JPH0356577A - ケイ素アルコキシド系コーティング剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、無機系塗料、特に、ケイ素アルコキシドを
主戒分とし、耐候性および硬度に優れた塗膜を形或する
ケイ素アルコキシド系コーティング剤に関する． 〔従来の技術〕 ケイ素アルコキシド系コーティング剤は、耐候性があり
、かつ、高硬度な塗膜が得られることから、たとえば、
特開昭５１−２７３６号公報および特開昭５６−１２５
４６６号公報等で示されるように種々研究されてきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、これら従来のケイ素アルコキシド系コー
ティング剤は、塗膜を形戒するためには、加熱（通常、
１００℃以上の温度が必要）する必要があった．このた
め、ケイ素アルコキシド系コーティング剤は、使用範囲
が限定されているのが現状である。

そこで、この発明は、耐候性および硬度に優れた塗膜を
形或するというケイ素アルコキシド系コーティング剤の
特徴を損なわず、焼付けを行わすとも塗膜を形成するこ
とができるケイ素アルコキシド系コーティング剤を提供
することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明にかかるケイ素ア
ルコキシド系コーティング剤は、少なくともケイ素アル
コキシドを含む主戒分液と、少なくとも硬化剤を含む硬
化液との組み合わせからなり、触媒として、アルミナゾ
ルおよび酸性触媒が配合されるようになっている。

主戒分液の必須戒分（または主原料）であるケイ素アル
コキシドは、たとえば、次の一般式ので表されるもので
ある。

Ｒ’ｎＳ　ｉ　　（ＯＲ”）ａ−　　　　　　・・・■
■式中、ｎは０〜３の敗、Ｒ’は炭素数１〜４のアルキ
ル基、フエニル基（これらは、アξノ基、アクリル基な
どを含んでいてもよい）などの１価の基、Ｒ２は炭素数
１〜４のアルキル基である。Ｒｌ，Ｒｌがそれぞれ複数
個の場合には、すべてのＲ’またはＲ１が同じ基であっ
てもよく、１以上が異なっていてもよい。

さらに、より安定な塗膜を得るためには、主或分液は、 （ａ）　　上記一般式のにおいてｎ＝ｏの場合で表され
るケイ素化合物および／またはコロイド状シリカを２０
〜２００重量部（以下、「重量部」を単に「部」という
冫、 （ｂｌ　　上記一般式のにおいてｎ＝１の場合で表され
るケイ素化合物１００部、 （ｅ）　　上記一般式■においてｎ＝２の場合で表され
るケイ素化合物０〜８０部 の各戒分からなるものが好ましい。

主成分液は、ケイ素アルコキシドに化学量論的に不足す
る量（たとえば、非常に不足する量）で硬化剤および触
媒を添加してケイ素アルコキシド系プレポリマー（ケイ
素アルコキシドの加水分解、縮合物で、末端アルコキシ
ド）を生威させて調製される．ここで使用される硬化剤
および触媒としては、たとえば、後述のものが挙げられ
る。前記プレポリマーの分子量としては、特に限定はな
いが、好ましくは、Ｍｗ（重量平均分子量・・・ボリス
チレン換算）が２００〜６００がよい．主成分液には、
その他、目的に応じてコロイド状シリヵ、無機物のフィ
ラー、顔料（無機顔料および／または有機顔ｆ４）　、
希釈溶剤、増粘剤、界面活性剤等種々の添加剤が１種以
上加えられてもよい．ただし、主或分液中には、残存水
分がないよう注意する。

上記のように調製された主成分液は、たとえば固形分濃
度が１０〜５０ｗｔ％となるようにされる。

硬化液は、硬化剤を必須戒分とし、その他必要に応じて
、触媒、希釈溶剤、コロイド状シリヵ等種々の戒分が１
種以上配合されてもよい。

前記硬化剤としては、特に限定はないが、たとえば、水
が用いられる。硬化剤の配合割合は、特に限定されない
が、たとえば、主或分液が硬化反応などの反応、すなわ
ち、ケイ素アルコキシドやアルコキシド末端ブレボリマ
ーが加水分解、縮合してシロキサンブレボリマーを形威
し、塗膜を形成するのに必要な量で設定される。

この発明で使用される触媒は、アルミナゾルおよび酸性
触媒である．アルミナゾルとしては、熔媒分散系コロイ
ド状アル主ナであれば、特に限定されないが、たとえば
、日産化学工業株式会社製のｒ＃１００Ｊ、ｒ＃２００
Ｊ、ｒ＃５２０Ｌ１などや、触媒化威工業株式会社製の
ｒＡＳ−ＩＪ、ｒＡＳ−２Ｊ、ｒＡＳ−３Ｊなどが利用
できる。

アルミナゾルの溶媒としては、たとえば、水が挙げられ
る．また、酸性触媒も特に限定されないが、たとえば、
塩酸、燐酸、硫酸等の無ｍ酸や、蟻酸、酢酸、クロロ酢
酸等の有機酸の希薄溶液などが挙げられ、単独であるい
は複数種併せて使用することができる。酸性触媒として
は、無機酸化物などの固体酸を使用することも可能であ
る。

アル室ナゾルの添加量は、特に限定はないが、コーティ
ング剤全体に対して固形分で０．　１〜０．　６重量％
の割合とするのが好ましい。０．１重量％を下回ると、
常温硬化性が発揮できないことがあり、０．６重量％を
越えると、塗膜性能の低下を招くことがある． また、アルミナゾルは、１種を単独で用いてもよいが、
２種以上併用することとし、同２種以上のアルミナゾル
が異なるｐＨ値を持つ酸性ゾルであるようにするのが好
ましい。ここで、異なるｐＨ値を持つ酸性アルミナゾル
は、たとえば、ｐＨ４．０未満のものとｐ　Ｈ　４．　
５以上のものとを併用するのがよい．ｐＨ値が４．０未
満であるゾルのみでは、二液混合後の塗料の使用可能時
間（可使時間）が短くなることがあり、ｐＨ値が４．５
以上のゾルだけでは、常温硬化性を発揮しにくいことが
ある。また、ｐ　Ｈ　４．　０以上４．５未満のゾルだ
けでも、常温硬化性を発揮しにくいことがある。ｐＨ値
が４．０未満のゾルとｐＨ値が４．５以上のゾルの添加
比率（重量比）は、好ましくは、 ｐＨ値が４．５以上のゾル　５０　１０とするのが好ま
しい。

また、硬化液としては、希釈溶剤を含んだものを用いる
方が望ましい。これは、水、触媒のみで添加した場合、
顔料等の再凝集が起こるおそれがあるからである。

前記希釈溶剤としては、メタノール、エタノール、イソ
ブロパノール（ＩＰＡ）等のアルコール、エチレングリ
コール、エチレングリコールモノメチルエーテル等が例
示され、これらは、単独であるいは複数で使用される． この発明のケイ素アルコキシド系コーティング剤は、主
成分液と硬化液とは、使用前は二液であり、使用時に、
主或分液、硬化液、その他必要に応じて配合される威分
を混合し、必要に応じて熟威し、塗装に供される．塗装
方法は、特に限定されないが、たとえば、スプレー塗装
、ロール塗装、フローコーター塗装、浸漬塗装などが挙
げられる．塗装後、たとえば、常温で適宜の時間放置し
ておくことにより、耐候性および硬度に優れた塗膜を形
成する。このため、焼付けを行う必要がない．したがっ
て、この発明のケイ素アルコキシド系コーティング剤は
、従来の焼付けを必要とするコーティング剤に比べると
、使用範囲が広くなる〔作　　　用〕 ケイ素アルコキシドと硬化剤とを別々にしておくことに
より、塗膜形戒能が維持される。そして、使用時には、
少なくともケイ素アルコキシドを含む主成分液と、少な
くとも硬化剤を含む硬化液と混合し、触媒として、アル
ミナゾルおよび酸性触媒が配合されることにより、常温
硬化するようになっている。触媒としてアル尖ナゾルだ
けだと常温硬化性を発揮させるためには、添加量が多く
なりすぎ、塗膜性能の悪化を招く。また、触媒として酸
性触媒だけだと、コーティング剤ＯｐＨ値が非常に低く
なり、使用上の制限を受ける。

〔実　施　例〕

以下に、この発明の具体的な実施例および比較例を示す
が、この発明は下記実施例に限定されない。

一実施例１〜５および比較例１〜３ コーテ　ングの゛ メチルトリメトキシシラン１００部、テトラエトキシシ
ラン５部、ＩＰＡシリカゾル（触媒化戒工業株式会社製
ｒＯｓｃＡＬ１４３２Ｊ、ＳｉＯ，含有量３０％）６０
部、ジメチルジメトキシシラン２０部、および、ＩＰＡ
２０部を混合した。

この混合溶液に、触媒として１規定の塩酸０．８５部、
および、硬化剤として水５部を加え、２５℃下で５０Ｏ
ｒｐｍ＋で３０分間攪拌して、Ａ液を調製した。

Ａ液を密栓した容器に入れて２５℃下で２４時間保存し
た後、Ａ液１００部に対し、酸化チタン（ダイオキサイ
ド）２０部と「ターレンＫＹ−２０００Ｊ　　（共栄社
油脂化学工業株式会社製）を固形分で０．３部と「エト
セルＳＴＤ−１００４　　（ダウヶ主カル社製）を固形
分で０．　３部加え、さらに、「フローレンＧ−６００
Ｊ　　（共栄社油脂化学工業株式会社製〉を０．５部添
加し、容器内にガラスビーズを添加し、ディスパーを用
いて２０００ｒｐｍでｌ５分間攪拌した。その後、密栓
した容器に入れて２５℃で７２時間保存して、Ｂ液を調
製した。

使用時に、Ｂ液１００部に対し、水２６部、ＩＰＡ２６
部、ＩＰＡシリカゾル１０部、および、触媒として１規
定塩酸０．２部と、日産化学工業株式会社製のアルミナ
ゾルを第１表に示す割合で加え、２５℃下、５００ｒｐ
ａ＋で１θ分間攪拌した後１時間放置して、常温硬化性
をみた。

上記実施例および比較例の各コーティング剤のＡ液中の
ブレボリマーの重量平均分子量（ポリスチレン換算）を
ＧＰＣ　（ゲル浸透クロマトグラフィー：東洋ソーダ■
製）により調べたところ、いずれも、２００〜４００で
あった． 原材料をすべて混合した後のケイ素アルコキシド系コー
ティング剤のｐＨ、二液混合後の可使時間、常温硬化性
（指触乾燥時間、耐温水性および硬度）を調べて、結果
を第１表に示した．二液混合後の可使時間は、２０℃雰
囲気でのコーティング剤の使用可能時間で示した．指触
乾燥時間は、ＪＩＳの方法にのっとり、軽く指で触れた
ときにタック（粘着性）がなくなった時間を調べた． 耐温水性は、実施例および比較例の各コーティング剤を
常温下でアルミナ基板に対して膜厚がＩＱ，ｎになるよ
うスプレー塗装して、そのまま１週間放置して塗膜形威
した。その後、温水（温度６０℃）に１０’ＥＩ間浸漬
した後の塗膜状態を肉眼で観察して調べた． 硬度は、耐温水性を調べるときと同様にして塗膜形成し
たものについて、ＪＩＳの鉛筆硬度試験を行って調べた
。

第１表にみるように、実施例ｌ〜５の各コーティング剤
は、常温で硬化しており、耐温水性および硬度も良好で
あった。比較例のものは、常温硬化しなかった。

〔発明の効果〕

この発明にかかるケイ素アルコキシド系コーティング剤
は、以上に述べたように、少なくともケイ素アルコキシ
ドを含む主或分液と、少なくとも硬化剤を含む硬化液と
の組み合わせからなり、触媒として、アルミナゾルおよ
び酸性触媒が配合されるようになっているので、常温硬
化するようになっている。このため、このコーティング
剤は、焼付けを行わずとも、耐候性および硬度に優れた
塗膜が形威できるものである．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　少なくともケイ素アルコキシドを含む主成分液と、
   少なくとも硬化剤を含む硬化液との組み合わせからなり
   、触媒として、アルミナゾルおよび酸性触媒が配合され
   るようになっているケイ素アルコキシド系コーティング
   剤。 ２　アルミナゾルが、固形分として、コーティング剤全
   体に対して０．１〜０．６重量％の割合とされている請
   求項１記載のケイ素アルコキシド系コーティング剤。 ３　アルミナゾルが２種以上配合されていて、同２種以
   上のアルミナゾルが異なるｐＨ値を持つ酸性ゾルである
   請求項１または２記載のケイ素アルコキシド系コーティ
   ング剤。