JP7746008B2 - paint composition - Google Patents
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Description
本発明は、塗料組成物に関する。 The present invention relates to a coating composition.
ポリウレタン樹脂は、耐摩耗性、屈曲性、可撓性、柔軟性、加工性、接着性等の諸物性に優れ、且つ各種加工法への適性にも優れるため、電子機器部材、衣料、家具・家電、日用雑貨、建築・土木、及び自動車部材へのコーティング材、インキ、接着剤、塗料等の樹脂成分として、又はフィルム、シート等の各種成形体として広く使用されている。これらの塗膜の形成方法としては、熱硬化、UV硬化等があるが、特にUV硬化により得られる塗膜は架橋密度が非常に高いため、耐薬品性等の塗膜物性に優れたものである。
しかしながら、UV硬化型塗料組成物は、複雑な形状の基材の塗装には不向きであること、着色が困難であること、UV照射装置導入の必要があること等の問題があった。
Polyurethane resins have excellent physical properties such as abrasion resistance, flexibility, flexibility, processability, and adhesiveness, and are also well suited to various processing methods, and are therefore widely used as resin components in coating materials, inks, adhesives, paints, etc. for electronic device components, clothing, furniture, home appliances, daily necessities, construction and civil engineering products, and automotive components, as well as in various molded articles such as films and sheets. Methods for forming these coating films include heat curing and UV curing, and coating films obtained by UV curing in particular have an extremely high crosslink density and therefore excellent coating film physical properties such as chemical resistance.
However, UV-curable coating compositions have problems such as being unsuitable for coating substrates with complex shapes, being difficult to color, and requiring the introduction of a UV irradiation device.
一方、UV硬化型塗料組成物と比べて、より一般的に塗膜形成(塗膜硬化)を行える塗料組成物として、熱硬化型の塗料組成物が挙げられる。一般的に用いられる熱硬化型の塗料組成物から形成した塗膜の場合、その塗膜が有する耐薬品性などの塗膜物性は、UV硬化型塗料組成物から形成した塗膜よりも弱くなる傾向がある。 On the other hand, thermosetting paint compositions are paint compositions that are more commonly capable of forming coating films (curing coating films) than UV-curable paint compositions. In the case of coating films formed from commonly used thermosetting paint compositions, the coating film properties, such as chemical resistance, tend to be weaker than those of coating films formed from UV-curable paint compositions.
近年、ポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールよりも剛直な構造を持つ、ポリカーボネートジオールを樹脂成分として含有する熱硬化型塗料組成物が提案されている。しかしながら、UV硬化型塗料組成物と同程度の高い耐薬品性を得ることは困難であった。 In recent years, thermosetting coating compositions have been proposed that contain polycarbonate diol as a resin component, which has a more rigid structure than polyether polyols or polyester polyols. However, it has been difficult to achieve the same level of chemical resistance as UV-curable coating compositions.
特許文献1には、OH価180~240mgKOH/gを有する少なくとも1つの超分岐樹枝状ヒドロキシ官能性ポリエステルを包含し、架橋剤として少なくとも1つのジイソシアネートまたはポリイソシアネート、少なくとも1つのアミノプラスチック樹脂および/または少なくとも1つのトリス(アルコキシカルボニルアミノ)トリアジンを包含することを特徴とするクリアコート組成物が開示されている。しかしながら、使用し得るポリエステルの物性及び構造は非常に限定的であった。 Patent Document 1 discloses a clearcoat composition that includes at least one hyperbranched dendritic hydroxy-functional polyester having an OH value of 180 to 240 mg KOH/g, and at least one diisocyanate or polyisocyanate, at least one aminoplastic resin, and/or at least one tris(alkoxycarbonylamino)triazine as a crosslinking agent. However, the physical properties and structure of the polyesters that can be used are very limited.
特許文献2には、ガラス転移温度とヤング率とを所定の数値範囲になるように塗料組成を調整することにより、耐擦り傷性と耐薬品性が共に良好な塗膜を有する塗装体が開示されている。
しかしながら、傷回復による耐擦り傷性を有する塗膜は、傷回復性付与のために柔らかい塗膜設計となっており、薬品の塗膜への浸透を抑えることができないため、UV硬化型塗料組成物と同程度の高い耐薬品性を得ることは困難であった。
Patent Document 2 discloses a coated body having a coating film that is both excellent in abrasion resistance and chemical resistance by adjusting the coating composition so that the glass transition temperature and Young's modulus fall within a predetermined numerical range.
However, coating films with scratch resistance due to scratch recovery are designed to be soft in order to impart scratch recovery properties, and since they cannot prevent chemicals from penetrating the coating film, it has been difficult to achieve chemical resistance as high as that of UV-curable coating compositions.
本発明は、充分な耐擦傷性や密着性を有し、さらに、化粧品等に含まれる紫外線吸収剤、虫除け剤、芳香剤等に対する耐薬品性に優れた塗膜を得るための塗料組成物を提供する。 The present invention provides a coating composition for producing a coating film that has sufficient scratch resistance and adhesion, as well as excellent chemical resistance to ultraviolet absorbers, insect repellents, fragrances, and other substances contained in cosmetics, etc.
本発明は、水酸基価が180以上のポリオール(a)、
(a)に該当しないアクリルポリオール(b)、及び、
ポリイソシアネート(c)
を含有する塗料組成物であって、
塗料組成物中のNCO比率が9質量%以上(塗料組成物中の全固形物換算)であり、
得られる硬化塗膜の動的ガラス転移温度が80℃以上であり、
上記アクリルポリオール(b)の重量平均分子量(Mw)は、3000以上10000未満であり、上記ポリオール(a)は、三官能単量体に由来する構成単位を少なくとも一部に有することを特徴とする塗料組成物に関する。
上記ポリオール(a)は、ポリエステルポリオールであることが好ましい。
アクリルポリオール(b)のガラス転移温度が30℃~100℃であることが好ましい。
The present invention relates to a polyol (a) having a hydroxyl value of 180 or more;
(b) an acrylic polyol not falling under (a); and
Polyisocyanate (c)
A coating composition comprising:
The NCO ratio in the coating composition is 9% by mass or more (based on the total solids in the coating composition),
the dynamic glass transition temperature of the resulting cured coating film is 80°C or higher;
The coating composition is characterized in that the weight average molecular weight (Mw) of the acrylic polyol (b) is 3,000 or more and less than 10,000, and the polyol (a) has at least a portion of a structural unit derived from a trifunctional monomer .
The polyol (a) is preferably a polyester polyol.
The glass transition temperature of the acrylic polyol (b) is preferably 30°C to 100°C.
本発明の塗料組成物は、熱硬化型塗料組成物であって、かつ、耐薬品性などに優れた塗膜を得ることができる。 The coating composition of the present invention is a thermosetting coating composition and can produce a coating film with excellent chemical resistance, etc.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の塗料組成物は、水酸基価が180mgKOH/g以上のポリオール(a)、(a)に該当しないアクリルポリオール(b)、及び、ポリイソシアネート(c)を含有する塗料組成物であって、塗料組成物中のNCO比率が9質量%以上(塗料組成物中の全固形物換算)であり、得られる硬化塗膜の動的ガラス転移温度が80℃以上であることを特徴とする塗料組成物である。
The present invention will be described in detail below.
The coating composition of the present invention is a coating composition containing a polyol (a) having a hydroxyl value of 180 mgKOH/g or more, an acrylic polyol (b) other than (a), and a polyisocyanate (c), characterized in that the NCO ratio in the coating composition is 9 mass% or more (based on the total solids in the coating composition), and the dynamic glass transition temperature of the resulting cured coating film is 80°C or more.
従来、塗料組成物中のNCO比率は2~7質量%程度が一般的であったのに対し、本発明は、NCO比率を塗料組成物中の全固形物換算で9質量%以上に限定したものであり、非常に多量のNCOを配合した塗料組成物である。NCOを過剰にすることで、塗膜のガラス転移温度を高め、優れた耐薬品性、耐湿密着性等の塗膜物性を付与することができるものである。さらに、NCO過剰であるため、残存したNCOが塗膜表面で水などと反応することで、塗膜表面を固くする。これによって、耐薬品性だけでなく、耐擦傷性を付与する効果を得ることもできる。 While the NCO ratio in conventional paint compositions has generally been around 2-7% by mass, the present invention limits the NCO ratio to 9% by mass or more, calculated as the total solids in the paint composition, resulting in a paint composition containing an extremely large amount of NCO. The excess NCO increases the glass transition temperature of the paint film, imparting excellent paint film properties such as chemical resistance and moisture-resistant adhesion. Furthermore, because there is an excess of NCO, the remaining NCO reacts with water and other substances on the paint film surface, hardening the surface. This not only improves chemical resistance, but also provides the effect of imparting scratch resistance.
また、本発明の塗料組成物は、高水酸基価のポリオール(a)を含むものである。このような高水酸基価ポリオールを使用することで、塗膜の架橋密度を高め、さらに耐薬品性を高めることができる。
以下、本発明の塗料組成物について詳細に説明する。
The coating composition of the present invention also contains a polyol (a) with a high hydroxyl value. The use of such a polyol with a high hydroxyl value increases the crosslink density of the coating film and further enhances its chemical resistance.
The coating composition of the present invention will be described in detail below.
(ポリオール(a))
本発明におけるポリオール(a)は、水酸基価が180mgKOH/g以上である。好ましくは、220mgKOH/g以上であり、より好ましくは250mgKOH/g以上である。また、550mgKOH/g以下が好ましい。
ポリオール(a)の水酸基価がこのような範囲内であることにより、高い架橋密度を有する塗膜を形成でき、耐薬品性の向上および良好な塗膜硬度を奏することができる。
なお、ポリオール(a)の水酸基価の測定は、JIS K0070に記載の水酸化カリウムを用いる中和滴定法によって行える。
(Polyol (a))
The polyol (a) in the present invention has a hydroxyl value of 180 mgKOH/g or more, preferably 220 mgKOH/g or more, more preferably 250 mgKOH/g or more, and preferably 550 mgKOH/g or less.
When the hydroxyl value of the polyol (a) is within this range, a coating film having a high crosslink density can be formed, and improved chemical resistance and good coating film hardness can be achieved.
The hydroxyl value of the polyol (a) can be measured by the neutralization titration method using potassium hydroxide as described in JIS K0070.
上記ポリオール(a)としては上記水酸基の範囲を満たすものであれば特に限定されないが、デンドリマーおよびハイパーブランチポリマーから選択される少なくとも1種の分岐ポリマーを含むことが好ましい。上記分岐ポリマーは、デンドリマーおよびハイパーブランチポリマーを共に含む場合、同様の末端置換基を有するデンドリマーおよびハイパーブランチポリマーの組合せが好ましい。
なお、分岐ポリマーは、塗料組成物中では架橋していない、または、ほぼ架橋していない高分子であると理解される。これは構造上も、分子的にも統一されていない。
The polyol (a) is not particularly limited as long as it satisfies the above range of hydroxyl groups, but it preferably contains at least one branched polymer selected from a dendrimer and a hyperbranched polymer. When the branched polymer contains both a dendrimer and a hyperbranched polymer, a combination of a dendrimer and a hyperbranched polymer having similar terminal substituents is preferred.
It should be noted that a branched polymer is understood to be a polymer that is not crosslinked or is barely crosslinked in the coating composition, and is not unified structurally or molecularly.
「デンドリマー」は、分岐した鎖がさらに複数の分岐を有し、多重の分岐構造を形成し、この分岐構造が放射状に広がった構造を有する分岐ポリマーである。例えば、デンドリマーは、ポリマー中心から外側に向かって規則的に分岐を繰り返した化学構造を有するものであり、球状の立体構造を有し得る。 A "dendrimer" is a branched polymer in which a branched chain further branches to form a multi-branched structure that spreads outward. For example, a dendrimer has a chemical structure in which branches are regularly repeated from the center of the polymer outward, and can have a spherical three-dimensional structure.
「ハイパーブランチポリマー」は、上記多重の分岐構造が放射状ではなく、所定の一方向または二以上の方向に分岐状に延びる構造である。例えば、ハイパーブランチポリマーは、デンドリマーと類似の化学構造を有する。しかしデンドリマーが有する、高度に規則的な分岐構造または分子量の高度な制御はなされていないことが多く、分岐は確率分布に従って形成され得る。
また、広い分子量分布を有することが多い。分岐が確率分布に従って形成され得るので、直鎖状ポリマーと比べて、圧倒的に多くの末端官能基数を有する。ハイパーブランチポリマーにおいて、分岐の鎖長は異なった長さで構成されていてよい。また、分岐構造は、線状の構造を有し、更に官能性の側基を有していてもよい。
A "hyperbranched polymer" is a structure in which the multiple branched structure described above does not extend radially, but rather in a branched manner in one or more predetermined directions. For example, hyperbranched polymers have a chemical structure similar to that of dendrimers. However, they often lack the highly regular branched structure or highly controlled molecular weight that dendrimers have, and branches may be formed according to a stochastic distribution.
They also often have a broad molecular weight distribution. Because branches can be formed according to a stochastic distribution, they have an overwhelmingly larger number of terminal functional groups than linear polymers. In hyperbranched polymers, the chain lengths of the branches may be of different lengths. Furthermore, the branched structure may have a linear structure and further have functional side groups.
好ましくは、分岐ポリマーは、ハイパーブランチポリマーである。ハイパーブランチポリマーは、デンドリマーと比べて、末端官能基数、官能基の種類を適宜制御でき、また、立体障害を制御しやすい。このため、ハイパーブランチポリマーの末端官能基と、イソシアネート化合物の反応基とを、デンドリマーと比べてより効果的に結合できるので、より良好な塗膜外観(例えば平滑性)および意匠性を有し、かつ、さらに優れた耐擦傷性などの塗膜物性をバランスよく有する塗膜を形成できる。 Preferably, the branched polymer is a hyperbranched polymer. Compared to dendrimers, hyperbranched polymers allow for appropriate control of the number and type of terminal functional groups, and also make it easier to control steric hindrance. Therefore, the terminal functional groups of the hyperbranched polymer can be bonded more effectively with the reactive groups of the isocyanate compound than with dendrimers, making it possible to form a coating film that has better coating appearance (e.g., smoothness) and design properties, as well as a well-balanced coating film property such as excellent scratch resistance.
ハイパーブランチポリマーとしては、骨格構造の分類上の観点から、ハイパーブランチポリカーボネート、ハイパーブランチポリエーテル、ハイパーブランチポリエステル、ハイパーブランチポリフェニレン、ハイパーブランチポリアミド、ハイパーブランチポリイミド、ハイパーブランチポリアミドイミド、ハイパーブランチポリシロキサン、ハイパーブランチポリカルボシラン等が挙げられる。また、それらハイパーブランチポリマーは、末端基を有し、末端基として、ヒドロキシル基等の活性水素を含有する官能基を少なくとも1種含んでよい。このような活性水素基は、イソシアネート基と反応することができる。 Hyperbranched polymers, based on their skeletal structure, include hyperbranched polycarbonates, hyperbranched polyethers, hyperbranched polyesters, hyperbranched polyphenylenes, hyperbranched polyamides, hyperbranched polyimides, hyperbranched polyamideimides, hyperbranched polysiloxanes, and hyperbranched polycarbosilanes. These hyperbranched polymers also have terminal groups, which may contain at least one functional group containing active hydrogen, such as a hydroxyl group. Such active hydrogen groups can react with isocyanate groups.
上記分岐ポリマーとしては、ハイパーブランチポリエステル、ハイパーブランチポリカーボネート等が好ましく、なかでもハイパーブランチポリエステルがより好ましい。
上記ハイパーブランチポリエステルにより、塗料状態では低粘度で取扱いが容易であり、塗膜形成時は反応が効率的に進行し目的の塗膜物性の塗膜を得ることができる。
さらに、上記ハイパーブランチポリエステルとしては、三官能単量体に由来する構成単位を少なくとも一部に有するものが特に好ましい。
As the branched polymer, hyperbranched polyester, hyperbranched polycarbonate, etc. are preferred, and among these, hyperbranched polyester is more preferred.
The hyperbranched polyester has a low viscosity in the paint state and is easy to handle, and the reaction proceeds efficiently when forming a coating film, making it possible to obtain a coating film with the desired coating film properties.
Furthermore, it is particularly preferable that the hyperbranched polyester contains at least a portion of a structural unit derived from a trifunctional monomer.
上記分岐ポリマーの酸価は、5mgKOH/g以上110mgKOH/g以下であることが好ましく、10mgKOH/g以上90mgKOH/g以下がより好ましい。
分岐ポリマーの酸価がこのような範囲内であることにより、塗料組成物内での分子内架橋、例えば、ゲル化を抑制できる。酸価が上記範囲を超過すると、他の樹脂との相溶性悪化する可能性、耐水性が悪化する可能性があり、酸価が上記範囲を下回ると架橋密度が十分に上昇しない可能性がある。
The acid value of the branched polymer is preferably 5 mgKOH/g or more and 110 mgKOH/g or less, and more preferably 10 mgKOH/g or more and 90 mgKOH/g or less.
By keeping the acid value of the branched polymer within this range, intramolecular crosslinking, such as gelation, within the coating composition can be suppressed. If the acid value exceeds the above range, compatibility with other resins may deteriorate and water resistance may be reduced, while if the acid value is below the above range, the crosslink density may not be increased sufficiently.
分岐ポリマーの数平均分子量(Mn)は、例えば、300~2500であり、例えば、400~2200であり、ある態様においては、500~2000である。 The number average molecular weight (Mn) of the branched polymer is, for example, 300 to 2500, such as 400 to 2200, and in some embodiments, 500 to 2000.
なお、分岐ポリマーの数平均分子量(Mn)は、東ソー株式会社製 HLC-8200を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定した値である。測定条件は以下の通りである。
カラム TSgel Super Multipore HZ-M 3本展開溶媒
テトラヒドロフランカラム注入口オーブン 40℃ 流量 0.35ml
検出器 RI標準ポリスチレン 東ソー株式会社製PSオリゴマーキット
The number average molecular weight (Mn) of the branched polymer is a value measured by gel permeation chromatography using HLC-8200 manufactured by Tosoh Corporation. The measurement conditions are as follows.
Column: TSgel Super Multipore HZ-M 3-tube eluent
Tetrahydrofuran Column inlet oven 40°C Flow rate 0.35 ml
Detector: RI standard polystyrene, PS oligomer kit manufactured by Tosoh Corporation
分岐ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、例えば、-20℃~70℃であり、ある態様においては-20~50℃である。
本明細書におけるガラス転移温度は、示差走査熱量計(DSC)(熱分析装置SSC5200(セイコー電子製))にて以下の工程により測定した値を用いた。具体的には、昇温速度10℃/minにて20℃から150℃に昇温する工程(工程1)、降温速度10℃/minにて150℃から-50℃に降温する工程(工程2)、昇温速度10℃/minにて-50℃から150℃に昇温する工程(工程3)において、工程3の昇温時のチャートから得られる値をガラス転移温度とした。
The glass transition temperature (Tg) of the branched polymer is, for example, from -20°C to 70°C, and in one embodiment, from -20 to 50°C.
The glass transition temperature used herein is a value measured using a differential scanning calorimeter (DSC) (thermal analyzer SSC5200 (manufactured by Seiko Electronics)) in the following steps: specifically, a step of increasing the temperature from 20°C to 150°C at a temperature increase rate of 10°C/min (step 1), a step of decreasing the temperature from 150°C to -50°C at a temperature decrease rate of 10°C/min (step 2), and a step of increasing the temperature from -50°C to 150°C at a temperature increase rate of 10°C/min (step 3). The value obtained from the chart during temperature increase in step 3 was taken as the glass transition temperature.
本発明の塗料組成物において、上記ポリオ-ル(a)の配合量は、塗料中の固形分全量に対して、10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましい。また、40質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。10質量%未満であると、耐薬品性が不充分となるおそれがある。また、40質量%を超えると、耐湿性、基材付着性等が低下するおそれがある。 In the coating composition of the present invention, the amount of polyol (a) is preferably 10% by mass or more, and more preferably 20% by mass or more, based on the total solid content of the coating. It is also preferably 40% by mass or less, and more preferably 30% by mass or less. If it is less than 10% by mass, chemical resistance may be insufficient. If it exceeds 40% by mass, moisture resistance, substrate adhesion, etc. may be reduced.
なお、上記ポリオール(a)は2種以上を混合して使用するものであってもよい。その場合、上述したポリオール(a)の特数値は、使用したポリオール(a)の加重平均によって算出した値を意味する。 Note that the polyol (a) may be a mixture of two or more types. In that case, the specific value for the polyol (a) mentioned above means a value calculated as a weighted average of the polyols (a) used.
(アクリルポリオール(b))
本発明の塗料組成物は、さらに(a)に該当しないアクリルポリオール(b)を含有するものである。上記アクリルポリオール(b)としては特に限定されないが、塗膜ガラス転移温度を高めるため、ガラス転移温度(Tg)が高いものが好ましく、具体的には、10~120℃であることが好ましい。より好ましくは、30~100℃であることが好ましい。10℃未満の場合は塗膜の動的Tgが低下するため耐薬品性が低下するおそれがある。120℃を超えると、塗料粘度の上昇により、塗装作業性の低下、仕上がり外観の低下が生じるという点で好ましくない。
ガラス転移温度は、示差走査型熱量計(DSC)等によって実測することができる。
(Acrylic polyol (b))
The coating composition of the present invention further contains an acrylic polyol (b) that does not fall under (a). The acrylic polyol (b) is not particularly limited, but in order to increase the glass transition temperature of the coating film, it is preferable that the acrylic polyol (b) has a high glass transition temperature (Tg), specifically, 10 to 120°C. More preferably, it is 30 to 100°C. If the temperature is less than 10°C, the dynamic Tg of the coating film decreases, which may result in a decrease in chemical resistance. If the temperature exceeds 120°C, the coating viscosity increases, which is undesirable in that it reduces coating workability and the finished appearance.
The glass transition temperature can be measured by a differential scanning calorimeter (DSC) or the like.
上記アクリルポリオール(b)は、より具体的にはアクリル系単量体を主成分とした共重合体であることが好ましい。上記アクリルポリオール(b)の重合に使用する単量体としては特に限定されず、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等のエチレン系不飽和カルボン酸単量体;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸-2-エチルヘキシル等のエチレン系不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ノルボニル等のエチレン系不飽和カルボン酸の脂環式エステル類;マレイン酸エチル、マレイン酸ブチル、イタコン酸エチル、イタコン酸ブチル等のエチレン系不飽和ジカルボン酸のモノエステル単量体;(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、アクリル酸-4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシエチルとε-カプロラクトンとの反応物等の1級水酸基含有単量体である水酸基含有エチレン系不飽和カルボン酸エステル単量体;(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシプロピル等の2級水酸基含有単量体である水酸基含有エチレン系不飽和カルボン酸エステル単量体;アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル等の不飽和脂肪酸グリシジルエステル単量体;(メタ)アクリロニトリル、α-クロルアクリロニトリル等のシアン化ビニル系単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の飽和脂肪族カルボン酸ビニルエステル単量体;スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン系単量体等を挙げることができる。上記単量体混合物は、上記単量体を単独で使用するものであっても、2以上の成分を併用して使用するものであってもよい。 More specifically, the acrylic polyol (b) is preferably a copolymer primarily composed of an acrylic monomer. The monomers used in the polymerization of the acrylic polyol (b) are not particularly limited, and examples thereof include ethylenically unsaturated carboxylic acid monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and itaconic acid; ethylenically unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, and 2-ethylhexyl (meth)acrylate; alicyclic esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as cyclohexyl (meth)acrylate and norbornyl (meth)acrylate; monoester monomers of ethylenically unsaturated dicarboxylic acids such as ethyl maleate, butyl maleate, ethyl itaconate, and butyl itaconate; 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, acrylic acid Examples of suitable monomer mixtures include hydroxyl-containing ethylenically unsaturated carboxylic acid ester monomers, which are primary hydroxyl-containing monomers such as 4-hydroxybutyl (meth)acrylate and the reaction product of 2-hydroxyethyl (meth)acrylate with ε-caprolactone; hydroxyl-containing ethylenically unsaturated carboxylic acid ester monomers, which are secondary hydroxyl-containing monomers such as 2-hydroxypropyl (meth)acrylate; unsaturated fatty acid glycidyl ester monomers, such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate; vinyl cyanide monomers, such as (meth)acrylonitrile and α-chloroacrylonitrile; saturated aliphatic carboxylic acid vinyl ester monomers, such as vinyl acetate and vinyl propionate; and styrene-based monomers, such as styrene, α-methylstyrene, and vinyltoluene. The monomer mixtures may contain any of the above monomers alone or in combination of two or more components.
上記アクリルポリオール(b)を得るための重合方法は特に限定されるものではなく、溶液重合、高圧重合、連続重合等の公知の方法を使用することができる。 The polymerization method for obtaining the above-mentioned acrylic polyol (b) is not particularly limited, and known methods such as solution polymerization, high-pressure polymerization, and continuous polymerization can be used.
上記アクリルポリオール(b)の重量平均分子量(Mw)は、3000~20000であることが好ましい。3000未満では、膜性能が低下し、20000を超えると、塗料粘度が高くなり、このような高粘度の状態では塗装作業が困難となるおそれがある。揮発性有機溶剤を用いて塗料中の不揮発分の割合を少なくすることで、粘度を低くすることも可能であるが、その場合、有機溶剤による環境汚染という問題が生じる。なお、重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)で測定したポリスチレン換算の数平均分子量である。 The weight-average molecular weight (Mw) of the acrylic polyol (b) is preferably 3,000 to 20,000. If it is less than 3,000, film performance will decrease, and if it exceeds 20,000, the paint viscosity will increase, and in such a high viscosity state, painting work may become difficult. It is possible to lower the viscosity by using a volatile organic solvent to reduce the proportion of non-volatile components in the paint, but this creates the problem of environmental pollution caused by the organic solvent. The weight-average molecular weight is the number-average molecular weight in terms of polystyrene measured by GPC (gel permeation chromatography).
上記アクリルポリオール(b)の水酸基価は塗膜性能上100~300mgKOH/gであることが好ましい。 In terms of coating film performance, the hydroxyl value of the above acrylic polyol (b) is preferably 100 to 300 mgKOH/g.
本発明の塗料組成物において、上記アクリルポリオ-ル(b)の配合量は、塗料中の固形分全量に対して、10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましい。また、30質量%以下であることが好ましく、25質量%以下であることがより好ましい。10質量%未満であると、耐薬品性、基材付着性が不充分となるおそれがある。また、30質量%を超えると、塗装作業性が低下するおそれがある。 In the coating composition of the present invention, the amount of the acrylic polyol (b) is preferably 10% by mass or more, and more preferably 20% by mass or more, based on the total amount of solids in the coating. It is also preferably 30% by mass or less, and more preferably 25% by mass or less. If it is less than 10% by mass, chemical resistance and substrate adhesion may be insufficient. If it exceeds 30% by mass, coating workability may be reduced.
なお、上記アクリルポリオール(b)は2種以上を混合して使用するものであってもよい。その場合、上述したアクリルポリオール(b)の特数値は、使用したアクリルポリオール(b)の加重平均によって算出した値を意味する。 Note that the acrylic polyol (b) may be a mixture of two or more types. In that case, the specific value for the acrylic polyol (b) mentioned above means a value calculated as a weighted average of the acrylic polyols (b) used.
(ポリイソシアネート(C))
本発明の塗料組成物は、ポリイソシアネート(C)を含有するものである。
上記ポリイソシアネート(C)としては、イソシアネート基を2個以上有する化合物であれば特に限定されず、例えば、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、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等の芳香族のもの;ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族のもの;イソホロンジイソシアネート等の脂環族のもの;その単量体及びそのビュレットタイプ、ヌレートタイプ、アダクトタイプ等の多量体等を挙げることができる。
(Polyisocyanate (C))
The coating composition of the present invention contains a polyisocyanate (C).
The polyisocyanate (C) is not particularly limited as long as it is a compound having two or more isocyanate groups, and examples thereof include aromatic compounds such as tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, and metaxylylene diisocyanate; aliphatic compounds such as hexamethylene diisocyanate; alicyclic compounds such as isophorone diisocyanate; and monomers thereof and polymers such as biuret types, nurate types, and adduct types thereof.
上記ポリイソシアネート(C)の市販品としては、デュラネート24A-90PX(NCO:23.6%、商品名、旭化成社製)、スミジュールN-3200-90M(商品名、住友バイエルウレタン社製)、タケネートD165N-90X(商品名、三井化学社製)、スミジュールN-3300、スミジュールN-3500(いずれも商品名、住友バイエルウレタン社製)、デュラネート24A-100(商品名、旭化成社製)等を挙げることができる。また、必要に応じてこれらをブロックしたブロックイソシアネートを使用することもできる。 Commercially available examples of the polyisocyanate (C) include Duranate 24A-90PX (NCO: 23.6%, trade name, manufactured by Asahi Kasei Corporation), Sumidur N-3200-90M (trade name, manufactured by Sumitomo Bayer Urethanes Co., Ltd.), Takenate D165N-90X (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), Sumidur N-3300, Sumidur N-3500 (all trade names, manufactured by Sumitomo Bayer Urethanes Co., Ltd.), and Duranate 24A-100 (trade name, manufactured by Asahi Kasei Corporation). Blocked isocyanates obtained by blocking these isocyanates can also be used if necessary.
本発明の塗料組成物は、塗料組成物中のNCO比率が9質量%以上(塗料組成物中の全固形物換算)となるものである。すなわち、一般的な熱硬化型塗料組成物よりも、非常に多量のNCOを配合した塗料組成物である。
上記NCO比率としては、9質量%以上が好ましく、11質量%以上がより好ましい。上限は、17質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましい。
The coating composition of the present invention has an NCO ratio of 9 mass % or more (based on the total solids in the coating composition), i.e., a coating composition containing a much larger amount of NCO than a typical thermosetting coating composition.
The NCO ratio is preferably 9% by mass or more, more preferably 11% by mass or more, and the upper limit is preferably 17% by mass or less, more preferably 15% by mass or less.
なお、上記NCO比率は、塗料組成物中の全固形分に対するNCO官能基の質量を示した値である。 Note that the above NCO ratio indicates the mass of NCO functional groups relative to the total solids content in the coating composition.
(触媒)
本発明の塗料組成物は、更に、触媒を含んでもよい。触媒を含むことにより、例えば、本発明に係る分岐ポリマーの反応性官能基と、イソシアネート化合物のイソシアネート基との反応をより選択的に進めることができ、より高い表面硬度、耐擦傷性を有する塗膜を得ることができる。また、より低温で塗膜形成をできるおよび/または塗料組成物の硬化時間をより短縮できる。さらに、耐熱着色安定性、薄膜硬化性に優れる塗膜を得ることができる。
(catalyst)
The coating composition of the present invention may further contain a catalyst. By including a catalyst, for example, the reaction between the reactive functional group of the branched polymer of the present invention and the isocyanate group of the isocyanate compound can be more selectively promoted, resulting in a coating film with higher surface hardness and scratch resistance. In addition, the coating film can be formed at a lower temperature and/or the curing time of the coating composition can be further shortened. Furthermore, a coating film with excellent heat-resistant color stability and thin-film curing properties can be obtained.
活性水素とイソシアネートの一般的触媒としては錫系、亜鉛系、ビスマス系の触媒が用いられる。 Tin-, zinc-, and bismuth-based catalysts are commonly used as catalysts for active hydrogen and isocyanate.
上記の触媒以外にも、触媒は、用いる分岐ポリマー、イソシアネート化合物に応じて、適宜選択できる。ある態様において、触媒は、金属フリー有機イオン触媒である。金属フリー有機イオン触媒を用いることにより、環境への負荷を更に低減できる。金属フリー有機イオン触媒は、例えば、アミン類、イミダゾール類、イミダゾリン類、芳香族基含有触媒及びこれらの塩からなる群から選択される少なくとも1種である。
ここで用語「金属フリー有機イオン触媒」は、有機物にてイオンを形成しており、金属原子および金属イオンのいずれも含まない触媒を意味する。
In addition to the above catalysts, a catalyst can be appropriately selected depending on the branched polymer and isocyanate compound used. In one embodiment, the catalyst is a metal-free organic ionic catalyst. Use of the metal-free organic ionic catalyst can further reduce the burden on the environment. The metal-free organic ionic catalyst is, for example, at least one selected from the group consisting of amines, imidazoles, imidazolines, aromatic group-containing catalysts, and salts thereof.
The term "metal-free organic ionic catalyst" as used herein means a catalyst that forms ions in an organic substance and does not contain either metal atoms or metal ions.
上記イミダゾール類としては、例えば、2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール等を挙げることができる。
上記イミダゾリン類としては、例えば、2-エチルイミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリン等を挙げることができる。
Examples of the imidazoles include 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-undecylimidazole, and 2-heptadecylimidazole.
Examples of the imidazolines include 2-ethylimidazoline, 2-phenylimidazoline, and 1-cyanoethyl-2-phenylimidazoline.
デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、セバシン酸などの脂肪族多価カルボン酸、安息香酸およびその塩などの芳香族基含有触媒であってもよい。 The catalyst may also be an aliphatic polycarboxylic acid such as decanedicarboxylic acid, dodecanedicarboxylic acid, or sebacic acid, or an aromatic group-containing catalyst such as benzoic acid or its salts.
上記触媒は、本発明の塗料組成物の樹脂固形分100質量部に対して、0.05質量部以上、3質量部以下であってよい。 The catalyst may be present in an amount of 0.05 parts by mass or more and 3 parts by mass or less per 100 parts by mass of the resin solids content of the coating composition of the present invention.
本発明の塗料組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、更に既知の樹脂および/またはモノマーを含んでもよい。例えば、その他のアクリル系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂等を含んでもよく、これらの樹脂を2種以上組み合わせて含んでもよい。 The coating composition of the present invention may further contain known resins and/or monomers, provided that the effects of the present invention are not impaired. For example, it may contain other acrylic resins, melamine resins, urethane resins, olefin resins, etc., or may contain a combination of two or more of these resins.
(その他の成分)
本開示に係る塗料組成物は、本発明の塗料組成物に含まれるポリオール(a)、アクリルポリオール(b)、及び、ポリイソシアネート(c)の物性を損なわない範囲で、必要に応じて、例えば、着色顔料、体質顔料、改質剤、レベリング剤、分散剤、消泡剤、溶剤などの添加剤を配合することができる。さらに、塗料組成物は、塗装作業性を確保するために、粘性制御剤が添加されていることが好ましい。粘性制御剤は、一般にチクソトロピー性を示すものを使用できる。例えば、このようなものとして、従来から公知のものを使用することができる。ある態様においては、粘性制御剤(レオロジーコントロール剤)として、既知のマイクロゲルおよび非水分散型アクリル樹脂およびアミド系樹脂の少なくとも1を含むことができる。
(Other ingredients)
The coating composition according to the present disclosure may contain additives such as color pigments, extender pigments, modifiers, leveling agents, dispersants, defoamers, and solvents, as needed, provided that the physical properties of the polyol (a), acrylic polyol (b), and polyisocyanate (c) contained in the coating composition are not impaired. Furthermore, the coating composition preferably contains a viscosity control agent to ensure coating workability. Viscosity control agents that generally exhibit thixotropy can be used. For example, conventionally known viscosity control agents can be used. In one embodiment, the viscosity control agent (rheology control agent) may include at least one of a known microgel, a non-aqueous dispersion type acrylic resin, and an amide resin.
本発明の塗料組成物は、複層膜のトップコートとして使用できる。さらに、黒顔料等の着色顔料を配合でき、ピアノブラックのような意匠を有するものに対して1コートで塗膜形成できる。これに対して、UV硬化型塗料組成物では、着色顔料を配合すると硬化(塗膜形成)が阻害され、充分な性能を有する塗膜を得ることができない。
このように、本発明の塗料組成物は、熱硬化性であって、耐薬品性と所望の外観が得られる。例えば、黒顔料の添加方法は、市販の分散ペーストを配合してもよく、また本発明で使用するポリオール(a)に事前に分散させ、本発明の塗料組成物を調製してもよい。
The coating composition of the present invention can be used as a top coat for a multi-layer film. Furthermore, color pigments such as black pigments can be blended, allowing for the formation of a coating film with a single coat, even for designs such as piano black. In contrast, the addition of color pigments to a UV-curable coating composition inhibits curing (film formation), making it impossible to obtain a coating film with sufficient performance.
Thus, the coating composition of the present invention is thermosetting and can provide chemical resistance and the desired appearance. For example, the black pigment may be added by blending a commercially available dispersion paste, or by pre-dispersing the black pigment in the polyol (a) used in the present invention to prepare the coating composition of the present invention.
(動的ガラス転移温度)
本発明の塗料組成物は、上述の組成を有するものであって、かつ、得られる硬化塗膜の動的ガラス転移温度が80℃以上である。動的ガラス転移温度が80℃以上であることから、良好な塗膜強度を有し、優れた耐薬品性を付与できると考えられる。上記動的ガラス転移温度は90℃以上であることがより好ましく、120℃以下であることがより好ましい。
(Dynamic Glass Transition Temperature)
The coating composition of the present invention has the above-mentioned composition, and the resulting cured coating film has a dynamic glass transition temperature of 80°C or higher. A dynamic glass transition temperature of 80°C or higher is thought to provide good coating film strength and excellent chemical resistance. The dynamic glass transition temperature is more preferably 90°C or higher, and more preferably 120°C or lower.
上記動的ガラス転移温度は、通常の動的粘弾性によるガラス転移温度の測定方法と同様の方法により得ることができる。
まず、乾燥膜厚が30μmとなるように、被塗物(PP樹脂製の板材)に、塗料組成物をエアースプレー塗装して、5分間セッティング後、80℃で30分間焼き付け硬化させた。得られた硬化塗膜を剥離し、裁断して測定用サンプルを形成した。
次に、作成した測定用サンプルに、30℃から150℃の温度範囲において、1分間に2℃の昇温速度で、周波数11Hzで振動を与えて、その粘弾性を測定する。こうして測定した貯蔵弾性率(E′)に対する損失弾性率(E′′)の比(tanδ)を測定し、上記tanδを温度に対してプロットした場合のtanδがピーク値をとる温度として、動的ガラス転移温度を測定する。上記動的粘弾性測定を行うための装置としては、例えば、オートグラフAG-IS(商品名、SHIMADZU社製)等を挙げることができる。
The dynamic glass transition temperature can be obtained by the same method as that for measuring glass transition temperature by ordinary dynamic viscoelasticity.
First, the coating composition was air sprayed onto a substrate (a PP resin plate) so that the dry film thickness was 30 μm, and after setting for 5 minutes, it was baked and cured for 30 minutes at 80° C. The resulting cured coating film was peeled off and cut to prepare a measurement sample.
Next, the prepared measurement sample is subjected to vibration at a frequency of 11 Hz at a temperature rise rate of 2°C per minute in the temperature range of 30°C to 150°C to measure its viscoelasticity. The ratio (tan δ) of the loss modulus (E") to the storage modulus (E') thus measured is measured, and the dynamic glass transition temperature is determined as the temperature at which tan δ reaches its peak value when the tan δ is plotted against temperature. An example of an apparatus for performing the dynamic viscoelasticity measurement is the Autograph AG-IS (trade name, manufactured by Shimadzu Corporation).
さらに、本発明の塗料組成物は、硬化塗膜の架橋密度が、2.0(mol/cc)以上であることが好ましい。架橋密度が2.0(mol/cc)未満の場合、耐薬品性が劣る場合がある。また、上記架橋密度は、5.0(mol/cc)以下であることが好ましい。5.0(mol/cc)を超える場合は、塗膜の弾性率が低くなり、耐衝撃性が劣るおそれがある。 Furthermore, the coating composition of the present invention preferably has a crosslink density of 2.0 (mol/cc) or more in the cured coating film. If the crosslink density is less than 2.0 (mol/cc), chemical resistance may be poor. Furthermore, the crosslink density is preferably 5.0 (mol/cc) or less. If it exceeds 5.0 (mol/cc), the elastic modulus of the coating film may be low, resulting in poor impact resistance.
上記架橋密度は、硬化塗膜の動的粘弾性を上記動的ガラス転移温度の測定方法と同様に測定し、ゴム領域での貯蔵弾性率の極小値を下記ゴム粘弾性理論式にあてはめて求めた理論計算値である。
式1:n=E′/3RT
ここで、
n :架橋密度(mol/cc)
1/n :架橋間分子量(cc/mol)
R :気体定数(8.314J/K/mol)
T :貯蔵弾性率がE′の時の絶対温度(K)
E′ :貯蔵弾性率の極小値(Pa)
The crosslink density is a theoretically calculated value obtained by measuring the dynamic viscoelasticity of the cured coating film in the same manner as in the measurement of the dynamic glass transition temperature, and applying the minimum value of the storage modulus in the rubber region to the following theoretical formula for rubber viscoelasticity:
Formula 1: n=E'/3RT
where:
n: crosslinking density (mol/cc)
1/n: Molecular weight between crosslinks (cc/mol)
R: gas constant (8.314 J/K/mol)
T: Absolute temperature (K) when the storage modulus is E'
E': minimum value of storage elastic modulus (Pa)
本発明の塗料組成物は、2液反応型塗料組成物として好適に使用できる。2液反応型塗料組成物は、主剤溶液と硬化剤溶液とを調整し、これらを使用して塗装を行う塗料である。
本発明において、主剤溶液と硬化剤溶液は、従来公知の方法により製造することができる。
The coating composition of the present invention can be suitably used as a two-component reactive coating composition. A two-component reactive coating composition is a coating composition in which a base solution and a curing agent solution are prepared and then used to apply the coating.
In the present invention, the base solution and the hardener solution can be prepared by a conventionally known method.
(被塗物)
本発明の塗料組成物は、日用品の外装材、建材、建具、床材などの建屋内装、自動車車体および自動車部品(例えば、外装部品、内装部品)、家電、スマートキー、スマートフォン、ノートパソコン等の外装材などに好適に用いられる。特に好ましくは、電気製品、電子機器部品、自動車、自動車部品である。
なかでも、芳香剤、日焼け止め剤等に対する耐薬品性に優れることから、ナビ周辺やシフトレバー等の自動車内装部品に好適に用いることができる。
(subject to be coated)
The coating composition of the present invention is suitable for use as exterior materials for everyday items, building materials, fittings, building interiors such as flooring, automobile bodies and automobile parts (e.g., exterior parts, interior parts), home appliances, smart keys, smartphones, laptop computers, etc. Particularly preferred are electrical appliances, electronic device parts, automobiles, and automobile parts.
In particular, since it has excellent chemical resistance to air fresheners, sunscreens, etc., it can be suitably used for automobile interior parts such as navigation systems and shift levers.
例えば、自動車の内装部品に用いる場合、種々のプラスチック基材及びこれらの成形品等に用いることができるが、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、ABS樹脂、ポリカーボネート等のプラスチック基材及びこれらの成形品に好適に用いることができ、ABS樹脂、ポリカーボネート等のプラスチック基材及びその成形品に特に好適に用いることができる。
また、所望により、プライマー塗膜などの公知の塗膜を形成した被塗物を用いてもよい。
For example, when used for automobile interior parts, the composition can be used for various plastic substrates and molded articles thereof, and is preferably used for plastic substrates such as polyolefins such as polypropylene, ABS resins, and polycarbonates, and molded articles thereof, and is particularly preferably used for plastic substrates such as ABS resins and polycarbonates, and molded articles thereof.
If desired, a substrate on which a known coating film such as a primer coating film has been formed may also be used.
(塗膜形成方法)
本発明の塗料組成物は、熱硬化型の塗料組成物であるので、簡便な方法で塗膜を硬化(形成)できる。UV硬化型の樹脂組成物の硬化に使用されるような特殊な装置を用いることなく、より簡便に塗膜形成、例えば、塗膜硬化を行うことができる。また、熱硬化型の塗料組成物でありながらも、耐薬品性、耐擦傷性、塗膜硬度などの塗膜物性をバランスよく有する塗膜を形成できる。
(Coating film formation method)
The coating composition of the present invention is a thermosetting coating composition, and therefore can cure (form) a coating film by a simple method. Coating film formation, for example, coating film curing, can be performed more easily without using special equipment such as those used to cure UV-curable resin compositions. Furthermore, despite being a thermosetting coating composition, a coating film can be formed that has a well-balanced coating film properties, such as chemical resistance, scratch resistance, and coating film hardness.
本発明の塗料組成物は、通常の塗装方法によって塗装することができる。塗装後に強制乾燥によって硬化させる方法、プライマーや中塗り塗料を塗装後、そのままウェットオンウェットにて複層塗膜を形成する方法のいずれに対しても適用することができる。 The coating composition of the present invention can be applied by conventional coating methods. It can be applied either by forcing the coating to dry and then curing it, or by applying a primer or undercoat and then applying it wet-on-wet to form a multi-layer coating.
本発明の塗料組成物を上記基材に塗布する方法としては特に限定されず、好ましくは、スプレー塗装、ベル塗装、静電塗装等を挙げることができる。塗装と加熱(焼付け乾燥)との間に、常温(室温)で適当な時間静置してセッティングしてもよい。 The method for applying the coating composition of the present invention to the substrate is not particularly limited, but preferred methods include spray coating, bell coating, electrostatic coating, etc. Between coating and heating (baking and drying), the composition may be allowed to stand at room temperature for an appropriate period of time to set.
加熱を、被塗物温度が60℃以上120℃以下の温度で行ってよく、例えば、70℃以上90℃以下で行ってよい。温度が60℃未満であると、硬化に時間が必要となる。120℃を超えると、環境負荷が大きくなるおそれがあり、また基材に対する熱負荷が生じるおそれがある。時間は硬化温度(加熱温度)により変化するが、70℃以上90℃以下の場合、素材が所定の温度に達した後10分以上40分以下が好ましい。 Heating may be carried out at a temperature of 60°C or higher and 120°C or lower, for example, 70°C or higher and 90°C or lower. If the temperature is below 60°C, time is required for curing. If it exceeds 120°C, there is a risk of a large environmental load and of thermal load being placed on the substrate. The curing time varies depending on the curing temperature (heating temperature), but if it is between 70°C and 90°C, it is preferable that the curing time be between 10 and 40 minutes after the material reaches the specified temperature.
加熱装置としては、例えば、熱風、電気、ガス、赤外線などの加熱源を利用した乾燥炉などが挙げられ、また、これら加熱源を2種以上併用した乾燥炉を用いると、乾燥時間が短縮されるため好ましい。 Examples of heating devices include drying ovens that use heat sources such as hot air, electricity, gas, and infrared rays. Furthermore, it is preferable to use a drying oven that combines two or more of these heat sources, as this shortens the drying time.
本発明の塗料組成物は、乾燥膜厚で15~40μmとなるように塗装して使用することが好ましい。15μm未満では耐衝撃性や密着性の効果が不充分となりやすく、40μmを超えるとワキやタレが発生し易くなるおそれがある。上記乾燥膜厚は、より好ましくは20~35μmである。上記乾燥膜厚は、SANKO社製SDM-miniRを用いて測定することができる。 The coating composition of the present invention is preferably applied so that the dry film thickness is 15 to 40 μm. If it is less than 15 μm, the impact resistance and adhesion effects are likely to be insufficient, and if it exceeds 40 μm, popping and sagging may occur. The dry film thickness is more preferably 20 to 35 μm. The dry film thickness can be measured using an SDM-miniR manufactured by SANKO Corporation.
以下、本発明を実施例によって説明する。実施例中、配合割合において部、%とあるのは特に言及がない限り質量部、質量%を意味する。本発明は以下に記載した実施例に限定されるものではない。 The present invention will be explained below using examples. In the examples, parts and percentages used in describing the blending ratios refer to parts by mass and percentages by mass, unless otherwise specified. The present invention is not limited to the examples described below.
(水酸基含有アクリル樹脂b-1の製造)
攪拌羽根、温度計、滴下装置、温度制御装置、窒素ガス導入口及び冷却管を備えた反応装置に酢酸ブチルを57部仕込み、窒素ガスを導入しつつ攪拌下120℃まで昇温した。次にメタクリル酸1.53部、2-エチルヘキシルアクリレート1.68部、メチルメタクリレート61.99部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート34.8部からなる混合物とt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサネート6.5部を酢酸ブチル5部に溶解した溶液とを反応装置中に3時間かけて滴下した。滴下終了後、1時間熟成させて、さらにt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサネート0.2部を酢酸ブチル5部に溶解した溶液を1時間かけて反応装置中に滴下して、120℃に保ったまま2時間熟成し反応を完了した。得られた水酸基含有樹脂の不揮発分は70%で、重量平均分子量は6500であった。
製造例b-1と同様の反応装置で表1に記載の配合にて、同様の操作で製造例b-2、b-3の水酸基含有アクリル樹脂を得て、その特性値をあわせて表1に記載した。
(Production of hydroxyl group-containing acrylic resin b-1)
A reactor equipped with a stirring blade, thermometer, dropping device, temperature control device, nitrogen gas inlet, and cooling tube was charged with 57 parts of butyl acetate, and the temperature was raised to 120 ° C. while stirring and introducing nitrogen gas. Next, a mixture consisting of 1.53 parts of methacrylic acid, 1.68 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 61.99 parts of methyl methacrylate, and 34.8 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate and a solution obtained by dissolving 6.5 parts of t-butylperoxy-2-ethylhexanate in 5 parts of butyl acetate were added dropwise to the reactor over 3 hours. After completion of the dropwise addition, the mixture was aged for 1 hour, and then a solution obtained by dissolving 0.2 parts of t-butylperoxy-2-ethylhexanate in 5 parts of butyl acetate was added dropwise to the reactor over 1 hour. The mixture was maintained at 120 ° C. for 2 hours while aging to complete the reaction. The nonvolatile content of the resulting hydroxyl-containing resin was 70%, and the weight average molecular weight was 6,500.
Using the same reaction apparatus as in Production Example b-1 and with the same formulation as in Table 1, hydroxyl-containing acrylic resins of Production Examples b-2 and b-3 were obtained by the same procedure. Their property values are also shown in Table 1.
ポリオールa-1:XP2488 住化コベストロウレタン社製
ポリオールa-2:EQD-1097 DIC社製
ポリオールa-3:HPE1265B BASF社製
各成分の水酸基価、ガラス転移温度(Tg)、及び、数平均分子量(Mn)を表2に示す。
Polyol a-1: XP2488 manufactured by Sumika Covestro Urethane Co., Ltd. Polyol a-2: EQD-1097 manufactured by DIC Corporation Polyol a-3: HPE1265B manufactured by BASF Corporation The hydroxyl value, glass transition temperature (Tg), and number average molecular weight (Mn) of each component are shown in Table 2.
(イソシアネート化合物)
ポリイソシアネートc-1:ヌレート型、Desmodur N-3300 Covestro社製
ポリイソシアネートc-2:ビュレット型、デュラネート24A-100 旭化成社製
(触媒)
金属触媒:ジブチルスズジラウレート
(添加剤)
表面調整剤:BYK-310(BYK社製)
(Isocyanate Compounds)
Polyisocyanate c-1: Nurate type, Desmodur N-3300 manufactured by Covestro Polyisocyanate c-2: Buret type, Duranate 24A-100 manufactured by Asahi Kasei Corporation (catalyst)
Metal catalyst: dibutyltin dilaurate (additive)
Surface conditioner: BYK-310 (manufactured by BYK Corporation)
(実施例1~6、比較例1~6)
表3に示した配合に従い、主剤溶液を調製した。
主剤溶液、ポリイソシアネートを酢酸ブチルで希釈したポリイソシアネート硬化剤溶液、T-505HCLシンナー(日本ペイント・オートモーティブコーティングス社製)を容器に入れ、ディスパーで充分に撹拌し、塗料組成物を得た。
(Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 6)
A base solution was prepared according to the formulation shown in Table 3.
The base solution, a polyisocyanate curing agent solution prepared by diluting polyisocyanate with butyl acetate, and T-505HCL thinner (manufactured by Nippon Paint Automotive Coatings Co., Ltd.) were placed in a container and thoroughly stirred with a disperser to obtain a coating composition.
なお、表3において、NCO比率は塗料組成物中の全固形分に対するNCO官能基の質量を示した値である。また、配合量は、塗料中の固形分全量に対する配合量を示す。 In Table 3, the NCO ratio indicates the mass of NCO functional groups relative to the total solid content in the paint composition. Furthermore, the blending amount indicates the blending amount relative to the total solid content in the paint.
(塗膜の形成)
得られた塗料組成物を、乾燥膜厚が30μmとなるように、被塗物(黒色ABS樹脂製の板材)に、エアースプレー塗装して、5分間セッティング後、80℃で30分間焼き付け硬化させ、硬化塗膜を形成した。得られた硬化塗膜を剥離・裁断し、後述の評価を行った。得られた結果を表3に示す。
(Formation of coating film)
The resulting coating composition was air sprayed onto a substrate (a black ABS resin plate) to a dry film thickness of 30 μm, allowed to set for 5 minutes, and then baked and cured at 80° C. for 30 minutes to form a cured coating film. The resulting cured coating film was peeled off and cut, and evaluated as described below. The results are shown in Table 3.
得られた塗膜について、以下の基準に基づいて評価を行った。
(塗膜の動的Tg)
上述の動的ガラス転移温度の測定方法にしたがい、硬化塗膜の動的ガラス転移温度を測定した。
The resulting coating films were evaluated based on the following criteria.
(Dynamic Tg of coating film)
The dynamic glass transition temperature of the cured coating film was measured according to the method for measuring the dynamic glass transition temperature described above.
(密着性)
塗膜にカッターナイフで1mm間隔に素地まで達する格子状の切り傷を100個付け、セロハンテープ(ニチバン株式会社製)を貼り付ける。指を用いて2Kgfの力で3回こすり付け、0.5m/sの速さで直角に引きはがす。
さらに新しいテープを使用して直行する方向に同様にテープを貼り付け、引きはがし操作を実施し、剥離せずに残った碁盤目の個数を確認する。
結果を表2に示す。
(Adhesion)
A grid of 100 cuts is made on the coating film with a cutter knife at 1 mm intervals, reaching all the way to the substrate, and cellophane tape (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) is applied. The tape is rubbed with a finger three times with a force of 2 kgf and then peeled off at a right angle at a speed of 0.5 m/s.
Furthermore, a new tape is applied in the same manner in the perpendicular direction, and the tape is peeled off to count the number of grids that remain unpeeled.
The results are shown in Table 2.
(耐湿密着性)
50℃、95%RHの環境下で240時間放置し、その後室温にて上記の密着性評価を実施した。このときの切り傷は2mm間隔で実施する。
結果を表2に示す。
(Moisture-resistant adhesion)
The sample was left in an environment of 50°C and 95% RH for 240 hours, and then the above-described adhesion evaluation was carried out at room temperature. The cuts were made at 2 mm intervals.
The results are shown in Table 2.
(耐薬品性)
(耐薬品性 試験A、B)
6cm×6cmの試験塗膜に、薬品0.1gを5cm×5cmの範囲に薄く塗布する。試験片を密閉容器に入れ、50℃の環境下で24時間放置する。その後、室温にて薬品を拭きとり塗膜の状態を初期と比較する。
(耐薬品性 試験C)
芳香剤を一辺、5cmの三角形にカットし、それを塗膜上に載せる。試験片をアルミホイルで覆い、500gの重りを載せ、75℃の環境下で4時間放置する。その後、室温にて薬品を拭きとり塗膜の状態を初期と比較する。
試験A コパトーン SPF 50+ PA++++ (大正製薬製)
試験B ニュートロジーナ SPF55 PA+++(ジョンソン・エンド・ジョンソン社製)
試験C リトルツリー ロイヤルパイン(CAR-FRESHNER社製)
試験後の塗膜状態の判断基準
○:試験後の跡残りなし(合格)
△:わずかな跡残りあり、塗膜の変色、縮み、膨潤無し(合格)
×:塗膜の変色、縮み、膨潤あり(不合格)
(Chemical resistance)
(Chemical resistance tests A and B)
0.1 g of chemical is thinly applied to a 5 cm x 5 cm area of a 6 cm x 6 cm test coating. The test piece is placed in a sealed container and left in an environment of 50 ° C for 24 hours. After that, the chemical is wiped off at room temperature and the state of the coating is compared with the initial state.
(Chemical Resistance Test C)
The air freshener is cut into a triangle with a side length of 5 cm and placed on the coating. The test piece is covered with aluminum foil, a 500 g weight is placed on top, and the test piece is left in an environment of 75°C for 4 hours. After that, the chemical is wiped off at room temperature, and the state of the coating is compared with the initial state.
Test A: Coppertone SPF 50+ PA++++ (Taisho Pharmaceutical)
Test B: Neutrogena SPF 55 PA+++ (Johnson & Johnson)
Test C: Little Tree Royal Pine (manufactured by CAR-FRESHNER)
Criteria for judging the condition of the coating after the test: ○: No traces remain after the test (passed)
△: Slight marks remain, no discoloration, shrinkage or swelling of the coating (passed)
×: Discoloration, shrinkage, and swelling of the coating film (failure)
以上の実施例の結果から、本発明の塗料組成物は、良好な密着性、耐湿密着性を有し、耐薬品性を十分に付与することができることが明らかである。 From the results of the above examples, it is clear that the coating composition of the present invention has good adhesion and moisture-resistant adhesion, and can provide sufficient chemical resistance.
本発明の塗料組成物は、耐薬品性に優れることから、ナビ周辺やシフトレバー等の自動車内装部品に好適に用いることができる。
The coating composition of the present invention has excellent chemical resistance and can therefore be suitably used for automobile interior parts such as navigation systems and shift levers.
Claims (3)
(a)に該当しないアクリルポリオール(b)、及び、
ポリイソシアネート(c)
を含有する塗料組成物であって、
塗料組成物中のNCO比率が9質量%以上(塗料組成物中の全固形物換算)であり、
得られる硬化塗膜の動的ガラス転移温度が80℃以上であり、
前記アクリルポリオール(b)の重量平均分子量(Mw)は、3000以上10000未満であり、
前記ポリオール(a)は、三官能単量体に由来する構成単位を少なくとも一部に有する
ことを特徴とする塗料組成物。 a polyol (a) having a hydroxyl value of 180 or more;
(b) an acrylic polyol not falling under (a); and
Polyisocyanate (c)
A coating composition comprising:
The NCO ratio in the coating composition is 9% by mass or more (based on the total solids in the coating composition),
the dynamic glass transition temperature of the resulting cured coating film is 80°C or higher;
The weight average molecular weight (Mw) of the acrylic polyol (b) is 3,000 or more and less than 10,000,
The polyol (a) has at least a portion of a structural unit derived from a trifunctional monomer.
A coating composition characterized by:
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