin tends to be uniformly concentrated on the surface of the coating film. As a result, the rain streak stain resistance of the coated metal plate obtained by applying the paint for the metal plate is improved, and the scratch resistance of the coating film is improved. The amount of Si atoms constituting the T unit can be specified by analysis by 29 Si-NMR.
また、シリコーンレジンがアルキル基およびアリール基を含む場合、Si原子に直接結合するアルキル基のモル数に対する、シリコーンレジンのSi原子に直接結合するアリール基のモル数、すなわちアリール基/アルキル基の割合は20〜80%であることが好ましく、30〜70%であることがより好ましい。アリール基のモル比が多いほど、金属板用塗料中の他の成分にシリコーンレジンが溶解しやすくなる。また、塗料の貯蔵安定性も高まりやすくなる。ただし、アリール基の割合が過剰になると、塗膜形成時の反応速度が大幅に低下して、十分な架橋密度が得られ難くなることがある。上記アルキル基とアリール基との比は、1H−NMRによる分析によって特定することができる。 When the silicone resin contains an alkyl group and an aryl group, the number of moles of the aryl group directly bonded to the Si atom of the silicone resin, that is, the ratio of the aryl group / alkyl group to the number of moles of the alkyl group directly bonded to the Si atom. Is preferably 20 to 80%, more preferably 30 to 70%. The higher the molar ratio of aryl groups, the easier it is for the silicone resin to dissolve in other components in the metal plate paint. In addition, the storage stability of the paint is likely to increase. However, if the proportion of aryl groups is excessive, the reaction rate at the time of forming the coating film is significantly reduced, and it may be difficult to obtain a sufficient crosslink density. The ratio of the alkyl group to the aryl group can be specified by 1 H-NMR analysis.
ここで、シリコーンレジンの重量平均分子量は好ましくは700〜50000であり、より好ましくは1000〜10000である。シリコーンレジンの重量平均分子量が700未満になると、金属板用塗料(膜)の硬化時に、シリコーンレジンが蒸発しやすくなり、加熱装置を汚染したり、塗膜の硬度が低下する傾向がある。一方、重量平均分子量が50000を超えると、金属板用塗料の粘度が高まりやすくなり、貯蔵安定性が低くなる傾向がある。なお、上記シリコーンレジンの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるポリスチレン換算量である。 Here, the weight average molecular weight of the silicone resin is preferably 700 to 50,000, and more preferably 1,000 to 10,000. When the weight average molecular weight of the silicone resin is less than 700, the silicone resin tends to evaporate easily when the paint (film) for a metal plate is cured, which tends to contaminate the heating device or reduce the hardness of the coating film. On the other hand, when the weight average molecular weight exceeds 50,000, the viscosity of the paint for metal plates tends to increase, and the storage stability tends to decrease. The weight average molecular weight of the silicone resin is a polystyrene-equivalent amount measured by gel permeation chromatography (GPC).
金属板用塗料には、その固形分100質量部に対して、シリコーンレジンが1〜10質量部含まれることが好ましく、2〜6質量部含まれることがより好ましい。金属板用塗料にシリコーンレジンが当該範囲含まれることで、得られる塗膜表面の親水性を十分に高めることが可能となり、雨筋汚れが生じ難くなる。また、塗膜表面の硬度も高くなる。 The paint for a metal plate preferably contains 1 to 10 parts by mass of a silicone resin, and more preferably 2 to 6 parts by mass, based on 100 parts by mass of the solid content. By including the silicone resin in the metal plate paint in the above range, the hydrophilicity of the obtained coating film surface can be sufficiently increased, and rain streak stains are less likely to occur. In addition, the hardness of the coating film surface also increases.
上述のシリコーンレジンは、トリアルコキシシラン等を加水分解重合させて調製することができる。具体的には、トリアルコキシシラン等のアルコキシシランやその部分縮合物を水やアルコール等の溶剤に分散させる。そして、当該分散液のpHを好ましくは1〜7、より好ましくは2〜6に調整し、アルコキシシラン等を加水分解させる。その後、加水分解物どうし脱水縮合させることで、シリコーンレジンが得られる。脱水縮合時間等によって、得られるシリコーンレジンの分子量等を調整することができる。加水分解物の縮合は、上記加水分解と連続して行うことが可能であり、加水分解により生成したアルコールや、水を留去することで、縮合反応を促進させることができる。 The above-mentioned silicone resin can be prepared by hydrolyzing and polymerizing trialkoxysilane or the like. Specifically, an alkoxysilane such as trialkoxysilane and a partial condensate thereof are dispersed in a solvent such as water or alcohol. Then, the pH of the dispersion is adjusted to preferably 1 to 7, more preferably 2 to 6, and the alkoxysilane or the like is hydrolyzed. Then, the hydrolyzate is dehydrated and condensed to obtain a silicone resin. The molecular weight and the like of the obtained silicone resin can be adjusted by the dehydration condensation time and the like. The condensation of the hydrolyzate can be carried out continuously with the above-mentioned hydrolysis, and the condensation reaction can be promoted by distilling off the alcohol or water produced by the hydrolysis.
なお、シリコーンレジンの調製に用いるアルコキシシランは、所望のシリコーンレジンの構造に応じて適宜選択される。トリアルコキシシラン化合物の例には、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリイソプロポキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリシラノール、フェニルトリシラノール等が含まれる。 The alkoxysilane used for preparing the silicone resin is appropriately selected according to the desired structure of the silicone resin. Examples of trialkoxysilane compounds include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltributoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, and propyltrimethoxysilane. , Ppropyltriethoxysilane, propyltriisopropoxysilane, butyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, methyltrisilanol, phenyltricilanol, etc. Is included.
ジアルコキシシランの例には、メチルハイドロジェンジメトキシシラン、メチルハイドロジェンジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルエチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、メチルプロピルジメトキシシラン、メチルプロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等が含まれる。 Examples of dialkoxysilanes include methylhydrogendimethoxysilane, methylhydrogendiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methylethyldimethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, methylpropyldimethoxysilane, and methyl. Propyldiethoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane and the like are included.
さらに、テトラアルコキシシランの例には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン等が含まれる。 Further, examples of tetraalkoxysilane include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetrabutoxysilane, tetramethoxysilane and the like.
シリコーンレジン調製の際には、上記トリアルコキシシランやジアルコキシシラン、テトラメトキシシランの部分縮合物を原料として用いてもよい。 When preparing the silicone resin, the above-mentioned partial condensate of trialkoxysilane, dialkoxysilane, or tetramethoxysilane may be used as a raw material.
(3)ポリエステル樹脂
ポリエステル樹脂は、金属板用塗料から得られる塗膜において、バインダーとして機能する。当該ポリエステル樹脂は、例えば多価カルボン酸および多価アルコールを重縮合させた公知の樹脂とすることができる。多価カルボン酸の例には、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸類及びこれらの無水物;コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸類及びこれらの無水物;γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン類;トリメリット酸、トリメジン酸、ピロメリット酸等の3価以上の多価カルボン酸類;等が含まれる。ポリエステル樹脂は、上記多価カルボン酸由来の構造を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
(3) Polyester resin The polyester resin functions as a binder in a coating film obtained from a paint for a metal plate. The polyester resin can be, for example, a known resin obtained by polycondensing a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol. Examples of polyvalent carboxylic acids include aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid and their anhydrides; succinic acid, adipic acid. , Azelaic acid, sebacic acid, dodecandicarboxylic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and anhydrides thereof; lactones such as γ-butyrolactone and ε-caprolactone; trimellitic acid, trimedic acid, pyro Merit Acids and other trivalent or higher valent carboxylic acids; etc. are included. The polyester resin may contain only one type of the structure derived from the polyvalent carboxylic acid, or may contain two or more types.
多価アルコールの例には、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,3−ペンタンジオール、1,4−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−ドデカンジオール、1,2−オクタデカンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールAアルキレンオキシド付加物、ビスフェノールSアルキレンオキシド付加物等のグリコール類;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等の3価以上の多価アルコール類等が含まれる。ポリエステル樹脂は、上記多価アルコール由来の構造を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。 Examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,2- Pentandiol, 1,4-pentanediol, 1,5-pentanediol, 2,3-pentanediol, 1,4-hexanediol, 2,5-hexanediol, 1,5-hexanediol, 3-methyl-1 , 5-Pentane Glycol, Diethylene Glycol, Triethylene Glycol, 1,2-Dodecanediol, 1,2-Octadecanediol, Neopentyl Glycol, 1,4-Cyclohexanediol, 1,4-Cyclohexanedimethanol, Bisphenol A alkylene Oxide Addition Glycols such as bisphenol S alkylene oxide adduct; trihydric or higher polyhydric alcohols such as trimethylpropane, glycerin, and pentaerythritol are included. The polyester resin may contain only one type of the structure derived from the polyhydric alcohol, or may contain two or more types.
ポリエステル樹脂のGPCで測定される数平均分子量(ポリスチレン換算)は、2,000〜35,000であることが好ましい。数平均分子量が2,000より小さくなると塗装金属板の加工性が低下することがあり、塗膜ワレが発生しやすくなることがある。一方、上述のブロックスルホン酸触媒を用いる場合、ポリエステル樹脂が比較的高分子量であったとしても、ポリエステル樹脂とメラミン樹脂系硬化剤との反応性を高めることができる。ただし、数平均分子量が35,000より大きくなると、上述のブロックスルホン酸触媒を用いたとしても、得られる塗膜の架橋密度が低くなりやすく、塗膜の耐候性が低下することがある。加工性と耐候性のバランスから数平均分子量は3,000〜20,000であることが特に好ましい。 The number average molecular weight (in terms of polystyrene) measured by GPC of the polyester resin is preferably 2,000 to 35,000. If the number average molecular weight is smaller than 2,000, the processability of the coated metal plate may be lowered, and the coating film may be easily cracked. On the other hand, when the above-mentioned block sulfonic acid catalyst is used, the reactivity between the polyester resin and the melamine resin-based curing agent can be enhanced even if the polyester resin has a relatively high molecular weight. However, when the number average molecular weight is larger than 35,000, even if the above-mentioned block sulfonic acid catalyst is used, the crosslink density of the obtained coating film tends to be low, and the weather resistance of the coating film may be lowered. From the balance between workability and weather resistance, the number average molecular weight is particularly preferably 3,000 to 20,000.
金属板用塗料には、その固形分100質量部に対して、ポリエステル樹脂が30〜70質量部含まれることが好ましく、40〜60質量部含まれることがより好ましい。金属板用塗料にポリエステル樹脂が当該範囲含まれることで、得られる塗膜表面の膜強度が高くなり、金属板を保護することが可能となる。 The paint for a metal plate preferably contains 30 to 70 parts by mass of polyester resin, and more preferably 40 to 60 parts by mass, based on 100 parts by mass of the solid content. When the polyester resin is included in the paint for the metal plate in the above range, the film strength of the obtained coating film surface is increased, and the metal plate can be protected.
(4)メラミン樹脂系硬化剤
メラミン樹脂系硬化剤は、ポリエステル樹脂を硬化させるための硬化剤として機能するものであれば特に制限されない。メラミン樹脂系硬化剤によってポリエステル樹脂を架橋させることで、塗膜の性状や物性(例えば塗膜表面硬度や耐久性)等を調整することができる。
(4) Melamine Resin-based Curing Agent The melamine resin-based curing agent is not particularly limited as long as it functions as a curing agent for curing the polyester resin. By cross-linking the polyester resin with a melamine resin-based curing agent, the properties and physical properties of the coating film (for example, the surface hardness and durability of the coating film) can be adjusted.
メラミン樹脂系硬化剤は、メラミン由来の構造を有し、かつポリエステル樹脂を架橋させることが可能な構造を有するものであれば特に制限されないが、その例には、メチロールメラミンメチルエーテル等のメチル化メラミン系樹脂;メチロールメラミンブチルエーテル等のn−ブチル化メラミン系樹脂;メチルとn−ブチルとの混合エーテル化メラミン樹脂等が含まれる。 The melamine resin-based curing agent is not particularly limited as long as it has a structure derived from melamine and has a structure capable of cross-linking a polyester resin, and examples thereof include methylation of methylol melamine methyl ether and the like. Melamine-based resin; n-butylated melamine-based resin such as methylol melamine butyl ether; mixed etherified melamine resin of methyl and n-butyl and the like are included.
金属板用塗膜に含まれるメラミン樹脂系硬化剤の量は、メラミン樹脂系硬化剤の種類に応じて適宜選択される。金属板用塗料には、上記ポリエステル樹脂100質量部に対して、メラミン樹脂系硬化剤が5〜50質量部含まれていることが好ましく、7〜45質量部含まれていることがより好ましい。メラミン樹脂系硬化剤の量が上記範囲であると、ポリエステル樹脂の硬化性が良好になり、金属板用塗料から得られる塗膜の硬化性が良好になる。 The amount of the melamine resin-based curing agent contained in the coating film for a metal plate is appropriately selected according to the type of the melamine resin-based curing agent. The paint for a metal plate preferably contains 5 to 50 parts by mass of a melamine resin-based curing agent with respect to 100 parts by mass of the polyester resin, and more preferably 7 to 45 parts by mass. When the amount of the melamine resin-based curing agent is in the above range, the curability of the polyester resin becomes good, and the curability of the coating film obtained from the paint for metal plates becomes good.
(5)その他の成分
金属板用塗料には、無機粒子や有機粒子が含まれていてもよい。金属板用塗料にこれらが含まれると、得られる塗膜の表面粗さ等が調整されやすくなる。ここで、無機粒子または有機粒子の平均粒子径は4〜80μmであることが好ましく、10〜60μmであることがより好ましい。無機粒子や有機粒子の平均粒子径は、コールターカウンター法で測定される値である。なお、無機粒子や有機粒子の形状は特に制限されないが、得られる塗膜の表面状態を調整しやすいとの観点から、略球状であることが好ましい。
(5) Other Components The paint for a metal plate may contain inorganic particles or organic particles. When these are contained in the paint for a metal plate, the surface roughness and the like of the obtained coating film can be easily adjusted. Here, the average particle size of the inorganic particles or organic particles is preferably 4 to 80 μm, more preferably 10 to 60 μm. The average particle size of inorganic particles and organic particles is a value measured by the Coulter counter method. The shape of the inorganic particles and the organic particles is not particularly limited, but it is preferably substantially spherical from the viewpoint that the surface state of the obtained coating film can be easily adjusted.
無機粒子の例には、シリカ、硫酸バリウム、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、ガラスビーズ、ガラスフレークが含まれる。また、有機粒子の例には、アクリル樹脂やポリアクリロニトリル樹脂からなる樹脂ビーズが含まれる。これらの樹脂ビーズは、公知の方法を用いて製造したものであってもよく、市販品であってもよい。市販のアクリル樹脂ビーズの例には、東洋紡株式会社製の「タフチック AR650S(平均粒径18μm)」、「タフチック AR650M(平均粒径30μm)」、「タフチック AR650MX(平均粒径40μm)」、「タフチック AR650MZ(平均粒径60μm)」、「タフチック AR650ML(平均粒径80μm)」が含まれる。また、市販のポリアクリロニトリル樹脂ビーズの例には、東洋紡株式会社製の「タフチック A−20(平均粒径24μm)」、「タフチック YK−30(平均粒径33μm)」、「タフチック YK−50(平均粒径50μm)」および「タフチック YK−80(平均粒径80μm)」等が含まれる。 Examples of inorganic particles include silica, barium sulphate, talc, calcium carbonate, mica, glass beads and glass flakes. Examples of organic particles include resin beads made of acrylic resin or polyacrylonitrile resin. These resin beads may be manufactured by a known method or may be commercially available products. Examples of commercially available acrylic resin beads include "Tuftic AR650S (average particle size 18 μm)", "Tuftic AR650M (average particle size 30 μm)", "Tuftic AR650MX (average particle size 40 μm)", and "Toughtic" manufactured by Toyobo Co., Ltd. "AR650MZ (average particle size 60 μm)" and "Tuftic AR650ML (average particle size 80 μm)" are included. Examples of commercially available polyacrylonitrile resin beads include "Tuftic A-20 (average particle size 24 μm)", "Tuftic YK-30 (average particle size 33 μm)" and "Tuftic YK-50 (average particle size 33 μm)" manufactured by Toyobo Co., Ltd. "Average particle size 50 μm)" and "Tuftic YK-80 (average particle size 80 μm)" and the like are included.
金属板用塗料に含まれる無機粒子および/または有機粒子の量は、所望の塗膜の表面状態等に応じて適宜選択される。通常、金属板用塗料の固形分100質量部に対する無機粒子および/または有機粒子の合計量は、1〜40質量部とすることができる。 The amount of inorganic particles and / or organic particles contained in the paint for a metal plate is appropriately selected according to the desired surface condition of the coating film and the like. Usually, the total amount of the inorganic particles and / or the organic particles with respect to 100 parts by mass of the solid content of the paint for a metal plate can be 1 to 40 parts by mass.
またさらに、金属板用塗料には、必要に応じて着色顔料が含まれていてもよい。着色顔料の平均粒子径は、例えば0.2〜2.0μmとすることができる。このような着色顔料の例には、酸化チタン、酸化鉄、黄色酸化鉄、フタロシアニンブルー、カーボンブラック、コバルトブルー等が含まれる。なお、金属板用塗料に着色顔料が含まれる場合、その量は、金属板用塗料の固形分100質量部に対して、20〜60質量部であることが好ましく、30〜55質量部であることがより好ましい。 Furthermore, the paint for a metal plate may contain a coloring pigment, if necessary. The average particle size of the coloring pigment can be, for example, 0.2 to 2.0 μm. Examples of such colored pigments include titanium oxide, iron oxide, yellow iron oxide, phthalocyanine blue, carbon black, cobalt blue and the like. When the paint for metal plates contains a coloring pigment, the amount thereof is preferably 20 to 60 parts by mass and 30 to 55 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the paint for metal plates. Is more preferable.
さらに、金属板用塗料には、必要に応じてワックスが含まれていてもよい。ワックスの例には、ポリオレフィン系ワックス(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、フッ素系ワックス(ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル等)、パラフィン系ワックス、ステアリン酸系ワックス等が含まれるが、これに限定されない。また、ワックスの量は、ワックスの種類等に応じて適宜選択されるが、金属板用塗料の固形分100質量部に対して2〜15質量%程度とすることができる。 Further, the paint for a metal plate may contain wax, if necessary. Examples of waxes include polyolefin waxes (polyethylene, polypropylene, etc.), fluorine-based waxes (polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, etc.), paraffin-based waxes, stearic acid-based waxes, etc. Includes, but is not limited to. The amount of wax is appropriately selected depending on the type of wax and the like, but can be about 2 to 15% by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the paint for metal plates.
また、金属板用塗料には、必要に応じて有機溶剤が含まれていてもよい。当該有機溶剤は、上記シリコーンレジンやブロックスルホン酸触媒、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂系硬化剤、無機粒子、有機粒子等を十分に溶解、または分散させることが可能なものであれば特に制限されない。有機溶剤の例には、トルエン、キシレン、Solvesso(登録商標)100(商品名、エクソンモービル社製)、Solvesso(登録商標)150(商品名、エクソンモービル社製)、Solvesso(登録商標)200(商品名、エクソンモービル社製)等の炭化水素系溶剤;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、イソホロン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤;メタノール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール等のアルコール系溶剤;エチレングリコールモノエチルエーテル、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アルコール系溶剤;等が含まれる。塗料には、これらが1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。これらの中でも、樹脂との相溶性等の観点から、好ましくはキシレン、Solvesso(登録商標)100、Solvesso(登録商標)150、シクロヘキサノン、n−ブチルアルコールである。 Further, the paint for a metal plate may contain an organic solvent, if necessary. The organic solvent is not particularly limited as long as it can sufficiently dissolve or disperse the above-mentioned silicone resin, block sulfonic acid catalyst, polyester resin, melamine resin-based curing agent, inorganic particles, organic particles and the like. Examples of organic solvents include toluene, xylene, Solvesso® 100 (trade name, manufactured by Exxon Mobile), Solvesso® 150 (trade name, manufactured by Exxon Mobile), Solvesso® 200 (registered trademark). Hydrocarbon solvents such as (trade name, Exxon Mobile Co., Ltd.); ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, and isophorone; ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate; methanol, Alcohol-based solvents such as isopropyl alcohol and n-butyl alcohol; ether alcohol-based solvents such as ethylene glycol monoethyl ether and diethylene glycol monobutyl ether; and the like are included. The paint may contain only one kind of these, or may contain two or more kinds of these. Among these, xylene, Solvesso (registered trademark) 100, Solvesso (registered trademark) 150, cyclohexanone, and n-butyl alcohol are preferable from the viewpoint of compatibility with the resin.
(6)塗料の調製方法
塗料の調製方法は特に制限されない。公知の塗料と同様に、上記各材料を混合し、攪拌もしくは分散することで、調製することができる。なお、シリコーンレジンは、他の成分と予め混合してもよい。また、シリコーンレジン以外の材料を予め混合しておき、シリコーンレジンを後から混合してもよい。
(6) Paint preparation method The paint preparation method is not particularly limited. Similar to known paints, it can be prepared by mixing, stirring or dispersing each of the above materials. The silicone resin may be mixed with other components in advance. Alternatively, a material other than the silicone resin may be mixed in advance, and the silicone resin may be mixed later.
2.塗装金属板の製造方法
上述の金属板用塗料を用いて塗装金属板を作製する方法を以下説明する。当該塗装金属板の製造方法は、金属板の表面に、上述の金属板用塗料を塗布し、硬化させて塗膜を形成する工程と、当該塗膜にフレーム処理を行う工程と、を含む方法とすることができる。
2. Method for Producing Painted Metal Plate A method for producing a painted metal plate using the above-mentioned paint for a metal plate will be described below. The method for manufacturing the coated metal plate includes a step of applying the above-mentioned paint for a metal plate to the surface of the metal plate and curing it to form a coating film, and a step of performing a frame treatment on the coating film. Can be.
ここで、金属板用塗料を塗布する金属板は、一般的に建築板として使用されている金属板を使用することができる。このような金属板の例には、溶融Zn−55%Al合金めっき鋼板等のめっき鋼板;普通鋼板やステンレス鋼板等の鋼板;アルミニウム板;銅板等が含まれる。金属板には、本発明の効果を阻害しない範囲で、その表面に化成処理皮膜や下塗り塗膜等が形成されていてもよい。さらに、当該金属板は、本発明の効果を損なわない範囲で、エンボス加工や絞り成形加工等の凹凸加工がなされていてもよい。 Here, as the metal plate to which the paint for the metal plate is applied, a metal plate generally used as a building plate can be used. Examples of such metal plates include plated steel plates such as molten Zn-55% Al alloy plated steel plates; steel plates such as ordinary steel plates and stainless steel plates; aluminum plates; copper plates and the like. A chemical conversion treatment film, an undercoat film, or the like may be formed on the surface of the metal plate as long as the effects of the present invention are not impaired. Further, the metal plate may be subjected to uneven processing such as embossing or draw forming as long as the effect of the present invention is not impaired.
金属板の厚みは特に制限されず、用途等に応じて適宜選択される。例えば、塗装金属板を金属サイディング材に使用する場合には、金属板の厚みは0.15〜0.5mmとすることができる。 The thickness of the metal plate is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the application and the like. For example, when a coated metal plate is used as a metal siding material, the thickness of the metal plate can be 0.15 to 0.5 mm.
金属板の表面に上述の金属板用塗料を塗布する方法は特に制限されず、公知の方法から適宜選択することが可能である。金属板用塗料の塗布方法の例には、ロールコート法や、カーテンフロー法、スピンコート法、エアースプレー法、エアーレススプレー法および浸漬引き上げ法が含まれる。これらの中でも、ロールコート法が効率よく、所望の厚みを有する塗膜を得やすいとの観点から好ましい。 The method of applying the above-mentioned paint for a metal plate to the surface of the metal plate is not particularly limited, and a known method can be appropriately selected. Examples of the method of applying the paint for a metal plate include a roll coating method, a curtain flow method, a spin coating method, an air spray method, an airless spray method and a dipping pulling method. Among these, the roll coating method is preferable from the viewpoint that it is efficient and it is easy to obtain a coating film having a desired thickness.
また、金属板用塗料の硬化方法は、例えば加熱による焼き付け等とすることができる。焼付け処理時の温度は、塗料中の樹脂等の分解を防止しつつ、上述のブロックスルホン酸触媒のブロック基を脱離させたり、ポリエステル樹脂とメラミン樹脂系硬化剤とを十分に反応させる等の観点から、120〜300℃であることが好ましく、150〜280℃であることがより好ましく、180〜260℃であることがさらに好ましい。焼付け処理時間は特に制限されず、上記と同様の観点から、3〜90秒であることが好ましく、10〜70秒であることがより好ましく、20〜60秒であることがさらに好ましい。 Further, the curing method of the paint for a metal plate can be, for example, baking by heating. The temperature during the baking process is such that the block group of the above-mentioned block sulfonic acid catalyst is desorbed while the decomposition of the resin or the like in the paint is prevented, or the polyester resin and the melamine resin-based curing agent are sufficiently reacted. From the viewpoint, it is preferably 120 to 300 ° C, more preferably 150 to 280 ° C, and even more preferably 180 to 260 ° C. The baking treatment time is not particularly limited, and from the same viewpoint as described above, it is preferably 3 to 90 seconds, more preferably 10 to 70 seconds, and further preferably 20 to 60 seconds.
また、金属板用塗料の焼き付け時には、短時間で金属板用塗料を硬化させるため、板面風速が0.9m/s以上となるように風を吹き付けてもよい。上述の金属板用塗料中では、シリコーンレジンと他の成分とが水素結合している。そのため、風を吹き付けながら金属板用塗料を硬化させても、シリコーンレジンが蒸発し難く、加熱装置を汚染し難い。 Further, when the metal plate paint is baked, the wind may be blown so that the plate surface wind speed is 0.9 m / s or more in order to cure the metal plate paint in a short time. In the above-mentioned paint for metal plates, the silicone resin and other components are hydrogen-bonded. Therefore, even if the paint for the metal plate is cured while blowing wind, the silicone resin is less likely to evaporate and the heating device is less likely to be contaminated.
ここで、金属板上に形成する塗膜の厚みは、塗装金属板の用途等に応じて適宜選択されるが、通常3〜30μmの範囲内である。当該厚みは、焼付け塗膜の比重、およびサンドブラスト等による塗膜除去前後の塗装金属板の重量差から重量法によって求められる値である。塗膜が薄すぎる場合、塗膜の耐久性および隠蔽性が不十分となることがある。一方、塗膜が厚すぎる場合、製造コストが増大するとともに、焼付け時にワキが発生しやすくなることがある。 Here, the thickness of the coating film formed on the metal plate is appropriately selected depending on the application of the coated metal plate and the like, but is usually in the range of 3 to 30 μm. The thickness is a value obtained by the gravimetric method from the specific gravity of the baked coating film and the weight difference of the coated metal plate before and after removing the coating film by sandblasting or the like. If the coating is too thin, the durability and hiding properties of the coating may be inadequate. On the other hand, if the coating film is too thick, the manufacturing cost increases and armpits may easily occur during baking.
一方、塗膜(硬化後の塗料)をフレーム処理する方法は特に制限されず、通常のフレーム処理方法と同様とすることができる。前述の金属板用塗料から得られる塗膜(硬化膜)をフレーム処理すると、塗膜表面のシリコーンレジンの炭化水素基(例えばメチル基やフェニル基等)が分解されて、シラノール基やシロキサン結合が生じる。これにより、塗膜表面の親水性が高まり、耐雨筋汚れ性が発現する。 On the other hand, the method for frame-treating the coating film (paint after curing) is not particularly limited, and can be the same as the normal frame-treating method. When the coating film (cured film) obtained from the above-mentioned coating material for metal plates is frame-treated, the hydrocarbon groups (for example, methyl group, phenyl group, etc.) of the silicone resin on the coating film surface are decomposed, and silanol groups and siloxane bonds are formed. Occurs. As a result, the hydrophilicity of the coating film surface is increased, and rain streak stain resistance is exhibited.
フレーム処理は、塗膜を形成した金属板を、ベルトコンベア等の搬送機に載置し、一定方向に移動させながら、フレーム処理用バーナーで塗膜に火炎を放射する方法等とすることができる。 The frame processing can be a method of placing a metal plate on which a coating film is formed on a conveyor such as a belt conveyor and radiating a flame to the coating film with a frame processing burner while moving the metal plate in a certain direction. ..
ここで、フレーム処理量は、30〜1000kJ/m2であることが好ましく、100〜600kJ/m2であることがより好ましい。なお、本明細書における「フレーム処理量」とは、LPガス等の燃焼ガスの供給量を基準として計算される塗装金属板の単位面積当たりの熱量である。当該フレーム処理量は、フレーム処理用バーナーのバーナーヘッドと塗膜表面との距離、塗膜の搬送速度等によって調整できる。フレーム処理量が30kJ/m2未満では、処理にムラが生じることがあり、塗膜表面を一様に親水化することが難しい。一方、フレーム処理量が1000kJ/m2を超えると、塗膜が酸化して黄変することがある。 The frame processing amount is preferably 30~1000kJ / m 2, and more preferably 100~600kJ / m 2. The "frame processing amount" in the present specification is the amount of heat per unit area of the coated metal plate calculated based on the supply amount of combustion gas such as LP gas. The frame processing amount can be adjusted by the distance between the burner head of the frame processing burner and the coating film surface, the transport speed of the coating film, and the like. If the frame processing amount is less than 30 kJ / m 2 , the processing may be uneven, and it is difficult to uniformly hydrophilize the coating film surface. On the other hand, if the frame processing amount exceeds 1000 kJ / m 2 , the coating film may be oxidized and yellowed.
また、フレーム処理前に、塗膜表面を40℃以上に加熱する予熱処理を行ってもよい。熱伝導率が高い金属板(例えば、熱伝導率が10W/mK以上の金属板)表面に形成された塗膜に、火炎を照射すると、燃焼性ガスの燃焼によって生じた水蒸気が冷やされて水となり、一時的に塗膜の表面に溜まる。そして、当該水がフレーム処理時のエネルギーを吸収して水蒸気となることで、フレーム処理が阻害されることがある。これに対し、塗膜表面(金属板)を予め加熱しておくことで、火炎照射時の水の発生を抑えることができる。 Further, before the frame treatment, a preheat treatment for heating the coating film surface to 40 ° C. or higher may be performed. When a coating film formed on the surface of a metal plate having a high thermal conductivity (for example, a metal plate having a thermal conductivity of 10 W / mK or more) is irradiated with a flame, the water vapor generated by the combustion of combustible gas is cooled and water is used. And temporarily accumulates on the surface of the coating film. Then, the water absorbs the energy during the frame treatment and becomes water vapor, which may hinder the frame treatment. On the other hand, by preheating the coating film surface (metal plate), it is possible to suppress the generation of water during flame irradiation.
塗膜を予熱する手段は特に限定されず、一般に乾燥炉と呼ばれる加熱装置を使用することができる。例えば、バッチ式の乾燥炉(「金庫炉」とも称する。)を使用することができ、その具体例には、株式会社いすゞ製作所社製低温恒温器(型式 ミニカタリーナ MRLV−11)、株式会社東上熱学社製自動排出型乾燥器(型式 ATO−101)、および株式会社東上熱学社製簡易防爆仕様乾燥器(型式 TNAT−1000)等が含まれる。 The means for preheating the coating film is not particularly limited, and a heating device generally called a drying furnace can be used. For example, a batch-type drying oven (also referred to as a "safe oven") can be used, and specific examples thereof include a low-temperature incubator manufactured by Isuzu Seisakusho Co., Ltd. (model Mini Catalina MRLV-11) and Tojo Co., Ltd. An automatic discharge type dryer manufactured by Atsugaku Co., Ltd. (model ATO-101), a simple explosion-proof desiccator manufactured by Tojo Thermal Science Co., Ltd. (model TNAT-1000), and the like are included.
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
1.金属板用塗料の調製
以下の方法により、金属板用塗料を調製した。
1. 1. Preparation of paint for metal plate A paint for metal plate was prepared by the following method.
1−1.材料
各実施例および比較例において以下のポリエステル樹脂、ブロックスルホン酸触媒、シリコーンレジン、オルガノシリケートを用いた。
1-1. Materials The following polyester resins, block sulfonic acid catalysts, silicone resins, and organosilicates were used in each of the examples and comparative examples.
[ポリエステル樹脂]
・ポリエステル樹脂A:バイロンKS−1520V、東洋紡績社製、数平均分子量 6400、ガラス転移温度 3℃、水酸基価 42mgKOH/g
・ポリエステル樹脂B:バイロンKS−1460V、東洋紡績社製、数平均分子量 15000、ガラス転移温度 7℃、水酸基価 11mgKOH/g
・ポリエステル樹脂C:バイロンKS−1860V、東洋紡績社製、数平均分子量 32000、ガラス転移温度 −8℃、水酸基価 17mgKOH/g
[Polyester resin]
-Polyester resin A: Byron KS-1520V, manufactured by Toyobo Co., Ltd., number average molecular weight 6400, glass transition temperature 3 ° C., hydroxyl value 42 mgKOH / g
-Polyester resin B: Byron KS-1460V, manufactured by Toyobo Co., Ltd., number average molecular weight 15000, glass transition temperature 7 ° C., hydroxyl value 11 mgKOH / g
-Polyester resin C: Byron KS-1860V, manufactured by Toyobo Co., Ltd., number average molecular weight 32000, glass transition temperature -8 ° C, hydroxyl value 17 mgKOH / g
[メラミン樹脂系硬化剤]
・メトキシ基90モル%メチル化メラミン樹脂系硬化剤:サイメル(登録商標)303、三井サイテック社製
[Melamine resin-based curing agent]
-Methoxy group 90 mol% methylated melamine resin-based curing agent: Cymel (registered trademark) 303, manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.
[ブロックスルホン酸触媒]
・ブロックスルホン酸触媒A(pH7.0):下記化学式で表される構造を有する、パラトルエンスルホン酸エステル
・ブロックスルホン酸触媒B(pH9.0):パラトルエンスルホン酸にトリエチルアミンを添加して調製した。トリエチルアミンの添加量は、ブロックスルホン酸触媒BのpHが9.0となるように調整した。
[Block sulfonic acid catalyst]
-Block sulfonic acid catalyst A (pH 7.0): A paratoluenesulfonic acid ester having a structure represented by the following chemical formula.
-Block sulfonic acid catalyst B (pH 9.0): Prepared by adding triethylamine to paratoluenesulfonic acid. The amount of triethylamine added was adjusted so that the pH of the block sulfonic acid catalyst B was 9.0.
[シリコーンレジン]
シリコーンレジンは、以下のように調製した。
・メチル系シリコーンレジンAの調製
2Lのフラスコにメチルトリメトキシシラン408g(3.0モル)を仕込み、10℃以下で水800gを加え、よく混合させた。次いで氷冷下、0.05Nの塩酸水溶液216g(12.0モル)を5℃で、40分間かけて滴下した。滴下終了後、10℃で6時間攪拌し、加水分解および脱水縮合を完了させた。これにより、メチル系シリコーンレジンAを含む調製液を得た。その後、当該調製液から、加水分解によって生成したメタノールを、70℃、60mmHgで1時間減圧留去した。メタノール留去後の調製液は白濁しており、一晩静置することで、2層に分離した。下層は、水に不溶となって沈降したシリコーンレジンである。当該調製液に、メチルイソブチルケトン(MIBK)469gを加え、室温で1時間攪拌した。これにより、沈降したシリコーンレジンを完全にMIBKに溶解させた。そして、当該調製液を静置し、水層とMIBK層とを分離させた。その後、コック付きフラスコにて下層の水層を取り除き、固形分が50質量%、かつ無色透明のシリコーンレジン溶液を得た。シリコーンレジンAの重量平均分子量、分子量分布、T単位(3官能シリコーンレジン由来の構造)/D単位(2官能シリコーンレジン由来の構造)、およびSi原子量に対するシラノール基量を表1に示す。なお、重量平均分子量および分子量分布は、GPC分析により特定した。さらに、T単位/D単位およびシラノール基量は、29Si−NMRおよび1H−NMR分析により特定した。
[Silicone resin]
The silicone resin was prepared as follows.
-Preparation of Methyl Silicone Resin A 408 g (3.0 mol) of methyltrimethoxysilane was placed in a 2 L flask, 800 g of water was added at 10 ° C. or lower, and the mixture was mixed well. Then, under ice-cooling, 216 g (12.0 mol) of a 0.05 N aqueous hydrochloric acid solution was added dropwise at 5 ° C. over 40 minutes. After completion of the dropping, the mixture was stirred at 10 ° C. for 6 hours to complete hydrolysis and dehydration condensation. As a result, a preparation solution containing a methyl silicone resin A was obtained. Then, methanol produced by hydrolysis was distilled off from the prepared solution at 70 ° C. and 60 mmHg under reduced pressure for 1 hour. The prepared solution after distilling off methanol was cloudy and was separated into two layers by allowing it to stand overnight. The lower layer is a silicone resin that is insoluble in water and settled. 469 g of methyl isobutyl ketone (MIBK) was added to the prepared solution, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. As a result, the precipitated silicone resin was completely dissolved in MIBK. Then, the prepared liquid was allowed to stand, and the aqueous layer and the MIBK layer were separated. Then, the lower aqueous layer was removed with a flask with a cock to obtain a colorless and transparent silicone resin solution having a solid content of 50% by mass. Table 1 shows the weight average molecular weight, molecular weight distribution, T unit (structure derived from trifunctional silicone resin) / D unit (structure derived from bifunctional silicone resin), and silanol group amount with respect to Si atomic weight of silicone resin A. The weight average molecular weight and the molecular weight distribution were specified by GPC analysis. In addition, T / D units and silanol group amounts were identified by 29 Si-NMR and 1 H-NMR analysis.
・メチル系シリコーンレジンBの合成
2Lのフラスコにメチルトリメトキシシラン286g(2.1モル)およびジメチルジメトキシシラン108g(0.9モル)を仕込み、10℃以下で水800gを加え、よく混合させた。次いで、氷冷下、0.05Nの塩酸水溶液198g(11.0モル)を5〜25℃で20分間かけて滴下した。滴下終了後、15℃で6時間攪拌して加水分解および脱水縮合を行った。滴下終了後、メチル系シリコーンレジンAの合成と同様の操作を行い、固形分約50質量%のメチル系シリコーンレジンBを含むシリコーンレジン溶液を得た。シリコーンレジンBの重量平均分子量、分子量分布、T単位/D単位、およびSi原子量に対するシラノール基量を表1に示す。
-Synthesis of Methyl Silicone Resin B 286 g (2.1 mol) of methyltrimethoxysilane and 108 g (0.9 mol) of dimethyldimethoxysilane were placed in a 2 L flask, 800 g of water was added at 10 ° C. or lower, and the mixture was mixed well. .. Then, under ice-cooling, 198 g (11.0 mol) of a 0.05 N aqueous hydrochloric acid solution was added dropwise at 5 to 25 ° C. over 20 minutes. After completion of the dropping, the mixture was stirred at 15 ° C. for 6 hours for hydrolysis and dehydration condensation. After completion of the dropping, the same operation as the synthesis of the methyl silicone resin A was carried out to obtain a silicone resin solution containing the methyl silicone resin B having a solid content of about 50% by mass. Table 1 shows the weight average molecular weight, molecular weight distribution, T unit / D unit, and silanol group weight with respect to the Si atomic weight of the silicone resin B.
・メチル/フェニル系シリコーンレジンCの合成
2Lのフラスコにメチルトリメトキシシラン272g(2.0モル)とフェニルトリメトキシシラン119g(1.0モル)とを仕込み、10℃以下で水800gを加え、よく混合させた。次いで、氷冷下、0.05Nの塩酸水溶液198g(11.0モル)を5〜25℃で30分間かけて滴下した。滴下終了後、10℃で6時間攪拌し、加水分解および脱水縮合を完了させた。滴下終了後、メチル系シリコーンレジンAの合成と同様の操作を行い、固形分約50質量%のメチル/フェニル系シリコーンレジンCを含む調製液を得た。シリコーンレジンCの重量平均分子量、分子量分布、T単位/D単位、メチル基とフェニル基との含有比(メチル/フェニル)、およびSi原子量に対するシラノール基量を表2に示す。
-Synthesis of Methyl / Phenyl Silicone Resin C 272 g (2.0 mol) of methyltrimethoxysilane and 119 g (1.0 mol) of phenyltrimethoxysilane were placed in a 2 L flask, and 800 g of water was added at 10 ° C. or lower. Mix well. Then, under ice-cooling, 198 g (11.0 mol) of a 0.05 N aqueous hydrochloric acid solution was added dropwise at 5 to 25 ° C. over 30 minutes. After completion of the dropping, the mixture was stirred at 10 ° C. for 6 hours to complete hydrolysis and dehydration condensation. After completion of the dropping, the same operation as the synthesis of the methyl silicone resin A was carried out to obtain a preparation liquid containing the methyl / phenyl silicone resin C having a solid content of about 50% by mass. Table 2 shows the weight average molecular weight, molecular weight distribution, T unit / D unit, content ratio of methyl group to phenyl group (methyl / phenyl), and silanol group amount with respect to Si atomic weight of silicone resin C.
・メチル/フェニル系シリコーンレジンDの合成
2Lのフラスコにメチルトリメトキシシラン109g(0.8モル)、フェニルトリメトキシシラン198g(1.0モル)、およびジメチルジメトキシシラン144g(1.2モル)を仕込み、10℃以下で水800gを加え、よく混合させた。次いで、氷冷下、0.05Nの塩酸水溶液216g(12.0モル)を5〜25℃で40分間かけて滴下し、10℃で6時間攪拌して加水分解および脱水縮合を完了させた。滴下終了後、メチル系シリコーンレジンAの合成と同様の操作を行い、固形分約50質量%のメチル/フェニル系シリコーンレジンDを含むシリコーンレジン溶液を得た。シリコーンレジンDの重量平均分子量、分子量分布、T単位/D単位、メチル基とフェニル基との含有比(メチル/フェニル)、およびSi原子量に対するシラノール基量を表2に示す。
-Synthesis of Methyl / Phenyl Silicone Resin D 109 g (0.8 mol) of methyltrimethoxysilane, 198 g (1.0 mol) of phenyltrimethoxysilane, and 144 g (1.2 mol) of dimethyldimethoxysilane were placed in a 2 L flask. The mixture was charged, 800 g of water was added at 10 ° C. or lower, and the mixture was mixed well. Then, under ice-cooling, 216 g (12.0 mol) of a 0.05 N hydrochloric acid aqueous solution was added dropwise at 5 to 25 ° C. over 40 minutes, and the mixture was stirred at 10 ° C. for 6 hours to complete hydrolysis and dehydration condensation. After completion of the dropping, the same operation as the synthesis of the methyl silicone resin A was carried out to obtain a silicone resin solution containing the methyl / phenyl silicone resin D having a solid content of about 50% by mass. Table 2 shows the weight average molecular weight, molecular weight distribution, T unit / D unit, content ratio of methyl group to phenyl group (methyl / phenyl), and silanol group amount with respect to Si atomic weight of silicone resin D.
[オルガノシリケート]
オルガノシリケートは、以下のものを用いた。
・メチルシリケートE(テトラメトキシシランの縮合物):メチルシリケート53A、コルコート社製、重量平均分子量(Mw) 840、数平均分子量(Mn) 610、Mw/Mn=1.4
・エチルシリケートF(テトラエトキシシランの縮合物):エチルシリケート48、コルコート社製、重量平均分子量(Mw) 1300、数平均分子量(Mn) 850、Mw/Mn=1.5
[Organosilicate]
The following organs were used as the organosilicates.
-Methyl silicate E (condensate of tetramethoxysilane): Methyl silicate 53A, manufactured by Corcote, weight average molecular weight (Mw) 840, number average molecular weight (Mn) 610, Mw / Mn = 1.4
-Ethyl silicate F (condensate of tetraethoxysilane): Ethyl silicate 48, manufactured by Corcote, weight average molecular weight (Mw) 1300, number average molecular weight (Mn) 850, Mw / Mn = 1.5
1−2.調製
表3および表4に示すポリエステル樹脂とメラミン樹脂系硬化剤とを混合し、ポリエステル樹脂およびメラミン樹脂系硬化剤を含む組成物を得た。なお、ポリエステル樹脂Aとメチル化メラミン樹脂系硬化剤との配合比は100:40とし、ポリエステル樹脂Bとメチル化メラミン樹脂系硬化剤との配合比は100:30とし、ポリエステル樹脂Cとメチル化メラミン樹脂系硬化剤との配合比は100:20とした。
1-2. Preparation The polyester resin shown in Tables 3 and 4 and the melamine resin-based curing agent were mixed to obtain a composition containing the polyester resin and the melamine resin-based curing agent. The blending ratio of the polyester resin A and the methylated melamine resin-based curing agent was 100:40, the blending ratio of the polyester resin B and the methylated melamine resin-based curing agent was 100:30, and the blending ratio of the polyester resin C and the methylated melamine resin was 100:30. The blending ratio with the melamine resin-based curing agent was 100:20.
上記組成物に、塗料の固形分量に対してそれぞれ、平均粒径0.28μmの酸化チタン((顔料)、JR−603、テイカ株式会社)が45質量%、平均粒径5.5μmの疎水性シリカA(サイシリア456、富士シリシア化学株式会社)が4質量%、平均粒径12μmの疎水性シリカB(サイリシア476、富士シリシア化学株式会社)が3質量%となるように添加した。さらに、表3および表4に示すブロックスルホン酸触媒を、ブロック基が脱離した後のスルホン酸量が、ポリエステル樹脂Aの場合には、金属板用塗料の固形分量に対して0.5質量%となるように、ポリエステル樹脂Bの場合には、金属板用塗料の固形分量に対して0.8質量%となるように、ポリエステル樹脂Cの場合には、金属板用塗料の固形分量に対して1.0質量%となるように添加した。なお、実施例および比較例の金属板用塗料において、ブロックスルホン酸触媒はポリエステル樹脂(特にポリエステル樹脂C)とメラミン樹脂系硬化剤の架橋触媒としても作用する。 Titanium oxide ((pigment), JR-603, TAYCA Corporation) having an average particle size of 0.28 μm is 45% by mass and an average particle size of 5.5 μm is hydrophobic in the above composition, respectively, with respect to the solid content of the coating material. Silica A (Silysia 456, Fuji Silysia Chemical Ltd.) was added in an amount of 4% by mass, and hydrophobic silica B (Silysia 476, Fuji Silysia Chemical Ltd.) having an average particle size of 12 μm was added in an amount of 3% by mass. Further, when the amount of the sulfonic acid after the block group is removed from the block sulfonic acid catalysts shown in Tables 3 and 4 is 0.5 mass with respect to the solid content of the paint for the metal plate when the polyester resin A is used. In the case of polyester resin B, it is 0.8% by mass with respect to the solid content of the paint for metal plates, and in the case of polyester resin C, it is the solid content of paint for metal plates. It was added so as to be 1.0% by mass. In the paints for metal plates of Examples and Comparative Examples, the block sulfonic acid catalyst also acts as a cross-linking catalyst between the polyester resin (particularly the polyester resin C) and the melamine resin-based curing agent.
さらに、表3および表4に示すように、メチル系シリコーンレジン、メチル/フェニル系シリコーンレジン、メチルシリケート、またはエチルシリケートを、それぞれ塗料の固形分量に対して5質量%となるように添加した。さらに、メチルシリケートまたはエチルシリケートを添加した金属板用塗料については、オルトギ酸トリエチルを、金属板用塗料の固形分量に対して5質量%となるように添加した。 Further, as shown in Tables 3 and 4, methyl silicone resin, methyl / phenyl silicone resin, methyl silicate, or ethyl silicate was added so as to be 5% by mass based on the solid content of the coating material, respectively. Further, for the paint for metal plates to which methyl silicate or ethyl silicate was added, triethyl orthoformate was added so as to be 5% by mass with respect to the solid content of the paint for metal plates.
2.評価
上記金属板用塗料を用いて、以下のように塗装金属板を作製し、評価を行った。結果を表3および表4に示す。
2. Evaluation Using the above-mentioned paint for metal plate, a painted metal plate was prepared as follows and evaluated. The results are shown in Tables 3 and 4.
2−1.金属板の準備
板厚0.27mm、A4サイズ(210mm×297mm)、片面当りめっき付着量90g/m2の溶融Zn−55%Al合金めっき鋼板を金属板として準備し、表面をアルカリ脱脂した。その後、当該表面に、塗布型クロメート処理液(日本ペイント株式会社製 NRC300NS)を、Crの付着量が50mg/m2となるように塗布した。さらに、エポキシ樹脂系プライマー塗料(日本ファインコーティングス株式会社製 700P)を、硬化膜厚が5μmとなるようにロールコーターで塗布した。続いて、金属板の最高到達板温215℃となるように焼き付け、プライマー塗膜を形成しためっき鋼板(以下、単に「めっき鋼板」とも称する)を得た。
2-1. Preparation of metal plate A molten Zn-55% Al alloy plated steel plate having a plate thickness of 0.27 mm, A4 size (210 mm × 297 mm), and a plating adhesion amount of 90 g / m 2 per side was prepared as a metal plate, and the surface was alkali degreased. Then, a coating type chromate treatment liquid (NRC300NS manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) was applied to the surface so that the amount of Cr adhered was 50 mg / m 2. Further, an epoxy resin-based primer paint (700P manufactured by Nippon Fine Coatings Co., Ltd.) was applied with a roll coater so that the cured film thickness was 5 μm. Subsequently, a plated steel sheet (hereinafter, also simply referred to as “plated steel sheet”) on which a primer coating film was formed was obtained by baking so that the maximum temperature of the metal plate reached 215 ° C.
2−2.塗料の塗布および硬化
上述のように調製した金属板用塗料を、40℃の恒温室中で15日間保存した後、硬化膜厚が18μmとなるように上述のめっき鋼板にロールコーターで塗布した。その後、最高到達板温225℃、板面風速0.9m/sで45秒間焼き付けた。
2-2. Coating and Curing of Paint The paint for a metal plate prepared as described above was stored in a constant temperature room at 40 ° C. for 15 days, and then coated on the above-mentioned plated steel sheet with a roll coater so that the cured film thickness was 18 μm. Then, the plate was baked at a maximum plate temperature of 225 ° C. and a plate surface wind speed of 0.9 m / s for 45 seconds.
2−3.フレーム処理
実施例1〜12、および比較例1〜12の金属板用塗料を塗布した塗膜については、以下の方法でフレーム処理を行った。なお、比較例13〜24については、フレーム処理を行わなかった。
フレーム処理用バーナーには、Flynn Burner社(米国)製のF−3000を使用した。また、燃焼性ガスには、LPガス(燃焼ガス)と、クリーンドライエアーとを、ガスミキサーで混合した混合ガス(LPガス:クリーンドライエアー(体積比)=1:25)を使用した。また、各ガスの流量は、バーナーの炎口の1cm2に対してLPガス(燃焼ガス)が1.67L/分、クリーンドライエアーが41.7L/分となるように調整した。なお、塗膜の搬送方向のバーナーヘッドの炎口の長さは4mmとした。一方、バーナーヘッドの炎口の搬送方向と垂直方向の長さは、450mmとした。さらに、バーナーヘッドの炎口と塗膜表面との距離は、所望のフレーム処理量に応じて20mmとした。さらに、塗膜の搬送速度を24m/分とすることで、フレーム処理量を265kJ/m2に調整した。
2-3. Frame treatment The coating films coated with the metal plate paints of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 12 were frame-treated by the following methods. No frame processing was performed on Comparative Examples 13 to 24.
As the frame processing burner, F-3000 manufactured by Flynn Burner (USA) was used. Further, as the combustible gas, a mixed gas (LP gas: clean dry air (volume ratio) = 1: 25) in which LP gas (combustion gas) and clean dry air were mixed with a gas mixer was used. The flow rate of each gas was adjusted so that LP gas (combustion gas) was 1.67 L / min and clean dry air was 41.7 L / min with respect to 1 cm 2 of the burner flame opening. The length of the flame port of the burner head in the transport direction of the coating film was set to 4 mm. On the other hand, the length of the burner head in the direction perpendicular to the transport direction of the flame port was 450 mm. Further, the distance between the flame port of the burner head and the surface of the coating film was set to 20 mm according to the desired frame processing amount. Further, the frame processing amount was adjusted to 265 kJ / m 2 by setting the transport speed of the coating film to 24 m / min.
2−4.鏡面光沢度
実施例および比較例で作製した塗装金属板について、JIS K5600−4−7(ISO 2813:1994)で規定される60°鏡面光沢度を日本電色社製 光沢計VG−2000によって測定した。その結果、いずれの塗装金属板においても、60°鏡面光沢度は30〜40であった。
2-4. Mirror surface gloss The 60 ° mirror surface gloss specified by JIS K5600-4-7 (ISO 2813: 1994) was measured with a gloss meter VG-2000 manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd. for the coated metal plates produced in Examples and Comparative Examples. bottom. As a result, the 60 ° mirror surface gloss was 30 to 40 in all the coated metal plates.
2−5.金属板用塗料の貯蔵安定性評価
各金属板用塗料を40℃の恒温室中で保存し、15日後、1ヵ月後、3ヵ月後、および6ヵ月後の塗料粘度をB型粘度計で測定した。そして、保存前後の粘度を比較し、以下の基準で評価した。
◎:恒温室保存前後で塗料粘度上昇率が30%未満
○:恒温室保存前後で塗料粘度上昇率が30%以上、100%未満
△:恒温室保存前後で塗料粘度上昇率が100%以上
×:ゲル化が生じた
なお、△、○、◎を合格とした。
2-5. Evaluation of storage stability of paint for metal plates Each paint for metal plates is stored in a constant temperature room at 40 ° C, and the viscosity of the paint after 15 days, 1 month, 3 months, and 6 months is measured with a B-type viscometer. bottom. Then, the viscosities before and after storage were compared and evaluated according to the following criteria.
⊚: Paint viscosity increase rate is less than 30% before and after storage in a constant temperature room ○: Paint viscosity increase rate is 30% or more and less than 100% before and after storage in a constant temperature room △: Paint viscosity increase rate is 100% or more before and after storage in a constant temperature room × : Gelation occurred. △, ○, and ◎ were regarded as acceptable.
2−6.鉛筆硬度評価
JIS K5600−5−4(ISO/DIS 15184)に準拠して、上述の塗装金属板の塗膜表面の耐傷付き性を評価する鉛筆硬度試験を行った。当該塗膜表面の耐傷付き性は、以下の基準で評価した。
○:H以上
△:B〜HB
×:2B以下
なお、△以上を合格と評価した。
2-6. Pencil hardness evaluation A pencil hardness test was conducted to evaluate the scratch resistance of the coating film surface of the above-mentioned coated metal plate in accordance with JIS K5600-5-4 (ISO / DIS 15184). The scratch resistance of the coating film surface was evaluated according to the following criteria.
◯: H or more Δ: B to HB
X: 2B or less In addition, Δ or more was evaluated as passing.
2−7.対水接触角の測定
上述の塗装金属板の塗膜表面の対水接触角を測定した。測定は気温23±2℃、相対湿度50±5%の恒温恒湿度室で0.01ccの精製水の水滴を形成して、協和界面科学社製の接触角計DM901を使用して測定した。
2-7. Measurement of water contact angle The water contact angle of the coating film surface of the above-mentioned coated metal plate was measured. The measurement was carried out using a contact angle meter DM901 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. by forming water droplets of 0.01 cc of purified water in a constant temperature and humidity chamber having a temperature of 23 ± 2 ° C. and a relative humidity of 50 ± 5%.
2−8.耐雨筋汚れ性の評価
耐雨筋汚れ性は、以下のように評価した。
まず、垂直暴露台に上述の塗装金属板をそれぞれ取り付けた。さらに、当該塗装金属板の上部に、地面に対して角度20°となるように、波板を取り付けた。このとき、雨水が塗装金属板表面を筋状に流れるように、波板を設置した。この状態で、屋外暴露試験を6ヶ月間行い、汚れの付着状態を観察した。耐雨筋汚れ性の評価は、暴露前後の塗装金属板の明度差(ΔL)で、以下のように評価した。
◎:ΔLが1未満であった(雨筋汚れが全く視認できない)
〇:ΔLが1未満であった(雨筋汚れがほとんど視認できない)
×:ΔLが1以上2未満であった(雨筋汚れは目立たないが視認できる)
××:ΔLが2以上であった(汚れが目立つ)
なお、○、◎を合格とした。
2-8. Evaluation of rain-resistant streak stain resistance The rain-resistant streak stain resistance was evaluated as follows.
First, the above-mentioned painted metal plates were attached to the vertical exposure tables. Further, a corrugated plate was attached to the upper part of the painted metal plate so as to have an angle of 20 ° with respect to the ground. At this time, a corrugated plate was installed so that rainwater would flow in a streak on the surface of the painted metal plate. In this state, an outdoor exposure test was conducted for 6 months, and the state of dirt adhesion was observed. The rain-resistant streak stain resistance was evaluated as follows based on the difference in brightness (ΔL) of the coated metal plate before and after exposure.
⊚: ΔL was less than 1 (rain stains were not visible at all)
〇: ΔL was less than 1 (rain stains are almost invisible)
X: ΔL was 1 or more and less than 2 (rain stains are inconspicuous but visible)
XX: ΔL was 2 or more (dirt is conspicuous)
In addition, ○ and ◎ were accepted.
上記表3および表4に示されるように、オルガノシリケートを含む金属板用塗料では、いずれのブロックスルホン酸触媒(硬化触媒)を用いた場合であっても、15日後には粘度が高くなり、1ヵ月後には、殆どがゲル化した(比較例13〜24)。 As shown in Tables 3 and 4, the viscosity of the paint for metal plates containing organosilicates increases after 15 days regardless of which block sulfonic acid catalyst (curing catalyst) is used. After one month, most of them gelled (Comparative Examples 13 to 24).
一方、シリコーンレジンを含む金属板用塗料においても、硬化触媒として、ブロックスルホン酸触媒B(pH9.0)を用いた場合、ポリエステル樹脂の分子量が高くなるとゲル化しやすく、低分子量のポリエステル樹脂を用いた場合にも、1ヵ月後にはゲル化が生じた(比較例1〜12)。これに対し、シリコーンレジンの硬化触媒として、ブロックスルホン酸触媒A(pH7.0)を用いた場合には、いずれの金属板用塗料においても、3ヵ月以内であれば安定であった(実施例1〜12)。また特に、ポリエステル樹脂の分子量が大きくなるのにしたがい、ブロックスルホン酸触媒量を多くしたことから、ポリエステル樹脂の分子量が大きい(特にポリエステル樹脂C)場合に、塗料の貯蔵安定性が大きく低下する傾向にあった。ただし、ブロックスルホン酸触媒Aを用いることで、このような高分子量のポリエステル樹脂を用いた場合であっても、貯蔵安定性が格段に向上した(実施例9〜12)。 On the other hand, even in the coating material for metal plates containing silicone resin, when the block sulfonic acid catalyst B (pH 9.0) is used as the curing catalyst, it is easy to gel when the molecular weight of the polyester resin is high, and a low molecular weight polyester resin is used. Even if it was present, gelation occurred one month later (Comparative Examples 1 to 12). On the other hand, when the block sulfonic acid catalyst A (pH 7.0) was used as the curing catalyst for the silicone resin, the paint for any metal plate was stable within 3 months (Example). 1-12). In particular, as the molecular weight of the polyester resin increases, the amount of the block sulfonic acid catalyst is increased. Therefore, when the molecular weight of the polyester resin is large (particularly the polyester resin C), the storage stability of the paint tends to be significantly reduced. Was there. However, by using the block sulfonic acid catalyst A, the storage stability was remarkably improved even when such a high molecular weight polyester resin was used (Examples 9 to 12).
本発明の金属板用塗料は貯蔵安定性が非常に良好である。さらに、当該金属板用塗料によれば、雨筋汚れが生じ難く、かつ耐傷付き性の高い塗装金属板が得られる。さらに、当該金属板用塗料は、塗装金属板作製のための装置を汚染し難い。したがって、当該金属板用塗料は、各種建築物の外装建材等を製造するための塗料として、非常に有用である。 The paint for metal plates of the present invention has very good storage stability. Further, according to the paint for the metal plate, it is possible to obtain a coated metal plate which is less likely to cause rain streak stains and has high scratch resistance. Further, the paint for a metal plate is less likely to contaminate an apparatus for producing a coated metal plate. Therefore, the paint for metal plates is very useful as a paint for manufacturing exterior building materials and the like of various buildings.
Claims (6)
メラミン樹脂系硬化剤と、
トリアルコキシシラン由来の構造を含むシリコーンレジンと、
pHが6〜8であるブロックスルホン酸触媒と、
を含み、
前記ブロックスルホン酸触媒が、下記一般式(1)で表される構造を有する、
金属板用塗料。
R 1 は、一価もしくは多価の炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルキル基が1つまたは2つ結合したフェニル基、またはナフチル基を表し、
R 2 およびR 3 は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1〜12のアルキル基を表し(ただし、R 2 およびR 3 は互いに結合して環を形成していてもよい)、
X 1 は、単結合、−CH 2 −O−R 6 −、または−CH 2 −O−C(=O)−R 7 −を表し(R 6 およびR 7 は、単結合、または炭素数1〜20の二価の有機基を表す)、
X 2 は、単結合、または−C(=O)NH−を表し、
R 4 は、水素原子、一価もしくは多価の炭素数1〜18のアルキル基、置換基を有していてもよいビスフェノールA残基、または置換基を有していてもよいビスフェノールF残基を表し、
R 5 は、水素原子、一価もしくは多価の炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のシクロアルキル基、炭素数1〜18のアルキレン基、炭素数1〜18のアリール基、または炭素数19〜100の有機基を表し、
nは1〜10の整数を表し、
x、y、およびzはそれぞれ独立に、1以上の整数を表す) With polyester resin
Melamine resin-based curing agent and
Silicone resin containing a structure derived from trialkoxysilane,
With a block sulfonic acid catalyst having a pH of 6-8,
Only including,
The block sulfonic acid catalyst has a structure represented by the following general formula (1).
Paint for metal plates.
R 1 represents a monovalent or polyvalent alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a phenyl group in which one or two alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms are bonded, or a naphthyl group.
R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms (however, R 2 and R 3 may be bonded to each other to form a ring).
X 1 is a single bond, -CH 2 -O-R 6 - , or -CH 2 -O-C (= O ) -R 7 - a represents (R 6 and R 7 are a single bond or a carbon number 1 Represents ~ 20 divalent organic groups),
X 2 represents a single bond or -C (= O) NH-
R 4 is a hydrogen atom, a monovalent or polyvalent alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a bisphenol A residue which may have a substituent, or a bisphenol F residue which may have a substituent. Represents
R 5 is a hydrogen atom, a monovalent or polyvalent alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cycloalkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group having 1 to 18 carbon atoms, and the like. Alternatively, it represents an organic group having 19 to 100 carbon atoms.
n represents an integer from 1 to 10 and represents
x, y, and z each independently represent an integer of 1 or more)
請求項1に記載の金属板用塗料。 R 1 in the general formula (1) is a p-tolyl group or a 4-dodecylphenyl group.
The paint for a metal plate according to claim 1.
請求項1に記載の金属板用塗料。
The paint for a metal plate according to claim 1.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の金属板用塗料。 The silicone resin contains 5 to 50 mol% silanol groups with respect to the total number of moles of Si atoms.
The paint for a metal plate according to any one of claims 1 to 3.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の金属板用塗料。 The paint for a metal plate according to any one of claims 1 to 4.
前記塗膜にフレーム処理を行う工程と、
を含む、
塗装金属板の製造方法。
A step of applying the paint for a metal plate according to any one of claims 1 to 5 to the surface of the metal plate and curing the coating film to form a coating film.
The process of frame processing the coating film and
including,
Manufacturing method of painted metal plate.
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