JPH0120195B2 - - Google Patents
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- JPH0120195B2 JPH0120195B2 JP55144845A JP14484580A JPH0120195B2 JP H0120195 B2 JPH0120195 B2 JP H0120195B2 JP 55144845 A JP55144845 A JP 55144845A JP 14484580 A JP14484580 A JP 14484580A JP H0120195 B2 JPH0120195 B2 JP H0120195B2
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- group
- parts
- coating
- acid
- epoxy
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- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
本発明は、プラスチツク製、木材製品、金属製
品等の表面硬度、耐候性、耐薬品性染色性などの
表面状態を改善するコーテイング組成物に関する
ものである。
プラスチツク成形体たとえばポリカーボネー
ト、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、
ポリ塩化ビニルなどは、その透明性、軽量性、易
加工性、耐衝撃性などにすぐれているが、耐摩耗
性、耐溶剤性に乏しく、表面に傷がつきやすくま
た有機溶剤に侵されやすいという欠点がある。
これらの欠点を改良する方法として種々の硬化
性樹脂で被覆する方法が提案されているが、十分
満足できるものが得られていないのが現状であ
る。
たとえばメチルトリアルコキシシランとフエニ
ルトリアルコキシシランなどのトリアルコキシシ
ラン、これにエチルシリケート、ブチルシリケー
トなどのテトラアルコキシシランを組み合せたも
の、あるいは他の樹脂塗料との混合物などが知ら
れているが、耐摩耗性、耐熱水性、性熱性、付着
性及び塗料のポツトライフ等諸物性が全て良好な
ものは得られていない。また特開昭51−42752、
特公昭52−13818、同53−15743にはエポキシ基含
有アルコキシシランにBF3,BF3エーテラート等
のルイス酸またはその錯合体、HCl、HBr,HI,
HNO3,HClO4,H3PO4等のブレンステツド酸、
ナフテン酸コバルト、ナフテン酸亜鉛等の有機酸
の金属塩を硬化触媒として使用することが開示さ
れているが、これらは塗料のポツトライフが短
い、あるいは硬化に長時間を要し、実用的でな
い。特開昭49−117529にはエポキシ基含有アルコ
キシシランと、ホウフツ化亜鉛、ホウフツ化スズ
あるいは三フツ化ホウ素アミンコンプレツクスを
含有する組成物が開示されているが、これらは開
示中に教えられる方法では、充分な硬度が得られ
ずまた熱水テスト後の硬度低下が生じる。
特開昭53−111336にはエポキシ基並びにシラノ
ールおよび/またはシロキサン基の両者または一
方を含有する化合物から選ばれた1種または2種
以上の混合物と1〜100ミリミクロンのシリカ微
粒子およびアルミニウムキレート化合物を含有す
るコーテイング組成物が開示されているが、これ
らの硬化塗膜は硬度が不充分であり煮沸水浸漬等
により硬度低下が生じ、またプラスチツク特にジ
エチレングリコールビスアリルカーボネートの重
合体(商品名CR―39)やビスフエノールタイプ
のポリカーボネートに対する付着性が不良であ
る。
またこれらの表面被覆処理をプラスチツク製眼
鏡レンズなどに施す場合には、形成された塗膜が
容易に染色できることが望まれるが、一般には表
面硬度の高い塗膜は染色性が悪く、通常繊維やプ
ラスチツクなどで行なわれている染色方法では、
全く染まらないかまたは染まつたとしても染色の
際の厳しい条件のために塗膜の硬度低下等、塗膜
性能の低下を生じる。
米国特許第4173490号には、エチルシリケート
とアルキルトリアルコキシシランおよび/または
ジアルキルジアルコキシシランの共加水分解物か
らなる主成分に、染色可能ならしめる為に活性な
極性基を有するシロキサンまたは非イオン界面活
性剤を添加したコーテイング組成物が開示されて
いるが、この硬化塗膜はクラツクが容易に発生
し、また染色度合も薄い。
以上のことから本発明者らは、この様な欠点を
除去し、耐摩耗性、耐熱水性、付着性、耐侯性、
染色性などが良好で、塗料のポツトライフが長い
コーテイング組成物の研究を重ねた結果、本発明
に到つた。
本発明は、下記(A),(B)及び(C)を含有するコーテ
イング組成物である。
すなわち、本発明は
(A) (イ) エポキシ化合物、ただし
一般式
The present invention relates to a coating composition that improves the surface conditions of plastic, wood products, metal products, etc., such as surface hardness, weather resistance, chemical resistance, and dyeing resistance. Plastic moldings such as polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene,
Polyvinyl chloride and other materials have excellent transparency, lightness, ease of processing, and impact resistance, but they have poor abrasion resistance and solvent resistance, and their surfaces are easily scratched and easily attacked by organic solvents. There is a drawback. Although methods of coating with various curable resins have been proposed as a method to improve these drawbacks, at present no fully satisfactory method has been obtained. For example, trialkoxysilanes such as methyltrialkoxysilane and phenyltrialkoxysilane, combinations of these with tetraalkoxysilanes such as ethylsilicate and butylsilicate, or mixtures with other resin paints are known. It has not been possible to obtain a coating that has good physical properties such as abrasion resistance, hot water resistance, heat resistance, adhesion, and paint pot life. Also, JP-A-51-42752,
Japanese Patent Publications No. 52-13818 and No. 53-15743 describe the use of epoxy group-containing alkoxysilanes with Lewis acids such as BF 3 and BF 3 etherate, or their complexes, HCl, HBr, HI,
Brønsted acids such as HNO 3 , HClO 4 , H 3 PO 4 ,
The use of metal salts of organic acids such as cobalt naphthenate and zinc naphthenate as curing catalysts has been disclosed, but these are not practical because the pot life of the paint is short or curing takes a long time. JP-A-49-117529 discloses a composition containing an epoxy group-containing alkoxysilane and a zinc borofluoride, tin borofluoride, or boron trifluoride amine complex, but these compositions are not applicable to the methods taught in the disclosure. In this case, sufficient hardness cannot be obtained and the hardness decreases after the hot water test. JP-A-53-111336 describes one or more compounds selected from compounds containing epoxy groups and/or silanol and/or siloxane groups, silica fine particles of 1 to 100 millimicrons, and aluminum chelate compounds. However, the hardness of these cured coatings is insufficient and the hardness decreases when immersed in boiling water. 39) and bisphenol type polycarbonate. Furthermore, when these surface coating treatments are applied to plastic eyeglass lenses, it is desirable that the coating film formed can be easily dyed, but in general, coating films with high surface hardness have poor dyeability and are usually difficult to dye, such as fibers or other materials. The dyeing method used for plastics, etc.
It may not be dyed at all, or even if it is dyed, the harsh conditions during dyeing will cause a decrease in coating performance, such as a decrease in the hardness of the coating. U.S. Pat. No. 4,173,490 discloses that the main component is a cohydrolyzate of ethyl silicate and alkyltrialkoxysilane and/or dialkyldialkoxysilane, and a siloxane or nonionic interface having an active polar group to make it dyeable. Coating compositions containing activators have been disclosed, but the cured coatings tend to crack easily and are poorly colored. Based on the above, the inventors of the present invention have removed these drawbacks and improved wear resistance, hot water resistance, adhesion, weather resistance,
The present invention was developed as a result of repeated research into coating compositions that have good dyeability and a long paint pot life. The present invention is a coating composition containing the following (A), (B) and (C). That is, the present invention relates to (A) (b) an epoxy compound, provided that the general formula
【式】
(式中R5はエポキシ基を有する有機基、
R6は水素、炭素数1〜6の炭化水素基、ビ
ニル基、R7は炭素数1〜5の炭化水素基、
アルコキシアルキル基または炭素数1〜4の
アシル基、bは1〜3、cは0〜2であつて
b+c≦3である。)で示されるエポキシ基
を有する珪素化合物の加水分解物を除く、お
よび
(ロ) 一般式[Formula] (In the formula, R 5 is an organic group having an epoxy group,
R 6 is hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a vinyl group, R 7 is a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms,
an alkoxyalkyl group or an acyl group having 1 to 4 carbon atoms, b is 1 to 3, c is 0 to 2, and b+c≦3. ) Excluding the hydrolyzate of a silicon compound having an epoxy group represented by (b) General formula
【式】
(式中R3,R4はそれぞれ独立に水素原子、
低級アルキル基、またはカルボキシル基を表
わし、Xはエポキシ基を有する側鎖を表わ
す。)で示される繰り返し構造単位を含有す
るポリマーもしくはコポリマー
から選ばれるすくなくとも1種
(B) 粒径1〜100ミリミクロンのコロイダルシリ
カ
(C) 過塩素酸アンモニウム
を含有するコーテイング組成物である。
本発明で使用される成分(A)のうちエポキシ化合
物としては、下記の様なものが挙げられる。
すなわち、ビスフエノールA、ビスフエノール
F、レゾルシノールやノボラツク樹脂などの多価
フエノールあるいはエチレングリコール、ポリエ
チレングリコール、プロピレングリコール、ポリ
プロピレングリコール、グリセリン、ジグリセロ
ール、ネオペンチルグリコール、トリメチロール
プロパン、ペンタエリストール、ソルビトールな
どの多価アルコールとエピクロルヒドリンから得
られるポリグリシジルエーテル;ワタル酸、ヘキ
サヒドロフタル酸やダイマー酸などの多塩基酸と
エピクロルヒドリンから得られるポリグリシジル
エステル;アニリン、トルイジン,4,4′―ジア
ミノジフエニルメタンやイソシアヌル酸などのア
ミンとエピクロルヒドリンから得られるポリグリ
シジルアミン;さらにはシクロペンタジエンジオ
キサイドやシクロヘキセンオキサイドなどの脂環
式エポキシ樹脂などがある。これらの化合物は1
種または2種以上併用してもよい。
成分(A)のうち一般式(2)で示される繰返し構造単
位を有するポリマーもしくはコポリマーは、下記
に例示する様な分子内に少なくとも1個のエポキ
シ基を有するビニル単量体を重合または共重合さ
せることにより得られる。
エポキシ基を有するビニル単量体の具体例とし
ては、グリシジルメタクリレート及びアクリレー
ト、β―グリシドキシエチルメタクリレート及び
アクリレート、3,4―エポキシブチルメタクリ
レート及びアクリレート、4,5―エポキシペン
チルメタクリレート及びアクリレート、アリルグ
リシジルエーテルなどをあげることができる。
またこれらエポキシ基を有するビニル単量体の
ホモポリマーまたはコポリマーだけでなく、エポ
キシ基を有するビニル単量体とそれに共重合可能
な他の単量体とのコポリマーであつてもよい。す
なわち、その他のビニル系単量体たとえばメチル
メタクリレート及びアクリレート、エチルメタク
リレート及びアクリレート、ブチルメタクリレー
ト及びアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリ
レート及びアクリレート、ジエチレングリコール
モノメタクリレート及びアクリレートなどのメタ
クリル酸及びアクリル酸エステル類、メタクリル
酸及びアクリル酸、スチレン、酢酸ビニルなど一
般的な重合性ビニル単量体を前記他の単量体とし
て用いることができる。しかしこれらコポリマー
中に含まれる前記一般式(2)で示される繰り返し構
造単位の割合があまり小となると塗膜の耐摩耗性
が低下するのでコポリマー中には、前記一般式(2)
で示される構造単位を20重量%以上、より好まし
くは30重量%以上含有することが好ましい。
なお、これらポリマーをその製造上の観点から
考えるとエポキシ基を有するビニル単量体のみを
重合させようとすれば、自己架橋によりゲル化し
やすいので、エポキシ基を有するビニル単量体と
それと共重合可能な他の単量体とを共重合させる
ことが好ましい。
これらのポリマーもしくはコポリマーは、単独
でまた2種以上併用してもよい。
成分(B)の粒径1〜100ミリミクロンのコロイダ
ルシリカとは、分散媒たとえば水またはアルコー
ル系分散媒に無水珪酸の上記粒径の超微粒子を分
散せしめたコロイド溶液であり、周知の方法で製
造され市販されているものである。
成分(A)の1種もしくは2種以上と成分(B)のコロ
イダルシリカを併用し更に後述の過塩素酸アンモ
ニウムを硬化触媒として使用することにより塗料
のポツトライフが長く、また耐摩耗性、耐熱水
性、付着性、耐侯性、染色性などが良好な塗膜が
形成される。
本発明において、成分(A)と成分(B)の混合量の好
ましい範囲は成分(B)100重量部(SiO2として計算
された固形分)に対し、成分(A)の合計25〜300重
量部(但し固形分で計算する。)、より好ましくは
40〜200重量部である。成分(A)の合計が25重量部
未満であると、併用する効果が小さくなり、造膜
性、付着性、耐熱水性、染色性などに問題が生
じ、また300重量部を越えると、耐摩耗性、耐候
性などが低下しやすくなる。
次に本発明の組成物の(C)成分である過塩素酸ア
ンモニウムの硬化触媒について詳述する。
すなわち、エポキシ基および/またはシラノー
ル基の硬化触媒としては次の様な触媒がよく知ら
れている。すなわち過塩素酸、塩酸、硝酸、リン
酸、硫酸、スルホン酸、パラトルエンスルホン
酸、三フツ化ホウ素及びその電子供与体と錯体。
SnCl4,ZnCl2,FeCl3,AlCl3,SbCl5,TiCl4な
どのルイス酸及びその錯体。酢酸ナトリウム、ナ
フテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸
亜鉛、オクチル酸スズ等の有機酸金属塩。ホウフ
ツ化亜鉛、ホウフツ化スズ等のホウフツ化金属塩
類。ホウ酸エチル、ホウ酸メチル等のホウ酸有機
エステル類。水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
等のアルカリ類。テトラブトキシチタン、テトラ
イソプロポキシチタン等のチタネートエステル
類。クロムアセチルアセトネート、チタニルアセ
チルアセトネート、アルミニウムアセチルアセト
ネート、コバルトアセチルアセトネート、ニツケ
ルアセチルアセトネート等の金属アセチルアセト
ネート類。n―ブチルアミン、ジ―n―ブチルア
ミン、トリ―n―ブチルアミン、グアニジン、ビ
グアニド、イミダゾール等のアミン類等がある
が、いずれも種々の欠点を有する。
すなわち過塩素酸は、顕在性触媒のため塗料液
のポツトライフが極めて短い。また、硬化塗膜の
着色も著しい。塩酸、パラトルエンスルホン酸、
3フツ化ホウ素モノエチルアミンコンプレツクス
等のブレンステツド酸またはその電子供与体との
錯体。SnCl4,ZnCl2などのルイス酸。酢酸ナト
リウム、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、
オクチル酸亜鉛、オクチル酸スズ等の有機酸の金
属塩。水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のア
ルカリ類、テトラブトキシチタン、テトライソプ
ロポキシチタン等のチタネートエステル類。クロ
ムアセチルアセトネート。n―ブチルアミン、ジ
―n―ブチルアミン、トリ―n―ブチルアミン、
イミダゾール等のアミン類では充分な硬化をおこ
す為には長時間高温で加熱しなければならず実用
的ではない。ホウフツ化亜鉛、ホウフツ化スズ等
を用いた塗膜は、耐水性が不充分で熱水に浸漬す
ることにより硬度低下をきたし、またアルミニウ
ムアセチルアセトネートは、硬度が不充分であり
また基板との付着性が不良である。
以上の点により、本発明者らは塗料液のポツト
ライフが長く、しかも比較的低温でも短時間で充
分硬化し、更に付着性が良好な硬化触媒として潜
在性触媒の1種である過塩素酸アンモニウムが最
適であることを見いだした。この硬化触媒の添加
量は組成物の固形分〔成分(A)+成分(B)〕に対して
0.05〜10重量部%、より好ましくは0.1〜5重量
部%である。
コーテイング組成物に含ませてよい溶剤として
はアルコール類、ケントン類、エステル類、エー
テル類、セロソルブ類、ハロゲン化物、カルボン
酸類、芳香族化合物等をあげることができ、これ
らのうち1種または2種以上の混合溶剤として用
いることができる。特にメタノール、エタノー
ル、プロパノール、イソプロパノール、ブタノー
ル等の低級アルコール。メチルセロソルブ、エチ
ルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ
類。ギ酸、酢酸、プロピオン酸等の低級アルキル
カルボン酸類。トルエン、キシレン等の芳香族化
合物。および酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステ
ル類等を単独もしくは混合溶剤として用いること
が好ましい。
更に必要に応じて平滑な塗膜をうるためにアル
キレンオキシドとジメチルシロキサンとのブロツ
ク共重合体のフローコントロール剤たとえば日本
ユニカー社製NUCシリコンY―7006(商品名)等
を添加することができる。これらフローコントロ
ール剤の添加量は、少量で充分でありコーテイン
グ組成物全体に対し0.01〜5重量部%、より好ま
しくは0.03〜3重量部%である。
また、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を少量添加
することもできる。本発明組成物のコーテイング
は通常おこなわれている浸漬法、噴霧法、ローラ
コーテイング法またはフローコート法等のコーテ
イング方法によつてコーテイング後、基材の変形
温度(例えば130℃)以下の温度で、20分〜5時
間焼付け、硬化させることにより耐摩耗性、耐熱
水性、付着性及び耐侯性が良好な塗膜が得られ
る。
この塗膜の好ましい厚味は、1〜30ミクロン、
より好ましくは3〜15ミクロンである。1ミクロ
ン以下であると耐摩耗性が充分でなく、また、30
ミクロン以上になるとクラツクが発生しやすくな
る。
本発明組成物は、ポリカーボネート、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリスチレンおよびポリ塩化
ビニル等のプラスチツク基材に対し適用すること
ができる。それらのうち特に付着性が問題となる
場合は、プライマー処理をすれば充分効果的な付
着性を有する塗膜を得ることができる。
以下実施例により本発明を更に詳しく説明する
が、本発明はこれらの実施例によつて限定される
ものではない。なお実施例中の部、%はそれぞれ
重量部、重量部%を示す。
また塗膜の性能評価は次の方法にておこなつ
た。
すなわち、
耐摩耗性;#0000スチールウールで摩擦し、傷の
つきにくさを調べ次の様に判定した。
A;強く摩擦しても傷がつかない。
B;強く摩擦すると少し傷がつく。
C;強く摩擦するとかなり傷がつく。
D;弱い摩擦でも傷がつく。
付着性;いわゆるクロスカツトテープテストで塗
膜表面にナイフで1mm間隔で縦横に各11本の平
行線を入れて100個のマス目をクロスカツトし、
その上にセロフアン粘着テープを付着させた後
テープを剥離して100個のマス目の中で剥離し
ないマス目の個数をもつて表示した。
耐熱水性;煮沸水中に1時間浸漬後の塗膜の状態
を調べた。
性熱性;120℃の熱風乾燥炉中に100時間保存後の
塗膜の状態を調べた。
耐薬品性;下記薬品に室温で50時間浸漬後の塗膜
の状態を調べた。
3%硫酸、1%水酸化ナトリウム、95%エタ
ノール、アセトン、酢酸エチル、四塩化炭素、
トルエン、n―ヘプタン、10%食塩水。
染色;一般的な分散染料であるSumikaron Blue
E―FBL(住友化学工業(株)製)1部および分散
剤Sumipon TF(住友化学工業(株)製)1部を水
300部に添加した染浴中で90℃、20分間の条件
で浸漬処理にて行なつた。
なお染色サンプルの染色度合は、可視光透過
率で測定し、その値が80%以下であれば染色性
は良好と判定できる。また、耐光堅ろう性はカ
ーボンアーク燈光に対する染色堅ろう度試験
(JIS L―0842―1971)100時間にて判定した。
実施例 1〜4
(1) グリシジルメタクリレート(30部)―ヒドロ
キシエチルメタクリレート(70部)コポリマー
溶液(A―1)の調製。
エチルセロソルブ140部にグリシジルメタク
リレート18部、ヒドロキシエチルメタクリレー
ト42部と、アゾビスイソブチロニトリル0.3部
を加え静かに撹拌しながら温度90℃まで上昇さ
せる。その間絶えず窒素を吹き込みつつ約4時
間継続する。得られた溶液は淡黄色の粘度約
80cps程度の液体となり、グリシジルメタクリ
レートとヒドロキシエチルメタクリレートのコ
ポリマーが形成されていた。
(2) エポキシ化合物(A―2〜A―4)
表―1に示すものを使用した。[Formula] (In the formula, R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom,
It represents a lower alkyl group or a carboxyl group, and X represents a side chain having an epoxy group. ) A coating composition containing at least one polymer or copolymer selected from the group consisting of (B) colloidal silica having a particle size of 1 to 100 millimicrons (C) ammonium perchlorate. Among the component (A) used in the present invention, the epoxy compounds include the following. That is, polyhydric phenols such as bisphenol A, bisphenol F, resorcinol and novolak resin, or ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, glycerin, diglycerol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, pentaerythol, and sorbitol. Polyglycidyl ethers obtained from polyhydric alcohols such as and epichlorohydrin; polyglycidyl esters obtained from epichlorohydrin and polybasic acids such as wataric acid, hexahydrophthalic acid and dimer acid; aniline, toluidine, 4,4'-diaminodiphenyl Polyglycidylamines obtained from amines such as methane and isocyanuric acid and epichlorohydrin; and cycloaliphatic epoxy resins such as cyclopentadiene dioxide and cyclohexene oxide. These compounds are 1
You may use one species or a combination of two or more species. Among component (A), the polymer or copolymer having a repeating structural unit represented by the general formula (2) is obtained by polymerizing or copolymerizing a vinyl monomer having at least one epoxy group in the molecule as exemplified below. It can be obtained by Specific examples of vinyl monomers having an epoxy group include glycidyl methacrylate and acrylate, β-glycidoxyethyl methacrylate and acrylate, 3,4-epoxybutyl methacrylate and acrylate, 4,5-epoxypentyl methacrylate and acrylate, allyl Examples include glycidyl ether. In addition to homopolymers or copolymers of these vinyl monomers having epoxy groups, it may also be copolymers of vinyl monomers having epoxy groups and other monomers copolymerizable therewith. That is, other vinyl monomers such as methacrylic acid and acrylic esters such as methyl methacrylate and acrylate, ethyl methacrylate and acrylate, butyl methacrylate and acrylate, hydroxyethyl methacrylate and acrylate, diethylene glycol monomethacrylate and acrylate, methacrylic acid and acrylic General polymerizable vinyl monomers such as acid, styrene, and vinyl acetate can be used as the other monomer. However, if the proportion of repeating structural units represented by the general formula (2) contained in these copolymers becomes too small, the abrasion resistance of the coating film will decrease.
It is preferable to contain the structural unit represented by 20% by weight or more, more preferably 30% by weight or more. From the viewpoint of manufacturing these polymers, if we try to polymerize only vinyl monomers with epoxy groups, they tend to gel due to self-crosslinking. It is preferred to copolymerize with other possible monomers. These polymers or copolymers may be used alone or in combination of two or more. The component (B) colloidal silica having a particle size of 1 to 100 millimeters is a colloidal solution in which ultrafine particles of silicic anhydride having the above particle size are dispersed in a dispersion medium such as water or an alcohol-based dispersion medium. It is manufactured and commercially available. By combining one or more of component (A) with colloidal silica of component (B) and further using ammonium perchlorate (described below) as a curing catalyst, the pot life of the paint is long, and the paint has good abrasion resistance and hot water resistance. , a coating film with good adhesion, weather resistance, dyeability, etc. is formed. In the present invention, the preferred range of the mixing amount of component (A) and component (B) is a total of 25 to 300 parts by weight of component (A) per 100 parts by weight of component (B) (solid content calculated as SiO 2 ). parts (calculated based on solid content), more preferably
40 to 200 parts by weight. If the total amount of component (A) is less than 25 parts by weight, the effect of the combined use will be reduced, causing problems with film forming properties, adhesion, hot water resistance, dyeing properties, etc., and if it exceeds 300 parts by weight, wear resistance will be reduced. properties, weather resistance, etc. tend to deteriorate. Next, the curing catalyst of ammonium perchlorate, which is component (C) of the composition of the present invention, will be described in detail. That is, the following catalysts are well known as curing catalysts for epoxy groups and/or silanol groups. Namely, perchloric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, sulfonic acid, para-toluenesulfonic acid, boron trifluoride and its complexes with electron donors.
Lewis acids such as SnCl 4 , ZnCl 2 , FeCl 3 , AlCl 3 , SbCl 5 , TiCl 4 and their complexes. Organic acid metal salts such as sodium acetate, zinc naphthenate, cobalt naphthenate, zinc octylate, and tin octylate. Boufurated metal salts such as zinc borofluoride and tin borofluoride. Boric acid organic esters such as ethyl borate and methyl borate. Alkali such as sodium hydroxide and potassium hydroxide. Titanate esters such as tetrabutoxytitanium and tetraisopropoxytitanium. Metal acetylacetonates such as chromium acetylacetonate, titanyl acetylacetonate, aluminum acetylacetonate, cobalt acetylacetonate, and nickel acetylacetonate. There are amines such as n-butylamine, di-n-butylamine, tri-n-butylamine, guanidine, biguanide, and imidazole, but all of them have various drawbacks. That is, since perchloric acid is an overt catalyst, the pot life of the coating liquid is extremely short. Further, the coloring of the cured coating film is also significant. Hydrochloric acid, para-toluenesulfonic acid,
Brønsted acid or its complex with an electron donor, such as boron trifluoride monoethylamine complex. Lewis acids such as SnCl 4 and ZnCl 2 . Sodium acetate, zinc naphthenate, cobalt naphthenate,
Metal salts of organic acids such as zinc octylate and tin octylate. Alkali such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; titanate esters such as tetrabutoxytitanium and tetraisopropoxytitanium. Chromium acetylacetonate. n-butylamine, di-n-butylamine, tri-n-butylamine,
Amines such as imidazole require heating at high temperatures for a long period of time in order to cause sufficient curing, which is not practical. Coatings using zinc borofluoride, tin borofluoride, etc. have insufficient water resistance and decrease in hardness when immersed in hot water, and aluminum acetylacetonate has insufficient hardness and does not bond well with the substrate. Adhesion is poor. Based on the above points, the present inventors discovered that ammonium perchlorate, which is a type of latent catalyst, has a long pot life for coating liquids, is sufficiently cured in a short time even at relatively low temperatures, and has good adhesion. was found to be optimal. The amount of this curing catalyst added is based on the solid content [component (A) + component (B)] of the composition.
The amount is 0.05 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight. Examples of solvents that may be included in the coating composition include alcohols, kentones, esters, ethers, cellosolves, halides, carboxylic acids, aromatic compounds, and one or two of these. It can be used as a mixed solvent of the above. Especially lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol. Cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve. Lower alkyl carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, and propionic acid. Aromatic compounds such as toluene and xylene. It is preferable to use esters such as ethyl acetate and butyl acetate alone or as a mixed solvent. Furthermore, if necessary, a flow control agent made of a block copolymer of alkylene oxide and dimethylsiloxane, such as NUC Silicone Y-7006 (trade name) manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd., can be added to obtain a smooth coating film. The amount of these flow control agents added is sufficient in a small amount, and is 0.01 to 5 parts by weight, more preferably 0.03 to 3 parts by weight, based on the entire coating composition. Further, small amounts of antioxidants, ultraviolet absorbers, etc. can also be added. After coating with the composition of the present invention by a commonly used coating method such as dipping, spraying, roller coating, or flow coating, By baking and curing for 20 minutes to 5 hours, a coating film with good abrasion resistance, hot water resistance, adhesion and weather resistance can be obtained. The preferred thickness of this coating is 1 to 30 microns.
More preferably, it is 3 to 15 microns. If it is less than 1 micron, the wear resistance will not be sufficient;
When the thickness exceeds microns, cracks are more likely to occur. The compositions of the invention can be applied to plastic substrates such as polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene and polyvinyl chloride. If adhesion is a particular problem, a primer treatment can provide a coating film with sufficiently effective adhesion. The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited by these Examples. Note that parts and % in the examples indicate parts by weight and % by weight, respectively. The performance of the coating film was evaluated using the following method. That is, abrasion resistance: The resistance to scratching was examined by rubbing with #0000 steel wool and judged as follows. A: No damage occurs even if strongly rubbed. B: Slight scratches occur when rubbed strongly. C: If rubbed strongly, it will be seriously damaged. D: Even weak friction causes scratches. Adhesion: In the so-called cross-cut tape test, 11 parallel lines were placed vertically and horizontally at 1 mm intervals on the surface of the coating film, and 100 squares were cross-cut.
After adhering a cellophane adhesive tape thereon, the tape was peeled off, and the number of squares that did not peel off among 100 squares was indicated. Hot water resistance: The state of the coating film was examined after being immersed in boiling water for 1 hour. Thermal properties: The state of the coating film was examined after being stored in a hot air drying oven at 120°C for 100 hours. Chemical resistance: The state of the coating film was examined after being immersed in the following chemicals at room temperature for 50 hours. 3% sulfuric acid, 1% sodium hydroxide, 95% ethanol, acetone, ethyl acetate, carbon tetrachloride,
Toluene, n-heptane, 10% saline. Dyeing: Sumikaron Blue, a common disperse dye
Add 1 part of E-FBL (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and 1 part of the dispersant Sumipon TF (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) to water.
The immersion treatment was carried out in a dye bath containing 300 parts at 90°C for 20 minutes. The degree of staining of the dyed sample is measured by visible light transmittance, and if the value is 80% or less, it can be determined that the stainability is good. The light fastness was determined by a dye fastness test against carbon arc lighting (JIS L-0842-1971) for 100 hours. Examples 1 to 4 (1) Preparation of glycidyl methacrylate (30 parts)-hydroxyethyl methacrylate (70 parts) copolymer solution (A-1). Add 18 parts of glycidyl methacrylate, 42 parts of hydroxyethyl methacrylate, and 0.3 parts of azobisisobutyronitrile to 140 parts of ethyl cellosolve and raise the temperature to 90°C while stirring gently. The process continues for about 4 hours while constantly blowing nitrogen. The resulting solution is pale yellow in color and has a viscosity of approx.
It became a liquid of about 80 cps, and a copolymer of glycidyl methacrylate and hydroxyethyl methacrylate was formed. (2) Epoxy compounds (A-2 to A-4) Those shown in Table-1 were used.
【表】
(3) コロイダルシリカ
イソプロピルアルコールコロイダルシリカ
(触媒化成工業(株)製、固形分30%)(B―1)を
用いた。
(4) 硬化触媒
過塩素酸アンモニウムの10%水溶液(C―
1)を使用した。
(5) 塗料の調製
成分(A),(B)及び硬化触媒を表―2の割合で混
合し、さらにフローコントロール剤少量を加え
て、固形分が20〜40%となる様エチルセロソル
ブで希釈し塗料とした。
(6) 塗装
あらかじめ洗浄したジエチレングリコールビ
スアリルカーボネート重合体(商品名CR―39)
平板に上記塗料を浸漬法にて塗布し130℃で1
時間加熱硬化させた。また染色は前記の方法で
実施した。染色前後の塗膜性能を表―2にまと
め示した。[Table] (3) Colloidal Silica Isopropyl alcohol colloidal silica (manufactured by Catalysts & Chemicals Co., Ltd., solid content 30%) (B-1) was used. (4) Curing catalyst 10% aqueous solution of ammonium perchlorate (C-
1) was used. (5) Preparation of paint Mix components (A), (B) and curing catalyst in the proportions shown in Table 2, add a small amount of flow control agent, and dilute with ethyl cellosolve so that the solid content is 20-40%. It was made into a paint. (6) Painting Pre-cleaned diethylene glycol bisallyl carbonate polymer (product name CR-39)
Apply the above paint to a flat plate using the dipping method and heat it at 130°C.
Cured by heating for hours. Further, staining was carried out using the method described above. Table 2 summarizes the coating film performance before and after dyeing.
【表】
実施例 5
エチルセロソルブ140部にグリシジルメタクリ
レート42部、ヒドロキシエチルメタクリレート18
部とアゾビスイソブチロニトリル0.3部を加え静
かに攪拌しながら温度90℃まで上昇させる。その
間絶えず窒素を吹き込みつつ約4時間継続する。
得られた溶液は淡黄色の粘度約70cps程度(分子
量約20000)の液体となりグリシジルメタクリレ
ートとヒドロキシエチルメタクリレートのコポリ
マーが形成されていた。
エチルセロソルブ200部に、上記コポリマー160
部、コロイダルシリカ(イソプロピルアルコール
コロイダルシリカ、触媒化成工業(株)製、固形分30
%)200部、過塩素酸アンモニウムの10%水溶液
12部及びフローコントロール剤を少々添加し塗料
とした。あらかじめ洗浄したCR―39平板に前記
塗料を塗布し、熱風乾燥炉で130℃、1時間加熱
乾燥し硬化させた。この様にして得られた塗膜
は、無色透明で、耐摩耗性はA、耐熱水及び耐熱
テスト後の外観に異常は認められず、耐摩耗性、
付着性は各々A、100/100と良好であつた。また
耐薬品テスト後も外観に異常は認められず良好で
あつた。
更に、上記塗料を室温で約1ケ月放置後、同様
に塗布、硬化させた塗膜の性能は前記と同様で良
好であつた。
実施例 6
エチルセロソルブ140部にグリシジルメタクリ
レート30部、メチルメタクリレート12部、ヒドロ
キシエチルメタクリレート18部とアソビスイソブ
チロニトリル0.3部を加え、実施例5のコポリマ
ーの調製と同様に実施した。得られた溶液は淡黄
色の粘度約120cps程度の液体となりグリシジルメ
タクリレートとメチルメタクリレートとヒドロキ
シエチルメタクリレートのコポリマーが形成され
ていた。
エチルセロソルブ100部に、上記コポリマー160
部。コロイダルシリカ(イソプロピルアルコール
コロイダルシリカ触媒化成工業(株)製、固形分30
%)200部、過塩素酸アンモニウムの10%の水溶
液10部及びフローコントロール剤少々を添加し塗
料とした。あらかじめ洗浄したCR―39平板に前
記塗料を塗布し、熱風乾燥炉で130℃、1時間加
熱乾燥し、硬化させた。この様にして得られた塗
膜は、無色透明で、耐摩耗性はA、耐熱水及び耐
熱テスト後の外観に異常は認められず、付着性も
100/100と良好であつた。また耐薬品テスト後の
外観も良好であつた。
比較例 1
実施例5に記載のグリシジルメタクリレートと
ビドロキシエチルメタクリレートのコポリマー溶
液120部にコロイダルシリカ(イソプロピルアル
コールコロイダルシリカ、触媒化成工業(株)製、固
形分30%)280部、アルミニウムアセチルアセト
ネートの10%ベンゼン溶液24部及びフローコント
ロール剤少々を添加し塗料とした。
あらかじめ洗浄したCR―39平板に前記塗料を
塗布し、熱風乾燥炉で130℃、1時間加熱乾燥し
硬化させた。この様にして得られた塗膜は、基板
との付着性が不良で、浮き上り、剥離傾向を有し
ていた。
比較例 2
過塩素酸アンモニウムの10%水溶液12部の代わ
りに過塩素酸1.2部を用いた以外は実施例5と同
様に調製した塗料を、室温で3日間放置後、あら
かじめ洗浄したCR―39平板に塗布し、熱風乾燥
炉で130℃、1時間加熱乾燥し硬化させた。
得られた塗膜は、着色しており、耐摩耗性はD
であつた。
実施例 7
あらかじめアクリルポリマー例のプライマー処
理を施したビスフエノールタイプのポリカーボネ
ート板に実施例5に記載の塗料を塗布し、熱風乾
燥炉で130℃、1時間加熱乾燥し硬化させた。こ
の様にして得られた塗膜は、無色透明で、耐摩耗
性はA、耐熱水及び耐熱テスト後の外観に異常は
認められず耐摩耗性、付着性は各々A、100/100
と良好であつた。[Table] Example 5 140 parts of ethyl cellosolve, 42 parts of glycidyl methacrylate, 18 parts of hydroxyethyl methacrylate
1 part and 0.3 part of azobisisobutyronitrile and raise the temperature to 90°C while stirring gently. The process continues for about 4 hours while constantly blowing nitrogen.
The resulting solution was a pale yellow liquid with a viscosity of approximately 70 cps (molecular weight approximately 20,000), and a copolymer of glycidyl methacrylate and hydroxyethyl methacrylate was formed. 200 parts of ethyl cellosolve, 160 parts of the above copolymer
Part, colloidal silica (isopropyl alcohol colloidal silica, manufactured by Catalysts Kasei Kogyo Co., Ltd., solid content 30
%) 200 parts, 10% aqueous solution of ammonium perchlorate
12 parts and a small amount of flow control agent were added to prepare a paint. The above paint was applied to a CR-39 flat plate that had been cleaned in advance, and cured by heating and drying in a hot air drying oven at 130°C for 1 hour. The coating film thus obtained was colorless and transparent, and its abrasion resistance was A. No abnormality was observed in the appearance after hot water and heat resistance tests.
Adhesion was good at A and 100/100. Further, after the chemical resistance test, no abnormality was observed in the appearance and the product was in good condition. Furthermore, after leaving the above coating material at room temperature for about one month, the coating film was applied and cured in the same manner, and the performance of the coating film was as good as above. Example 6 The preparation of the copolymer in Example 5 was repeated by adding 30 parts of glycidyl methacrylate, 12 parts of methyl methacrylate, 18 parts of hydroxyethyl methacrylate and 0.3 parts of asobisisobutyronitrile to 140 parts of ethyl cellosolve. The resulting solution turned into a pale yellow liquid with a viscosity of about 120 cps, and a copolymer of glycidyl methacrylate, methyl methacrylate, and hydroxyethyl methacrylate was formed. 100 parts of ethyl cellosolve, 160 parts of the above copolymer
Department. Colloidal silica (manufactured by Isopropyl Alcohol Colloidal Silica Catalysts & Chemicals Co., Ltd., solid content 30
%), 10 parts of a 10% aqueous solution of ammonium perchlorate, and a small amount of a flow control agent were added to prepare a paint. The above paint was applied to a CR-39 flat plate that had been cleaned in advance, and was heated and dried in a hot air drying oven at 130°C for 1 hour to cure it. The coating film obtained in this way is colorless and transparent, has an abrasion resistance of A, shows no abnormalities in appearance after hot water and heat resistance tests, and has good adhesion.
It was good at 100/100. The appearance after the chemical resistance test was also good. Comparative Example 1 To 120 parts of the copolymer solution of glycidyl methacrylate and bidroxyethyl methacrylate described in Example 5, 280 parts of colloidal silica (isopropyl alcohol colloidal silica, manufactured by Catalysts Kasei Kogyo Co., Ltd., solid content 30%) and aluminum acetylacetonate were added. 24 parts of a 10% benzene solution and a small amount of a flow control agent were added to prepare a paint. The above paint was applied to a CR-39 flat plate that had been cleaned in advance, and cured by heating and drying in a hot air drying oven at 130°C for 1 hour. The coating film thus obtained had poor adhesion to the substrate and had a tendency to lift and peel. Comparative Example 2 A paint prepared in the same manner as in Example 5 except that 1.2 parts of perchloric acid was used instead of 12 parts of a 10% aqueous solution of ammonium perchlorate was left at room temperature for 3 days, and then pre-washed CR-39 was used. It was applied onto a flat plate and cured by heating and drying in a hot air drying oven at 130°C for 1 hour. The resulting coating film is colored and has a wear resistance of D.
It was hot. Example 7 The paint described in Example 5 was coated on a bisphenol type polycarbonate plate that had been previously treated with the primer of the acrylic polymer example, and cured by heating and drying in a hot air drying oven at 130°C for 1 hour. The coating film thus obtained was colorless and transparent, and its abrasion resistance was A. No abnormality was observed in the appearance after hot water and heat resistance tests, and its abrasion resistance and adhesion were A, 100/100.
It was good.
Claims (1)
R6は水素、炭素数1〜6の炭化水素基、ビ
ニル基、R7は炭素数1〜5の炭化水素基、
アルコキシアルキル基または炭素数1〜4の
アシル基、bは1〜3、cは0〜2であつて
b+c≦3である。)で示されるエポキシ基
を有する珪素化合物の加水分解物を除く、お
よび (ロ) 一般式【式】 (式中R3,R4はそれぞれ独立に水素原子、
低級アルキル基、またはカルボキシル基を表
わし、Xはエポキシ基を有する側鎖を表わ
す。)で示される繰り返し構造単位を含有す
るポリマーもしくはコポリマー から選ばれるすくなくとも1種 (B) 粒径1〜100ミリミクロンのコロイダルシリ
カ (C) 過塩素酸アンモニウム を含有するコーテイング組成物。[Claims] 1 The following (A), (B) and (C) (A) (a) Epoxy compound, provided that the general formula [Formula] (wherein R 5 is an organic group having an epoxy group,
R 6 is hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a vinyl group, R 7 is a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms,
an alkoxyalkyl group or an acyl group having 1 to 4 carbon atoms, b is 1 to 3, c is 0 to 2, and b+c≦3. ) Excluding the hydrolyzate of a silicon compound having an epoxy group represented by
It represents a lower alkyl group or a carboxyl group, and X represents a side chain having an epoxy group. ) A coating composition containing at least one polymer or copolymer selected from the group consisting of (B) colloidal silica having a particle size of 1 to 100 millimicrons (C) ammonium perchlorate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55144845A JPS5767665A (en) | 1980-10-16 | 1980-10-16 | Coating composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55144845A JPS5767665A (en) | 1980-10-16 | 1980-10-16 | Coating composition |
Related Child Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63241258A Division JPH02153982A (en) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | Coating composition |
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| JPS5767665A JPS5767665A (en) | 1982-04-24 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH0813348B2 (en) * | 1988-11-08 | 1996-02-14 | シチズン時計株式会社 | Metal surface layer of accessories such as watch cases and method of forming the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5699263A (en) * | 1980-01-10 | 1981-08-10 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Coating composition |
-
1980
- 1980-10-16 JP JP55144845A patent/JPS5767665A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS5767665A (en) | 1982-04-24 |
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