説明

塗料組成物

【課題】常温硬化性に優れ、耐候性、硬度および耐クラック性に優れた塗膜を与え得る塗料組成物を提供すること。
【解決手段】(A)〜(D)成分を含む塗料組成物。
(A)Si含量が11質量%以上で、ケイ素原子直結の水酸基および/またはアルコキシ基を有する有機シラン化合物および/またはその縮合物、
(B)多官能(メタ)アクリルモノマーとアミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物とを、(メタ)アクリレート基/活性水素を1/1〜1/2のモル比で反応させた付加反応物、並びに(ii)(メタ)アクリル基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物と、アミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物とを、(メタ)アクリレート基/活性水素を1/1〜1/2のモル比で反応させた付加反応物から選ばれる少なくとも1種
(C)エポキシ基含有化合物
(D)硬化触媒

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、塗料組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
オルガノポリシロキサン系樹脂を主成分とした塗料は、耐候性や塗膜硬度に優れることから、建築や土木構造物の分野で汎用されている。
このオルガノポリシロキサン系塗料は、上記利点を有している反面、硬化速度が遅く、また得られた塗膜が耐クラック性に劣るという欠点も有している。
【0003】
これらの欠点を改善すべく、従来、オルガノポリシロキサン系樹脂組成物中に、硬化触媒を添加したり、有機樹脂を加えたりする手法が試みられている(特許文献1〜3参照)。
しかし、硬化触媒を添加する手法では、硬化性は向上するものの耐クラック性に劣るという欠点は解消し得ない。
一方、有機樹脂を添加する手法では、硬化性や耐クラック性は改善するものの、オルガノポリシロキサン系樹脂塗膜本来の特徴である、塗膜硬度や耐候性が低下してしまう。
【0004】
以上のような理由から、得られる塗膜の硬度や耐候性を保持しながら、塗料の硬化性を良好にし得、かつ、塗膜の耐クラック性を向上させ得る、オルガノポリシロキサン系塗料の開発が望まれているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2002−38088号公報
【特許文献2】特開2003−238895号公報
【特許文献3】特開2000−63612号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、常温硬化性に優れ、耐候性、硬度および耐クラック性に優れた塗膜を与え得る塗料組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、多官能(メタ)アクリルモノマー等のアクリレート成分と、アミノ基含有アルコキシシラン化合物等の活性水素含有アルコキシシラン化合物とを、アクリレート基/活性水素=1/1〜1/2(モル比)で反応させて得られた付加反応物、所定の有機シラン化合物、エポキシ基含有化合物および硬化触媒を含む組成物が常温硬化性に優れるとともに、この組成物から得られた塗膜が、耐候性、硬度および耐クラック性に優れていることを見出し、本発明を完成した。
【0008】
すなわち、本発明は、
1. 下記(A)〜(D)成分を含むことを特徴とする塗料組成物。
(A)ケイ素原子含量が11質量%以上であり、ケイ素原子に直結する水酸基および/またはアルコキシ基を有する有機シラン化合物および/またはその縮合物
(B)多官能(メタ)アクリルモノマーと、アミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物とを、(メタ)アクリレート基1molに対して活性水素を1〜2molの範囲で反応させて得られる付加反応物、並びに(ii)(メタ)アクリル基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物と、アミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物とを、(メタ)アクリレート基1molに対して活性水素を1〜2molの範囲で反応させて得られる付加反応物から選ばれる少なくとも1種
(C)エポキシ基含有化合物
(D)硬化触媒
2. 前記(B)成分が、多官能(メタ)アクリルモノマーと、アミノ基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物とを、(メタ)アクリレート基1molに対して活性水素を1〜2molの範囲で反応させて得られる付加反応物、並びに(ii)(メタ)アクリレート基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物と、アミノ基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物とを、(メタ)アクリレート基1molに対して活性水素を1〜2molの範囲で反応させて得られる付加反応物から選ばれる少なくとも1種である1の塗料組成物、
3. 前記(C)成分が、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂である1または2の塗料組成物、
4. 前記(A)成分が、下記式(1)で示される有機シラン化合物および/またはその縮合物である1〜3のいずれかの塗料組成物
【化1】

(式中、R1は、水素原子またはアルキル基を表し、R2〜R4は、互いに独立して、アルキル基、アリール基、アルコキシ基またはアリールオキシ基を表す。)
を提供する。
【発明の効果】
【0009】
本発明の塗料組成物は、多官能(メタ)アクリルモノマー等のアクリレート成分と、アミノ基含有アルコキシシラン化合物等の活性水素含有アルコキシシラン化合物とを、アクリレート基/活性水素=1/1〜1/2(モル比)で反応させて得られた付加反応物、所定の有機シラン化合物、エポキシ基含有化合物および硬化触媒を含んでいるから、常温硬化性に優れ、しかも、耐候性、常温硬化性、硬度および耐クラック性に優れた塗膜を与え得る。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係る塗料組成物は、下記(A)〜(D)成分を含むものである。
(A)ケイ素原子含量が11質量%以上であり、ケイ素原子に直結する水酸基および/またはアルコキシ基を有する有機シラン化合物および/またはその縮合物
(B)多官能(メタ)アクリルモノマーと、アミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物とを、(メタ)アクリレート基1molに対して活性水素を1〜2molの範囲で反応させて得られる付加反応物、並びに(ii)(メタ)アクリル基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物と、アミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物とを、(メタ)アクリレート基1molに対して活性水素を1〜2molの範囲で反応させて得られる付加反応物から選ばれる少なくとも1種
(C)エポキシ基含有化合物
(D)硬化触媒
【0011】
以下、本発明の塗料組成物に含まれる各成分について説明する。
(A)有機シラン化合物
本発明の塗料組成物では、ケイ素原子含量(以下、Si含量という)が11質量%以上であり、ケイ素原子に直結する水酸基および/またはアルコキシ基を有する有機シラン化合物および/またはその縮合物を用いる。
ここで、Si含量が11質量%未満であると、得られる塗膜の耐候性が不十分になる。好ましくは、11.5質量%以上、より好ましくは13質量%以上、より一層好ましくは15質量%以上である。
また、その上限は、耐候性という点からは特に制限されるものではないが、Si含量が多すぎると、得られる塗膜が割れ易くなる等の問題が生じる虞があるため、50質量%程度が好ましく、40質量%程度がより好ましく、35質量%程度がより一層好ましい。
【0012】
上記有機シラン化合物としては、特に限定されるものではなく、従来公知の有機シラン化合物から、上記Si含量を満たすものを選択して用いればよいが、本発明では、特に式(1)で示される有機シラン化合物および/またはその縮合物が好適に用いられる。なお、縮合物である場合、その縮合度としては2〜100の範囲が一般的であり、相溶性の点からは、縮合度が2〜15である液状のものが好ましい。また、本発明において、(A)成分であるアルコキシ基含有有機シラン化合物は、単独で用いても、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0013】
【化2】

【0014】
上記式中、R1は、水素原子またはアルキル基を表し、R2〜R4は、互いに独立して、アルキル基、アリール基、アルコキシ基またはアリールオキシ基を表す。
上記アルキル基の炭素数としては、特に限定されるものではないが、本発明においては、1〜10、特に、1〜5が好ましい。また、その構造は、直鎖、分岐、環状のいずれでもよい。
アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基等が挙げられる。
【0015】
アリール基の炭素数としては、特に限定されるものではないが、本発明においては、6〜20、特に、6〜14が好ましい。
アリール基の具体例としては、フェニル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基、o−ビフェニリル基、m−ビフェニリル基、p−ビフェニリル基、1−アントリル基、2−アントリル基、9−アントリル基、1−フェナントリル基、2−フェナントリル基、3−フェナントリル基、4−フェナントリル基、9−フェナントリル基等が挙げられる。
【0016】
アルコキシ基の炭素数としては、特に限定されるものではないが、本発明においては、1〜10、特に、1〜5が好ましい。また、その構造は、直鎖、分岐、環状のいずれでもよい。
アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基等が挙げられる。
【0017】
アリールオキシ基の炭素数としては、特に限定されるものではないが、本発明においては、6〜20、特に、6〜14が好ましい。
アリールオキシ基の具体例としては、フェノキシ基、α−ナフトキシ基、β−ナフトキシ基等が挙げられる。
【0018】
有機シラン化合物の具体例としては、テトラメチルシリケート(テトラメトキシシラン)、テトラエチルシリケート(テトラエトキシシラン)等のテトラアルキルシリケート;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等のアルキルトリアルコキシシラン;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等のアリールトリアルコキシシラン、およびこれら各有機シラン化合物の縮合物等が挙げられる。
なお、縮合物は、例えば、上記有機シラン化合物の単一物または2種以上の混合物に、水を添加し、(部分)加水分解縮合させて得ることができる。
【0019】
また、本発明の有機シラン化合物としては、市販品を用いることもでき、その具体例としては、KR−510(Si含量20.5質量%、信越化学工業(株)製)、KR−213(Si含量17.7質量%、信越化学工業(株)製)、KR−217(Si含量11.6質量%、信越化学工業(株)製)、KR−500(Si含量29.4質量%、信越化学工業(株)製)、KC−89S(Si含量27.5質量%、信越化学工業(株)製)、X−40−9225(Si含量31.3質量%、信越化学工業(株)製)、X−40−9246(Si含量33.6質量%、信越化学工業(株)製)、X−40−9250(Si含量34.1質量%、信越化学工業(株)製)、KR−401N(Si含量26.1質量%、信越化学工業(株)製)、X−40−9227(Si含量27.5質量%、信越化学工業(株)製)、X−40−9247(Si含量21.5質量%、信越化学工業(株)製)、KR−9218(Si含量18.7質量%、信越化学工業(株)製)、X−40−2308(Si含量23.8質量%、信越化学工業(株)製)、X−40−9238(Si含量21質量%、信越化学工業(株)製)などが挙げられる。
【0020】
(B)付加反応物
また、本発明の塗料組成物では、多官能(メタ)アクリルモノマーと、アミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物とを反応させて得られる付加反応物、並びに(ii)(メタ)アクリル基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物と、アミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物とを反応させて得られる付加反応物から選ばれる少なくとも1種を用いる。
【0021】
上記多官能(メタ)アクリルモノマーとしては、(メタ)アクリル基を2個以上有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、エトキシル化ビスフェノールジアクリレート等のジ(メタ)アクリレート化合物;トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPTA)、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート(ETMPTA)等のトリ(メタ)アクリレート化合物;ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エトキシル化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジ(トリメチロールプロパン)テトラアクリレート(DTMPTA)等のテトラ(メタ)アクリレート化合物;ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPAA)等のペンタ(メタ)アクリレート化合物;ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)等のヘキサ(メタ)アクリレート化合物などが挙げられ、これらは単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0022】
アミノ基含有アルコキシシランの具体例としては、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられ、これらは単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
メルカプト基含有アルコキシシラン化合物の具体例としては、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等が挙げられ、これらは単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0023】
上記アルコキシシラン化合物の縮合物としては、例えば、上記アルコキシシラン化合物に水を添加し、(部分)加水分解させて縮合させて得られた化合物や、上記アルコキシシラン化合物と、その他のアルコキシシラン化合物との混合物に水を添加し、(部分)加水分解させて縮合させて得られた化合物が挙げられる。
その他のアルコキシシラン化合物を用いる場合、アミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物とその他のアルコキシシラン化合物との混合比率は任意であるが、1/1〜1/2(モル比)が好ましい。
なお、これらの部分加水分解縮合物は、市販品を用いてもよく、例えば、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランとテトラエチルシリケートとの部分加水分解縮合物であるX41−1805(信越化学工業(株)製)等を用いることができる。
【0024】
なお、その他のアルコキシシラン化合物としても、特に限定されるものではなく、例えば、テトラメチルシリケート(テトラメトキシシラン)、テトラエチルシリケート(テトラエトキシシラン)、テトラ−n−プロピルシリケート(テトラn−プロポキシシシラン)、テトライソプロピルシリケート(テトラi−プロポキシシシラン)、テトラ−n−ブチルシリケート(テトラn−ブトキシシラン)、テトライソブチルシリケート(テトラi−ブトキシシラン)、テトラ−t−ブチルシリケート(テトラt−ブトキシシラン)等のテトラアルキルシリケート;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、メチルトリ−sec−オクチルオキシシラン、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等のアルキルトリアルコキシシラン;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等のアリールトリアルコキシシラン;メチルトリフェノキシシラン等のアルキルトリアリールオキシシラン;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのグリシドキシトリアルコキシシラン等が挙げられ、これらは単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0025】
上記多官能(メタ)アクリルモノマーとアミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物との付加反応物は、これらをマイケル付加反応等の従来公知のα,β−不飽和カルボニル化合物へのアミノ基またはメルカプト基の1,4−付加反応を用いて製造することができる。
また、多官能(メタ)アクリルモノマーとメルカプト基含有アルコキシシラン化合物との付加反応は、塗料の研究,No.138,pp.2−7,2002年に記載の方法等を採用してもよい。
【0026】
本発明では、上記付加反応時のアミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物の使用量として、多官能(メタ)アクリルモノマーの不飽和二重結合が残存しない割合、具体的には、多官能(メタ)アクリレートモノマーの(メタ)アクリレート基1molに対してアミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物の活性水素を1〜2molの範囲で用いる。
【0027】
(メタ)アクリレート基1molに対し、アミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物の活性水素を1mol未満で用いると、不飽和二重結合が残存し、塗料組成物の常温硬化性が低下するとともに、常温硬化させて得られた塗膜の硬度が低下する。
一方、活性水素を2mol超で用いると、この場合も塗料組成物の常温硬化性が低下するとともに、塗膜の硬度および耐候性が低下する。
塗料組成物の常温硬化性をより高めるとともに、得られる塗膜の硬度や耐候性をより高めることを考慮すると、(メタ)アクリレート基1molに対し、アミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物の活性水素を1mol以上2mol未満で用いることが好ましく、(メタ)アクリレート基/活性水素=1/1〜1/1.8(モル比)が好ましく、1/1〜1/1.5(モル比)がより一層好ましい。
【0028】
一方、(メタ)アクリレート基含有アルコキシシラン化合物としては、公知の化合物から適宜選択して用いればよい。
その具体例としては、例えば、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等の(メタ)アクリロキシジアルコキシシラン;3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリプロポキシシラン等の(メタ)アクリロキシトリアルコキシシランなどが挙げられる。
また、これらの縮合物としては、上記と同様の手法にて(部分)加水分解縮合させたものが挙げられる。
なお、(メタ)アクリレート基含有アルコキシシラン化合物の縮合物としては、市販品を用いることもでき、その具体例としては、KR−513、X−40−2655A(いずれも信越化学工業(株)製)などが挙げられる。
【0029】
この(メタ)アクリレート基含有アルコキシシラン化合物を用いる場合も、多官能(メタ)アクリルモノマーの場合と同様の理由から、アミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物との反応において、(メタ)アクリレート基/活性水素=1/1〜1/2(モル比)で反応を行う必要がある。
この場合も、塗料組成物の常温硬化性をより高めるとともに、得られる塗膜の硬度や耐候性をより高めることを考慮すると、(メタ)アクリレート基1molに対し、アミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物の活性水素を1mol以上2mol未満で用いることが好ましく、(メタ)アクリレート基/活性水素=1/1〜1/1.8(モル比)が好ましく、1/1〜1/1.5(モル比)がより一層好ましい。
【0030】
本発明の組成物において、上記(A)成分と(B)成分との配合割合は、塗布性等の通常の塗料に要求される性質が実用上問題ない範囲であれば任意であるが、本発明においては、(A)成分100質量部に対して、(B)成分30〜240質量%程度が好ましく、50〜200質量%程度がより好ましく、50〜150質量%程度がより一層好ましい。
【0031】
(C)エポキシ基含有化合物
エポキシ基含有化合物としては特に限定されるものではないが、その分子中にエポキシ基を少なくとも2個以上有する化合物が好ましい。
その具体例としては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン等のポリフェノール化合物のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂;上記ポリフェノール化合物の水添化物のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂;カテコール、レゾルシン、ヒドロキノン、フロログルシン等の多価フェノール化合物のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂;エチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ポリオキシアルキレングリコール等の多価アルコール化合物のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂;ノボラック型エポキシ樹脂;ビニルシクロヘキセンジオキシド、ジシクロペンタジエンジオキシド等の脂環族系エポキシ樹脂;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、コハク酸等のポリカルボン酸のポリグリシジルエステル系エポキシ樹脂;4,4′−ジアミノジフェニルメタン、p−アミノフェノール、m−アミノフェノール、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン等のアミン類のポリグリシジルアミン系エポキシ樹脂;メチルエピクロ型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独で用いても、2種類以上混合して用いてもよい。
これらの中でも、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂が好適である。
【0032】
エポキシ基含有化合物の配合量は、上記(A)成分100質量部に対して、1〜100質量部程度が好ましく、5〜80質量部程度がより好ましく、10〜60質量部程度がより一層好ましい。
【0033】
(D)硬化触媒
硬化触媒としては、オルガノシロキサン系塗料において一般的に用いられるものであれば、特に限定されるものではないが、有機金属化合物であることが好ましい。
その具体例としては、Ti、Al、Zr、Sn等の金属アルコキシド化合物、金属キレート化合物、金属エステル化合物等が挙げられる。
金属アルコキシド化合物の具体例としては、アルミニウムトリメトキシド、アルミニウムトリエトキシド、アルミニウムトリ−n−プロポキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリ−n−ブトキシド、アルミニウムトリイソブトキシド、アルミニウムトリ−sec−ブトキシド、アルミニウムトリ−tert−ブトキシド等のアルミニウムアルコキシド;テトラメチルチタネート、テトラエチルチタネート、テトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、テトライソブチルチタネート、テトラ−tert−ブチルチタネート、テトラ−n−ヘキシルチタネート、テトライソオクチルチタネート、テトラ−n−ラウリルチタネート等のチタニウムアルコキシド;テトラエチルジルコネート、テトラ−n−プロピルジルコネート、テトライソプロピルジルコネート、テトラ−n−ブチルジルコネート、テトラ−sec−ブチルジルコネート、テトラ−tert−ブチルジルコネート、テトラ−n−ペンチルジルコネート、テトラ−tert−ペンチルジルコネート、テトラ−tert−ヘキシルジルコネート、テトラ−n−ヘプチルジルコネート、テトラ−n−オクチルジルコネート、テトラ−n−ステアリルジルコネート等のジルコニウムアルコキシド;ジブチルスズジブトキシド等が挙げられる。
【0034】
金属キレート化合物の具体例としては、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(n−プロピルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(イソプロピルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(n−ブチルアセトアセテート)アルミニウム、イソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(アセチルアセトナト)アルミニウム、トリス(プロピオニルアセトナト)アルミニウム、ジイソプロポキシプロピオニルアセトナトアルミニウム、アセチルアセトナト・ビス(プロピオニルアセトナト)アルミニウム、モノエチルアセトアセテート・ビス(アセチルアセトナト)アルミニウム、アセチルアセトナトアルミニウム・ジ−sec−ブチレート、メチルアセトアセテートアルミニウム・ジ−sec−ブチレート、ジ(メチルアセトアセテート)アルミニウム・モノ−tert−ブチレート、ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、モノアセチルアセトナト・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム等のアルミニウムキレート化合物;ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタネート、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナト)チタネート、ジ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナト)チタネート等のチタニウムキレート化合物;テトラキス(アセチルアセトナト)ジルコニウム、テトラキス(n−プロピルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム等のジルコニウムキレート化合物;ジブチル錫ビス(アセチルアセトネート)等が挙げられる。
【0035】
金属エステル化合物の具体例としては、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジ(2−エチルヘキシレート)、ジベンジル錫ジ(2−エチルヘキシレート)、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジイソオクチルマレエート等の錫エステル化合物等が挙げられる。
これら錫エステル化合物としては、市販品を用いることもでき、例えば、ネオスタンU−100、U−130、U−200、U−220H、U−303、U−700、U−810、U−820、U−830(以上、日東化成(株)製)等を好適に用いることができる。
以上で例示した各硬化触媒は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0036】
硬化触媒の配合量は、有効量であれば任意であり、使用する触媒の種類によっても変動するものであるため一概には規定できないが、上記(A)成分100質量部に対して、0.1〜50質量部程度が好ましく、1〜50質量部程度がより好ましく、1〜20質量部程度がより一層好ましい。
【0037】
なお、本発明の塗料組成物には、本発明の効果を損なわない限りにおいて、消泡剤、増粘剤、沈降防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、触媒等の各種添加剤を組成物中に、0.1〜30質量%配合してもよいが、後に実施例を挙げて示すように、本発明の塗料組成物では、紫外線吸収剤や光安定剤を配合しなくとも、得られた塗膜は十分な耐候性を発揮する。
【0038】
本発明の塗料組成物は、上記各成分を任意の順序で適宜配向して調製することができ、その調製の際には溶剤を用いてもよい。
溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶剤;メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール等のアルコール系溶剤;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸n−アミル等のエステル溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン溶剤;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素溶剤;ミネラルスピリット等の石油系炭化水素溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルエステル類溶剤などが挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いても、2種以上混合して用いてもよい。
溶剤の使用量には特に制限はないが、組成物中の総固形分量が10〜70質量%程度となる量が好ましい。
【0039】
以上説明した塗料組成物の使用法としては、例えば、基材表面に直接本発明の組成物を塗布し、これを常温にて乾燥する手法が挙げられる。
この場合、本発明の組成物の塗布法は特に限定されるものではなく、刷毛塗り、ローラ塗りなどの公知の手法から適宜選択すればよい。また、塗布量、塗膜の厚み、乾燥時間などは、基材の材質や被覆品の用途などに応じて適宜なものとすればよい。
本発明の組成物を適用する基材としては、金属基材、プラスチック基材、ガラス基材等任意であるが、本発明の塗料組成物から得られた塗膜は、耐候性に優れていることから、特に、外壁、窓ガラス、ヘッドランプカバー等の外装材用途に、好適に用いることができる。
【実施例】
【0040】
以下、合成例、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、実施例における粘度は、芝浦システム(株)のビスメトロン VG−Aを用いて測定した。また、以下において、「部」は「質量部」を意味し、「%」は「質量%」を意味する。
【0041】
[合成例1]アクリルモノマーとアミノ基含有アルコキシシランの付加反応物Aの合成
撹拌機、温度計および還流冷却器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパンアクリレート(TMPTA)296.0部、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBE−903)332.1部を仕込み、50℃で12時間反応を行い、固形分100%、粘度1500mPa・s(25℃、以下同様)の付加反応物Aを得た。
【0042】
[合成例2]アクリルモノマーとアミノ基含有アルコキシシランの付加反応物Bの合成
撹拌機、温度計および還流冷却器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパンアクリレート(TMPTA)296.0部、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBE−903)498.2部を仕込み、50℃で12時間反応を行い、固形分100%、粘度300mPa・sの付加反応物Bを得た。
【0043】
[合成例3]アクリルモノマーとアミノ基含有アルコキシシランの付加反応物Cの合成
撹拌機、温度計および還流冷却器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパンアクリレート(TMPTA)296.0部、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBE−903)664.2部を仕込み、50℃で12時間反応を行い、固形分100%、粘度90mPa・sの付加反応物Cを得た。
【0044】
[合成例4]アクリルモノマーとアミノ基含有アルコキシシランの付加反応物Dの合成
撹拌機、温度計および還流冷却器を備えた反応容器に、ジトリメチロールプロパンアクリレート(DTMPTA)466.0部、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBE−903)664.2部を仕込み、50℃で12時間反応を行い、固形分100%、粘度1290mPa・sの付加反応物Dを得た。
【0045】
[合成例5]アクリルモノマーとアミノ基含有アルコキシシランの付加反応物Eの合成
撹拌機、温度計および還流冷却器を備えた反応容器に、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)578.0部、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBE−903)830.3部を仕込み、50℃で12時間反応を行い、固形分100%、粘度39000mPa・sの付加反応物Eを得た。
【0046】
[合成例6]アクリルモノマーとアミノ基含有アルコキシシランの付加反応物Fの合成
撹拌機、温度計および還流冷却器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパンアクリレート(TMPTA)296.0部、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBE−903)99.6部を仕込み、50℃で12時間反応を行い、固形分100%、粘度1600mPa・sの付加反応物Fを得た。
【0047】
[合成例7]アクリルモノマーとアミノ基含有アルコキシシランの付加反応物Gの合成
撹拌機、温度計および還流冷却器を備えた反応容器に、トリメチロールプロパンアクリレート(TMPTA)296.0部、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBE−903)830.3部を仕込み、50℃で12時間反応を行い、固形分100%、粘度50mPa・sの付加反応物Gを得た。
【0048】
[合成例8]アクリレート基含有アルコキシシランとアミノ基含有アルコキシシランの付加反応物Hの合成
撹拌機、温度計、還留冷却器を備えた反応容器に、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン234.3部、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBE−903)166.1部を仕込み、50℃で12時間反応を行い、固形分100%、粘度20mPa・sの付加反応物Hを得た。
【0049】
[実施例1]
アルコキシ基含有有機シラン化合物(信越化学工業(株)製、KR−510)100.0部、合成例1で得られた付加反応物A100.0部、エポキシ基含有化合物((株)ADEKA製、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、アデカレジンEP−4080E)40部、硬化触媒(日東化成(株)製、ネオスタンU−303)12部を撹拌・混合し、塗料組成物を調製した。
【0050】
[実施例2〜8,比較例1〜9]
下記表1の組成に変更した以外は、実施例1と同様にして塗料組成物を調製した。
【0051】
【表1】

【0052】
上記各実施例および比較例で調製した塗料組成物について、以下の評価を行った。その結果を表2に併せて示す。
(1)表面乾燥時間
各実施例および比較例で調製した塗料組成物を、フロートガラス上にNo.12のバーコーターで塗布し、JIS K 5600−3−2:1999に基づいて、表面乾燥までの時間を評価した。
(2)鉛筆硬度
各実施例および比較例で調製した塗料組成物を、フロートガラス上にNo.12のバーコーターで塗布した後、23℃にて2週間養生し、塗膜を硬化させた。硬化させた塗膜をJIS K 5600−5−4:1999に基づいて、塑性変形するまでの鉛筆硬度を評価した。
(3)促進耐候性
各実施例および比較例で調製した塗料組成物を、フロートガラス上にNo.12のバーコーターで塗布した後、23℃にて2週間養生し、塗膜を硬化させた。硬化させた塗膜を促進耐候性試験機(岩崎電気(株)製、アイスーパーUVテスター)にて1000hr暴露し、外観を目視にて以下の基準により評価した。
○:異常なし
△:若干の白化、クラックが認められる
×:白化、クラックが認められる
【0053】
【表2】

【0054】
表2に示されるように、実施例1〜8で調製した塗料組成物は表面乾燥時間が短く、また、得られた塗膜は硬度および耐候性に優れていることがわかる。
これに対し、比較例1で調製した塗料組成物は、(C)成分を含まないため、耐候性に劣ることがわかる。
比較例2で調製した塗料組成物は、(B)成分製造時のアクリレート基/活性水素=1/0.3であり、不飽和二重結合が残存しているため、表面乾燥時間が著しく長い上に、塗膜の硬度および耐候性にも劣ることがわかる。
比較例3で調製した塗料組成物は、(B)成分製造時のアクリレート基/活性水素=1/2.5であるため、表面乾燥時間が長い上に、塗膜の硬度および耐候性にも劣ることがわかる。
比較例4〜9で調製した塗料組成物は、(A)成分のSi含量が11質量%未満であるため、得られた塗膜の耐候性に劣ることがわかる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記(A)〜(D)成分を含むことを特徴とする塗料組成物。
(A)ケイ素原子含量が11質量%以上であり、ケイ素原子に直結する水酸基および/またはアルコキシ基を有する有機シラン化合物および/またはその縮合物
(B)多官能(メタ)アクリルモノマーと、アミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物とを、(メタ)アクリレート基1molに対して活性水素を1〜2molの範囲で反応させて得られる付加反応物、並びに(ii)(メタ)アクリル基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物と、アミノ基またはメルカプト基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物とを、(メタ)アクリレート基1molに対して活性水素を1〜2molの範囲で反応させて得られる付加反応物から選ばれる少なくとも1種
(C)エポキシ基含有化合物
(D)硬化触媒
【請求項2】
前記(B)成分が、多官能(メタ)アクリルモノマーと、アミノ基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物とを、(メタ)アクリレート基1molに対して活性水素を1〜2molの範囲で反応させて得られる付加反応物、並びに(ii)(メタ)アクリレート基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物と、アミノ基含有アルコキシシラン化合物および/またはその縮合物とを、(メタ)アクリレート基1molに対して活性水素を1〜2molの範囲で反応させて得られる付加反応物から選ばれる少なくとも1種である請求項1記載の塗料組成物。
【請求項3】
前記(C)成分が、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂である請求項1または2記載の塗料組成物。
【請求項4】
前記(A)成分が、下記式(1)で示される有機シラン化合物および/またはその縮合物である請求項1〜3のいずれか1項記載の塗料組成物。
【化1】

(式中、R1は、水素原子またはアルキル基を表し、R2〜R4は、互いに独立して、アルキル基、アリール基、アルコキシ基またはアリールオキシ基を表す。)

【公開番号】特開2013−95773(P2013−95773A)
【公開日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−237108(P2011−237108)
【出願日】平成23年10月28日(2011.10.28)
【出願人】(000116301)亜細亜工業株式会社 (18)
【Fターム(参考)】